1. Vee energiaressursid
Inimkonna arengu ja hüdroenergiaressursside kasutamise ajalugu ulatub tagasi iidsetesse aegadesse. Hiina Rahvavabariigi taastuvenergia seaduse tõlgenduse (toimetanud Hiina Rahvakongressi alalise komitee õiguskomisjon) kohaselt on veeenergia definitsioon järgmine: tuule ja päikese soojus põhjustab vee aurustumist, veeaur moodustab vihma ja lund, vihma ja lume sadamine moodustab jõgesid ja ojasid ning vee vool toodab energiat, mida nimetatakse veeenergiaks.
Kaasaegse hüdroenergiaressursside arendamise ja kasutamise peamine sisu on hüdroenergiaressursside arendamine ja kasutamine, seega kasutavad inimesed tavaliselt veeenergiaressursse, hüdraulilisi energiaressursse ja hüdroelektrienergiaressursse sünonüümidena. Tegelikkuses hõlmavad hüdroenergiaressursid aga laia valikut sisu, näiteks hüdrosoojusenergiaressursse, hüdroenergiaressursse, hüdroenergiaressursse ja mereveeenergiaressursse.
(1) Vee- ja soojusenergia ressursid
Vee- ja soojusenergiaressursse tuntakse tavaliselt looduslike kuumaveeallikatena. Iidsetel aegadel hakati looduslike kuumaveeallikate vee- ja soojusressursse otse kasutama vannide ehitamiseks, suplemiseks, haiguste raviks ja treenimiseks. Ka tänapäeva inimesed kasutavad vee- ja soojusenergiaressursse elektri tootmiseks ja kütmiseks. Näiteks Islandil oli 2003. aastal hüdroelektrienergia toodang 7,08 miljardit kilovatt-tundi, millest 1,41 miljardit kilovatt-tundi toodeti geotermilise energia (st vee soojusenergiaressursside) abil. 86% riigi elanikest on kasutanud geotermilist energiat (vee soojusenergiaressursse) kütmiseks. Xizangi on ehitatud Yangbajingi elektrijaam, mille installeeritud võimsus on 25 000 kilovatti ja mis kasutab elektri tootmiseks samuti geotermilist energiat (vee- ja soojusenergiaressursse). Ekspertide prognooside kohaselt võib Hiinas ligi 100 meetri raadiuses pinnasesse kogutav madalatemperatuurne energia (kasutades keskkonnana põhjavett) ulatuda 150 miljardi kilovatini aastas. Praegu on Hiinas paigaldatud geotermilise energia tootmisvõimsus 35 300 kilovatti.
(2) Hüdraulilised energiaressursid
Hüdrauliline energia hõlmab vee kineetilist ja potentsiaalset energiat. Vana-Hiinas kasutati turbulentsete jõgede, koskede ja koskede hüdraulilist energiat laialdaselt selliste masinate ehitamiseks nagu vesirattad, vesiveskid ja vesiveskid niisutamiseks, teravilja töötlemiseks ja riisikoorimiseks. 1830. aastatel töötati Euroopas välja ja kasutati hüdraulilisi jaamu, et pakkuda energiat suuremahulistele tööstusharudele, nagu jahuveskid, puuvillaveskid ja kaevandamine. Kaasaegsed veeturbiinid, mis käitavad otse tsentrifugaalveepumpasid, et tekitada tsentrifugaaljõudu vee tõstmiseks ja niisutamiseks, samuti vesivasarapumbad, mis kasutavad veevoolu vesivasara rõhu tekitamiseks ja kõrge veesurve moodustamiseks vee tõstmiseks ja niisutamiseks, on kõik veeenergia ressursside otsene arendamine ja kasutamine.
(3) Hüdroelektrienergia ressursid
1880. aastatel, kui elekter avastati, hakati elektromagnetilise teooria põhjal valmistama elektrimootoreid ning ehitati hüdroelektrijaamu, et muuta hüdroelektrijaamade hüdrauliline energia elektrienergiaks ja edastada see kasutajatele, mis juhatas sisse hüdroenergia ressursside jõulise arendamise ja kasutamise perioodi.
