الوضع الحالي وآفاق السوق المستقبلية لصناعة الطاقة الكهرومائية في الصين

تتمتع الطاقة الكهرومائية بتاريخ طويل من التطوير وسلسلة صناعية متكاملة
الطاقة الكهرومائية تقنية طاقة متجددة تستخدم الطاقة الحركية للماء لتوليد الكهرباء. وهي طاقة نظيفة واسعة الانتشار تتميز بالعديد من المزايا، مثل التجدد، وانخفاض الانبعاثات، والاستقرار، وإمكانية التحكم. يعتمد مبدأ عمل الطاقة الكهرومائية على مفهوم بسيط: استخدام الطاقة الحركية لتدفق الماء لتشغيل التوربين، الذي بدوره يدير المولد لتوليد الكهرباء. تتضمن خطوات توليد الطاقة الكهرومائية ما يلي: تحويل المياه من خزان أو نهر، وهو ما يتطلب مصدرًا للمياه، عادةً ما يكون خزانًا (خزانًا اصطناعيًا) أو نهرًا طبيعيًا، لتوفير الطاقة؛ توجيه تدفق المياه، حيث يتم توجيه تدفق المياه إلى شفرات التوربين عبر قناة التحويل. يمكن لقناة التحويل التحكم في تدفق المياه لضبط قدرة توليد الطاقة؛ تشغيل التوربين، حيث يصطدم تدفق المياه بشفرات التوربين مما يجعله يدور. يشبه التوربين عجلة الرياح في توليد طاقة الرياح؛ توليد الكهرباء، حيث يؤدي تشغيل التوربين إلى تدوير المولد، الذي يولد الكهرباء من خلال مبدأ الحث الكهرومغناطيسي. في مجال نقل الطاقة، تُنقل الكهرباء المولدة إلى شبكة الكهرباء لتزويد المدن والصناعات والمنازل. وتتعدد أنواع الطاقة الكهرومائية، ويمكن تقسيمها، وفقًا لمبادئ التشغيل المختلفة وسيناريوهات التطبيق، إلى توليد الطاقة من الأنهار، وتوليد الطاقة من الخزانات، وتوليد الطاقة من المد والجزر والمحيطات، والطاقة الكهرومائية الصغيرة. تتميز الطاقة الكهرومائية بمزايا عديدة، ولكنها لا تخلو من بعض العيوب. من أبرز مزاياها: كونها مصدرًا متجددًا للطاقة، إذ تعتمد على دوران المياه، ما يجعلها مصدرًا متجددًا لا ينضب؛ كما أنها مصدر طاقة نظيف، فلا تُنتج غازات دفيئة أو ملوثات للهواء، ولها تأثير ضئيل على البيئة؛ بالإضافة إلى إمكانية التحكم بها، حيث يمكن تعديل محطات الطاقة الكهرومائية وفقًا للطلب لتوفير طاقة أساسية موثوقة. أما أبرز عيوبها، فتتمثل في: أن مشاريع الطاقة الكهرومائية واسعة النطاق قد تُلحق الضرر بالنظام البيئي، فضلًا عن مشاكل اجتماعية كالهجرة السكانية والاستيلاء على الأراضي؛ كما أن الطاقة الكهرومائية محدودة بتوافر موارد المياه، وقد يؤثر الجفاف أو انخفاض تدفق المياه على قدرة توليد الطاقة.
تتمتع الطاقة الكهرومائية، كشكل متجدد من أشكال الطاقة، بتاريخ عريق. التوربينات المائية والدواليب المائية: منذ القرن الثاني قبل الميلاد، بدأ الناس باستخدام التوربينات المائية والدواليب المائية لتشغيل آلات مثل المطاحن ومناشر الأخشاب. تستخدم هذه الآلات الطاقة الحركية لتدفق المياه. ظهور توليد الطاقة: في أواخر القرن التاسع عشر، بدأ الناس باستخدام محطات الطاقة الكهرومائية لتحويل طاقة المياه إلى كهرباء. بُنيت أول محطة طاقة كهرومائية تجارية في العالم في ولاية ويسكونسن الأمريكية عام ١٨٨٢. بناء السدود والخزانات: في أوائل القرن العشرين، توسع نطاق الطاقة الكهرومائية بشكل كبير مع بناء السدود والخزانات. من أشهر مشاريع السدود سد هوفر في الولايات المتحدة وسد الخوانق الثلاثة في الصين. التقدم التكنولوجي: مع مرور الوقت، شهدت تكنولوجيا الطاقة الكهرومائية تحسينات مستمرة، بما في ذلك إدخال التوربينات ومولدات التوربينات وأنظمة التحكم الذكية، مما أدى إلى تحسين كفاءة وموثوقية الطاقة الكهرومائية.

