Έχουν περάσει 111 χρόνια από τότε που η Κίνα ξεκίνησε την κατασκευή του υδροηλεκτρικού σταθμού Shilongba, του πρώτου υδροηλεκτρικού σταθμού το 1910. Σε αυτά τα περισσότερα από 100 χρόνια, από την εγκατεστημένη ισχύ του υδροηλεκτρικού σταθμού Shilongba, μόλις 480 kW, έως τα 370 εκατομμύρια KW, που τώρα κατατάσσονται στην πρώτη θέση στον κόσμο, η βιομηχανία ύδρευσης και ηλεκτρικής ενέργειας της Κίνας έχει σημειώσει αξιοσημείωτα επιτεύγματα. Βρισκόμαστε στη βιομηχανία άνθρακα και θα ακούσουμε κάποια νέα για την υδροηλεκτρική ενέργεια λίγο πολύ, αλλά δεν γνωρίζουμε πολλά για την υδροηλεκτρική βιομηχανία.
01 Αρχή παραγωγής ενέργειας από υδροηλεκτρική ενέργεια
Η υδροηλεκτρική ενέργεια είναι στην πραγματικότητα η διαδικασία μετατροπής της δυναμικής ενέργειας του νερού σε μηχανική ενέργεια και στη συνέχεια από μηχανική ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια. Γενικά, πρόκειται για τη χρήση του ρέοντος νερού του ποταμού για την περιστροφή του κινητήρα για την παραγωγή ενέργειας και η ενέργεια που περιέχεται σε έναν ποταμό ή σε ένα τμήμα της λεκάνης του εξαρτάται από τον όγκο και την πτώση του νερού.
Ο όγκος του νερού του ποταμού δεν ελέγχεται από κανένα νομικό πρόσωπο και η σταγόνα είναι εντάξει. Επομένως, κατά την κατασκευή ενός υδροηλεκτρικού σταθμού, μπορείτε να επιλέξετε να κατασκευάσετε ένα φράγμα και να εκτρέψετε το νερό για να συγκεντρώσετε τη σταγόνα, έτσι ώστε να βελτιώσετε τον ρυθμό αξιοποίησης των υδάτινων πόρων.
Η κατασκευή φραγμάτων συνίσταται στην κατασκευή ενός φράγματος στο τμήμα του ποταμού με μεγάλη πτώση, στη δημιουργία μιας δεξαμενής για την αποθήκευση νερού και την αύξηση της στάθμης του νερού, όπως ο Υδροηλεκτρικός Σταθμός των Τριών Φαραγγιών. Η εκτροπή αναφέρεται στην εκτροπή του νερού από την ανάντη δεξαμενή προς τα κατάντη μέσω του καναλιού εκτροπής, όπως ο υδροηλεκτρικός σταθμός Jinping II.
02 χαρακτηριστικά της υδροηλεκτρικής ενέργειας
Τα πλεονεκτήματα της υδροηλεκτρικής ενέργειας περιλαμβάνουν κυρίως την προστασία και την αναγέννηση του περιβάλλοντος, την υψηλή απόδοση και ευελιξία, το χαμηλό κόστος συντήρησης και ούτω καθεξής.
Η προστασία του περιβάλλοντος και οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας θα πρέπει να αποτελούν το μεγαλύτερο πλεονέκτημα της υδροηλεκτρικής ενέργειας. Η υδροηλεκτρική ενέργεια χρησιμοποιεί μόνο την ενέργεια που βρίσκεται στο νερό, δεν καταναλώνει νερό και δεν προκαλεί ρύπανση.
Το σετ υδροστροβίλων, ο κύριος εξοπλισμός ισχύος της υδροηλεκτρικής παραγωγής, δεν είναι μόνο αποδοτικό, αλλά και ευέλικτο στην εκκίνηση και τη λειτουργία. Μπορεί να ξεκινήσει γρήγορα τη λειτουργία από τη στατική κατάσταση σε λίγα λεπτά και να ολοκληρώσει την εργασία αύξησης και μείωσης του φορτίου σε λίγα δευτερόλεπτα. Η υδροηλεκτρική ενέργεια μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εκτέλεση εργασιών όπως η ξύρισμα αιχμής, η διαμόρφωση συχνότητας, η αναμονή φορτίου και η αναμονή ατυχημάτων του συστήματος ισχύος.
