Wasserkraft hat eine lange Entwicklungsgeschichte und eine komplette Industriekette
Wasserkraft ist eine Technologie zur erneuerbaren Energie, die die kinetische Energie des Wassers zur Stromerzeugung nutzt. Sie ist eine weit verbreitete saubere Energie mit vielen Vorteilen wie Erneuerbarkeit, geringen Emissionen, Stabilität und Steuerbarkeit. Das Funktionsprinzip der Wasserkraft basiert auf einem einfachen Konzept: Die kinetische Energie des Wasserflusses wird genutzt, um eine Turbine anzutreiben, die wiederum einen Generator zur Stromerzeugung antreibt. Die Schritte der Wasserkrafterzeugung sind: Wasserentnahme aus einem Reservoir oder Fluss, wofür eine Wasserquelle benötigt wird, meist ein Reservoir (künstlicher Stausee) oder ein natürlicher Fluss, der Strom liefert; Wasserflusslenkung – der Wasserfluss wird durch den Umleitungskanal zu den Rotorblättern der Turbine geleitet. Der Umleitungskanal kann den Wasserfluss steuern und so die Stromerzeugungskapazität anpassen; die Turbine läuft, und der Wasserfluss trifft auf die Rotorblätter der Turbine, um diese zu drehen. Die Turbine ähnelt dem Windrad bei der Windkrafterzeugung; der Generator erzeugt Strom, und der Betrieb der Turbine treibt den Generator an, der wiederum nach dem Prinzip der elektromagnetischen Induktion Strom erzeugt; Bei der Stromübertragung wird der erzeugte Strom in das Stromnetz eingespeist und an Städte, Industrie und Haushalte geliefert. Es gibt viele Arten von Wasserkraft. Je nach Funktionsprinzip und Anwendungsszenarien kann man zwischen Flusskraft, Stauseekraft, Gezeiten- und Meereskraft sowie Kleinwasserkraft unterscheiden. Wasserkraft hat viele Vorteile, aber auch einige Nachteile. Die Vorteile sind vor allem: Wasserkraft ist eine erneuerbare Energiequelle. Wasserkraft basiert auf der Zirkulation des Wassers, ist also erneuerbar und unerschöpflich; sie ist eine saubere Energiequelle. Wasserkraft erzeugt keine Treibhausgase und Luftschadstoffe und hat geringe Auswirkungen auf die Umwelt; sie ist steuerbar. Wasserkraftwerke können bedarfsgerecht angepasst werden, um eine zuverlässige Grundlast zu gewährleisten. Die Hauptnachteile sind: Große Wasserkraftprojekte können das Ökosystem schädigen und soziale Probleme wie Abwanderung und Landenteignung verursachen; die Wasserkraft ist durch die Verfügbarkeit von Wasserressourcen begrenzt, und Dürre oder ein Rückgang des Wasserflusses können die Stromerzeugungskapazität beeinträchtigen.
Wasserkraft hat als erneuerbare Energieform eine lange Geschichte. Frühe Wasserturbinen und Wasserräder: Bereits im 2. Jahrhundert v. Chr. begannen die Menschen, Wasserturbinen und Wasserräder zum Antrieb von Maschinen wie Mühlen und Sägewerken einzusetzen. Diese Maschinen nutzten die kinetische Energie des fließenden Wassers. Der Beginn der Stromerzeugung: Im späten 19. Jahrhundert begannen die Menschen, Wasserkraftwerke zur Umwandlung von Wasserenergie in Elektrizität zu nutzen. Das weltweit erste kommerzielle Wasserkraftwerk wurde 1882 in Wisconsin, USA, errichtet. Bau von Dämmen und Stauseen: Zu Beginn des 20. Jahrhunderts erweiterte sich der Umfang der Wasserkraft mit dem Bau von Dämmen und Stauseen erheblich. Berühmte Staudammprojekte sind der Hoover-Staudamm in den USA und der Drei-Schluchten-Damm in China. Technologischer Fortschritt: Im Laufe der Zeit wurde die Wasserkrafttechnologie kontinuierlich verbessert, unter anderem durch die Einführung von Turbinen, Turbinengeneratoren und intelligenten Steuerungssystemen, die die Effizienz und Zuverlässigkeit der Wasserkraft verbessert haben.
