Det er 111 år siden, at Kina begyndte opførelsen af Shilongba vandkraftværk, det første vandkraftværk i 1910. I disse mere end 100 år har Kinas vand- og elindustri opnået bemærkelsesværdige resultater fra Shilongba vandkraftværks installerede kapacitet på kun 480 kW til 370 millioner kW, hvilket er den førende i verden. Vi er i kulindustrien, og vi vil høre nogle nyheder om vandkraft, men vi ved ikke meget om vandkraftindustrien.
Lad os i dag kort forstå vandkraft ud fra principperne og karakteristikaene for vandkraft samt den nuværende situation og udviklingstendens for vandkraft i Kina.
01 kraftproduktionsprincippet for vandkraft
Faktisk er vandkraft processen med at omdanne vands potentielle energi til mekanisk energi og derefter fra mekanisk energi til elektrisk energi. Generelt set er det at bruge det strømmende flodvand til at dreje motoren til strømproduktion, og energien indeholdt i en flod eller en del af dens bassin afhænger af vandmængden og -faldet.
Flodens vandmængde kontrolleres ikke af nogen juridisk person, og vandfaldet er i orden. Derfor kan man ved opførelse af vandkraftværker vælge dæmning og omledning for at koncentrere vandfaldet og dermed forbedre udnyttelsesgraden af vandressourcerne.
Opdæmning er at bygge en dæmning i et område med stort fald, etablere et reservoir til at opbevare vand og hæve vandstanden, såsom Three Gorges vandkraftværk; omledning refererer til omledning af vand fra det opstrøms reservoir til det nedstrøms gennem omledningskanalen, såsom Jinping II vandkraftværk.
02 karakteristika for vandkraft
Fordelene ved vandkraft omfatter primært miljøbeskyttelse og regenerering, høj effektivitet og fleksibilitet, lave vedligeholdelsesomkostninger og så videre.
Miljøbeskyttelse og vedvarende energi bør være vandkraftens største fordel. Vandkraft bruger kun energien i vand, forbruger ikke vand og forårsager ikke forurening.
Vandturbinegeneratorsættet, det primære kraftudstyr i vandkraftproduktion, er ikke kun effektivt, men også fleksibelt at starte og betjene. Det kan hurtigt starte driften fra statisk tilstand på få minutter og fuldføre belastningsforøgelse og -reduktion på få sekunder. Vandkraft kan bruges til at udføre opgaver som peak shaving, frekvensmodulation, belastningsberedskab og ulykkesberedskab i elsystemet.
Vandkraftproduktion forbruger ikke brændstof, kræver ikke et stort antal arbejdskraft og faciliteter investeret i minedrift og transport af brændstof, har simpelt udstyr, få operatører, mindre hjælpekraft, lang levetid for udstyret og lave drifts- og vedligeholdelsesomkostninger, så elproduktionsomkostningerne for vandkraftværker er lave, kun 1/5-1/8 af et termisk kraftværks, og energiudnyttelsesgraden for vandkraftværker er høj, op til mere end 85%. Den termiske virkningsgrad for kulkraftværker er kun omkring 40%.
Ulemperne ved vandkraft omfatter primært stor klimapåvirkning, begrænsninger fra geografiske forhold, store investeringer i den tidlige fase og skader på det økologiske miljø.
Vandkraft påvirkes i høj grad af nedbør. Om det er i tørsæsonen eller vådsæsonen er en vigtig referencefaktor for indkøb af kul til termiske kraftværker. Vandkraftproduktionen er stabil i forhold til år og provins, men den afhænger af "dagen", når den opdeles i måned, kvartal og region. Den kan ikke levere stabil og pålidelig strøm som termisk energi.
Der er store forskelle mellem syd og nord i regntiden og tørtiden. Ifølge statistikkerne over vandkraftproduktion i hver måned fra 2013 til 2021 er Kinas regntid generelt omkring juni til oktober, og tørtiden er omkring december til februar. Forskellen i elproduktion mellem de to kan mere end fordobles. Samtidig kan vi også se, at på baggrund af stigende installeret kapacitet er elproduktionen fra januar til marts i år betydeligt lavere end i tidligere år, og elproduktionen i marts svarer endda til den i 2015. Dette er nok til at vise "ustabiliteten" i vandkraft.
