Es ist 111 Jahre her, dass China mit dem Bau des Wasserkraftwerks Shilongba begann, dem ersten Wasserkraftwerk im Jahr 1910. In diesen mehr als 100 Jahren hat Chinas Wasser- und Elektrizitätsindustrie bemerkenswerte Erfolge erzielt, von einer installierten Kapazität des Wasserkraftwerks Shilongba von nur 480 kW auf 370 Millionen KW, das weltweit an erster Stelle steht.Wir sind in der Kohleindustrie tätig und werden einige Neuigkeiten über Wasserkraft hören, aber wir wissen nicht viel über die Wasserkraftindustrie.
Lassen Sie uns heute kurz die Wasserkraft anhand der Prinzipien und Eigenschaften der Wasserkraft und der aktuellen Situation und des Entwicklungstrends der Wasserkraft in China verstehen.
01. Stromerzeugung Prinzip der Wasserkraft
Tatsächlich ist Wasserkraft der Prozess der Umwandlung der potenziellen Energie von Wasser in mechanische Energie und dann von mechanischer Energie in elektrische Energie.Im Allgemeinen wird das fließende Flusswasser verwendet, um den Motor zur Stromerzeugung anzutreiben, und die in einem Fluss oder einem Abschnitt seines Beckens enthaltene Energie hängt von der Wassermenge und dem Gefälle ab.
Das Wasservolumen des Flusses wird von keiner juristischen Person kontrolliert, und das Gefälle ist in Ordnung.Daher können beim Bau von Wasserkraftwerken der Dammbau und die Umleitung ausgewählt werden, um den Abfall zu konzentrieren und so die Ausnutzungsrate der Wasserressourcen zu verbessern.
Das Aufstauen besteht darin, in der Reichweite einen Damm mit großem Gefälle zu bauen, ein Reservoir zum Speichern von Wasser zu errichten und den Wasserspiegel anzuheben, wie z. B. das Drei-Schluchten-Wasserkraftwerk;Umleitung bezieht sich auf die Umleitung von Wasser vom stromaufwärts gelegenen Reservoir zum stromabwärts gelegenen durch den Umleitungskanal, wie z. B. das Wasserkraftwerk Jinping II.
02 Eigenschaften der Wasserkraft
Die Vorteile der Wasserkraft umfassen hauptsächlich Umweltschutz und Regeneration, hohe Effizienz und Flexibilität, niedrige Wartungskosten und so weiter.
Umweltschutz und Erneuerbar sollten der größte Vorteil der Wasserkraft sein.Wasserkraft nutzt nur die Energie im Wasser, verbraucht kein Wasser und verursacht keine Umweltverschmutzung.
Der Wasserturbinen-Generatorsatz, die Hauptenergieausrüstung der Wasserkrafterzeugung, ist nicht nur effizient, sondern auch flexibel zu starten und zu betreiben.Es kann den Betrieb in wenigen Minuten schnell aus dem statischen Zustand starten und die Lasterhöhungs- und -verringerungsaufgabe in wenigen Sekunden abschließen.Wasserkraft kann genutzt werden, um die Aufgaben des Spitzenausgleichs, der Frequenzmodulation, der Lastbereitschaft und der Störfallbereitschaft des Stromnetzes zu übernehmen.
Die Erzeugung von Wasserkraft verbraucht keinen Brennstoff, erfordert keine große Anzahl von Arbeitskräften und Einrichtungen, die in den Abbau und Transport von Brennstoff investiert werden, hat eine einfache Ausrüstung, wenige Bediener, weniger Hilfsenergie, eine lange Lebensdauer der Ausrüstung und niedrige Betriebs- und Wartungskosten, so die Macht Die Produktionskosten des Wasserkraftwerks sind niedrig, nur 1 / 5-1 / 8 der des Wärmekraftwerks, und die Energienutzungsrate des Wasserkraftwerks ist hoch, bis zu mehr als 85%. Der thermische Wirkungsgrad von Kohlekraftwerken beträgt nur etwa 40 %.