Wasserkraft ist eine saubere und erneuerbare Energiequelle, deren industrielle Kette mehrere wichtige Glieder umfasst, vom Wasserressourcenmanagement bis zur Stromübertragung. Das erste Glied in der Wasserkraftindustriekette ist das Wasserressourcenmanagement. Dazu gehört die Planung, Speicherung und Verteilung von Wasserströmen, um eine stabile Wasserversorgung der Turbinen zur Stromerzeugung zu gewährleisten. Wasserressourcenmanagement erfordert in der Regel die Überwachung von Parametern wie Niederschlag, Wasserdurchfluss und Wasserstand, um geeignete Entscheidungen treffen zu können. Modernes Wasserressourcenmanagement legt zudem Wert auf Nachhaltigkeit, um sicherzustellen, dass die Stromerzeugungskapazität auch unter extremen Bedingungen wie Dürre aufrechterhalten werden kann. Staudämme und Reservoirs sind zentrale Einrichtungen in der Wasserkraftindustriekette. Staudämme dienen üblicherweise dazu, den Wasserstand zu erhöhen, Wasserdruck zu erzeugen und so die kinetische Energie des Wasserflusses zu erhöhen. Reservoirs dienen der Wasserspeicherung, um sicherzustellen, dass bei Spitzenbedarf ausreichend Wasser fließt. Bei Planung und Bau von Staudämmen müssen geologische Bedingungen, Wasserflusseigenschaften und ökologische Auswirkungen berücksichtigt werden, um Sicherheit und Nachhaltigkeit zu gewährleisten. Turbinen sind die Kernkomponenten der Wasserkraftindustriekette. Fließt Wasser durch die Turbinenschaufeln, wird dessen kinetische Energie in mechanische Energie umgewandelt und die Turbine dreht sich. Design und Typ der Turbine können je nach Geschwindigkeit, Durchflussmenge und Höhe des Wasserstroms ausgewählt werden, um höchste Energieeffizienz zu erzielen. Sobald sich die Turbine dreht, treibt sie den angeschlossenen Generator zur Stromerzeugung an. Der Generator ist ein zentrales Gerät zur Umwandlung mechanischer in elektrische Energie. Das Funktionsprinzip eines Generators besteht im Allgemeinen darin, durch ein rotierendes Magnetfeld Strom zu induzieren und so Wechselstrom zu erzeugen. Design und Leistung des Generators müssen anhand des Leistungsbedarfs und der Wasserströmungseigenschaften bestimmt werden. Der vom Generator erzeugte Strom ist Wechselstrom, der üblicherweise über ein Umspannwerk aufbereitet werden muss. Zu den Hauptfunktionen von Umspannwerken gehören die Spannungserhöhung (Erhöhung der Spannung zur Reduzierung von Energieverlusten bei der Stromübertragung) und die Stromumwandlung (Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom oder umgekehrt), um die Anforderungen des Stromübertragungssystems zu erfüllen. Das letzte Glied ist die Stromübertragung. Der vom Kraftwerk erzeugte Strom wird über Übertragungsleitungen an Stromverbraucher in Städten, Industriegebieten und ländlichen Gebieten übertragen. Übertragungsleitungen müssen geplant, ausgelegt und gewartet werden, um eine sichere und effiziente Stromübertragung zu gewährleisten. In manchen Gebieten muss der Strom zudem über Umspannwerke weiterverarbeitet werden, um den Anforderungen unterschiedlicher Spannungen und Frequenzen gerecht zu werden.
Reichhaltige Wasserkraftressourcen und ausreichende Wasserkrafterzeugung
China ist das Land mit der weltweit größten Wasserkraftproduktion und verfügt über reichlich Wasserressourcen und große Wasserkraftprojekte. Chinas Wasserkraftindustrie spielt eine Schlüsselrolle bei der Deckung des inländischen Strombedarfs, der Reduzierung von Treibhausgasemissionen und der Verbesserung der Energiestruktur. Der gesellschaftliche Stromverbrauch ist ein wichtiger Wirtschaftsindikator, der die Höhe des Stromverbrauchs in einem Land oder einer Region widerspiegelt und von großer Bedeutung für die Messung wirtschaftlicher Aktivitäten, der Stromversorgung und der Umweltauswirkungen ist. Laut den von der Nationalen Energiebehörde veröffentlichten Daten weist der Gesamtstromverbrauch Chinas einen stabilen Wachstumstrend auf. Ende 2022 betrug der Gesamtstromverbrauch Chinas 863,72 Milliarden Kilowattstunden, ein Anstieg um 324,4 Milliarden Kilowattstunden gegenüber 2021 und ein Plus von 3,9 % gegenüber dem Vorjahr.