Vandkraftproduktion i hver måned fra 2013 til 2021 (100 millioner kWh)
Begrænset af objektive forhold. Vandkraftværker kan ikke bygges, hvor der er vand. Geologi, vandfald, strømningshastighed, beboernes flytning og endda administrativ opdeling begrænser alle opførelsen af et vandkraftværk. For eksempel er Heishan Gorge-vandbevaringsprojektet, der blev nævnt på den nationale folkekongres i 1956, ikke blevet vedtaget på grund af dårlig interessekoordinering mellem Gansu og Ningxia. Indtil i år optrådte det igen i forslaget fra de to samlinger. Hvornår byggeriet kan starte, er stadig ukendt.
De nødvendige investeringer til vandkraft er store. Jord-, sten- og betonarbejderne til opførelsen af vandkraftværker er enorme, og der skal betales enorme udgifter til genhusning. Desuden afspejles den tidlige investering ikke kun i kapital, men også i tid. På grund af behovet for genhusning og koordinering af forskellige afdelinger vil byggecyklussen for mange vandkraftværker blive meget forsinket end planlagt.
Hvis vi tager Baihetan vandkraftværk under opførelse som eksempel, blev projektet påbegyndt i 1958 og inkluderet i den "tredje femårsplan" i 1965. Efter adskillige drejninger blev det dog ikke officielt påbegyndt før august 2011. Baihetan vandkraftværk er endnu ikke færdiggjort. Bortset fra den indledende designplanlægning vil selve byggecyklussen tage mindst 10 år.
Store reservoirer forårsager omfattende oversvømmelser i dæmningens øvre løb, hvilket undertiden beskadiger lavland, floddale, skove og græsarealer. Samtidig vil det også påvirke det akvatiske økosystem omkring anlægget. Det har en stor indvirkning på fisk, vandfugle og andre dyr.
03 den nuværende situation for vandkraftudvikling i Kina
I de senere år har vandkraftproduktionen opretholdt væksten, men vækstraten i de seneste fem år er lav
I 2020 vil vandkraftproduktionskapaciteten være 1355,21 milliarder kWh, med en stigning på 3,9 % fra år til år. I løbet af den 13. femårsplanperiode udviklede vindkraft og optoelektronik sig dog hurtigt og oversteg planlægningsmålene, mens vandkraft kun opfyldte omkring halvdelen af planlægningsmålene. I løbet af de sidste 20 år har vandkraftens andel af den samlede elproduktion været relativt stabil og holdt sig på 14 % – 19 %.
Ud fra vækstraten for Kinas elproduktion kan det ses, at vækstraten for vandkraft er aftaget i de seneste fem år og stort set har ligget på omkring 5 %.
Jeg tror, at årsagerne til opbremsningen på den ene side er nedlukningen af små vandkraftværker, hvilket tydeligt er nævnt i den 13. femårsplan for at beskytte og reparere det økologiske miljø. Der er 4705 små vandkraftværker, der skal udbedres og tages ud af drift alene i Sichuan-provinsen;
På den anden side mangler Kina store ressourcer til udvikling af vandkraft. Kina har bygget mange vandkraftværker såsom De Tre Slugter, Gezhouba, Wudongde, Xiangjiaba og Baihetan. Ressourcerne til genopbygningen af store vandkraftværker er muligvis kun det "store sving" af Yarlung Zangbo-floden. Men fordi regionen involverer geologisk struktur, miljøkontrol af naturreservater og forbindelser med de omkringliggende lande, har det tidligere været vanskeligt at løse det.
Samtidig kan det også ses ud fra vækstraten for elproduktion i de seneste 20 år, at vækstraten for termisk kraft stort set er synkroniseret med vækstraten for den samlede elproduktion, mens vækstraten for vandkraft er irrelevant for vækstraten for den samlede elproduktion, hvilket viser en tilstand af "stigning hvert andet år". Selvom der er grunde til den høje andel af termisk kraft, afspejler den også i et vist omfang ustabiliteten i vandkraft.
