1、 Recursos energéticos del agua
La historia del desarrollo humano y la utilización de los recursos hidroeléctricos se remonta a la antigüedad. Según la Interpretación de la Ley de Energías Renovables de la República Popular China (editada por el Comité de Trabajo Legislativo del Comité Permanente de la Asamblea Popular Nacional), la energía hídrica se define como: el calor del viento y el sol provoca la evaporación del agua, el vapor de agua forma la lluvia y la nieve, la caída de lluvia y nieve forma ríos y arroyos, y el flujo de agua produce energía, denominada energía hídrica.
El desarrollo y la utilización de los recursos hidroeléctricos contemporáneos se centran principalmente en su desarrollo y utilización, por lo que se suelen usar como sinónimos los términos "recursos hídricos", "recursos hidráulicos" e "recursos hidroeléctricos". Sin embargo, en realidad, los recursos hidroeléctricos abarcan una amplia gama de componentes, como los recursos hidrotérmicos, los recursos hidroenergéticos y los recursos energéticos marinos.
(1) Recursos hídricos y de energía térmica
Los recursos hídricos y de energía térmica se conocen comúnmente como aguas termales naturales. En la antigüedad, la gente comenzó a utilizar directamente el agua y el calor de las aguas termales naturales para construir baños, bañarse, tratar enfermedades y hacer ejercicio. Hoy en día, también se utilizan para generar energía y calefacción. Islandia, por ejemplo, generó 7.080 millones de kilovatios hora de energía hidroeléctrica en 2003, de los cuales 1.410 millones se generaron mediante energía geotérmica (es decir, recursos de energía térmica hídrica). El 86 % de los habitantes del país ha utilizado energía geotérmica (es decir, recursos de energía térmica hídrica) para calefacción. La central eléctrica de Yangbajing, con una capacidad instalada de 25.000 kilovatios, se ha construido en Xizang y también utiliza energía geotérmica (recursos de energía térmica hídrica) para generar electricidad. Según las predicciones de los expertos, la energía de baja temperatura (utilizando agua subterránea como medio) que puede captar el suelo en un radio de casi 100 metros en China cada año puede alcanzar los 150.000 millones de kilovatios. En la actualidad, la capacidad instalada de generación de energía geotérmica en China es de 35.300 kilovatios.
(2) Recursos energéticos hidráulicos
La energía hidráulica incluye la energía cinética y potencial del agua. En la antigua China, los recursos de energía hidráulica provenientes de ríos turbulentos, cascadas y cataratas se utilizaban ampliamente para construir maquinaria como ruedas hidráulicas, molinos y molinos de agua para el riego, el procesamiento de granos y el descascarillado de arroz. En la década de 1830, se desarrollaron y utilizaron centrales hidráulicas en Europa para suministrar energía a grandes industrias como molinos de harina, fábricas de algodón y minería. Las turbinas hidráulicas modernas, que accionan directamente bombas centrífugas para generar fuerza centrífuga para la elevación de agua y el riego, así como las estaciones de bombeo de ariete, que utilizan el flujo de agua para generar presión de ariete y generar alta presión de agua para la elevación de agua y el riego, son todos desarrollo y utilización directa de los recursos de energía hidráulica.
(3) Recursos energéticos hidroeléctricos
En la década de 1880, cuando se descubrió la electricidad, se fabricaron motores eléctricos basados en la teoría electromagnética y se construyeron centrales hidroeléctricas para convertir la energía hidráulica de las centrales hidroeléctricas en energía eléctrica y entregarla a los usuarios, marcando el comienzo de un período de vigoroso desarrollo y utilización de los recursos energéticos hidroeléctricos.