Den vom China Electricity Council veröffentlichten Daten zufolge verbraucht in China der Sekundärsektor den größten Strom, gefolgt vom Tertiärsektor. Der Primärsektor verbrauchte 114,6 Milliarden Kilowattstunden Strom, was einem Anstieg von 10,4 Prozent gegenüber dem Vorjahr entspricht. Dabei stieg der Stromverbrauch in Landwirtschaft, Fischerei und Viehzucht um 6,3 Prozent, 12,6 Prozent bzw. 16,3 Prozent. Die umfassende Förderung der Strategie zur Wiederbelebung des ländlichen Raums, die deutliche Verbesserung der Stromversorgung in ländlichen Gebieten und die kontinuierliche Verbesserung des Elektrifizierungsgrads in den letzten Jahren haben den rasanten Anstieg des Stromverbrauchs im Primärsektor vorangetrieben. Der Sekundärsektor verbrauchte 5,70 Billionen Kilowattstunden Strom, was einem Anstieg von 1,2 Prozent gegenüber dem Vorjahr entspricht. Der jährliche Stromverbrauch der Hochtechnologie- und Geräteherstellungsindustrie stieg um 2,8 Prozent, und der jährliche Stromverbrauch der Herstellung von Elektromaschinen und -geräten, der Pharmaproduktion, der Computerkommunikation und der Herstellung sonstiger elektronischer Geräte stieg um über 5 Prozent. Der Stromverbrauch der Herstellung von Fahrzeugen mit alternativen Antrieben stieg deutlich um 71,1 %. Der Stromverbrauch der tertiären Industrie betrug 1,49 Billionen Kilowattstunden, ein Anstieg von 4,4 % gegenüber dem Vorjahr. Viertens betrug der Stromverbrauch der Stadt- und Landbevölkerung 1,34 Billionen Kilowattstunden, ein Anstieg von 13,8 % gegenüber dem Vorjahr.
Chinas Wasserkraftprojekte sind über das ganze Land verteilt und umfassen große Wasserkraftwerke, kleine Wasserkraftwerke und dezentrale Wasserkraftprojekte. Zu den bekanntesten Wasserkraftprojekten gehört das Drei-Schluchten-Kraftwerk, eines der größten Wasserkraftwerke Chinas und der Welt. Es liegt im Drei-Schluchten-Gebiet am Oberlauf des Jangtsekiang. Es verfügt über eine enorme Stromerzeugungskapazität und versorgt Industrie und Städte mit Strom. Das Kraftwerk Xiangjiaba in der Provinz Sichuan ist eines der größten Wasserkraftwerke im Südwesten Chinas. Es liegt am Jinsha-Fluss und versorgt die Region mit Strom. Das Kraftwerk Sailimu-See im Uigurischen Autonomen Gebiet Xinjiang ist eines der wichtigsten Wasserkraftprojekte in Westchina. Es liegt am Sailimu-See und hat eine bedeutende Stromversorgungsfunktion. Laut den Daten des Nationalen Statistikamts hat die Wasserkrafterzeugung in China von Jahr zu Jahr stetig zugenommen. Bis Ende 2022 betrug die Wasserkrafterzeugung meines Landes 1.352,195 Milliarden Kilowattstunden, ein Anstieg von 0,99 % gegenüber dem Vorjahr. Im August 2023 betrug die Wasserkrafterzeugung meines Landes 718,74 Milliarden Kilowattstunden, ein leichter Rückgang gegenüber dem Vorjahreszeitraum, ein Rückgang von 0,16 % gegenüber dem Vorjahr. Der Hauptgrund dafür war, dass die Niederschlagsmenge im Jahr 2023 aufgrund klimatischer Einflüsse deutlich zurückging.
Veröffentlichungszeit: 19. Dezember 2024
