Han passat 111 anys des que la Xina va iniciar la construcció de la central hidroelèctrica de Shilongba, la primera central hidroelèctrica, el 1910. En aquests més de 100 anys, des de la capacitat instal·lada de la central hidroelèctrica de Shilongba de només 480 kW fins als 370 milions de kW que ara ocupen el primer lloc mundial, la indústria xinesa de l'aigua i l'electricitat ha aconseguit èxits notables. Som a la indústria del carbó i sentirem algunes notícies sobre l'energia hidroelèctrica més o menys, però no en sabem gaire sobre la indústria hidroelèctrica.
01 principi de generació d'energia hidroelèctrica
L'energia hidroelèctrica és en realitat el procés de convertir l'energia potencial de l'aigua en energia mecànica, i després d'energia mecànica a energia elèctrica. En general, consisteix a utilitzar l'aigua del riu que flueix per fer girar el motor per generar energia, i l'energia continguda en un riu o una secció de la seva conca depèn del volum i la caiguda de l'aigua.
El volum d'aigua del riu no està controlat per cap persona legal, i el desnivell està bé. Per tant, quan es construeix una central hidroelèctrica, es pot optar per construir una presa i desviar l'aigua per concentrar el desnivell, per tal de millorar la taxa d'utilització dels recursos hídrics.
La construcció de preses consisteix a construir una presa a la secció del riu amb un gran desnivell, establir un embassament per emmagatzemar aigua i elevar el nivell de l'aigua, com ara la central hidroelèctrica de les Tres Gorges; la desviació es refereix a la desviació d'aigua des de l'embassament aigües amunt cap aigües avall a través del canal de desviació, com ara la central hidroelèctrica de Jinping II.
02 característiques de l'energia hidroelèctrica
Els avantatges de l'energia hidroelèctrica inclouen principalment la protecció i regeneració del medi ambient, l'alta eficiència i flexibilitat, el baix cost de manteniment, etc.
La protecció del medi ambient i les energies renovables haurien de ser el major avantatge de l'energia hidroelèctrica. L'energia hidroelèctrica només utilitza l'energia de l'aigua, no consumeix aigua i no contamina.
El grup electrogen de turbina d'aigua, el principal equip d'energia de la generació hidroelèctrica, no només és eficient, sinó també flexible en l'arrencada i el funcionament. Pot iniciar el funcionament ràpidament des de l'estat estàtic en pocs minuts i completar la tasca d'augmentar i disminuir la càrrega en pocs segons. L'energia hidroelèctrica es pot utilitzar per dur a terme les tasques d'afebliment de pics, modulació de freqüència, espera de càrrega i espera accidental del sistema elèctric.
La generació d'energia hidroelèctrica no consumeix combustible, no necessita molta mà d'obra ni instal·lacions invertides en la mineria i el transport de combustible, té equips senzills, pocs operadors, menys potència auxiliar, una llarga vida útil dels equips i baixos costos d'operació i manteniment. Per tant, el cost de producció d'energia de la central hidroelèctrica és baix, que només és 1/5-1/8 del de la central tèrmica, i la taxa d'utilització d'energia de la central hidroelèctrica és alta, fins a més del 85%, mentre que l'eficiència energètica tèrmica de carbó de la central tèrmica és només d'un 40%.
Els desavantatges de l'energia hidroelèctrica inclouen principalment la gran afectació climàtica, les limitacions geogràfiques, la gran inversió en la fase inicial i els danys al medi ambient.
L'energia hidroelèctrica es veu molt afectada per les precipitacions. Si és en estació seca o estació humida és un factor de referència important per a l'adquisició de carbó d'energia de les centrals tèrmiques. La generació hidroelèctrica és estable segons l'any i la província, però depèn del "dia" en què es detalla al mes, trimestre i regió. No pot proporcionar una energia estable i fiable com l'energia tèrmica.
Hi ha grans diferències entre el sud i el nord pel que fa a l'estació humida i l'estació seca. Tanmateix, segons les estadístiques de generació d'energia hidroelèctrica de cada mes del 2013 al 2021, en general, l'estació humida de la Xina és aproximadament de juny a octubre i l'estació seca és aproximadament de desembre a febrer. La diferència entre les dues pot més que duplicar-se. Al mateix temps, també podem veure que, en el context de l'augment de la capacitat instal·lada, la generació d'energia de gener a març d'aquest any és significativament inferior a la dels anys anteriors, i la generació d'energia del març és fins i tot equivalent a la del 2015. Això és suficient per fer-nos veure la "inestabilitat" de l'energia hidroelèctrica.
