1. Recursos energètics hídrics
La història del desenvolupament humà i la utilització dels recursos hidroelèctrics es remunta a temps antics. Segons la Interpretació de la Llei d'Energies Renovables de la República Popular de la Xina (editada pel Comitè de Treball Jurídic del Comitè Permanent del Congrés Nacional del Poble), la definició d'energia hídrica és: la calor del vent i el sol provoca l'evaporació de l'aigua, el vapor d'aigua forma pluja i neu, la caiguda de pluja i neu forma rius i rierols, i el flux d'aigua produeix energia, que s'anomena energia hídrica.
El contingut principal del desenvolupament i la utilització contemporània dels recursos hidroelèctrics és el desenvolupament i la utilització dels recursos hidroelèctrics, per la qual cosa la gent sol utilitzar recursos d'energia hídrica, recursos d'energia hidràulica i recursos d'energia hidroelèctrica com a sinònims. Tanmateix, en realitat, els recursos hidroelèctrics inclouen una àmplia gamma de contingut com ara recursos d'energia hidrotèrmica, recursos d'energia hidroelèctrica, recursos d'energia hidroelèctrica i recursos energètics d'aigua de mar.
(1) Recursos hídrics i d'energia tèrmica
Els recursos d'aigua i energia tèrmica es coneixen comunament com a fonts termals naturals. En l'antiguitat, la gent va començar a utilitzar directament els recursos d'aigua i calor de les fonts termals naturals per construir banys, banyar-se, tractar malalties i fer exercici. La gent moderna també utilitza els recursos d'aigua i energia tèrmica per a la generació d'energia i calefacció. Islàndia, per exemple, tenia una generació d'energia hidroelèctrica de 7.080 milions de quilowatts hora el 2003, dels quals 1.410 milions de quilowatts hora es van generar mitjançant energia geotèrmica (és a dir, recursos d'energia tèrmica de l'aigua). El 86% dels residents del país han utilitzat energia geotèrmica (recursos d'energia tèrmica de l'aigua) per a la calefacció. La central elèctrica de Yangbajing amb una capacitat instal·lada de 25.000 quilowatts s'ha construït a Xizang, que també utilitza aigües geotèrmiques (recursos d'aigua i energia tèrmica) per generar electricitat. Segons la predicció dels experts, l'energia de baixa temperatura (utilitzant aigües subterrànies com a medi) que pot ser recollida pel sòl en un radi de gairebé 100 metres a la Xina cada any pot arribar als 150.000 milions de quilowatts. Actualment, la capacitat instal·lada de generació d'energia geotèrmica a la Xina és de 35.300 quilowatts.
(2) Recursos d'energia hidràulica
L'energia hidràulica inclou l'energia cinètica i potencial de l'aigua. A l'antiga Xina, els recursos d'energia hidràulica de rius turbulents, cascades i salts d'aigua s'utilitzaven àmpliament per construir maquinària com ara rodes hidràuliques, molins d'aigua i molins d'aigua per al reg d'aigua, el processament de gra i el descascarillament d'arròs. A la dècada de 1830, es van desenvolupar i utilitzar estacions hidràuliques a Europa per proporcionar energia a indústries a gran escala com ara molins de farina, molins de cotó i mineria. Les turbines d'aigua modernes que accionen directament bombes d'aigua centrífugues per generar força centrífuga per a l'elevació i el reg d'aigua, així com les estacions de bombament de martell d'ariet que utilitzen el flux d'aigua per generar pressió de martell d'ariet i formar una alta pressió d'aigua per a l'elevació i el reg d'aigua, són tots desenvolupament i utilització directes dels recursos d'energia hídrica.
(3) Recursos d'energia hidroelèctrica
A la dècada del 1880, quan es va descobrir l'electricitat, es van fabricar motors elèctrics basats en la teoria electromagnètica i es van construir centrals hidroelèctriques per convertir l'energia hidràulica de les centrals hidroelèctriques en energia elèctrica i subministrar-la als usuaris, marcant el començament d'un període de vigorós desenvolupament i utilització dels recursos d'energia hidroelèctrica.