Zu den Nachteilen der Wasserkraft gehören vor allem der große Einfluss des Klimas, begrenzt durch die geografischen Bedingungen, große Investitionen in der Anfangsphase und die Schädigung der ökologischen Umwelt.
Die Wasserkraft wird stark von Niederschlägen beeinflusst.Ob Trockenzeit oder Regenzeit ist, ist ein wichtiger Bezugsfaktor für die Stromkohlebeschaffung von thermischen Kraftwerken.Die Wasserkrafterzeugung ist je nach Jahr und Provinz stabil, hängt jedoch vom „Tag“ ab, wenn sie auf Monat, Quartal und Region detailliert wird.Es kann keine stabile und zuverlässige Leistung wie thermische Leistung liefern.
In der Regenzeit und in der Trockenzeit gibt es große Unterschiede zwischen dem Süden und dem Norden.Laut den Statistiken der Wasserkrafterzeugung in jedem Monat von 2013 bis 2021 dauert Chinas Regenzeit jedoch insgesamt etwa von Juni bis Oktober und die Trockenzeit von Dezember bis Februar.Der Unterschied in der Stromerzeugung zwischen den beiden kann mehr als verdoppelt werden.Gleichzeitig sehen wir auch, dass vor dem Hintergrund der steigenden installierten Leistung die Stromerzeugung von Januar bis März dieses Jahres deutlich niedriger ist als in den Vorjahren, und die Stromerzeugung im März sogar der von 2015 entspricht. Dies reicht aus, um uns die „Instabilität“ der Wasserkraft vor Augen zu führen.
Wasserkrafterzeugung in jedem Monat von 2013 bis 2021 (100 Millionen kWh)
Begrenzt durch objektive Bedingungen.Wo Wasser ist, können keine Wasserkraftwerke gebaut werden.Geologie, Gefälle, Strömungsgeschwindigkeit, Umsiedlung der Bewohner und sogar die administrative Teilung schränken den Bau eines Wasserkraftwerks ein.Beispielsweise wurde das Wasserschutzprojekt der Heishan-Schlucht, das 1956 auf dem Nationalen Volkskongress erwähnt wurde, wegen der schlechten Interessenkoordinierung zwischen Gansu und Ningxia nicht verabschiedet.Bis zu diesem Jahr tauchte es wieder im Vorschlag der beiden Sitzungen auf, wann mit dem Bau begonnen werden kann, ist noch unbekannt.
Der Investitionsbedarf für Wasserkraft ist groß.Die Erd- und Betonarbeiten für den Bau von Wasserkraftwerken sind enorm, und enorme Umsiedlungskosten müssen bezahlt werden;Zudem schlägt sich die frühzeitige Investition nicht nur im Kapital, sondern auch in der Zeit nieder.Aufgrund der notwendigen Umsiedlung und Koordination verschiedener Abteilungen wird sich der Bauzyklus vieler Wasserkraftwerke deutlich verzögern als geplant.
Am Beispiel des im Bau befindlichen Baihetan-Wasserkraftwerks wurde das Projekt 1958 initiiert und 1965 in den „dritten Fünfjahresplan“ aufgenommen. Nach mehreren Drehungen und Wendungen wurde es jedoch erst im August 2011 offiziell gestartet. Bis heute Das Wasserkraftwerk Baihetan wurde noch nicht fertiggestellt.Ohne die Vorentwurfsplanung wird der eigentliche Bauzyklus mindestens 10 Jahre dauern.
Große Stauseen verursachen großflächige Überschwemmungen im Oberlauf des Staudamms, die manchmal Tiefland, Flusstäler, Wälder und Grasland beschädigen.Gleichzeitig wirkt sich dies auch auf das aquatische Ökosystem rund um die Anlage aus.Es hat einen großen Einfluss auf Fische, Wasservögel und andere Tiere.
