Joet virtaavat tuhansia kilometrejä ja sisältävät valtavasti energiaa. Luonnon vesienergian kehittämistä ja hyödyntämistä sähköksi kutsutaan vesivoimaksi. Hydraulisen energian kaksi peruselementtiä ovat virtaus ja korkeus. Virtaus määräytyy joen itsensä mukaan, ja jokiveden suoran käytön kineettisen energian käyttöaste on hyvin alhainen, koska koko joen osuutta ei voida täyttää vesiturbiineilla.
Hydraulinen käyttö hyödyntää pääasiassa potentiaalienergiaa, ja potentiaalienergian käytössä on oltava laskua. Jokien luonnollinen pudotus kuitenkin muodostuu yleensä vähitellen virtauksen suuntaisesti, ja suhteellisen lyhyellä matkalla veden luonnollinen pudotus on suhteellisen pieni. Pudotuksen keinotekoiseksi lisäämiseksi on ryhdyttävä asianmukaisiin teknisiin toimenpiteisiin, eli keskitettävä hajanaista luonnollista pudotusta käyttökelpoisen vesipatsaan muodostamiseksi.
Vesivoiman edut
1. Veden energian regenerointi
Vesienergia on peräisin luonnon valumasta, joka muodostuu pääasiassa maakaasusta ja vedenkierrosta. Veden kierto mahdollistaa vesienergian kierrätyksen ja uudelleenkäytön, joten vesienergiaa kutsutaan "uusiutuvaksi energiaksi". "Uusiutuvalla energialla" on ainutlaatuinen asema energiarakentamisessa.
2. Vesivaroja voidaan hyödyntää kokonaisvaltaisesti
Vesivoima käyttää vain veden virtauksen energiaa eikä kuluta vettä. Siksi vesivaroja voidaan hyödyntää kokonaisvaltaisesti, ja sähköntuotannon lisäksi ne voivat samanaikaisesti hyötyä tulvien torjunnasta, keinokastelusta, merenkulusta, vesihuollosta, vesiviljelystä, matkailusta ja muista näkökohdista sekä toteuttaa monitavoitteista kehitystä.
3. Veden energian säätely
Sähköenergiaa ei voida varastoida, ja tuotanto ja kulutus tapahtuvat samanaikaisesti. Vesienergiaa voidaan varastoida säiliöihin, joita tuotetaan sähköjärjestelmän tarpeiden mukaan. Säiliöt toimivat sähköjärjestelmän energiavarastoina. Säiliöiden säätö parantaa sähköjärjestelmän kykyä säätää kuormia, mikä lisää sähkönsyötön luotettavuutta ja joustavuutta.
4. Vesivoiman tuotannon palautuvuus
Korkeammalta matalalle vettä ohjaava vesiturbiini voi tuottaa sähköä ja muuntaa veden energian sähköenergiaksi. Alempien tasojen vesistöt puolestaan imeytyvät sähköpumppuihin ja johdetaan korkeammilla tasoilla oleviin säiliöihin varastoitavaksi, jolloin sähköenergia muuttuu veden energiaksi. Vesivoiman tuotannon palautuvuuden hyödyntäminen pumppuvoimalaitosten rakentamisessa on ainutlaatuisella tavalla energiajärjestelmän kuormituksen säätökyvyn parantamisessa.
5. Yksikön toiminnan joustavuus
Vesivoimalaitoksilla on yksinkertaiset laitteet, ne toimivat joustavasti ja luotettavasti, ja niiden avulla kuormia on erittäin helppo lisätä tai vähentää. Ne voidaan käynnistää tai pysäyttää nopeasti käyttäjien tarpeiden mukaan, ja ne on helppo automatisoida. Ne sopivat parhaiten sähköjärjestelmän huippukuormituksen ja taajuusmoduloinnin tehtäviin sekä hätävalmiustilaan, kuormituksen säätöön ja muihin toimintoihin. Ne voivat lisätä sähköjärjestelmän luotettavuutta ja tarjota erinomaisia dynaamisia etuja. Vesivoimalaitokset ovat sähköjärjestelmän dynaamisten kuormien pääasiallisia kantajia.