تُعدّ الطاقة الكهرومائية مصدرًا نظيفًا ومتجددًا للطاقة، وتشمل سلسلة صناعتها عدة حلقات رئيسية، بدءًا من إدارة موارد المياه وصولًا إلى نقل الطاقة. وتُعتبر إدارة موارد المياه الحلقة الأولى في سلسلة صناعة الطاقة الكهرومائية، حيث تشمل جدولة وتخزين وتوزيع تدفقات المياه لضمان إمداد التوربينات بالمياه بشكل مستقر لتوليد الطاقة. تتطلب إدارة موارد المياه عادةً مراقبة معايير مثل هطول الأمطار ومعدل تدفق المياه ومستوى المياه لاتخاذ القرارات المناسبة. كما تُركز إدارة موارد المياه الحديثة على الاستدامة لضمان الحفاظ على قدرة إنتاج الطاقة حتى في الظروف القاسية كالجفاف. تُعدّ السدود والخزانات من المرافق الأساسية في سلسلة صناعة الطاقة الكهرومائية. تُستخدم السدود عادةً لرفع مستويات المياه، وخلق ضغط مائي، وبالتالي زيادة الطاقة الحركية لتدفق المياه. أما الخزانات فتُستخدم لتخزين المياه لضمان توفير تدفق كافٍ منها خلال فترات ذروة الطلب. يجب أن يُراعي تصميم وبناء السدود الظروف الجيولوجية وخصائص تدفق المياه والآثار البيئية لضمان السلامة والاستدامة. تُعدّ التوربينات المكونات الأساسية في سلسلة صناعة الطاقة الكهرومائية. عندما يتدفق الماء عبر شفرات التوربين، تتحول طاقته الحركية إلى طاقة ميكانيكية، مما يؤدي إلى دوران التوربين. يمكن اختيار تصميم ونوع التوربين بناءً على سرعة تدفق الماء ومعدله وارتفاعه لتحقيق أعلى كفاءة في استهلاك الطاقة. بعد دوران التوربين، يقوم بتشغيل المولد المتصل به لتوليد الكهرباء. يُعد المولد جهازًا أساسيًا لتحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية. بشكل عام، يعتمد مبدأ عمل المولد على توليد تيار كهربائي متناوب من خلال مجال مغناطيسي دوار. يجب تحديد تصميم المولد وسعته بناءً على الطلب على الطاقة وخصائص تدفق الماء. الكهرباء المولدة من المولد هي تيار متناوب، والذي عادةً ما يحتاج إلى معالجة عبر محطة فرعية. تشمل الوظائف الرئيسية للمحطات الفرعية رفع الجهد (زيادة الجهد لتقليل فقد الطاقة أثناء نقلها) وتحويل أنواع التيار (تحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر أو العكس) لتلبية متطلبات نظام نقل الطاقة. الحلقة الأخيرة هي نقل الطاقة. تُنقل الطاقة المولدة من محطات الطاقة إلى المستهلكين في المدن والمناطق الصناعية والريفية عبر خطوط النقل. وتتطلب هذه الخطوط تخطيطًا وتصميمًا وصيانةً دقيقة لضمان نقل الطاقة بأمان وكفاءة إلى وجهتها. وفي بعض المناطق، قد يلزم إعادة معالجة الطاقة عبر محطات فرعية لتلبية احتياجات الفولتيات والترددات المختلفة.

موارد غنية للطاقة الكهرومائية وتوليد كافٍ للطاقة الكهرومائية
تُعدّ الصين أكبر دولة في العالم مُولّدة للطاقة الكهرومائية، بفضل مواردها المائية الوفيرة ومشاريعها الضخمة في هذا المجال. ويلعب قطاع الطاقة الكهرومائية الصيني دورًا محوريًا في تلبية الطلب المحلي على الطاقة، والحدّ من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري، وتحسين هيكل الطاقة. ويُعتبر استهلاك الكهرباء على المستوى الاجتماعي مؤشرًا اقتصاديًا رئيسيًا يعكس مستوى استهلاك الكهرباء في أي بلد أو منطقة، وله أهمية بالغة في قياس الأنشطة الاقتصادية، وإمدادات الطاقة، والأثر البيئي. ووفقًا للبيانات الصادرة عن إدارة الطاقة الوطنية، فقد شهد إجمالي استهلاك الكهرباء في بلادي نموًا مطردًا. وبحلول نهاية عام 2022، بلغ إجمالي استهلاك الكهرباء في بلادي 863.72 مليار كيلوواط/ساعة، بزيادة قدرها 324.4 مليار كيلوواط/ساعة عن عام 2021، أي بنسبة نمو سنوية قدرها 3.9%.