Els recursos hidroelèctrics als quals ens referim ara se solen anomenar recursos hidroelèctrics. A més dels recursos d'aigua dels rius, l'oceà també conté una enorme energia mareomotriu, de les ones, de la sal i de la temperatura. S'estima que els recursos hidroelèctrics oceànics globals són de 76.000 milions de quilowatts, cosa que representa més de 15 vegades les reserves teòriques de l'energia hidroelèctrica fluvial terrestre. Entre ells, l'energia mareomotriu és de 3.000 milions de quilowatts, l'energia de les ones és de 3.000 milions de quilowatts, l'energia de la diferència de temperatura és de 40.000 milions de quilowatts i l'energia de la diferència de sal és de 30.000 milions de quilowatts. Actualment, només el desenvolupament i la utilització de la tecnologia de l'energia mareomotriu ha arribat a una fase pràctica que es pugui desenvolupar a gran escala en la utilització dels recursos hidroelèctrics marins pels humans. El desenvolupament i la utilització d'altres fonts d'energia encara necessiten més investigació per aconseguir resultats innovadors en la viabilitat tècnica i econòmica i aconseguir un desenvolupament i una utilització pràctics. El desenvolupament i la utilització de l'energia oceànica a què ens referim normalment és principalment el desenvolupament i la utilització de l'energia mareomotriu. L'atracció de la Lluna i el Sol a la superfície del mar de la Terra provoca fluctuacions periòdiques del nivell de l'aigua, conegudes com a marees oceàniques. La fluctuació de l'aigua de mar forma l'energia mareomotriu. En principi, l'energia mareomotriu és una energia mecànica generada per la fluctuació dels nivells de les marees.
Els molins de marea van aparèixer al segle XI i, a principis del segle XX, Alemanya i França van començar a construir petites centrals mareomotrius.
S'estima que l'energia mareomotriu explotable al món es troba entre 1.000 i 1.100 milions de quilowatts, amb una generació d'energia anual d'aproximadament 1.240.000 milions de quilowatts hora. Els recursos explotables d'energia mareomotriu de la Xina tenen una capacitat instal·lada de 21,58 milions de quilowatts i una generació d'energia anual de 30.000 milions de quilowatts hora.
La central mareomotriu més gran del món actualment és la central mareomotriu de Rennes, a França, amb una capacitat instal·lada de 240.000 quilowatts. La primera central mareomotriu de la Xina, la central mareomotriu de Jizhou, a Guangdong, es va construir el 1958 amb una capacitat instal·lada de 40 quilowatts. La central mareomotriu de Zhejiang Jiangxia, construïda el 1985, té una capacitat instal·lada total de 3.200 quilowatts, cosa que la situa en tercera posició a nivell mundial.
A més, als oceans de la Xina, les reserves d'energia de les ones són d'uns 12,85 milions de quilowatts, l'energia mareomotriu d'uns 13,94 milions de quilowatts, l'energia de diferència de sal és d'uns 125 milions de quilowatts i l'energia de diferència de temperatura és d'uns 1.321 milions de quilowatts. En resum, l'energia oceànica total a la Xina és d'uns 1.500 milions de quilowatts, cosa que representa més del doble de la reserva teòrica de 694 milions de quilowatts d'energia hidroelèctrica dels rius terrestres, i té àmplies perspectives de desenvolupament i utilització. Avui dia, els països de tot el món estan invertint molt en la investigació d'enfocaments tecnològics per desenvolupar i utilitzar els enormes recursos energètics amagats a l'oceà.
2. Recursos d'energia hidroelèctrica
Els recursos d'energia hidroelèctrica generalment es refereixen a l'ús de l'energia potencial i cinètica del flux d'aigua del riu per descarregar treball i impulsar la rotació de generadors hidroelèctrics per generar electricitat. La generació d'energia de carbó, petroli, gas natural i nuclear requereix el consum de recursos de combustible no renovables, mentre que la generació d'energia hidroelèctrica no consumeix recursos hídrics, sinó que utilitza l'energia del flux del riu.
(1) Recursos energètics hidroelèctrics globals
Les reserves totals de recursos hidroelèctrics als rius de tot el món són de 5.050 milions de quilowatts, amb una generació anual d'energia de fins a 44,28 bilions de quilowatts hora; els recursos hidroelèctrics tècnicament explotables són de 2.260 milions de quilowatts, i la generació anual d'energia pot arribar als 9,8 bilions de quilowatts hora.
El 1878, França va construir la primera central hidroelèctrica del món amb una capacitat instal·lada de 25 quilowatts. Fins ara, la capacitat hidroelèctrica instal·lada a tot el món ha superat els 760 milions de quilowatts, amb una generació anual d'energia de 3 bilions de quilowatts hora.