6. Vesivoiman tuotannon alhaiset kustannukset ja korkea hyötysuhde
Vesivoima ei kuluta polttoainetta eikä vaadi paljon työvoimaa tai investointeja polttoaineen hyödyntämiseen ja kuljetukseen. Laitteet ovat yksinkertaisia, niissä on vähemmän käyttäjiä ja vähemmän apuvoimaa, laitteiden käyttöikä on pitkä ja käyttö- ja ylläpitokustannukset alhaiset. Siksi vesivoimalaitosten sähköenergian tuotantokustannukset ovat alhaiset, vain 1/5–1/8 fossiilisten polttoaineiden voimalaitosten kustannuksista. Lisäksi vesivoimalaitosten energiankäyttöaste on korkea, yli 85 %, kun taas fossiilisten polttoaineiden voimalaitosten energiankäyttöaste on vain noin 40 %.
7. Se edistää ekologisen ympäristön parantamista
Vesivoiman tuotanto ei saastuta ympäristöä. Altaan laaja vesipinta-ala säätelee alueen mikroilmastoa ja veden virtauksen ajallista ja paikallista jakautumista, mikä edistää ympäröivien alueiden ekologisen ympäristön paranemista. Hiilivoimalaitoksissa jokainen raakahiilen tonni tarvitsee noin 30 kg rikkidioksidia, ja hiukkasmaista pölyä vapautuu yli 30 kg. 50 suuren ja keskisuuren hiilivoimalaitoksen tilastojen mukaan 90 % voimalaitoksista päästää rikkidioksidia, jonka pitoisuus on yli 860 mg/m3, mikä on erittäin vakava saaste. Nykymaailmassa, jossa ympäristökysymyksiin kiinnitetään yhä enemmän huomiota, vesivoiman rakentamisen nopeuttaminen ja vesivoiman osuuden lisääminen Kiinassa on erittäin tärkeää ympäristön saastumisen vähentämiseksi.
Vesivoiman haitat
Suuret kertaluonteiset investoinnit – valtavat maanrakennus- ja betonityöt vesivoimalaitosten rakentamiseksi; Lisäksi ne aiheuttavat huomattavia tulvavahinkoja ja vaativat valtavia uudelleensijoittumiskustannuksia; Rakennusaika on myös pidempi kuin lämpövoimalaitosten rakentaminen, mikä vaikuttaa rakennusrahastojen kiertoon. Vaikka osa vesiensuojeluhankkeiden investoinneista jaettaisiin eri edunsaajaosastojen kesken, vesivoiman kilowattikohtainen investointi on paljon suurempi kuin lämpövoiman. Tulevaisuudessa vuotuisten käyttökustannusten säästöt kuitenkin kuittautuvat vuosi vuodelta. Suurin sallittu korvausaika liittyy maan kehitystasoon ja energiapolitiikkaan. Jos korvausaika on lyhyempi kuin sallittu arvo, vesivoimalaitoksen asennetun kapasiteetin lisäämistä pidetään kohtuullisena.
Vikaantumisriski – Tulvien vuoksi padot tukkivat suuren määrän vettä, luonnonkatastrofit, ihmisen aiheuttamat vahingot ja rakennuslaadun, millä voi olla katastrofaalisia seurauksia alajuoksun alueille ja infrastruktuurille. Tällaiset viat voivat vaikuttaa energianjakeluun, eläimiin ja kasveihin ja aiheuttaa myös merkittäviä menetyksiä ja uhreja.
Ekosysteemin vauriot – Suuret tekoaltaat aiheuttavat laajoja tulvia patojen ylävirtaan, joskus tuhoten alankoja, laaksometsiä ja ruohoalueita. Samalla ne vaikuttavat myös laitoksen ympärillä olevaan vesiekosysteemiin. Sillä on merkittävä vaikutus kaloihin, vesilintuihin ja muihin eläimiin.
Julkaisun aika: 03.04.2023
