Han pasado 111 años desde que China inició la construcción de la central hidroeléctrica de Shilongba, la primera en 1910. En estos más de 100 años, desde la capacidad instalada de tan solo 480 kW de la central hasta los 370 millones de kW que la sitúan como líder mundial, la industria del agua y la electricidad de China ha alcanzado logros notables. Nos dedicamos a la industria del carbón, y aunque escuchamos algunas noticias sobre energía hidroeléctrica, desconocemos su alcance.
01 Principio de generación de energía hidroeléctrica
La energía hidroeléctrica es, en realidad, el proceso de convertir la energía potencial del agua en energía mecánica, y de esta a energía eléctrica. En términos generales, consiste en utilizar el agua del río para impulsar un motor y generar energía, y la energía contenida en un río o en una sección de su cuenca depende del volumen y la caída de agua.
El caudal del río no está controlado por ninguna persona jurídica, y el descenso es aceptable. Por lo tanto, al construir una central hidroeléctrica, se puede optar por construir una presa y desviar el agua para concentrar el descenso y así mejorar la utilización de los recursos hídricos.
La construcción de represas consiste en construir una presa en la sección del río con gran caída, establecer un depósito para almacenar agua y elevar el nivel del agua, como la central hidroeléctrica de las Tres Gargantas; la desviación se refiere a la desviación del agua desde el depósito de aguas arriba hacia aguas abajo a través del canal de desviación, como la central hidroeléctrica de 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, bajo costo de mantenimiento, etc.
La protección del medio ambiente y las energías renovables deberían ser la mayor ventaja de la energía hidroeléctrica. Esta energía solo utiliza la energía del agua, no la consume y no contamina.
El grupo electrógeno de turbina hidráulica, principal equipo generador de energía hidroeléctrica, no solo es eficiente, sino también flexible en su arranque y operación. Puede iniciar su operación rápidamente desde el estado estático en pocos minutos y completar la tarea de aumentar y disminuir la carga en segundos. La energía hidroeléctrica puede utilizarse para tareas de nivelación de picos, modulación de frecuencia, reserva de carga y reserva de emergencia en el sistema eléctrico.
La generación de energía hidroeléctrica no consume combustible, no requiere mucha mano de obra ni instalaciones para la extracción y el transporte de combustible, cuenta con equipos sencillos, pocos operadores, menor consumo de energía auxiliar, una larga vida útil de los equipos y bajos costos de operación y mantenimiento. Por lo tanto, el costo de producción de energía de una central hidroeléctrica es bajo, representando solo entre un quinto y un octavo del de una central térmica, y su tasa de utilización energética es alta, llegando a superar el 85%, mientras que la eficiencia energética de una central térmica de carbón es de tan solo alrededor del 40%.
Las desventajas de la energía hidroeléctrica incluyen principalmente la gran influencia del clima, las limitaciones geográficas, la gran inversión en la etapa inicial y el daño al medio ambiente ecológico.
La energía hidroeléctrica se ve muy afectada por las precipitaciones. La época seca y la época de lluvias son un factor de referencia importante para la adquisición de carbón para centrales térmicas. La generación hidroeléctrica es estable según el año y la provincia, pero depende del día al detallarse por mes, trimestre y región. No puede proporcionar energía estable y confiable como la térmica.
Existen grandes diferencias entre el sur y el norte en cuanto a la temporada de lluvias y la temporada seca. Sin embargo, según las estadísticas mensuales de generación hidroeléctrica entre 2013 y 2021, en general, la temporada de lluvias en China abarca de junio a octubre, mientras que la temporada seca abarca de diciembre a febrero. La diferencia entre ambas puede ser más del doble. Al mismo tiempo, también se observa que, en el contexto del aumento de la capacidad instalada, la generación de energía de enero a marzo de este año es significativamente menor que en años anteriores, e incluso equivalente a la de 2015 en marzo. Esto basta para evidenciar la inestabilidad de la energía hidroeléctrica.
Limitado por condiciones objetivas. No se pueden construir centrales hidroeléctricas donde hay agua. La construcción de una central hidroeléctrica está limitada por la geología, el desnivel, el caudal, la reubicación de los residentes e incluso la división administrativa. Por ejemplo, el proyecto de conservación del agua de la Garganta 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 que reaparezca en la propuesta de las dos sesiones de este año, aún se desconoce cuándo podrá comenzar la construcción.
La inversión requerida para la energía hidroeléctrica es cuantiosa. Las obras de tierra, roca y hormigón para la construcción de centrales hidroeléctricas son enormes, y los costos de reasentamiento son elevados. Además, la inversión inicial no solo se refleja en el capital, sino también en el tiempo. Debido a la necesidad de reasentamiento y la coordinación de diversos departamentos, el ciclo de construcción de muchas centrales hidroeléctricas se retrasará considerablemente 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 en 1965. Sin embargo, tras varias peripecias, no se inició oficialmente hasta agosto de 2011. Hasta la fecha, la Central Hidroeléctrica de Baihetan no se ha completado. Excluyendo el diseño y la planificación preliminares, 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, lo que en ocasiones daña tierras bajas, valles fluviales, bosques y pastizales. Asimismo, afectan el ecosistema acuático que rodea la planta, 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 hidroeléctrica ha mantenido un crecimiento, pero la tasa de crecimiento en los últimos cinco años es baja.
