Изминаха 111 години, откакто Китай започна строителството на водноелектрическа централа Шилонгба, първата водноелектрическа централа през 1910 г. През тези повече от 100 години, от инсталирания капацитет на водноелектрическата централа Шилонгба от само 480 kW до 370 милиона kW, които сега са на първо място в света, китайската водоснабдителна и електроенергийна промишленост е постигнала забележителни успехи. Ние сме във въгледобивната промишленост и ще чуем някои новини за водноелектрическата енергия горе-долу, но не знаем много за водноелектрическата индустрия.
01 принцип на производство на енергия от водноелектрическа енергия
Хидроенергията всъщност е процес на преобразуване на потенциалната енергия на водата в механична енергия, а след това от механична енергия в електрическа енергия. Най-общо казано, тя представлява използване на течащата речна вода за завъртане на двигателя за производство на енергия, а енергията, съдържаща се в реката или част от нейния басейн, зависи от обема на водата и пада.
Водният обем на реката не се контролира от юридическо лице и спадът е допустим. Следователно, при изграждането на водноелектрическа централа можете да изберете да построите язовир и да отклоните водата, за да концентрирате спада, така че да подобрите коефициента на използване на водните ресурси.
Язовирната стена е изграждането на язовирна стена в речния участък с голям пад, създаването на резервоар за съхранение на вода и повишаване на нивото на водата, като например водноелектрическата централа „Трите клисури“; отклоняването се отнася до отклоняването на вода от резервоара нагоре по течението към резервоара надолу по течението през отклонителния канал, като например водноелектрическата централа „Дзинпин II“.
02 характеристики на водноелектрическата енергия
Предимствата на водноелектрическата енергия включват главно опазване и регенерация на околната среда, висока ефективност и гъвкавост, ниски разходи за поддръжка и т.н.
Опазването на околната среда и възобновяемите източници на енергия трябва да бъдат най-голямото предимство на водноелектрическата енергия. Водноелектрическата енергия използва само енергията във водата, не я консумира и не причинява замърсяване.
Воднотурбинният генератор, основното енергийно оборудване за производство на водноелектрическа енергия, е не само ефективен, но и гъвкав при стартиране и работа. Той може да стартира бързо от статично състояние за няколко минути и да изпълни задачата за увеличаване и намаляване на натоварването за няколко секунди. Водната енергия може да се използва за справяне със задачите за намаляване на пиковите натоварвания, честотна модулация, готовност за натоварване и аварийна готовност на енергийната система.
Производството на водноелектрическа енергия не консумира гориво, не изисква много работна ръка и съоръжения, инвестирани в добив и транспорт на гориво, разполага с просто оборудване, малко оператори, по-малко спомагателна енергия, дълъг експлоатационен живот на оборудването и ниски разходи за експлоатация и поддръжка. Следователно, разходите за производство на електроенергия от водноелектрическа централа са ниски, само 1/5-1/8 от тези на топлоелектрическа централа, а коефициентът на използване на енергията на водноелектрическата централа е висок, достигайки над 85%, докато ефективността на топлоелектрическата централа, работеща с въглища, е само около 40%.
Недостатъците на водноелектрическата енергия включват главно силното ѝ влияние от климата, ограниченията от географските условия, големите инвестиции в ранния етап и увреждането на екологичната среда.
Хидроенергията е силно повлияна от валежите. Важен референтен фактор за снабдяването с въглища за топлоелектрическите централи е дали е в сух или влажен сезон. Производството на хидроенергия е стабилно в зависимост от годината и провинцията, но зависи от „деня“, когато е детайлизирано до месец, тримесечие и регион. То не може да осигури стабилна и надеждна мощност като топлоенергията.