Η παραγωγή υδροηλεκτρικής ενέργειας δεν καταναλώνει καύσιμα, δεν απαιτεί μεγάλο ανθρώπινο δυναμικό και εγκαταστάσεις που επενδύονται στην εξόρυξη και τη μεταφορά καυσίμων, διαθέτει απλό εξοπλισμό, λίγους χειριστές, λιγότερη βοηθητική ενέργεια, μεγάλη διάρκεια ζωής εξοπλισμού και χαμηλό κόστος λειτουργίας και συντήρησης. Ως εκ τούτου, το κόστος παραγωγής ενέργειας του υδροηλεκτρικού σταθμού είναι χαμηλό, το οποίο είναι μόνο το 1/5-1/8 αυτού του θερμοηλεκτρικού σταθμού, και ο ρυθμός αξιοποίησης ενέργειας του υδροηλεκτρικού σταθμού είναι υψηλός, έως και περισσότερο από 85%, ενώ η θερμική ενεργειακή απόδοση με καύση άνθρακα του θερμοηλεκτρικού σταθμού είναι μόνο περίπου 40%.
Τα μειονεκτήματα της υδροηλεκτρικής ενέργειας περιλαμβάνουν κυρίως την έντονη κλιματική επίδραση, τον περιορισμό λόγω γεωγραφικών συνθηκών, τις μεγάλες επενδύσεις σε πρώιμο στάδιο και τη ζημία στο οικολογικό περιβάλλον.
Η υδροηλεκτρική ενέργεια επηρεάζεται σε μεγάλο βαθμό από τις βροχοπτώσεις. Το αν πρόκειται για περίοδο ξηρασίας ή βροχής αποτελεί σημαντικό παράγοντα αναφοράς για την προμήθεια άνθρακα από θερμοηλεκτρικούς σταθμούς. Η παραγωγή υδροηλεκτρικής ενέργειας είναι σταθερή ανάλογα με το έτος και την επαρχία, αλλά εξαρτάται από την «ημέρα» όταν αναλύεται λεπτομερώς σε μήνα, τρίμηνο και περιοχή. Δεν μπορεί να παρέχει σταθερή και αξιόπιστη ενέργεια όπως η θερμική ενέργεια.
Υπάρχουν μεγάλες διαφορές μεταξύ Νότου και Βορρά κατά την περίοδο των βροχών και την περίοδο των ξηρών περιόδων. Ωστόσο, σύμφωνα με τα στατιστικά στοιχεία για την παραγωγή υδροηλεκτρικής ενέργειας κάθε μήνα από το 2013 έως το 2021, συνολικά, η περίοδος των βροχών στην Κίνα διαρκεί περίπου από τον Ιούνιο έως τον Οκτώβριο και η περίοδος των ξηρών περιόδων διαρκεί περίπου από τον Δεκέμβριο έως τον Φεβρουάριο. Η διαφορά μεταξύ των δύο περιόδων μπορεί να υπερδιπλασιαστεί. Ταυτόχρονα, μπορούμε επίσης να δούμε ότι, υπό το πρίσμα της αυξανόμενης εγκατεστημένης ισχύος, η παραγωγή ενέργειας από τον Ιανουάριο έως τον Μάρτιο του τρέχοντος έτους είναι σημαντικά χαμηλότερη από ό,τι τα προηγούμενα έτη, και η παραγωγή ενέργειας τον Μάρτιο είναι ακόμη ισοδύναμη με αυτήν του 2015. Αυτό αρκεί για να μας επιτρέψει να δούμε την «αστάθεια» της υδροηλεκτρικής ενέργειας.
Περιορίζεται από αντικειμενικές συνθήκες. Οι υδροηλεκτρικοί σταθμοί δεν μπορούν να κατασκευαστούν όπου υπάρχει νερό. Η κατασκευή ενός υδροηλεκτρικού σταθμού περιορίζεται από τη γεωλογία, την πτώση, τον ρυθμό ροής, την μετεγκατάσταση των κατοίκων, ακόμη και τη διοικητική διαίρεση. Για παράδειγμα, το έργο διατήρησης του νερού στο φαράγγι Heishan που αναφέρθηκε στο Εθνικό Λαϊκό Συνέδριο το 1956 δεν έχει εγκριθεί λόγω του κακού συντονισμού συμφερόντων μεταξύ Gansu και Ningxia. Μέχρι να επανεμφανιστεί στην πρόταση των δύο συνόδων φέτος, είναι ακόμη άγνωστο πότε μπορεί να ξεκινήσει η κατασκευή.