بحسب البيانات الصادرة عن مجلس الكهرباء الصيني، يُعدّ قطاع الصناعات التحويلية الأكثر استهلاكًا للكهرباء في البلاد، يليه قطاع الخدمات. وقد استهلك قطاع الصناعات الأولية 114.6 مليار كيلوواط/ساعة من الكهرباء، بزيادة قدرها 10.4% عن العام السابق. ومن بين هذه القطاعات، ارتفع استهلاك الكهرباء في الزراعة بنسبة 6.3%، وفي مصايد الأسماك بنسبة 12.6%، وفي تربية الحيوانات بنسبة 16.3%. وقد ساهم الترويج الشامل لاستراتيجية تنمية الريف، والتحسن الملحوظ في ظروف الكهرباء الريفية، والتحسين المستمر لمستويات التغطية الكهربائية في السنوات الأخيرة، في النمو السريع لاستهلاك الكهرباء في قطاع الصناعات الأولية. أما قطاع الصناعات التحويلية، فقد استهلك 5.70 تريليون كيلوواط/ساعة من الكهرباء، بزيادة قدرها 1.2% عن العام السابق. ومن بين هذه القطاعات، ارتفع الاستهلاك السنوي للكهرباء في صناعات التكنولوجيا المتقدمة وتصنيع المعدات بنسبة 2.8%، بينما ارتفع الاستهلاك السنوي للكهرباء في صناعات تصنيع الآلات والمعدات الكهربائية، وصناعة الأدوية، وتكنولوجيا الاتصالات الحاسوبية، وغيرها من صناعات تصنيع المعدات الإلكترونية بأكثر من 5%. ارتفع استهلاك الكهرباء في صناعة مركبات الطاقة الجديدة بشكل ملحوظ بنسبة 71.1%. وبلغ استهلاك الكهرباء في قطاع الخدمات 1.49 تريليون كيلوواط/ساعة، بزيادة قدرها 4.4% عن العام السابق. رابعًا، بلغ استهلاك الكهرباء لدى سكان المدن والريف 1.34 تريليون كيلوواط/ساعة، بزيادة قدرها 13.8% عن العام السابق.
تتوزع مشاريع الطاقة الكهرومائية في الصين في جميع أنحاء البلاد، وتشمل محطات كبيرة وصغيرة ومشاريع موزعة. ومن أبرز هذه المشاريع محطة سد الخوانق الثلاثة، وهي إحدى أكبر محطات الطاقة الكهرومائية في الصين والعالم، وتقع في منطقة الخوانق الثلاثة في أعالي نهر اليانغتسي. تتمتع هذه المحطة بقدرة توليد طاقة هائلة، وتُزود الصناعات والمدن بالكهرباء. كما تشمل محطة شيانغجيابا، الواقعة في مقاطعة سيتشوان، وهي إحدى أكبر محطات الطاقة الكهرومائية في جنوب غرب الصين. تقع هذه المحطة على نهر جينشا، وتُزود المنطقة بالكهرباء. كذلك، تشمل محطة بحيرة سايليمو، الواقعة في منطقة شينجيانغ الويغورية ذاتية الحكم، وهي إحدى أهم مشاريع الطاقة الكهرومائية في غرب الصين. تقع هذه المحطة على بحيرة سايليمو، ولها دور هام في توفير الطاقة. ووفقًا للبيانات الصادرة عن المكتب الوطني للإحصاء، فقد شهد إنتاج الطاقة الكهرومائية في الصين نموًا مطردًا عامًا بعد عام. بحلول نهاية عام 2022، بلغ إنتاج الطاقة الكهرومائية في بلادي 1352.195 مليار كيلوواط/ساعة، بزيادة قدرها 0.99% على أساس سنوي. وفي أغسطس 2023، بلغ إنتاج الطاقة الكهرومائية 718.74 مليار كيلوواط/ساعة، بانخفاض طفيف عن الفترة نفسها من العام الماضي، بنسبة 0.16% على أساس سنوي. ويعود السبب الرئيسي إلى انخفاض هطول الأمطار بشكل ملحوظ في عام 2023 نتيجة لتأثيرات المناخ.