Los ríos fluyen a lo largo de miles de kilómetros, conteniendo una enorme cantidad de energía. El desarrollo y aprovechamiento de la energía hidráulica natural para generar electricidad se denomina energía hidroeléctrica. Los dos elementos básicos que constituyen la energía hidráulica son el caudal y la altura de caída. El caudal está determinado por el propio río, y la tasa de aprovechamiento de la energía cinética mediante el uso directo del agua del río sería muy baja, ya que es imposible llenar todo el tramo del río con turbinas hidráulicas.
El aprovechamiento hidráulico se basa principalmente en la energía potencial, y es necesario que exista una caída de agua en el caudal. Sin embargo, la caída natural de los ríos generalmente se forma gradualmente a lo largo de su curso, y en distancias relativamente cortas, el caudal es relativamente bajo. Se requieren medidas de ingeniería adecuadas para aumentar artificialmente la caída de agua, es decir, concentrar la caída natural dispersa para formar un nivel de agua útil.
Ventajas de la energía hidroeléctrica
1. Regeneración de la energía del agua
La energía hidráulica proviene de la escorrentía natural de los ríos, que se forma principalmente por la circulación del agua y el gas natural. Esta circulación permite reciclar y reutilizar la energía hidráulica, por lo que se la denomina «energía renovable». La energía renovable ocupa un lugar único en el sector energético.
2. Los recursos hídricos pueden utilizarse de forma integral.
La energía hidroeléctrica utiliza únicamente la energía del flujo del agua y no consume agua. Por lo tanto, los recursos hídricos pueden aprovecharse integralmente y, además de la generación de energía, pueden beneficiarse simultáneamente del control de inundaciones, el riego, el transporte marítimo, el suministro de agua, la acuicultura, el turismo y otros aspectos, impulsando así un desarrollo con múltiples objetivos.
3. Regulación de la energía del agua
La energía eléctrica no se puede almacenar, y su producción y consumo se realizan simultáneamente. La energía hidráulica, en cambio, se puede almacenar en embalses, cuya producción se ajusta a las necesidades del sistema eléctrico. Estos embalses funcionan como depósitos de energía para dicho sistema. La regulación de los embalses mejora la capacidad del sistema eléctrico para regular las cargas, aumentando así la fiabilidad y la flexibilidad del suministro eléctrico.
4. Reversibilidad de la generación hidroeléctrica
Una turbina hidráulica que dirige el agua desde una zona elevada a una zona baja puede generar electricidad y convertir la energía del agua en energía eléctrica. A su vez, el agua de los niveles inferiores es absorbida por bombas eléctricas y enviada a depósitos en niveles superiores para su almacenamiento, convirtiendo la energía eléctrica en energía hidráulica. El uso de la reversibilidad de la generación hidroeléctrica para construir centrales hidroeléctricas de bombeo desempeña un papel fundamental en la mejora de la capacidad de regulación de la carga del sistema eléctrico.
5. Flexibilidad de operación de la unidad
Las unidades de generación hidroeléctrica cuentan con equipos sencillos, un funcionamiento flexible y fiable, y permiten aumentar o disminuir la carga con gran facilidad. Se pueden arrancar o detener rápidamente según las necesidades de los usuarios y son fácilmente automatizables. Son idóneas para la reducción de picos de demanda y la modulación de frecuencia del sistema eléctrico, además de servir como reserva de emergencia, ajuste de carga y otras funciones. Aumentan la fiabilidad del sistema eléctrico, con importantes ventajas dinámicas. Las centrales hidroeléctricas son las principales responsables de la gestión de las cargas dinámicas en el sistema eléctrico.
6. Bajo costo y alta eficiencia en la producción de energía hidroeléctrica.
La energía hidroeléctrica no consume combustible y no requiere una gran cantidad de mano de obra ni instalaciones para su explotación y transporte. El equipo es sencillo, con menos operarios, menor consumo de energía auxiliar, larga vida útil y bajos costos de operación y mantenimiento. Por lo tanto, el costo de producción de energía eléctrica en las centrales hidroeléctricas es bajo, entre 1/5 y 1/8 del de una central eléctrica de combustibles fósiles. Además, la tasa de aprovechamiento energético de las centrales hidroeléctricas es alta, superando el 85%, mientras que la de las centrales de combustibles fósiles ronda el 40%.
7. Contribuye a mejorar el medio ambiente ecológico.
La generación de energía hidroeléctrica no contamina el medio ambiente. La vasta superficie del embalse regula el microclima de la región y la distribución temporal y espacial del flujo de agua, lo que contribuye a mejorar el entorno ecológico de las zonas circundantes. En el caso de las centrales termoeléctricas de carbón, cada tonelada de carbón crudo emite aproximadamente 30 kg de SO2 y más de 30 kg de partículas en suspensión. Según las estadísticas de 50 centrales termoeléctricas de carbón grandes y medianas en todo el país, el 90 % de ellas emite SO2 con una concentración superior a 860 mg/m³, lo que representa una contaminación muy grave. En el contexto actual, donde se presta cada vez más atención a las cuestiones ambientales, acelerar la construcción de centrales hidroeléctricas e incrementar su proporción en China es fundamental para reducir la contaminación ambiental.
Desventajas de la energía hidroeléctrica
Gran inversión única: enormes movimientos de tierra y obras de hormigón para la construcción de centrales hidroeléctricas; además, causará considerables pérdidas por inundaciones y requerirá el pago de enormes costos de reasentamiento; el período de construcción también es más largo que el de las centrales térmicas, lo que afecta la rotación de los fondos de construcción. Incluso si parte de la inversión en proyectos de conservación del agua es compartida por varios departamentos beneficiarios, la inversión por kilovatio de energía hidroeléctrica es mucho mayor que la de energía térmica. Sin embargo, en operaciones futuras, los ahorros en los gastos operativos anuales se compensarán año tras año. El período máximo de compensación permitido está relacionado con el nivel de desarrollo del país y la política energética. Si el período de compensación es menor que el valor permitido, se considera razonable aumentar la capacidad instalada de la central hidroeléctrica.
Riesgo de falla: Las inundaciones, los grandes desbordamientos de las presas, los desastres naturales, los daños causados por el hombre y la mala calidad de la construcción pueden tener consecuencias catastróficas para las zonas aguas abajo y la infraestructura. Estas fallas pueden afectar el suministro eléctrico, la fauna y la flora, y también provocar pérdidas y víctimas importantes.
Daños al ecosistema: Los grandes embalses provocan inundaciones extensas aguas arriba de las presas, destruyendo en ocasiones tierras bajas, bosques de valle y pastizales. Asimismo, afectan al ecosistema acuático circundante, con un impacto significativo en peces, aves acuáticas y otros animales.
Fecha de publicación: 3 de abril de 2023