(2) Recursos hidroelèctrics de la Xina
La Xina és un dels països amb més recursos d'energia hidroelèctrica del món. Segons l'última enquesta sobre recursos hidroelèctrics, les reserves teòriques d'energia hidroelèctrica a la Xina són de 694 milions de quilowatts, i la generació anual d'energia teòrica és de 6,08 bilions de quilowatts hora, cosa que els situa en primer lloc a nivell mundial pel que fa a reserves teòriques d'energia hidroelèctrica; la capacitat tècnicament explotable dels recursos hidroelèctrics de la Xina és de 542 milions de quilowatts, amb una generació anual d'energia de 2,47 bilions de quilowatts hora, i la capacitat econòmicament explotable és de 402 milions de quilowatts, amb una generació anual d'energia d'1,75 bilions de quilowatts hora, ambdues ocupant el primer lloc a nivell mundial.
El juliol de 1905 es va construir la primera central hidroelèctrica de la Xina, la central hidroelèctrica de Guishan, a la província de Taiwan, amb una capacitat instal·lada de 500 kVA. El 1912 es va completar la primera central hidroelèctrica de la Xina continental, la central hidroelèctrica de Shilongba, a Kunming, província de Yunnan, per a la generació d'energia, amb una capacitat instal·lada de 480 quilowatts. El 1949, la capacitat instal·lada d'energia hidroelèctrica al país era de 163.000 quilowatts; a finals de 1999, havia arribat als 72,97 milions de quilowatts, només superada pels Estats Units i en segon lloc a nivell mundial; el 2005, la capacitat instal·lada total d'energia hidroelèctrica a la Xina havia arribat als 115 milions de quilowatts, ocupant el primer lloc a nivell mundial, representant el 14,4% de la capacitat hidroelèctrica explotable i el 20% de la capacitat instal·lada total de la indústria energètica nacional.
(3) Característiques de l'energia hidroelèctrica
L'energia hidroelèctrica es regenera repetidament amb el cicle hidrològic de la natura i els humans la poden utilitzar contínuament. Sovint es fa servir l'expressió "inegociable" per descriure la renovabilitat de l'energia hidroelèctrica.
L'energia hidroelèctrica no consumeix combustible ni emet substàncies nocives durant la producció i el funcionament. Els seus costos de gestió i funcionament, els costos de generació d'energia i l'impacte ambiental són molt inferiors als de la generació d'energia tèrmica, cosa que la converteix en una font d'energia verda de baix cost.
L'energia hidroelèctrica té un bon rendiment de regulació, una arrencada ràpida i juga un paper important en el funcionament de la xarxa elèctrica. És ràpida i eficaç, reduint les pèrdues de subministrament elèctric en situacions d'emergència i accident, i garantint la seguretat del subministrament elèctric.
L'energia hidroelèctrica i l'energia mineral pertanyen a l'energia primària basada en recursos, que es converteix en energia elèctrica i s'anomena energia secundària. El desenvolupament de l'energia hidroelèctrica és una font d'energia que completa simultàniament tant el desenvolupament de l'energia primària com la producció d'energia secundària, amb una doble funció de construcció d'energia primària i construcció d'energia secundària; No cal un únic procés d'extracció, transport i emmagatzematge de minerals d'energia, cosa que redueix considerablement els costos de combustible.
La construcció d'embassaments per al desenvolupament hidroelèctric canviarà l'entorn ecològic de les zones locals. D'una banda, requereix la submergència d'algunes terres, cosa que provocarà la reubicació d'immigrants; de l'altra, pot restaurar el microclima de la regió, crear un nou entorn ecològic aquàtic, promoure la supervivència dels organismes i facilitar el control de les inundacions humanes, el reg, el turisme i el desenvolupament del transport marítim. Per tant, en la planificació de projectes hidroelèctrics, s'ha de tenir en compte en general la minimització de l'impacte negatiu sobre el medi ecològic, i el desenvolupament hidroelèctric té més avantatges que desavantatges.
A causa dels avantatges de l'energia hidroelèctrica, els països de tot el món estan adoptant polítiques que prioritzen el desenvolupament de l'energia hidroelèctrica. A la dècada del 1990, l'energia hidroelèctrica representava el 93,2% de la capacitat total instal·lada del Brasil, mentre que països com Noruega, Suïssa, Nova Zelanda i Canadà tenien ràtios d'energia hidroelèctrica superiors al 50%.
El 1990, la proporció de generació d'energia hidroelèctrica respecte a l'electricitat explotable en alguns països del món era del 74% a França, el 72% a Suïssa, el 66% al Japó, el 61% al Paraguai, el 55% als Estats Units, el 54% a Egipte, el 50% al Canadà, el 17,3% al Brasil, l'11% a l'Índia i el 6,6% a la Xina durant el mateix període.
Data de publicació: 24 de setembre de 2024