Η επένδυση που απαιτείται για την υδροηλεκτρική ενέργεια είναι μεγάλη. Οι εργασίες σε χώμα και σκυρόδεμα για την κατασκευή υδροηλεκτρικών σταθμών είναι τεράστιες και το κόστος επανεγκατάστασης πρέπει να καταβληθεί τεράστιο. Επιπλέον, η αρχική επένδυση δεν αντικατοπτρίζεται μόνο σε κεφάλαιο, αλλά και σε χρόνο. Λόγω της ανάγκης για επανεγκατάσταση και συντονισμό διαφόρων τμημάτων, ο κύκλος κατασκευής πολλών υδροηλεκτρικών σταθμών θα καθυστερήσει πολύ από ό,τι είχε προγραμματιστεί.
Λαμβάνοντας ως παράδειγμα τον υπό κατασκευή Υδροηλεκτρικό Σταθμό Baihetan, το έργο ξεκίνησε το 1958 και συμπεριλήφθηκε στο «τρίτο πενταετές σχέδιο» το 1965. Ωστόσο, μετά από αρκετές ανατροπές, δεν ξεκίνησε επίσημα μέχρι τον Αύγουστο του 2011. Μέχρι σήμερα, ο Υδροηλεκτρικός Σταθμός Baihetan δεν έχει ολοκληρωθεί. Εξαιρουμένου του προκαταρκτικού σχεδιασμού και του προγραμματισμού, ο πραγματικός κύκλος κατασκευής θα διαρκέσει τουλάχιστον 10 χρόνια.
Οι μεγάλες δεξαμενές προκαλούν πλημμύρες μεγάλης κλίμακας στα άνω τμήματα του φράγματος, προκαλώντας μερικές φορές ζημιές σε πεδινές περιοχές, κοιλάδες ποταμών, δάση και λιβάδια. Ταυτόχρονα, επηρεάζουν και το υδάτινο οικοσύστημα γύρω από το εργοστάσιο. Έχει μεγάλο αντίκτυπο στα ψάρια, τα υδρόβια πτηνά και άλλα ζώα.
03 τρέχουσα κατάσταση της υδροηλεκτρικής ανάπτυξης στην Κίνα
Τα τελευταία χρόνια, η υδροηλεκτρική παραγωγή έχει διατηρήσει την ανοδική της πορεία, αλλά ο ρυθμός ανάπτυξης τα τελευταία πέντε χρόνια είναι χαμηλός.
Το 2020, η δυναμικότητα παραγωγής υδροηλεκτρικής ενέργειας ανέρχεται σε 1.355,21 δισεκατομμύρια kWh, με ετήσια αύξηση 3,9%. Ωστόσο, κατά τη διάρκεια της περιόδου του 13ου Πενταετούς Σχεδίου, η αιολική ενέργεια και η οπτοηλεκτρονική αναπτύχθηκαν ραγδαία, υπερβαίνοντας τους στόχους σχεδιασμού, ενώ η υδροηλεκτρική ενέργεια ολοκλήρωσε μόνο περίπου τους μισούς στόχους σχεδιασμού. Τα τελευταία 20 χρόνια, το ποσοστό της υδροηλεκτρικής ενέργειας στη συνολική παραγωγή ενέργειας παρέμεινε σχετικά σταθερό, διατηρούμενο στο 14% - 19%.
Από τον ρυθμό ανάπτυξης της παραγωγής ενέργειας στην Κίνα, φαίνεται ότι ο ρυθμός ανάπτυξης της υδροηλεκτρικής ενέργειας έχει επιβραδυνθεί τα τελευταία πέντε χρόνια, διατηρούμενος ουσιαστικά σε περίπου 5%.
