Hiina alustas 1910. aastal Shilongba hüdroelektrijaama, esimese hüdroelektrijaama, ehitust 111 aastat tagasi. Nende enam kui 100 aasta jooksul on Hiina vee- ja elektritööstus saavutanud märkimisväärseid edusamme, alates Shilongba hüdroelektrijaama paigaldatud võimsusest vaid 480 kW-st kuni 370 miljoni kW-ni, mis on maailmas esikohal. Tegutseme söetööstuses ja kuuleme uudiseid hüdroenergia kohta, kuid hüdroenergiatööstusest ei tea me palju.
Täna mõistame lühidalt hüdroenergiat hüdroenergia põhimõtete ja omaduste ning hüdroenergia praeguse olukorra ja arengusuundade põhjal Hiinas.
01 hüdroenergia tootmise põhimõte
Tegelikult on hüdroenergia protsess, mille käigus muudetakse vee potentsiaalne energia mehaaniliseks energiaks ja seejärel mehaanilisest energiast elektrienergiaks. Üldiselt kasutatakse voolavat jõevett mootori käitamiseks energia tootmiseks ning jões või selle vesikonna osas sisalduv energia sõltub vee mahust ja langusest.
Jõe veemahtu ei kontrolli ükski juriidiline isik ja langus on lubatud. Seetõttu saab hüdroelektrijaamade ehitamisel valida tammide ehitamise ja ümbersuunamise meetodid, et koondada langust ja parandada veevarude kasutamise määra.
Tammi ehitamine tähendab suure langusega tammi ehitamist jõesängi, veehoidla rajamist vee hoidmiseks ja veetaseme tõstmiseks, näiteks Kolme Kuru hüdroelektrijaamas; ümbersuunamine viitab vee suunamisele ülesvoolu veehoidlast allavoolu ümbersuunamiskanali kaudu, näiteks Jinping II hüdroelektrijaamas.
02 Hüdroenergia omadused
Hüdroenergia eelised hõlmavad peamiselt keskkonnakaitset ja taastamist, kõrget efektiivsust ja paindlikkust, madalaid hoolduskulusid jne.
Keskkonnakaitse ja taastuvenergia peaksid olema hüdroenergia suurimad eelised. Hüdroenergia kasutab ainult vees leiduvat energiat, ei tarbi vett ega põhjusta reostust.
Hüdroenergia tootmise peamine jõuallikas, veeturbiingeneraator, pole mitte ainult tõhus, vaid ka paindlik käivitamisel ja kasutamisel. See suudab staatilisest olekust kiiresti tööle hakata mõne minutiga ning koormuse suurendamise ja vähendamise ülesandeid täita mõne sekundiga. Hüdroenergiat saab kasutada elektrisüsteemi tippkoormuse vähendamiseks, sageduse moduleerimiseks, koormuse ooterežiimis ja avariirežiimis ooterežiimis.
Hüdroenergia tootmine ei tarbi kütust, ei vaja palju tööjõudu ega investeeringuid kütuse kaevandamise ja transportimise rajatistesse, sellel on lihtsad seadmed, vähe operaatoreid, vähem abienergiat, seadmete pikk kasutusiga ning madalad käitus- ja hoolduskulud, seega on hüdroelektrijaama energiatootmiskulud madalad, vaid 1/5–1/8 soojuselektrijaama omadest, ja hüdroelektrijaama energiakasutuse määr on kõrge, kuni üle 85%. Söeküttel töötavate elektrijaamade termiline efektiivsus on vaid umbes 40%.
Hüdroenergia puudusteks on peamiselt suur kliima mõju, geograafiliste tingimuste piiratus, suured investeeringud algstaadiumis ja kahju ökoloogilisele keskkonnale.
Hüdroenergia tootmist mõjutab oluliselt sademete hulk. See, kas tegemist on kuiva või vihmase aastaajaga, on oluline võrdlustegur soojuselektrijaamade söe hankimisel. Hüdroenergia tootmine on aasta ja provintsi lõikes stabiilne, kuid kuu, kvartali ja piirkonna lõikes sõltub see päevast. See ei saa pakkuda stabiilset ja usaldusväärset energiat nagu soojusenergia.
Lõuna- ja põhjaosariikide vahel on vihma- ja kuivaperioodi osas suured erinevused. Kuid aastatel 2013–2021 iga kuu hüdroenergia tootmise statistika kohaselt on Hiinas vihmaperiood üldiselt juunist oktoobrini ja kuivperiood detsembrist veebruarini. Elektrienergia tootmise erinevus nende kahe vahel võib olla enam kui kahekordne. Samal ajal näeme ka seda, et paigaldatud võimsuse suurenemise taustal on elektrienergia tootmine jaanuarist märtsini käesoleval aastal oluliselt madalam kui eelmistel aastatel ning märtsikuu elektrienergia tootmine on isegi samaväärne 2015. aasta omaga. Sellest piisab, et näha hüdroenergia „ebastabiilsust“.