03. Aktuelle Situation der Wasserkraftentwicklung in China
In den letzten Jahren ist die Wasserkrafterzeugung gewachsen, aber die Wachstumsrate in den letzten fünf Jahren ist gering
Im Jahr 2020 wird die Wasserkrafterzeugungskapazität 1355,21 Milliarden kWh betragen, was einer Steigerung von 3,9 % gegenüber dem Vorjahr entspricht.Während der Periode des 13. Fünfjahresplans entwickelten sich Windkraft und Optoelektronik jedoch während der Periode des 13. Fünfjahresplans schnell und übertrafen die Planungsziele, während die Wasserkraft nur etwa die Hälfte der Planungsziele erreichte.In den letzten 20 Jahren war der Anteil der Wasserkraft an der gesamten Stromerzeugung relativ stabil und wurde bei 14 % – 19 % gehalten.
Aus der Wachstumsrate der Stromerzeugung in China ist ersichtlich, dass sich die Wachstumsrate der Wasserkraft in den letzten fünf Jahren verlangsamt hat und im Wesentlichen bei etwa 5 % gehalten wird.
Ich denke, die Gründe für die Verlangsamung liegen zum einen in der Abschaltung der Kleinwasserkraft, die im 13. Fünfjahresplan zum Schutz und zur Wiederherstellung der ökologischen Umwelt ausdrücklich erwähnt wird.Allein in der Provinz Sichuan müssen 4705 Kleinwasserkraftwerke saniert und stillgelegt werden;
Andererseits mangelt es China an großen Wasserkraftentwicklungsressourcen.China hat viele Wasserkraftwerke wie die Drei-Schluchten, Gezhouba, Wudongde, Xiangjiaba und Baihetan gebaut.Die Ressourcen für den Wiederaufbau großer Wasserkraftwerke dürften nur die „große Biegung“ des Flusses Yarlung Zangbo sein.Da die Region jedoch die geologische Struktur, die Umweltkontrolle von Naturschutzgebieten und die Beziehungen zu den umliegenden Ländern umfasst, war es bisher schwierig, sie zu lösen.
Gleichzeitig lässt sich auch an der Wachstumsrate der Stromerzeugung in den letzten 20 Jahren ablesen, dass die Wachstumsrate der thermischen Energie im Wesentlichen mit der Wachstumsrate der gesamten Stromerzeugung synchronisiert ist, während die Wachstumsrate der Wasserkraft für die Wachstumsrate irrelevant ist Wachstumsrate der gesamten Stromerzeugung, die den Zustand „alle zwei Jahre steigend“ zeigt.Der hohe Anteil an Wärmekraft hat zwar Gründe, spiegelt aber in gewisser Weise auch die Instabilität der Wasserkraft wider.
Wachstum der Stromerzeugung
Hinsichtlich des Anteils der Stromerzeugung können wir auch feststellen, dass sich die Wasserkraftindustrie zwar in den letzten 20 Jahren rasant entwickelt hat und die Wasserkrafterzeugung im Jahr 2020 fünfmal so hoch ist wie im Jahr 2001, sich der Anteil an der gesamten Stromerzeugung jedoch nicht verändert hat bedeutend.
Bei der Reduzierung des thermischen Anteils hat die Wasserkraft keine große Rolle gespielt.Obwohl es sich rasant entwickelt, kann es seinen Anteil an der gesamten Stromerzeugung nur vor dem Hintergrund der starken Zunahme der nationalen Stromerzeugung halten.Die Reduzierung des Anteils an thermischer Energie ist hauptsächlich auf andere saubere Energiequellen wie Windkraft, Photovoltaik, Erdgas, Kernenergie usw. zurückzuführen.