Los recursos hidroeléctricos a los que nos referimos se denominan habitualmente hidroeléctricos. Además de los recursos fluviales, el océano también contiene una enorme cantidad de energía maremotriz, undimotriz, salina y térmica. Se estima que los recursos hidroeléctricos oceánicos globales ascienden a 76 000 millones de kilovatios, lo que representa más de 15 veces las reservas teóricas de energía hidroeléctrica fluvial terrestre. Entre ellos, la energía maremotriz alcanza los 3 000 millones de kilovatios, la undimotriz los 3 000 millones de kilovatios, la energía por diferencia de temperatura los 40 000 millones de kilovatios y la energía por diferencia de sal los 30 000 millones de kilovatios. Actualmente, solo la tecnología de desarrollo y utilización de la energía maremotriz ha alcanzado una fase práctica que permite su desarrollo a gran escala en el aprovechamiento de los recursos hidroeléctricos marinos por parte de la humanidad. El desarrollo y la utilización de otras fuentes de energía aún requieren mayor investigación para lograr resultados innovadores en cuanto a viabilidad técnica y económica y lograr su desarrollo y utilización práctica. El desarrollo y la utilización de la energía oceánica al que nos referimos habitualmente se refiere principalmente al desarrollo y la utilización de la energía maremotriz. La atracción de la Luna y el Sol hacia la superficie marina terrestre provoca fluctuaciones periódicas en el nivel del agua, conocidas como mareas oceánicas. La fluctuación del agua de mar genera energía mareomotriz. En principio, la energía mareomotriz es una energía mecánica generada por la fluctuación de los niveles de marea.
Los molinos de mareas aparecieron en el siglo XI y a principios del siglo XX Alemania y Francia comenzaron a construir pequeñas centrales maremotriz.
Se estima que la energía maremotriz explotable a nivel mundial se sitúa entre 1.000 y 1.100 millones de kilovatios, con una generación anual de aproximadamente 1.240.000 millones de kilovatios hora. Los recursos maremotriz explotables de China tienen una capacidad instalada de 21,58 millones de kilovatios y una generación anual de 30.000 millones de kilovatios hora.
La central mareomotriz más grande del mundo actualmente es la de Rennes, en Francia, con una capacidad instalada de 240.000 kilovatios. La primera central mareomotriz de China, la de Jizhou, en Guangdong, se construyó en 1958 con una capacidad instalada de 40 kilovatios. La de Zhejiang, Jiangxia, construida en 1985, tiene una capacidad instalada total de 3.200 kilovatios, ocupando el tercer lugar a nivel mundial.
Además, en los océanos de China, las reservas de energía undimotriz ascienden a aproximadamente 12,85 millones de kilovatios, las de energía maremotriz a aproximadamente 13,94 millones de kilovatios, las de diferencia de sal a aproximadamente 125 millones de kilovatios y las de diferencia de temperatura a aproximadamente 1.321 millones de kilovatios. En resumen, la energía oceánica total en China es de aproximadamente 1.500 millones de kilovatios, lo que representa más del doble de la reserva teórica de 694 millones de kilovatios de energía hidroeléctrica fluvial terrestre, y ofrece amplias perspectivas de desarrollo y utilización. Actualmente, países de todo el mundo invierten fuertemente en la investigación de enfoques tecnológicos para desarrollar y utilizar los enormes recursos energéticos que esconde el océano.
2、 Recursos energéticos hidroeléctricos
Los recursos hidroeléctricos se refieren generalmente al aprovechamiento de la energía potencial y cinética del caudal fluvial para generar trabajo e impulsar la rotación de generadores hidroeléctricos y generar electricidad. La generación de energía a base de carbón, petróleo, gas natural y nuclear requiere el consumo de combustibles no renovables, mientras que la generación hidroeléctrica no consume recursos hídricos, sino que utiliza la energía del caudal fluvial.
(1) Recursos energéticos hidroeléctricos mundiales
Las reservas totales de recursos hidroeléctricos en los ríos de todo el mundo son de 5.050 millones de kilovatios, con una generación de energía anual de hasta 44,28 billones de kilovatios hora; los recursos hidroeléctricos técnicamente explotables son de 2.260 millones de kilovatios, y la generación de energía anual puede alcanzar los 9,8 billones de kilovatios hora.
En 1878, Francia construyó la primera central hidroeléctrica del mundo, con una capacidad instalada de 25 kilovatios. Hasta la fecha, la capacidad hidroeléctrica instalada a nivel mundial ha superado los 760 millones de kilovatios, con una generación anual de energía de 3 billones de kilovatios hora.