Hüdroenergiaressursse, millele me praegu viitame, nimetatakse tavaliselt hüdroelektriressurssideks. Lisaks jõgede veevarudele sisaldab ookean tohutult ka loodete, lainete, soola ja temperatuuri energiat. Hinnanguliselt on ülemaailmsed ookeani hüdroenergia ressursid 76 miljardit kilovatti, mis on enam kui 15 korda suurem kui maismaal asuva jõgede hüdroenergia teoreetilised varud. Nende hulgas on loodete energia 3 miljardit kilovatti, lainete energia 3 miljardit kilovatti, temperatuuride vahe energia 40 miljardit kilovatti ja soolade vahe energia 30 miljardit kilovatti. Praegu on ainult loodete energia arendus- ja kasutustehnoloogia jõudnud praktilisse etappi, mida saab inimkonna poolt mere hüdroenergia ressursside ulatuslikult arendada. Muude energiaallikate arendamine ja kasutamine vajab veel täiendavaid uuringuid, et saavutada läbimurdelisi tulemusi tehnilises ja majanduslikus teostatavuses ning saavutada praktiline arendus ja kasutamine. Ookeanienergia arendamine ja kasutamine, millele me tavaliselt viitame, on peamiselt loodete energia arendamine ja kasutamine. Kuu ja Päikese ligitõmbavus Maa merepinnale põhjustab veetaseme perioodilisi kõikumisi, mida nimetatakse ookeani loodeteks. Merevee kõikumine moodustab loodete energia. Põhimõtteliselt on loodete energia mehaaniline energia, mis tekib loodete taseme kõikumisel.
Loodeteelektrijaamad ilmusid 11. sajandil ja 20. sajandi alguses hakkasid Saksamaa ja Prantsusmaa ehitama väikeseid loodeteelektrijaamu.
Hinnanguliselt on maailma kasutatav loodete energia 1–1,1 miljardit kilovatti, mille aastane elektrienergia tootmine on ligikaudu 1240 miljardit kilovatt-tundi. Hiina loodete energia kasutatavate ressursside paigaldatud võimsus on 21,58 miljonit kilovatti ja aastane elektrienergia tootmine 30 miljardit kilovatt-tundi.
Praegu on maailma suurim loodeteelektrijaam Prantsusmaal asuv Rennes'i loodeteelektrijaam, mille installeeritud võimsus on 240 000 kilovatti. Esimene loodeteelektrijaam Hiinas, Jizhou loodeteelektrijaam Guangdongis, ehitati 1958. aastal ja selle installeeritud võimsus oli 40 kilovatti. 1985. aastal ehitatud Zhejiangi Jiangxia loodeteelektrijaam on installeeritud koguvõimsusega 3200 kilovatti, mis on maailmas suuruselt kolmas.
Lisaks on Hiina ookeanides laineenergia varud umbes 12,85 miljonit kilovatti, loodete energia umbes 13,94 miljonit kilovatti, soolade vahe energia umbes 125 miljonit kilovatti ja temperatuuride vahe energia umbes 1,321 miljardit kilovatti. Kokkuvõttes on Hiina ookeanienergia kogumaht umbes 1,5 miljardit kilovatti, mis on enam kui kaks korda suurem kui maismaa-jõgede hüdroenergia teoreetiline reserv, mis on 694 miljonit kilovatti, ning sellel on laialdased arendus- ja kasutusvõimalused. Tänapäeval investeerivad riigid üle maailma suuri investeeringuid tehnoloogiliste lähenemisviiside uurimisse, et arendada ja kasutada ookeanis peituvaid tohutuid energiaressursse.
2. Hüdroelektrienergia ressursid
Hüdroenergia ressursid viitavad üldiselt jõevoolu potentsiaalse ja kineetilise energia kasutamisele töö tegemiseks ja hüdroelektrijaamade pöörlemise käivitamiseks elektri tootmiseks. Kivisüsi, nafta, maagaas ja tuumaenergia tootmine nõuavad taastumatute kütusevarude tarbimist, samas kui hüdroenergia tootmine ei tarbi veevarusid, vaid kasutab jõevoolu energiat.
(1) Globaalsed hüdroelektrienergia ressursid
Maailma jõgede hüdroenergiaressursside kogumaht on 5,05 miljardit kilovatti ja aastane elektrienergia tootmine on kuni 44,28 triljonit kilovatt-tundi; tehniliselt kasutatavad hüdroenergiaressursid on 2,26 miljardit kilovatti ja aastane elektrienergia tootmine võib ulatuda 9,8 triljoni kilovatt-tunnini.
1878. aastal ehitas Prantsusmaa maailma esimese hüdroelektrijaama, mille installeeritud võimsus oli 25 kilovatti. Praeguseks on paigaldatud hüdroenergia tootmisvõimsus kogu maailmas ületanud 760 miljonit kilovatti, mille aastane elektrienergia toodang on 3 triljonit kilovatt-tundi.