Hüdroenergia tootmine igas kuus aastatel 2013–2021 (100 miljonit kWh)
Objektiivsete tingimuste poolt piiratud. Hüdroelektrijaamu ei saa ehitada kohta, kus on vesi. Geoloogia, veelangus, voolukiirus, elanike ümberasumine ja isegi haldusjaotus piiravad kõik hüdroelektrijaama ehitamist. Näiteks Heishani kuristiku veekaitseprojekti, mida mainiti 1956. aastal Rahvapartei kongressil, ei ole vastu võetud Gansu ja Ningxia huvide halva kooskõlastamise tõttu. Kuni selle aastani ilmus see uuesti kahe istungjärgu ettepanekusse. Millal ehitusega alustada saab, pole veel teada.
Hüdroenergia jaoks vajalikud investeeringud on suured. Hüdroelektrijaamade ehitamiseks vajalikud pinnase-, kivi- ja betoonitööd on tohutud ning ümberasustamiskulud on suured; pealegi kajastub varajane investeering mitte ainult kapitalis, vaid ka ajas. Ümberasustamise ja erinevate osakondade koordineerimise vajaduse tõttu lükkub paljude hüdroelektrijaamade ehitustsükkel plaanitust palju edasi.
Näiteks ehitamisel oleva Baihetani hüdroelektrijaama puhul algatati projekt 1958. aastal ja see lisati „kolmandasse viisaastakuplaani“ 1965. aastal. Pärast mitmeid keerdkäike ei alustatud seda ametlikult enne 2011. aasta augustit. Praeguseks pole Baihetani hüdroelektrijaam valmis. Välja arvatud esialgne projekteerimine, võtab tegelik ehitustsükkel vähemalt 10 aastat.
Suured veehoidlad põhjustavad tammi ülemjooksul ulatuslikku üleujutust, kahjustades mõnikord madalikke, jõeorgusid, metsi ja rohumaid. Samal ajal mõjutab see ka elektrijaama ümbritsevat veeökosüsteemi. Sellel on suur mõju kaladele, veelindudele ja teistele loomadele.
03 Hüdroenergia arendamise praegune olukord Hiinas
Viimastel aastatel on hüdroenergia tootmine jätkuvalt kasvanud, kuid viimase viie aasta kasvumäär on madal.
2020. aastal on hüdroenergia tootmisvõimsus 1355,21 miljardit kWh, mis on aastane kasv 3,9%. 13. viisaastakuplaani perioodil arenesid tuuleenergia ja optoelektroonika aga kiiresti, ületades planeeritud eesmärke, samas kui hüdroenergia saavutas vaid umbes poole planeeritud eesmärkidest. Viimase 20 aasta jooksul on hüdroenergia osakaal kogu elektritootmises olnud suhteliselt stabiilne, püsides 14–19% juures.
Hiina elektritootmise kasvumäärast on näha, et hüdroenergia kasvumäär on viimase viie aasta jooksul aeglustunud, püsides põhimõtteliselt umbes 5% juures.
Ma arvan, et aeglustumise põhjused on ühelt poolt väikehüdroenergia seiskamine, mis on selgelt mainitud 13. viisaastakuplaanis ökoloogilise keskkonna kaitsmiseks ja parandamiseks. Ainuüksi Sichuani provintsis on 4705 väikehüdroelektrijaama, mis vajavad korrastamist ja likvideerimist;
Teisest küljest on Hiinal puudus suurte hüdroenergia arendamise ressurssidest. Hiina on ehitanud palju hüdroelektrijaamu, näiteks Kolme Kuru, Gezhouba, Wudongde, Xiangjiaba ja Baihetan. Suurte hüdroelektrijaamade rekonstrueerimiseks vajalike ressursside olemasolu võib peituda vaid Yarlung Zangbo jõe „suures kurvis“. Kuna aga piirkond hõlmab geoloogilist struktuuri, looduskaitsealade keskkonnakontrolli ja suhteid naaberriikidega, on seda probleemi varem olnud keeruline lahendada.
Samal ajal on viimase 20 aasta elektrienergia tootmise kasvumäärast näha, et soojusenergia kasvutempo on põhimõtteliselt sünkroniseeritud kogu elektrienergia tootmise kasvumääraga, samas kui hüdroenergia kasvutempo ei ole kogu elektrienergia tootmise kasvumäära suhtes oluline, mis näitab seisundit „tõus iga kahe aasta tagant“. Kuigi soojusenergia suurel osakaalul on oma põhjused, peegeldab see teatud määral ka hüdroenergia ebastabiilsust.