Limitat per condicions objectives. Les centrals hidroelèctriques no es poden construir on hi ha aigua. La construcció d'una central hidroelèctrica està limitada per la geologia, el desnivell, el cabal, el trasllat dels residents i fins i tot la divisió administrativa. Per exemple, el projecte de conservació d'aigua del congost de Heishan esmentat a l'Assemblea Nacional del Poble el 1956 no s'ha aprovat a causa de la mala coordinació d'interessos entre Gansu i Ningxia. Fins que no torni a aparèixer a la proposta de les dues sessions d'aquest any, encara es desconeix quan es podrà començar la construcció.
La inversió necessària per a l'energia hidroelèctrica és gran. Les obres de terra, roca i formigó per a la construcció de centrals hidroelèctriques són enormes, i s'han de pagar enormes costos de reassentament; a més, la inversió inicial no només es reflecteix en el capital, sinó també en el temps. A causa de la necessitat de reassentament i coordinació de diversos departaments, el cicle de construcció de moltes centrals hidroelèctriques s'endarrerirà molt del previst.
Prenent com a exemple la central hidroelèctrica de Baihetan, que està en construcció, el projecte es va iniciar el 1958 i es va incloure al "tercer pla quinquennal" el 1965. Tanmateix, després de diversos girs i tombs, no es va iniciar oficialment fins a l'agost del 2011. Fins ara, la central hidroelèctrica de Baihetan no s'ha completat. Excloent el disseny i la planificació preliminars, el cicle de construcció real durarà almenys 10 anys.
Els grans embassaments provoquen inundacions a gran escala a la part alta de la presa, i de vegades danyen terres baixes, valls fluvials, boscos i praderies. Alhora, també afecta l'ecosistema aquàtic al voltant de la planta. Té un gran impacte en els peixos, les aus aquàtiques i altres animals.
03 situació actual del desenvolupament hidroelèctric a la Xina
En els darrers anys, la generació d'energia hidroelèctrica ha mantingut el creixement, però la taxa de creixement dels darrers cinc anys és baixa
El 2020, la capacitat de generació d'energia hidroelèctrica era de 1.355.210 milions de kWh, amb un augment interanual del 3,9%. No obstant això, durant el període del XIII Pla Quinquennal, l'energia eòlica i l'optoelectrònica es van desenvolupar ràpidament, superant els objectius de planificació, mentre que l'energia hidroelèctrica només va completar aproximadament la meitat dels objectius de planificació. Durant els darrers 20 anys, la proporció d'energia hidroelèctrica en la generació total d'energia s'ha mantingut relativament estable, mantenint-se entre el 14% i el 19%.
A partir de la taxa de creixement de la generació d'energia a la Xina, es pot veure que la taxa de creixement de l'energia hidroelèctrica s'ha alentit en els darrers cinc anys, mantenint-se bàsicament al voltant del 5%.
Crec que les raons de la desacceleració són, d'una banda, el tancament de les petites centrals hidroelèctriques, que s'esmenta clarament en el 13è pla quinquennal per protegir i reparar el medi ambient. Només a la província de Sichuan hi ha 4.705 petites centrals hidroelèctriques que cal rectificar i retirar;
D'altra banda, els grans recursos de desenvolupament hidroelèctric de la Xina són insuficients. La Xina ha construït moltes centrals hidroelèctriques com les Tres Gorges, Gezhouba, Wudongde, Xiangjiaba i Baihetan. Els recursos per a la reconstrucció de grans centrals hidroelèctriques poden ser només el "gran revolt" del riu Yarlung Zangbo. Tanmateix, atès que la regió implica l'estructura geològica, el control ambiental de les reserves naturals i les relacions amb els països veïns, ha estat difícil de resoldre abans.
