Han transcurrido 111 años desde que China inició la construcción de la central hidroeléctrica de Shilongba, la primera en su tipo, en 1910. En estos más de 100 años, la industria china del agua y la electricidad ha logrado avances notables, pasando de una capacidad instalada de tan solo 480 kW en la central de Shilongba a 370 millones de kW, lo que la sitúa a la cabeza del mundo. Nosotros pertenecemos a la industria del carbón y, aunque oímos hablar de energía hidroeléctrica, no conocemos en profundidad el sector.
Hoy vamos a comprender brevemente la energía hidroeléctrica, desde sus principios y características hasta la situación actual y la tendencia de desarrollo de la energía hidroeléctrica en China.
01 Principio de generación de energía hidroeléctrica
De hecho, la energía hidroeléctrica es el proceso de convertir la energía potencial del agua en energía mecánica, y luego de la energía mecánica en energía eléctrica. En términos generales, consiste en utilizar el agua de un río en movimiento para hacer girar un motor y generar energía, y la energía contenida en un río o en una sección de su cuenca depende del volumen y el desnivel del agua.
El caudal del río no está controlado por ninguna entidad jurídica, y el desnivel es aceptable. Por lo tanto, al construir centrales hidroeléctricas, se puede optar por la construcción de presas y la desviación de cauces para concentrar el desnivel, mejorando así la tasa de utilización de los recursos hídricos.
La construcción de una presa consiste en edificar una represa en un tramo con una gran caída, crear un embalse para almacenar agua y elevar su nivel, como en el caso de la central hidroeléctrica de las Tres Gargantas; la derivación se refiere al desvío de agua desde el embalse aguas arriba hacia aguas abajo a través de un canal de derivación, como en el caso de la central hidroeléctrica Jinping II.
02 Características de la energía hidroeléctrica
Las ventajas de la energía hidroeléctrica incluyen principalmente la protección y regeneración del medio ambiente, alta eficiencia y flexibilidad, bajos costos de mantenimiento, etc.
La protección del medio ambiente y el carácter renovable deberían ser la mayor ventaja de la energía hidroeléctrica. Esta energía solo utiliza la energía contenida en el agua, no la consume y no causa contaminación.
El grupo electrógeno de turbina hidráulica, principal componente de la generación hidroeléctrica, no solo es eficiente, sino también flexible en su arranque y funcionamiento. Puede arrancar rápidamente desde parado en pocos minutos y completar las tareas de aumento y disminución de carga en cuestión de segundos. La energía hidroeléctrica se puede utilizar para gestionar picos de demanda, modular la frecuencia, mantener la carga en reserva y prevenir accidentes en el sistema eléctrico.
La generación de energía hidroeléctrica no consume combustible, no requiere una gran cantidad de mano de obra ni instalaciones para la extracción y el transporte de combustible, tiene equipos sencillos, pocos operadores, menos energía auxiliar, una larga vida útil de los equipos y bajos costos de operación y mantenimiento, por lo que el costo de producción de energía de una central hidroeléctrica es bajo, solo 1/5 a 1/8 del de una central térmica, y la tasa de utilización de energía de una central hidroeléctrica es alta, hasta más del 85%, mientras que la eficiencia térmica de las centrales eléctricas de carbón es de solo alrededor del 40%.
Las desventajas de la energía hidroeléctrica incluyen principalmente la gran influencia del clima, las limitaciones impuestas por las condiciones geográficas, la gran inversión inicial y el daño al medio ambiente.
La energía hidroeléctrica se ve muy afectada por las precipitaciones. La estación seca o lluviosa es un factor de referencia importante para la adquisición de carbón para las centrales térmicas. La generación hidroeléctrica es estable según el año y la provincia, pero depende del día al analizarla en detalle, por mes, trimestre y región. No puede proporcionar energía estable y confiable como la energía térmica.
Existen grandes diferencias entre el sur y el norte del país durante la temporada de lluvias y la estación seca. Sin embargo, según las estadísticas de generación hidroeléctrica mensuales de 2013 a 2021, en general, la temporada de lluvias en China abarca de junio a octubre, mientras que la estación seca se extiende de diciembre a febrero. La diferencia en la generación de energía entre ambas puede ser más del doble. Al mismo tiempo, observamos que, en un contexto de creciente capacidad instalada, la generación de energía de enero a marzo de este año es significativamente menor que la de años anteriores, e incluso la de marzo es equivalente a la de 2015. Esto evidencia la inestabilidad del sector hidroeléctrico.