Elektritootmise kasv
Elektrienergia tootmise osakaalu osas näeme ka seda, et kuigi hüdroenergiatööstus on viimase 20 aasta jooksul kiiresti arenenud ja hüdroenergia tootmine 2020. aastal oli viis korda suurem kui 2001. aastal, ei ole osakaal kogu elektrienergia tootmises oluliselt muutunud.
Soojusenergia osakaalu vähenemise protsessis ei ole hüdroenergial olnud suurt rolli. Kuigi see areneb kiiresti, suudab see oma osakaalu kogu elektritootmises säilitada vaid suure riikliku elektritootmise kasvu taustal. Soojusenergia osakaalu vähenemine on peamiselt tingitud muudest puhastest energiaallikatest, nagu tuuleenergia, fotogalvaanika, maagaas, tuumaenergia jne.
Hüdroenergia ressursside liigne kontsentratsioon
Sichuani ja Yunnani provintside kogu hüdroenergia tootmine moodustab ligi poole riigi hüdroenergia tootmisest ning sellest tulenev probleem on see, et hüdroenergia ressursside poolest rikkad piirkonnad ei pruugi olla võimelised kohalikku hüdroenergia tootmist absorbeerima, mille tulemuseks on energia raiskamine. Kaks kolmandikku Hiina suuremate jõgede vesikondade reoveest ja elektrist, kuni 20,2 miljardit kWh, pärineb Sichuani provintsist ning enam kui pool Sichuani provintsi heitelektrist pärineb Dadu jõe peavoolust.
Hiina hüdroenergia on viimase 10 aasta jooksul kiiresti arenenud kogu maailmas. Hiina on olnud peaaegu kogu maailma hüdroenergia kasvu eestvedaja. Ligi 80% ülemaailmse hüdroenergia tarbimise kasvust tuleb Hiinast ja Hiina hüdroenergia tarbimine moodustab üle 30% ülemaailmsest hüdroenergia tarbimisest.
Siiski on sellise tohutu hüdroenergia tarbimise osakaal Hiina primaarenergia kogutarbimises vaid veidi kõrgem maailma keskmisest, 2019. aastal alla 8%. Isegi kui seda ei võrrelda arenenud riikidega nagu Kanada ja Norra, on hüdroenergia tarbimise osakaal palju madalam kui arengumaal Brasiilias. Hiinal on 680 miljonit kilovatti hüdroenergia ressursse, mis on maailmas esikohal. 2020. aastaks on hüdroenergia paigaldatud võimsus 370 miljonit kilovatti. Sellest vaatenurgast on Hiina hüdroenergia tööstusel veel palju arenguruumi.
04 Hüdroenergia tulevane arengusuund Hiinas
Hüdroenergia kasv kiireneb järgmistel aastatel ja selle osakaal kogu elektritootmises jätkab suurenemist.
Ühelt poolt saab Hiinas 14. viisaastakuplaani perioodil kasutusele võtta üle 50 miljoni kilovati hüdroenergiat, sealhulgas Kolme Kuru rühma Wudongde ja Baihetani hüdroelektrijaamad ning Yalongi jõe keskjooksu hüdroelektrijaamad. Lisaks on 14. viisaastakuplaani lisatud Yarlung Zangbo jõe alamjooksu hüdroenergia arendusprojekt, mille tehniliselt kasutatavate ressursside maht on 70 miljonit kilovatti, mis võrdub enam kui kolme Kolme Kuru hüdroelektrijaamaga. See tähendab, et hüdroenergia alustab taas suurt arengut;
Teisest küljest on soojusenergia ulatuse vähenemine ilmselgelt etteaimatav. Olgu see siis keskkonnakaitse, energiajulgeoleku või tehnoloogia arengu seisukohast, soojusenergia tähtsus energeetikas väheneb jätkuvalt.
Järgmistel aastatel ei ole hüdroenergia arengukiirust veel võimalik võrrelda uue energia omaga. Isegi kogu elektritootmise osakaalu poolest võib see olla uue energia hilinejate hulgas. Kui aeg pikeneb, võib öelda, et uus energia edestab seda.
Üldise Elektrienergia Planeerimise Instituudi planeerimisosakonna direktor Liu Shiyu ennustab, et 14. viisaastakuplaani perioodil ületab Hiina uue energia paigaldatud võimsus 800 miljonit kW, mis moodustab 29%; aastane elektrienergia tootmine ulatub 1,5 triljoni kWh-ni, ületades hüdroenergia oma.
Postituse aeg: 14. jaanuar 2022