Има големи разлики между Юга и Севера по отношение на влажния и сухия сезон. Според статистиката за производството на водноелектрическа енергия за всеки месец от 2013 до 2021 г. обаче, като цяло влажният сезон в Китай е от юни до октомври, а сухият сезон е от декември до февруари. Разликата между двата сезона може да бъде повече от два пъти по-голяма. В същото време можем да видим, че на фона на нарастващия инсталиран капацитет, производството на електроенергия от януари до март тази година е значително по-ниско от това в предишни години, а производството на електроенергия през март е дори еквивалентно на това през 2015 г. Това е достатъчно, за да видим „нестабилността“ на водноелектрическата енергия.
Ограничено от обективни условия. Водноелектрическите централи не могат да се строят там, където има вода. Изграждането на водноелектрическа централа е ограничено от геологията, пада, дебита, преместването на жителите и дори административното деление. Например, проектът за опазване на водните ресурси в дефилето Хейшан, споменат на Националния народен конгрес през 1956 г., не е приет поради лоша координация на интересите между Гансу и Нинся. Докато не се появи отново в предложението на двете сесии тази година, все още не е известно кога може да започне строителството.
Необходимите инвестиции за водноелектрическа енергия са големи. Земно-скалните и бетонните работи за изграждането на водноелектрически централи са огромни и трябва да се платят огромни разходи за преселване; Освен това, ранните инвестиции се отразяват не само на капитала, но и на времето. Поради необходимостта от преселване и координация на различните отдели, цикълът на изграждане на много водноелектрически централи ще се забави значително от планираното.
Вземайки за пример строящата се водноелектрическа централа Байхетан, проектът е иницииран през 1958 г. и е включен в „третия петгодишен план“ през 1965 г. След няколко неуспеха обаче, той официално стартира едва през август 2011 г. Досега водноелектрическата централа Байхетан не е завършена. С изключение на предварителния проект и планиране, действителният цикъл на строителство ще отнеме поне 10 години.
Големите водоеми причиняват мащабни наводнения в горното течение на язовира, понякога увреждайки низини, речни долини, гори и пасища. Същевременно това ще засегне и водната екосистема около електроцентралата. Оказва голямо въздействие върху рибите, водоплаващите птици и други животни.
03 текущо състояние на развитието на водноелектрическата енергия в Китай
През последните години производството на водноелектрическа енергия поддържа растеж, но темпът на растеж през последните пет години е нисък
През 2020 г. капацитетът за производство на водноелектрическа енергия е 1355,21 милиарда киловатчаса, с годишно увеличение от 3,9%. Въпреки това, през 13-ия петгодишен план, вятърната енергия и оптоелектрониката се развиват бързо, надхвърляйки планираните цели, докато водноелектрическата енергия е изпълнила само около половината от планираните цели. През последните 20 години делът на водноелектрическата енергия в общото производство на електроенергия е относително стабилен, поддържайки се на ниво 14% – 19%.
От темпа на растеж на производството на електроенергия в Китай може да се види, че темпът на растеж на водноелектрическата енергия се е забавил през последните пет години, като основно се е задържал на около 5%.
Мисля, че причините за забавянето са, от една страна, спирането на малките водноелектрически централи, което е ясно посочено в 13-ия петгодишен план за защита и възстановяване на екологичната среда. Само в провинция Съчуан има 4705 малки водноелектрически централи, които трябва да бъдат ремонтирани и изведени от експлоатация;
От друга страна, големите ресурси на Китай за развитие на водноелектрически централи са недостатъчни. Китай е построил много водноелектрически централи, като например Трите клисури, Геджоуба, Удонгде, Сяндзяба и Байхетан. Ресурсите за реконструкция на големи водноелектрически централи може би ще бъдат само на „големия завой“ на река Ярлунг Зангбо. Въпреки това, тъй като регионът е свързан с геоложка структура, екологичен контрол на природните резервати и отношения със съседните страни, досега е било трудно да се реши този проблем.