Νομίζω ότι οι λόγοι για την επιβράδυνση είναι, αφενός, το κλείσιμο των μικρών υδροηλεκτρικών σταθμών, το οποίο αναφέρεται σαφώς στο 13ο πενταετές σχέδιο για την προστασία και την αποκατάσταση του οικολογικού περιβάλλοντος. Υπάρχουν 4705 μικροί υδροηλεκτρικοί σταθμοί που πρέπει να επισκευαστούν και να αποσυρθούν μόνο στην επαρχία Σιτσουάν.
Από την άλλη πλευρά, οι μεγάλοι πόροι ανάπτυξης υδροηλεκτρικής ενέργειας της Κίνας είναι ανεπαρκείς. Η Κίνα έχει κατασκευάσει πολλούς υδροηλεκτρικούς σταθμούς, όπως τα Τρία Φαράγγια, το Gezhouba, το Wudongde, το Xiangjiaba και το Baihetan. Οι πόροι για την ανακατασκευή μεγάλων υδροηλεκτρικών σταθμών μπορεί να είναι μόνο η «μεγάλη καμπή» του ποταμού Yarlung Zangbo. Ωστόσο, επειδή η περιοχή περιλαμβάνει γεωλογική δομή, περιβαλλοντικό έλεγχο των φυσικών καταφυγίων και σχέσεις με τις γύρω χώρες, ήταν δύσκολο να λυθεί στο παρελθόν.
Ταυτόχρονα, από τον ρυθμό ανάπτυξης της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας τα τελευταία 20 χρόνια διαπιστώνεται ότι ο ρυθμός ανάπτυξης της θερμικής ενέργειας είναι ουσιαστικά συγχρονισμένος με τον ρυθμό ανάπτυξης της συνολικής παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, ενώ ο ρυθμός ανάπτυξης της υδροηλεκτρικής ενέργειας είναι άσχετος με τον ρυθμό ανάπτυξης της συνολικής παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, γεγονός που δείχνει την κατάσταση «αύξησης κάθε δύο χρόνια». Παρόλο που υπάρχουν λόγοι για το υψηλό ποσοστό θερμικής ενέργειας, αυτό αντανακλά επίσης την αστάθεια της υδροηλεκτρικής ενέργειας σε κάποιο βαθμό.
Στη διαδικασία μείωσης του ποσοστού της θερμικής ενέργειας, η υδροηλεκτρική ενέργεια δεν έχει διαδραματίσει σημαντικό ρόλο. Αν και αναπτύσσεται ραγδαία, μπορεί να διατηρήσει το ποσοστό της στη συνολική παραγωγή ενέργειας μόνο υπό το πρίσμα της μεγάλης αύξησης της εθνικής παραγωγής ενέργειας. Η μείωση του ποσοστού της θερμικής ενέργειας οφείλεται κυρίως σε άλλες καθαρές πηγές ενέργειας, όπως η αιολική ενέργεια, τα φωτοβολταϊκά, το φυσικό αέριο, η πυρηνική ενέργεια κ.ο.κ.
Υπερβολική συγκέντρωση υδροηλεκτρικών πόρων
Η συνολική παραγωγή υδροηλεκτρικής ενέργειας των επαρχιών Σετσουάν και Γιουνάν αντιπροσωπεύει σχεδόν το ήμισυ της εθνικής παραγωγής υδροηλεκτρικής ενέργειας και το πρόβλημα που προκύπτει είναι ότι περιοχές πλούσιες σε υδροηλεκτρικούς πόρους ενδέχεται να μην είναι σε θέση να απορροφήσουν την τοπική παραγωγή υδροηλεκτρικής ενέργειας, με αποτέλεσμα την σπατάλη ενέργειας. Τα δύο τρίτα των λυμάτων και της ηλεκτρικής ενέργειας στις μεγάλες λεκάνες απορροής ποταμών στην Κίνα προέρχονται από την επαρχία Σετσουάν, έως και 20,2 δισεκατομμύρια kWh, ενώ περισσότερο από το ήμισυ της σπατάλης ηλεκτρικής ενέργειας στην επαρχία Σετσουάν προέρχεται από το κύριο ρεύμα του ποταμού Νταντού.