Übermäßige Konzentration von Wasserkraftressourcen
Die gesamte Wasserkrafterzeugung der Provinzen Sichuan und Yunnan macht fast die Hälfte der nationalen Wasserkrafterzeugung aus, und das daraus resultierende Problem besteht darin, dass Gebiete, die reich an Wasserkraftressourcen sind, möglicherweise nicht in der Lage sind, die lokale Wasserkrafterzeugung aufzunehmen, was zu einer Energieverschwendung führt.Zwei Drittel des Abwassers und des Stroms in großen Flusseinzugsgebieten in China stammen aus der Provinz Sichuan, bis zu 20,2 Milliarden kWh, und mehr als die Hälfte des Abfallstroms in der Provinz Sichuan stammt aus dem Hauptstrom des Flusses Dadu.
Weltweit hat sich Chinas Wasserkraft in den letzten 10 Jahren rasant entwickelt.China hat das Wachstum der globalen Wasserkraft fast vorangetrieben.Fast 80 % des Wachstums des weltweiten Wasserkraftverbrauchs stammt aus China, und Chinas Wasserkraftverbrauch macht mehr als 30 % des weltweiten Wasserkraftverbrauchs aus.
Der Anteil eines derart enormen Wasserkraftverbrauchs am gesamten Primärenergieverbrauch Chinas liegt jedoch nur geringfügig über dem Weltdurchschnitt, weniger als 8 % im Jahr 2019. Auch wenn der Anteil der Wasserkraft nicht mit entwickelten Ländern wie Kanada und Norwegen verglichen wird Der Verbrauch liegt weit unter dem des Entwicklungslandes Brasilien.China verfügt über 680 Millionen Kilowatt an Wasserkraftressourcen und steht damit weltweit an erster Stelle.Bis 2020 wird die installierte Wasserkraftleistung 370 Millionen Kilowatt betragen.Aus dieser Sicht hat Chinas Wasserkraftindustrie noch viel Raum für Entwicklung.
04 zukünftige Entwicklungstrends der Wasserkraft in China
Die Wasserkraft wird ihr Wachstum in den nächsten Jahren beschleunigen und ihren Anteil an der Gesamtstromerzeugung weiter erhöhen.
Einerseits können während des 14. Fünfjahresplans mehr als 50 Millionen Kilowatt Wasserkraft in China in Betrieb genommen werden, darunter die Wasserkraftwerke Wudongde und Baihetan der Drei-Schluchten-Gruppe und das Wasserkraftwerk am Mittellauf des Yalong-Flusses.Darüber hinaus wurde das Wasserkraftentwicklungsprojekt im Unterlauf des Flusses Yarlung Zangbo in den 14. Fünfjahresplan aufgenommen, mit 70 Millionen Kilowatt an technisch nutzbaren Ressourcen, was mehr als drei Drei-Schluchten-Wasserkraftwerken entspricht. Dies bedeutet Wasserkraft wird wieder eine große Entwicklung einleiten;
Andererseits ist die Verringerung der thermischen Leistungsskala offensichtlich vorhersagbar.Ob aus Sicht des Umweltschutzes, der Energiesicherheit und der technologischen Entwicklung, thermische Energie wird ihre Bedeutung im Energiebereich weiter verringern.
Das Entwicklungstempo der Wasserkraft ist in den nächsten Jahren noch nicht mit dem der neuen Energien zu vergleichen.Auch im Anteil an der gesamten Stromerzeugung kann es sich in die Reihe der Nachzügler der neuen Energien einordnen.Wenn die Zeit verlängert wird, kann man sagen, dass sie von neuer Energie überholt wird.
Liu Shiyu, Direktor der Planungsabteilung des General Electric Power Planning Institute, prognostiziert, dass während der Periode des 14. Fünfjahresplans die installierte Kapazität der neuen Energie in China 800 Millionen KW überschreiten wird, was 29 % entspricht;Die jährliche Stromerzeugung erreicht 1,5 Billionen kWh und übertrifft damit die Wasserkraft.
Postzeit: 14. Januar 2022
