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, desde la capacidad instalada de tan solo 480 kW de la central de Shilongba hasta los 370 millones de kW que ahora la convierten en la principal del mundo, la industria china del agua y la electricidad ha logrado avances notables. Nosotros pertenecemos a la industria del carbón y, aunque oímos hablar de energía hidroeléctrica de vez en cuando, no conocemos a fondo esta industria.
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 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. 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 una central hidroeléctrica, se puede optar por construir una presa y desviar el agua para concentrar el desnivel, mejorando así el aprovechamiento de los recursos hídricos.
La construcción de una presa consiste en edificar un embalse en un tramo de río con una gran caída, crear un depósito 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 comenzar a operar rápidamente desde el estado estático en pocos minutos y completar la tarea de aumentar o disminuir la carga en pocos segundos. La energía hidroeléctrica se puede utilizar para gestionar picos de demanda, modular la frecuencia, mantener la carga en reserva y brindar respaldo ante accidentes en el sistema eléctrico.
La generación hidroeléctrica no consume combustible, no requiere mucha mano de obra ni instalaciones para la extracción y el transporte de combustible, utiliza equipos sencillos, pocos operarios, poca energía auxiliar, tiene una larga vida útil y bajos costos de operación y mantenimiento. Por lo tanto, el costo de producción de energía de una central hidroeléctrica es bajo, apenas entre 1/5 y 1/8 del de una central térmica, y su tasa de aprovechamiento energético es alta, superior al 85%, mientras que la eficiencia energética de una central térmica de carbón es de tan solo un 40%.
Las desventajas de la energía hidroeléctrica incluyen principalmente verse muy afectada por el clima, estar limitada por las condiciones geográficas, requerir una gran inversión en la etapa inicial y causar daños 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 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 y la estación seca de diciembre a febrero. La diferencia entre ambas puede ser más del doble. Al mismo tiempo, podemos observar que, en un contexto de aumento de la 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 de la energía hidroeléctrica.
Limitado por condiciones objetivas. Las centrales hidroeléctricas no pueden construirse donde hay agua. La construcción de una central hidroeléctrica está limitada por la geología, el desnivel del terreno, el caudal, la reubicación de los residentes e incluso la división administrativa. 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 que reaparezca en la propuesta de las dos sesiones de este año, 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 asumir elevados costos 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 entre 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 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, 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, los recursos de China para el desarrollo de grandes centrales hidroeléctricas 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 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 solución ha sido compleja 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.
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, entre otras.
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, mientras que 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 gracias a su propia fortaleza. 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, que también es 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 pueden 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, lo que significa que la energía hidroeléctrica ha experimentado un nuevo y 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 ser superada por las energías renovables, que se incorporan más tarde. Si este proceso se prolonga, es probable que las energías renovables la superen definitivamente.
Fecha de publicación: 12 de abril de 2022