(2) Hiina hüdroenergia ressursid
Hiina on üks maailma rikkaimate hüdroenergiaressurssidega riike. Viimase hüdroenergiaressursside uuringu kohaselt on Hiina jõgede veeenergia teoreetilised varud 694 miljonit kilovatti ja aastane teoreetiline elektrienergia tootmine 6,08 triljonit kilovatt-tundi, mis on hüdroenergia teoreetiliste varude poolest maailmas esikohal; Hiina hüdroenergiaressursside tehniliselt kasutatav võimsus on 542 miljonit kilovatti ja aastane elektrienergia tootmine 2,47 triljonit kilovatt-tundi ning majanduslikult kasutatav võimsus on 402 miljonit kilovatti ja aastane elektrienergia tootmine 1,75 triljonit kilovatt-tundi, mis on mõlemad maailmas esikohal.
1905. aasta juulis ehitati Hiina esimene hüdroelektrijaam, Taiwani provintsis asuv Guishani hüdroelektrijaam, mille installeeritud võimsus oli 500 kVA. 1912. aastal valmis Hiina mandriosas esimene hüdroelektrijaam, Shilongba hüdroelektrijaam Kunmingis Yunnani provintsis, mille installeeritud võimsus oli 480 kilovatti. 1949. aastal oli riigi installeeritud hüdroenergia võimsus 163 000 kilovatti; 1999. aasta lõpuks oli see kasvanud 72,97 miljoni kilovatini, jäädes alla vaid Ameerika Ühendriikidele ja olles maailmas teisel kohal; 2005. aastaks oli Hiina hüdroenergia kogu installeeritud võimsus jõudnud 115 miljoni kilovatini, mis on maailmas esikohal, moodustades 14,4% kasutatavast hüdroenergia võimsusest ja 20% riigi elektrienergia kogu installeeritud võimsusest.
(3) Hüdroelektrienergia omadused
Hüdroenergia taastub looduse hüdroloogilise tsükli käigus korduvalt ja inimesed saavad seda pidevalt kasutada. Hüdroenergia taastuvuse kirjeldamiseks kasutatakse sageli väljendit „ammendamatu”.
Hüdroenergia tootmise ja käitamise ajal ei tarbita kütust ega eralda kahjulikke aineid. Selle haldus- ja käitamiskulud, elektrienergia tootmise kulud ja keskkonnamõju on palju madalamad kui soojusenergia tootmisel, mistõttu on see odav roheline energiaallikas.
Hüdroenergial on hea reguleerimisvõime, kiire käivitus ja see mängib elektrivõrgu töös tippkoormuse vähendamise rolli. See on kiire ja efektiivne, vähendades elektrivarustuse kadusid hädaolukordades ja õnnetusjuhtumite korral ning tagades elektrivarustuse ohutuse.
Hüdroelektrienergia ja maavarade energia kuuluvad ressursipõhise primaarenergia hulka, mis muundatakse elektrienergiaks ja mida nimetatakse sekundaarenergiaks. Hüdroelektrienergia arendamine on energiaallikas, mis viib samaaegselt lõpule nii primaarenergia arendamise kui ka sekundaarenergia tootmise, millel on kaks funktsiooni: primaarenergia tootmine ja sekundaarenergia tootmine; puudub vajadus ühtse energiamaavarade kaevandamise, transpordi ja ladustamise protsessi järele, mis vähendab oluliselt kütusekulusid.
Hüdroenergia arendamiseks mõeldud veehoidlate ehitamine muudab kohalike piirkondade ökoloogilist keskkonda. Ühelt poolt nõuab see osa maa-ala uputamist, mille tulemuseks on immigrantide ümberasumine; teiselt poolt võib see taastada piirkonna mikrokliima, luua uue veekeskkonna, soodustada organismide ellujäämist ning hõlbustada inimeste üleujutuste kontrolli, niisutamist, turismi ja laevanduse arengut. Seetõttu tuleks hüdroenergiaprojektide planeerimisel üldiselt arvestada ökoloogilisele keskkonnale avaldatava kahjuliku mõju minimeerimisega ning hüdroenergia arendamisel on rohkem eeliseid kui puudusi.
Hüdroenergia eeliste tõttu on riigid üle maailma nüüdseks võtnud vastu poliitika, mis seab esikohale hüdroenergia arendamise. 1990. aastatel moodustas hüdroenergia 93,2% Brasiilia kogu paigaldatud võimsusest, samas kui sellistes riikides nagu Norra, Šveits, Uus-Meremaa ja Kanada oli hüdroenergia suhtarv üle 50%.
1990. aastal oli hüdroelektrijaamade osakaal kasutatavast elektrist mõnes maailma riigis Prantsusmaal 74%, Šveitsis 72%, Jaapanis 66%, Paraguays 61%, Ameerika Ühendriikides 55%, Egiptuses 54%, Kanadas 50%, Brasiilias 17,3%, Indias 11% ja Hiinas samal perioodil 6,6%.
Postituse aeg: 24. september 2024