En 2020, la capacidad de generación hidroeléctrica fue de 1355.210 millones de kWh, con un aumento interanual del 3,9 %. Sin embargo, durante el XIII Plan Quinquenal, la energía eólica y la optoelectrónica experimentaron un rápido desarrollo, superando los objetivos de planificación, mientras que la energía hidroeléctrica solo alcanzó aproximadamente la mitad de estos. En los últimos 20 años, la proporción de energía hidroeléctrica en la generación total de energía se ha mantenido relativamente estable, manteniéndose entre el 14 % y el 19 %.
Del índice de crecimiento de la generación de energía de China, se puede ver que la tasa de crecimiento de la energía hidroeléctrica se ha desacelerado en los últimos cinco años, manteniéndose básicamente en alrededor del 5%.
Creo que las razones de la desaceleración son, por un lado, el cierre de las pequeñas centrales hidroeléctricas, claramente mencionado en el XIII Plan Quinquenal para la Protección y Reparación del Medio Ambiente. Solo en la provincia de Sichuan, hay 4705 pequeñas centrales hidroeléctricas que necesitan ser reparadas y retiradas.
Por otro lado, los grandes recursos de desarrollo hidroeléctrico de China son insuficientes. China ha construido numerosas centrales hidroeléctricas, como las de las Tres Gargantas, Gezhouba, Wudongde, Xiangjiaba y Baihetan. Los recursos para la reconstrucción de grandes centrales hidroeléctricas podrían ser solo la "gran curva" del río Yarlung Zangbo. Sin embargo, debido a la estructura geológica de la región, el control ambiental de las reservas naturales y las relaciones con los países vecinos, su solución ha sido difícil hasta ahora.
Al mismo tiempo, la tasa de crecimiento de la generación de energía en los últimos 20 años muestra que el crecimiento de la energía térmica está básicamente sincronizado con el de la generación total, mientras que el de la energía hidroeléctrica es irrelevante, mostrando un crecimiento interanual. Si bien existen razones para la alta proporción de energía térmica, esta también refleja, en cierta medida, la inestabilidad de la energía hidroeléctrica.
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 participación en la generación total de energía en el contexto del gran aumento de la generación eléctrica nacional. La reducción de la proporción de energía térmica se debe principalmente a otras fuentes de energía limpia, como la eólica, la fotovoltaica, el gas natural, la 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. El problema resultante es que las zonas ricas en recursos hidroeléctricos podrían no ser capaces de absorber la generación hidroeléctrica local, lo que resulta en un desperdicio de energía. Dos tercios de las aguas residuales y la electricidad en las principales cuencas hidrográficas de China provienen de la provincia de Sichuan, con un total de 20.200 millones de kWh, mientras que más de la mitad de la electricidad residual en la provincia de Sichuan proviene del cauce principal del río Dadu.
A nivel mundial, la energía hidroeléctrica china se ha desarrollado rápidamente en los últimos 10 años. China prácticamente ha impulsado el crecimiento de la energía hidroeléctrica mundial con su propio poder. Casi el 80 % del crecimiento del consumo hidroeléctrico mundial proviene de China, y este consumo representa más del 30 % del consumo hidroeléctrico mundial.
Sin embargo, la proporción de este enorme consumo hidroeléctrico en el consumo total de energía primaria de China es apenas superior al promedio mundial, con menos del 8 % en 2019. Incluso sin compararlo con países desarrollados como Canadá y Noruega, la proporción de consumo hidroeléctrico es mucho menor que la de Brasil, que también es un país en desarrollo. China cuenta con 680 millones de kilovatios de recursos hidroeléctricos, lo que la sitúa como líder mundial. Para 2020, la capacidad hidroeléctrica instalada alcanzará los 370 millones de kilovatios. Desde esta perspectiva, la industria hidroeléctrica china aún tiene un amplio margen de desarrollo.
04 Tendencia futura 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 XIV Plan Quinquenal, se podrán poner en funcionamiento más de 50 millones de kilovatios de energía hidroeléctrica en China, incluyendo 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 bajo del río Yarlung Zangbo se ha incluido en el XIV Plan Quinquenal, con 70 millones de kilovatios de recursos técnicamente explotables, equivalentes a más de tres centrales hidroeléctricas de las Tres Gargantas, lo que significa que la energía hidroeléctrica ha experimentado un nuevo gran desarrollo.
Por otro lado, la reducción de la escala de la energía térmica es claramente predecible. Ya sea desde la perspectiva de la protección ambiental, la seguridad energética y 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 aún no podrá compararse con el de las nuevas energías. Incluso en términos de la proporción de generación total de energía, podría ser superada por las nuevas energías que se incorporan más tarde. Si el tiempo se prolonga, se puede afirmar que será superada por las nuevas energías.
Hora de publicación: 12 de abril de 2022