Generación hidroeléctrica mensual desde 2013 hasta 2021 (100 millones de kWh)
Limitado por condiciones objetivas. Las centrales hidroeléctricas no pueden construirse donde hay agua. La geología, el desnivel, la velocidad del flujo, la reubicación de los residentes e incluso la división administrativa restringen la construcción de una central hidroeléctrica. Por ejemplo, el proyecto de conservación del agua del desfiladero de Heishan, mencionado en la Asamblea Popular Nacional de 1956, no se aprobó debido a la falta de coordinación de intereses entre Gansu y Ningxia. Hasta este año, volvió a aparecer en la propuesta de ambas sesiones, pero aún se desconoce cuándo podrá comenzar la construcción.
La inversión necesaria para la energía hidroeléctrica es considerable. Los trabajos de movimiento de tierras y hormigón para la construcción de centrales hidroeléctricas son enormes, y se deben afrontar grandes gastos de reasentamiento. Además, la inversión inicial no solo se refleja en el capital, sino también en el tiempo. Debido a la necesidad de reasentamiento y a la coordinación de diversos departamentos, el ciclo de construcción de muchas centrales hidroeléctricas se retrasará mucho más de lo previsto.
Tomando como ejemplo la central hidroeléctrica de Baihetan, actualmente en construcción, el proyecto se inició en 1958 y se incluyó en el tercer plan quinquenal de 1965. Sin embargo, tras varios contratiempos, no se puso en marcha oficialmente hasta agosto de 2011. Hasta la fecha, la central hidroeléctrica de Baihetan no se ha completado. Sin contar la planificación del diseño preliminar, el ciclo de construcción real durará al menos 10 años.
Los grandes embalses provocan inundaciones a gran escala en la parte alta de la presa, dañando en ocasiones tierras bajas, valles fluviales, bosques y pastizales. Asimismo, afectan al ecosistema acuático circundante, con un gran impacto en peces, aves acuáticas y otros animales.
03 Situación actual del desarrollo hidroeléctrico en China
En los últimos años, la generación de energía hidroeléctrica ha mantenido un crecimiento, pero la tasa de crecimiento en los últimos cinco años es baja.
En 2020, la capacidad de generación hidroeléctrica alcanzó los 1355,21 mil millones de kWh, con un incremento interanual del 3,9%. Sin embargo, durante el XIII Plan Quinquenal, la energía eólica y la optoelectrónica experimentaron un rápido desarrollo, superando los objetivos previstos, mientras que la energía hidroeléctrica solo alcanzó aproximadamente la mitad de dichos objetivos. En los últimos 20 años, la proporción de energía hidroeléctrica en la generación total de energía se ha mantenido relativamente estable, entre el 14% y el 19%.
A partir del índice de crecimiento de la generación de energía en China, se puede observar que el índice de crecimiento de la energía hidroeléctrica se ha ralentizado en los últimos cinco años, manteniéndose básicamente en torno al 5%.
Creo que las razones de la desaceleración son, por un lado, el cierre de pequeñas centrales hidroeléctricas, que se menciona claramente en el 13.º plan quinquenal para proteger y reparar el medio ambiente ecológico. Hay 4705 pequeñas centrales hidroeléctricas que necesitan ser rectificadas y desmanteladas solo en la provincia de Sichuan;
Por otro lado, China carece de recursos para el desarrollo de grandes centrales hidroeléctricas. Si bien ha construido numerosas centrales, como las de las Tres Gargantas, Gezhouba, Wudongde, Xiangjiaba y Baihetan, los recursos para la reconstrucción de grandes centrales hidroeléctricas podrían limitarse al gran meandro del río Yarlung Zangbo. Sin embargo, debido a la complejidad geológica de la región, la gestión ambiental de las reservas naturales y las relaciones con los países vecinos, su desarrollo ha sido complejo hasta ahora.
Al mismo tiempo, se puede observar en la tasa de crecimiento de la generación de energía durante los últimos 20 años que la tasa de crecimiento de la energía térmica está prácticamente sincronizada con la tasa de crecimiento de la generación total de energía, mientras que la tasa de crecimiento de la energía hidroeléctrica es independiente de la tasa de crecimiento de la generación total de energía, mostrando un crecimiento decreciente. Si bien existen razones para la elevada proporción de energía térmica, esto también refleja, en cierta medida, la inestabilidad de la energía hidroeléctrica.