(2) Recursos hidroeléctricos de China
China es uno de los países con mayores recursos hidroeléctricos del mundo. Según el último estudio sobre recursos hidroeléctricos, las reservas teóricas de energía fluvial en China ascienden a 694 millones de kilovatios, con una generación anual teórica de energía de 6,08 billones de kilovatios hora, lo que la sitúa como líder mundial en reservas hidroeléctricas. La capacidad técnicamente explotable de los recursos hidroeléctricos de China es de 542 millones de kilovatios, con una generación anual de energía de 2,47 billones de kilovatios hora, y la capacidad económicamente explotable es de 402 millones de kilovatios, con una generación anual de energía de 1,75 billones de kilovatios hora, ambas en el primer puesto mundial.
En julio de 1905, se construyó la primera central hidroeléctrica de China, la central hidroeléctrica de Guishan en la provincia de Taiwán, con una capacidad instalada de 500 kVA. En 1912, se completó la primera central hidroeléctrica de China continental, la central hidroeléctrica de Shilongba en Kunming, provincia de Yunnan, para la generación de energía, con una capacidad instalada de 480 kilovatios. En 1949, la capacidad instalada de energía hidroeléctrica en el país era de 163000 kilovatios; para fines de 1999, había desarrollado a 72,97 millones de kilovatios, solo superada por Estados Unidos y ocupando el segundo lugar en el mundo; para 2005, la capacidad instalada total de energía hidroeléctrica en China había alcanzado los 115 millones de kilovatios, ocupando el primer lugar en el mundo, representando el 14,4% de la capacidad hidroeléctrica explotable y el 20% de la capacidad instalada total de la industria energética nacional.
(3) Características de la energía hidroeléctrica
La energía hidroeléctrica se regenera repetidamente mediante el ciclo hidrológico de la naturaleza y puede ser utilizada continuamente por los seres humanos. Se suele usar la frase «inagotable» para describir la renovabilidad de la energía hidroeléctrica.
La energía hidroeléctrica no consume combustible ni emite sustancias nocivas durante su producción y operación. Sus costos de gestión, operación, generación de energía e impacto ambiental son mucho menores que los de la generación térmica, lo que la convierte en una fuente de energía verde de bajo costo.
La energía hidroeléctrica ofrece un buen rendimiento de regulación, un arranque rápido y contribuye a la reducción de picos en el funcionamiento de la red eléctrica. Es rápida y eficaz, lo que reduce las pérdidas de suministro eléctrico en situaciones de emergencia y accidente, garantizando así la seguridad del suministro eléctrico.
La energía hidroeléctrica y la energía mineral pertenecen a la energía primaria basada en recursos, que se convierte en energía eléctrica y se denomina energía secundaria. El desarrollo de la energía hidroeléctrica es una fuente de energía que realiza simultáneamente tanto el desarrollo de energía primaria como la producción de energía secundaria, con funciones duales de generación de energía primaria y secundaria. No se requiere un único proceso de extracción, transporte y almacenamiento de minerales, lo que reduce considerablemente los costos de combustible.
La construcción de embalses para el desarrollo hidroeléctrico modificará el entorno ecológico de las zonas locales. Por un lado, requiere la inmersión de parte del terreno, lo que conlleva la reubicación de inmigrantes; por otro, puede restaurar el microclima de la región, crear un nuevo entorno ecológico acuático, promover la supervivencia de organismos y facilitar el control de inundaciones, el riego, el turismo y el desarrollo del transporte marítimo. Por lo tanto, al planificar proyectos hidroeléctricos, se debe considerar la minimización del impacto negativo en el entorno ecológico, ya que el desarrollo hidroeléctrico presenta más ventajas que desventajas.
Debido a las ventajas de la energía hidroeléctrica, países de todo el mundo están adoptando políticas que priorizan su desarrollo. En la década de 1990, la energía hidroeléctrica representaba el 93,2 % de la capacidad instalada total de Brasil, mientras que países como Noruega, Suiza, Nueva Zelanda y Canadá tenían ratios de energía hidroeléctrica superiores al 50 %.
En 1990, la proporción de generación de energía hidroeléctrica con respecto a la electricidad aprovechable en algunos países del mundo era del 74% en Francia, 72% en Suiza, 66% en Japón, 61% en Paraguay, 55% en los Estados Unidos, 54% en Egipto, 50% en Canadá, 17,3% en Brasil, 11% en la India y 6,6% en China durante el mismo período.
Hora de publicación: 24 de septiembre de 2024