Σε παγκόσμιο επίπεδο, η υδροηλεκτρική ενέργεια της Κίνας έχει αναπτυχθεί ραγδαία τα τελευταία 10 χρόνια. Η Κίνα έχει σχεδόν οδηγήσει την ανάπτυξη της παγκόσμιας υδροηλεκτρικής ενέργειας με τη δική της δύναμη. Σχεδόν το 80% της αύξησης της παγκόσμιας κατανάλωσης υδροηλεκτρικής ενέργειας προέρχεται από την Κίνα και η κατανάλωση υδροηλεκτρικής ενέργειας της Κίνας αντιπροσωπεύει περισσότερο από το 30% της παγκόσμιας κατανάλωσης υδροηλεκτρικής ενέργειας.
Ωστόσο, το ποσοστό αυτής της τεράστιας κατανάλωσης υδροηλεκτρικής ενέργειας στη συνολική κατανάλωση πρωτογενούς ενέργειας της Κίνας είναι μόνο ελαφρώς υψηλότερο από τον παγκόσμιο μέσο όρο, λιγότερο από 8% το 2019. Ακόμα και αν δεν συγκριθεί με ανεπτυγμένες χώρες όπως ο Καναδάς και η Νορβηγία, το ποσοστό κατανάλωσης υδροηλεκτρικής ενέργειας είναι πολύ χαμηλότερο από αυτό της Βραζιλίας, η οποία είναι επίσης αναπτυσσόμενη χώρα. Η Κίνα διαθέτει 680 εκατομμύρια κιλοβάτ υδροηλεκτρικών πόρων, κατατάσσοντάς την πρώτη στον κόσμο. Μέχρι το 2020, η εγκατεστημένη ισχύς της υδροηλεκτρικής ενέργειας θα είναι 370 εκατομμύρια κιλοβάτ. Από αυτή την άποψη, η υδροηλεκτρική βιομηχανία της Κίνας εξακολουθεί να έχει μεγάλα περιθώρια ανάπτυξης.
04 μελλοντική τάση ανάπτυξης της υδροηλεκτρικής ενέργειας στην Κίνα
Η υδροηλεκτρική ενέργεια θα επιταχύνει την ανάπτυξή της τα επόμενα χρόνια και θα συνεχίσει να αυξάνεται σε ποσοστό επί της συνολικής παραγωγής ενέργειας.
Αφενός, κατά τη διάρκεια της 14ης πενταετούς περιόδου, περισσότερα από 50 εκατομμύρια κιλοβάτ υδροηλεκτρικής ενέργειας μπορούν να τεθούν σε λειτουργία στην Κίνα, συμπεριλαμβανομένων των υδροηλεκτρικών σταθμών Wudongde, Baihetan της ομάδας των Τριών Φαραγγιών και του μεσαίου τμήματος του υδροηλεκτρικού σταθμού Yalong. Επιπλέον, το έργο ανάπτυξης υδροηλεκτρικής ενέργειας στα κάτω τμήματα του ποταμού Yarlung Zangbo έχει συμπεριληφθεί στο 14ο πενταετές σχέδιο, με 70 εκατομμύρια κιλοβάτ τεχνικά εκμεταλλεύσιμων πόρων, που ισοδυναμεί με περισσότερους από τρεις υδροηλεκτρικούς σταθμούς των Τριών Φαραγγιών, πράγμα που σημαίνει ότι η υδροηλεκτρική ενέργεια έχει σημειώσει ξανά μεγάλη ανάπτυξη.
Από την άλλη πλευρά, η μείωση της κλίμακας θερμικής ενέργειας είναι προφανώς προβλέψιμη. Είτε από την άποψη της προστασίας του περιβάλλοντος, της ενεργειακής ασφάλειας και της τεχνολογικής ανάπτυξης, η θερμική ενέργεια θα συνεχίσει να μειώνει τη σημασία της στον τομέα της ενέργειας.
Στα επόμενα χρόνια, η ταχύτητα ανάπτυξης της υδροηλεκτρικής ενέργειας δεν μπορεί να συγκριθεί με αυτήν της νέας ενέργειας. Ακόμα και σε σχέση με το ποσοστό της συνολικής παραγωγής ενέργειας, μπορεί να ξεπεραστεί από τους καθυστερημένους νέους παραγωγούς ενέργειας. Εάν ο χρόνος παραταθεί, μπορεί να ειπωθεί ότι θα ξεπεραστεί από τη νέα ενέργεια.
Ώρα δημοσίευσης: 12 Απριλίου 2022