Alhora, també es pot veure a partir de la taxa de creixement de la generació d'energia en els darrers 20 anys que la taxa de creixement de l'energia tèrmica està bàsicament sincronitzada amb la taxa de creixement de la generació total d'energia, mentre que la taxa de creixement de l'energia hidroelèctrica és irrellevant per a la taxa de creixement de la generació total d'energia, mostrant l'estat de "creixement cada dos anys". Tot i que hi ha raons per a l'alta proporció d'energia tèrmica, també reflecteix la inestabilitat de l'energia hidroelèctrica fins a cert punt.
En el procés de disminució de la proporció d'energia tèrmica, l'energia hidroelèctrica no ha jugat un paper important. Tot i que es desenvolupa ràpidament, només pot mantenir la seva proporció en la generació total d'energia en el context del gran augment de la generació nacional d'energia. La reducció de la proporció d'energia tèrmica es deu principalment a altres fonts d'energia neta, com l'energia eòlica, la fotovoltaica, el gas natural, l'energia nuclear, etc.
Concentració excessiva de recursos hidroelèctrics
La generació total d'energia hidroelèctrica de les províncies de Sichuan i Yunnan representa gairebé la meitat de la generació hidroelèctrica nacional, i el problema resultant és que les zones riques en recursos hidroelèctrics poden no ser capaces d'absorbir la generació hidroelèctrica local, cosa que provoca un malbaratament d'energia. Dos terços de les aigües residuals i l'electricitat de les principals conques fluvials de la Xina provenen de la província de Sichuan, fins a 20.200 milions de kWh, mentre que més de la meitat de l'electricitat residual de la província de Sichuan prové del corrent principal del riu Dadu.
A nivell mundial, l'energia hidroelèctrica de la Xina s'ha desenvolupat ràpidament en els darrers 10 anys. La Xina gairebé ha impulsat el creixement de l'energia hidroelèctrica mundial amb la seva pròpia força. Gairebé el 80% del creixement del consum mundial d'energia hidroelèctrica prové de la Xina, i el consum d'energia hidroelèctrica de la Xina representa més del 30% del consum mundial d'energia hidroelèctrica.
Tanmateix, la proporció d'aquest enorme consum d'energia hidroelèctrica en el consum total d'energia primària de la Xina és només lleugerament superior a la mitjana mundial, menys del 8% el 2019. Fins i tot si no es compara amb països desenvolupats com el Canadà i Noruega, la proporció de consum d'energia hidroelèctrica és molt inferior a la del Brasil, que també és un país en desenvolupament. La Xina té 680 milions de quilowatts de recursos hidroelèctrics, ocupant el primer lloc mundial. El 2020, la capacitat instal·lada d'energia hidroelèctrica serà de 370 milions de quilowatts. Des d'aquesta perspectiva, la indústria hidroelèctrica de la Xina encara té un gran marge de desenvolupament.
04 tendència de desenvolupament futur de l'energia hidroelèctrica a la Xina
L'energia hidroelèctrica accelerarà el seu creixement en els propers anys i continuarà augmentant en proporció a la generació total d'energia.
D'una banda, durant el període del 14è Pla Quinquennal, es poden posar en funcionament més de 50 milions de quilowatts d'energia hidroelèctrica a la Xina, incloent-hi les centrals hidroelèctriques de Wudongde i Baihetan del grup de les Tres Gorges i el curs mitjà de la central hidroelèctrica del riu Yalong. A més, el projecte de desenvolupament hidroelèctric al curs baix del riu Yarlung Zangbo s'ha inclòs en el 14è pla quinquennal, amb 70 milions de quilowatts de recursos tècnicament explotables, cosa que equival a més de tres centrals hidroelèctriques de les Tres Gorges, cosa que significa que l'energia hidroelèctrica ha tornat a marcar el començament d'un gran desenvolupament;
D'altra banda, la reducció de l'escala d'energia tèrmica és òbviament previsible. Tant des de la perspectiva de la protecció del medi ambient, la seguretat energètica i el desenvolupament tecnològic, l'energia tèrmica continuarà reduint la seva importància en el camp energètic.
En els propers anys, la velocitat de desenvolupament de l'energia hidroelèctrica encara no es pot comparar amb la de les noves energies. Fins i tot en la proporció de la generació total d'energia, pot ser superada pels que arriben més tard a les noves energies. Si el temps s'allarga, es pot dir que serà superada per les noves energies.
Data de publicació: 12 d'abril de 2022