Vækst i elproduktion
Med hensyn til andelen af elproduktion kan vi også se, at selvom vandkraftindustrien har udviklet sig hurtigt i de seneste 20 år, og vandkraftproduktionen i 2020 er fem gange så stor som i 2001, har andelen af den samlede elproduktion ikke ændret sig væsentligt.
I processen med at mindske andelen af termisk energi har vandkraft ikke spillet en stor rolle. Selvom den udvikler sig hurtigt, kan den kun opretholde sin andel af den samlede elproduktion på baggrund af den store stigning i den nationale elproduktion. Faldet i andelen af termisk energi skyldes hovedsageligt andre rene energikilder, såsom vindkraft, solceller, naturgas, atomkraft osv.
Overdreven koncentration af vandkraftressourcer
Den samlede vandkraftproduktion i Sichuan- og Yunnan-provinserne tegner sig for næsten halvdelen af den nationale vandkraftproduktion, og det resulterende problem er, at områder, der er rige på vandkraftressourcer, muligvis ikke er i stand til at absorbere den lokale vandkraftproduktion, hvilket resulterer i spild af energi. To tredjedele af spildevandet og elektriciteten i større flodbækkener i Kina kommer fra Sichuan-provinsen, op til 20,2 milliarder kWh, og mere end halvdelen af spildelektriciteten i Sichuan-provinsen kommer fra hovedstrømmen i Dadu-floden.
Kinas vandkraft har udviklet sig hurtigt på verdensplan i de seneste 10 år. Kina har næsten drevet væksten i den globale vandkraft. Næsten 80 % af væksten i det globale vandkraftforbrug kommer fra Kina, og Kinas vandkraftforbrug tegner sig for mere end 30 % af det globale vandkraftforbrug.
Andelen af et sådant enormt vandkraftforbrug i Kinas samlede primære energiforbrug er dog kun en smule højere end verdensgennemsnittet, mindre end 8 % i 2019. Selv hvis man ikke sammenligner det med udviklede lande som Canada og Norge, er andelen af vandkraftforbrug langt lavere end Brasiliens, et udviklingsland. Kina har 680 millioner kilowatt vandkraftressourcer, hvilket er det første land i verden. I 2020 vil den installerede vandkraftkapacitet være 370 millioner kilowatt. Fra dette synspunkt har Kinas vandkraftindustri stadig stort udviklingsrum.
04 Fremtidig udviklingstendens for vandkraft i Kina
Vandkraft vil accelerere sin vækst i de næste par år og vil fortsætte med at stige i andel af den samlede elproduktion.
På den ene side kan mere end 50 millioner kilowatt vandkraft i løbet af den 14. femårsplanperiode sættes i drift i Kina, herunder Wudongde og Baihetan vandkraftværker i De Tre Kløfter-gruppen og de midterste løb af Yalong-flodens vandkraftværk. Desuden er vandkraftudviklingsprojektet i de nedre løb af Yarlung Zangbo-floden blevet inkluderet i den 14. femårsplan, med 70 millioner kilowatt teknisk udnyttelige ressourcer, hvilket svarer til mere end tre Tre Kløfters vandkraftværker. Det betyder, at vandkraften igen vil indlede en stor udvikling;
På den anden side er reduktionen af termisk kraft naturligvis forudsigelig. Uanset om det ses ud fra et miljøbeskyttelses-, energisikkerheds- og teknologisk udviklingsperspektiv, vil termisk kraft fortsat mindske sin betydning inden for energiområdet.
I de næste par år kan udviklingshastigheden for vandkraft stadig ikke sammenlignes med udviklingen af ny energi. Selv i forhold til den samlede elproduktion kan den blive rangeret blandt de senkomne inden for ny energi. Hvis tiden forlænges, kan man sige, at den vil blive overhalet af ny energi.
Liu Shiyu, direktør for planlægningsafdelingen ved General Electric Power Planning Institute, forudsiger, at den installerede kapacitet af ny energi i Kina i løbet af den 14. femårsplanperiode vil overstige 800 millioner kW, hvilket svarer til 29%; Den årlige elproduktion når 1,5 billioner kWh, hvilket overgår vandkraft.
Opslagstidspunkt: 14. januar 2022