Crecimiento de la generación de energía
En cuanto a la proporción de generación de energía, también podemos observar que, si bien la industria hidroeléctrica se ha desarrollado rápidamente en los últimos 20 años, y la generación hidroeléctrica en 2020 es cinco veces mayor que en 2001, su proporción en la generación total de energía no ha cambiado significativamente.
En el proceso de disminución de la proporción de energía térmica, la energía hidroeléctrica no ha desempeñado un papel importante. Si bien se desarrolla rápidamente, solo puede mantener su proporción en la generación total de energía en un contexto de gran aumento de la generación eléctrica nacional. La reducción en la proporción de energía térmica se debe principalmente a otras fuentes de energía limpia, como la energía eólica, la fotovoltaica, el gas natural, la energía nuclear, etc.
Concentración excesiva de recursos hidroeléctricos
La generación hidroeléctrica total de las provincias de Sichuan y Yunnan representa casi la mitad de la generación hidroeléctrica nacional, lo que genera un problema: las zonas ricas en recursos hidroeléctricos podrían no ser capaces de absorber la generación local, lo que resultaría en un desperdicio de energía. Dos tercios de las aguas residuales y la electricidad de las principales cuencas fluviales de China provienen de la provincia de Sichuan, hasta 20.200 millones de kWh, y más de la mitad de la electricidad residual de esta provincia proviene del cauce principal del río Dadu.
A nivel mundial, la energía hidroeléctrica en China se ha desarrollado rápidamente en los últimos 10 años. China prácticamente ha impulsado el crecimiento de la energía hidroeléctrica global. Casi el 80% del crecimiento del consumo mundial de energía hidroeléctrica proviene de China, y su consumo representa más del 30% del consumo mundial.
Sin embargo, la proporción de este enorme consumo hidroeléctrico en el consumo total de energía primaria de China es solo ligeramente superior al promedio mundial, menos del 8% en 2019. Incluso sin compararla con países desarrollados como Canadá y Noruega, la proporción de consumo hidroeléctrico es mucho menor que la de Brasil, un país en desarrollo. China cuenta con 680 millones de kilovatios de recursos hidroeléctricos, ocupando el primer lugar a nivel mundial. Para 2020, la capacidad instalada de energía hidroeléctrica alcanzará los 370 millones de kilovatios. Desde esta perspectiva, la industria hidroeléctrica china aún tiene un gran potencial de desarrollo.
04 Tendencias futuras del desarrollo de la energía hidroeléctrica en China
La energía hidroeléctrica acelerará su crecimiento en los próximos años y seguirá aumentando su proporción en la generación total de energía.
Por un lado, durante el período del 14.º Plan Quinquenal, se podrán poner en funcionamiento en China más de 50 millones de kilovatios de energía hidroeléctrica, incluidas las centrales hidroeléctricas de Wudongde y Baihetan del grupo de las Tres Gargantas y la central hidroeléctrica del curso medio del río Yalong. Además, el proyecto de desarrollo hidroeléctrico en el curso inferior del río Yarlung Zangbo se ha incluido en el 14.º Plan Quinquenal, con 70 millones de kilovatios de recursos técnicamente explotables, lo que equivale a más de tres centrales hidroeléctricas de las Tres Gargantas. Esto significa que la energía hidroeléctrica volverá a experimentar un gran desarrollo.
Por otro lado, la reducción de la escala de la energía térmica es obviamente predecible. Ya sea desde la perspectiva de la protección del medio ambiente, la seguridad energética o el desarrollo tecnológico, la energía térmica seguirá perdiendo importancia en el sector energético.
En los próximos años, el ritmo de desarrollo de la energía hidroeléctrica seguirá sin poder compararse con el de las energías renovables. Incluso en términos de proporción de la generación total de energía, podría quedar rezagada con respecto a las energías renovables. Si se prolonga este proceso, es probable que las energías renovables la superen.
Liu Shiyu, director del departamento de planificación del Instituto de Planificación de Energía Eléctrica General, predice que durante el período del 14.º Plan Quinquenal, la capacidad instalada de energías renovables en China superará los 800 millones de kW, lo que representa el 29 %; la generación anual de energía alcanzará los 1,5 billones de kWh, superando a la energía hidroeléctrica.
Fecha de publicación: 14 de enero de 2022
