Hiina alustas 1910. aastal Shilongba hüdroelektrijaama ehitamist 111 aastat tagasi. Selle enam kui 100 aasta jooksul on Hiina vee- ja elektritööstus saavutanud märkimisväärseid edusamme, alates Shilongba hüdroelektrijaama paigaldatud võimsusest vaid 480 kW kuni 370 miljoni kW-ni, mis on nüüd maailmas esikohal. Tegutseme söetööstuses ja kuuleme enam-vähem uudiseid hüdroenergia kohta, kuid hüdroenergiatööstusest me palju ei tea.
01 hüdroenergia tootmise põhimõte
Hüdroenergia on tegelikult vee potentsiaalse energia muundamine mehaaniliseks energiaks ja seejärel mehaanilise energia muundamine elektrienergiaks. Üldiselt on see voolava jõevee kasutamine mootori käitamiseks energia tootmiseks ning jões või selle valgalaosas sisalduv energia sõltub vee mahust ja langusest.
Jõe veemahtu ei kontrolli ükski juriidiline isik ja langus on lubatud. Seetõttu saab hüdroelektrijaama ehitamisel valida tammi ehitamise ja vee suunamise, et kontsentreerida langust, et parandada veevarude kasutamise määra.
Tammi ehitamine tähendab tammi ehitamist suure langusega jõelõiku, 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 töötamisel. See suudab staatilisest olekust kiiresti tööle hakata mõne minutiga ning koormuse suurendamise ja vähendamise ülesande mõne sekundiga täita. Hüdroenergiat saab kasutada elektrisüsteemi tippkoormuse vähendamiseks, sageduse moduleerimiseks, koormuse ooterežiimis ja avariiooterežiimis.
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. Seetõttu on hüdroelektrijaama energiatootmiskulud madalad, moodustades vaid 1/5–1/8 soojuselektrijaama omadest, ning hüdroelektrijaama energiakasutuse määr on kõrge, ulatudes üle 85%, samas kui söeküttel töötava soojuselektrijaama soojusenergia efektiivsus on vaid umbes 40%.
Hüdroenergia puudusteks on peamiselt kliima suur mõju, geograafilised piirangud, suured investeeringud algstaadiumis ja kahju ökoloogilisele keskkonnale.
Hüdroenergia tootmist mõjutab oluliselt sademete hulk. See, kas tegemist on kuiva või vihmase aastaajaga, on soojuselektrijaamade söe hankimisel oluline võrdlustegur. Hüdroenergia tootmine on aasta ja provintsi lõikes stabiilne, kuid kuu, kvartali ja piirkonna lõikes sõltub see päevast. See ei saa pakkuda sama stabiilset ja usaldusväärset energiat kui 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. Nende kahe vahe 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“.
Objektiivsete tingimuste poolt piiratud. Hüdroelektrijaamu ei saa ehitada kohta, kus on vesi. Hüdroelektrijaama ehitamist piiravad geoloogia, veelangus, voolukiirus, elanike ümberasumine ja isegi haldusjaotus. Näiteks Heishani kuristiku veekaitseprojekti, millest räägiti 1956. aastal Rahvapartei koosolekul, ei ole vastu võetud Gansu ja Ningxia huvide halva kooskõlastamise tõttu. Kuni see sel aastal kahe istungjärgu ettepanekus uuesti ei ilmu, pole veel teada, millal ehitusega alustada saab.
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. Eelprojekteerimist ja planeerimist arvestamata 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 oli 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 Hiina suured hüdroenergia arendamise ressursid ebapiisavad. Hiina on ehitanud palju hüdroelektrijaamu, näiteks Kolme Kuru, Gezhouba, Wudongde, Xiangjiaba ja Baihetan. Suurte hüdroelektrijaamade rekonstrueerimiseks vajalike ressursside olemasolu võib olla vaid Yarlung Zangbo jõe „suur kurv“. Kuna piirkond hõlmab aga geoloogilist struktuuri, looduskaitsealade keskkonnakontrolli ja suhteid naaberriikidega, on seda 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.
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, samas kui enam kui pool Sichuani provintsi jääkelektrist pärineb Dadu jõe peavoolust.
Hiina hüdroenergia on viimase 10 aasta jooksul kiiresti arenenud kogu maailmas. Hiina on oma jõududega peaaegu et vedanud ülemaailmse hüdroenergia kasvu. 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 mitte võrrelda arenenud riikidega nagu Kanada ja Norra, on hüdroenergia tarbimise osakaal palju madalam kui Brasiilias, mis on samuti arengumaa. 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 Wudongde ja Baihetani hüdroelektrijaamad Kolme Kuru rühmas ning Yalongi jõe keskjooksu hüdroelektrijaam. 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, mis tähendab, et hüdroenergia on taas suure arengu alguse saanud;
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 võivad uue energia hilinejad sellest ette jääda. Kui aeg pikeneb, võib öelda, et uus energia sellest ette jääb.
Postituse aeg: 12. aprill 2022