Същевременно от темпа на растеж на производството на електроенергия през последните 20 години може да се види, че темпът на растеж на топлинната енергия е основно синхронизиран с темпа на растеж на общото производство на електроенергия, докато темпът на растеж на водноелектрическата енергия е без значение за темпа на растеж на общото производство на електроенергия, показвайки състояние на „нарастване през година“. Въпреки че има причини за високия дял на топлинната енергия, това до известна степен отразява и нестабилността на водноелектрическата енергия.
В процеса на намаляване на дела на топлинната енергия, водноелектрическата енергия не е играла голяма роля. Въпреки че се развива бързо, тя може да запази дела си в общото производство на електроенергия само на фона на голямото увеличение на националното производство на електроенергия. Намаляването на дела на топлинната енергия се дължи главно на други чисти енергийни източници, като вятърна енергия, фотоволтаици, природен газ, ядрена енергия и др.
Прекомерна концентрация на водноелектрически ресурси
Общото производство на водноелектрическа енергия в провинциите Съчуан и Юнан представлява близо половината от националното производство на водноелектрическа енергия и произтичащият от това проблем е, че районите, богати на водноелектрически ресурси, може да не са в състояние да абсорбират местното производство на водноелектрическа енергия, което води до загуба на енергия. Две трети от отпадъчните води и електроенергията в големите речни басейни в Китай идват от провинция Съчуан, до 20,2 милиарда киловатчаса, докато повече от половината от отпадъчната електроенергия в провинция Съчуан идва от главното течение на река Даду.
В световен мащаб, водноелектрическата енергия на Китай се развива бързо през последните 10 години. Китай е почти движеща сила на растежа на световната водноелектрическа енергия със собствените си сили. Близо 80% от растежа на световното потребление на водноелектрическа енергия идва от Китай, а потреблението на водноелектрическа енергия в Китай представлява повече от 30% от световното потребление на водноелектрическа енергия.
Въпреки това, делът на такова огромно потребление на водноелектрическа енергия в общото потребление на първична енергия в Китай е само малко по-висок от средния за света, по-малко от 8% през 2019 г. Дори ако не се сравнява с развити страни като Канада и Норвегия, делът на потреблението на водноелектрическа енергия е далеч по-нисък от този на Бразилия, която също е развиваща се страна. Китай разполага с 680 милиона киловата водноелектрически ресурси, което го нарежда на първо място в света. До 2020 г. инсталираният капацитет на водноелектрическа енергия ще бъде 370 милиона киловата. От тази гледна точка, китайската водноелектрическа индустрия все още има голям потенциал за развитие.
04 бъдеща тенденция на развитие на водноелектрическата енергия в Китай
Водноелектрическата енергия ще ускори растежа си през следващите няколко години и ще продължи да се увеличава като дял от общото производство на електроенергия.
От една страна, през 14-ия петгодишен план в Китай могат да бъдат пуснати в експлоатация над 50 милиона киловата водноелектрическа енергия, включително водноелектрическите централи Удонгде, Байхетан от групата „Трите клисури“ и водноелектрическата централа в средното течение на река Ялун. Освен това, проектът за развитие на водноелектрическа енергия в долното течение на река Ярлунг Зангбо е включен в 14-ия петгодишен план, със 70 милиона киловата технически използваеми ресурси, което се равнява на повече от три водноелектрически централи в „Трите клисури“, което означава, че водноелектрическата енергия отново е довела до голямо развитие;
От друга страна, намаляването на мащаба на топлинната енергия е очевидно предвидимо. Независимо дали от гледна точка на опазването на околната среда, енергийната сигурност и технологичното развитие, топлинната енергия ще продължи да намалява значението си в енергийната област.
През следващите няколко години скоростта на развитие на водноелектрическата енергия все още не може да се сравни с тази на новите енергийни източници. Дори по отношение на дела на общото производство на електроенергия, тя може да бъде изпреварена от по-късно появилите се нови енергийни източници. Ако времето се удължи, може да се каже, че ще бъде изпреварена от новите енергийни източници.
Време на публикуване: 12 април 2022 г.
