Les rivières coulent sur des milliers de kilomètres et renferment une énergie considérable. L'exploitation et la valorisation de l'énergie hydraulique naturelle pour produire de l'électricité sont appelées hydroélectricité. Les deux éléments fondamentaux de l'énergie hydraulique sont le débit et la hauteur de chute. Le débit est déterminé par la rivière elle-même, et le taux d'utilisation de l'énergie cinétique en utilisant directement l'eau de la rivière serait très faible, car il est impossible de remplir toute la section de la rivière avec des turbines hydrauliques.
L'utilisation hydraulique utilise principalement l'énergie potentielle, et cette énergie doit nécessairement diminuer. Cependant, la baisse naturelle du débit des rivières se forme généralement progressivement, et sur une distance relativement courte, elle est relativement faible. Des mesures techniques appropriées doivent être prises pour augmenter artificiellement cette baisse, c'est-à-dire concentrer la baisse naturelle dispersée afin de former une charge hydraulique exploitable.
Avantages de l'hydroélectricité
1. Régénération de l'énergie de l'eau
L'énergie hydraulique provient du ruissellement naturel des rivières, principalement constitué de gaz naturel et de circulation d'eau. La circulation de l'eau permet son recyclage et sa réutilisation, ce qui lui vaut le nom d'« énergie renouvelable ». Les énergies renouvelables occupent une place unique dans la construction énergétique.
2. Les ressources en eau peuvent être utilisées de manière globale
L'énergie hydroélectrique utilise uniquement l'énergie du courant d'eau et ne consomme pas d'eau. Ainsi, les ressources en eau peuvent être exploitées de manière optimale et, outre la production d'électricité, elles peuvent bénéficier simultanément à la lutte contre les inondations, à l'irrigation, au transport maritime, à l'approvisionnement en eau, à l'aquaculture, au tourisme et à d'autres activités, permettant ainsi un développement multi-objectifs.
3. Régulation de l'énergie hydraulique
L'énergie électrique ne peut être stockée, et la production et la consommation sont simultanées. L'énergie hydraulique peut être stockée dans des réservoirs, dont la production est adaptée aux besoins du réseau électrique. Ces réservoirs servent de réservoirs de stockage d'énergie pour le réseau. La régulation des réservoirs améliore la capacité du réseau électrique à réguler les charges, augmentant ainsi la fiabilité et la flexibilité de l'alimentation électrique.
4. Réversibilité de la production hydroélectrique
Une turbine hydraulique qui dirige l'eau d'un point élevé vers un point bas peut produire de l'électricité et convertir l'énergie hydraulique en énergie électrique. À leur tour, les masses d'eau situées aux niveaux inférieurs sont absorbées par des pompes électriques et acheminées vers des réservoirs situés aux niveaux supérieurs pour y être stockées, convertissant ainsi l'énergie électrique en énergie hydraulique. L'exploitation de la réversibilité de la production hydroélectrique pour construire des centrales de pompage-turbinage joue un rôle unique dans l'amélioration de la capacité de régulation de la charge du réseau électrique.
5. Flexibilité de fonctionnement de l'unité
Les centrales hydroélectriques sont dotées d'équipements simples, d'un fonctionnement flexible et fiable, et permettent d'augmenter ou de diminuer facilement les charges. Elles peuvent être démarrées ou arrêtées rapidement selon les besoins des utilisateurs et sont facilement automatisables. Elles sont particulièrement adaptées à l'écrêtement des pointes de puissance et à la modulation de fréquence du réseau électrique, ainsi qu'aux fonctions de secours, de réglage de la charge et autres. Elles peuvent accroître la fiabilité du réseau électrique et offrir des avantages dynamiques exceptionnels. Les centrales hydroélectriques sont les principaux transporteurs de charges dynamiques du réseau électrique.
6. Faible coût et haute efficacité de la production hydroélectrique
L'hydroélectricité ne consomme pas de combustible et ne nécessite pas d'investissements importants en main-d'œuvre ni en installations pour son exploitation et son transport. Les équipements sont simples, avec un nombre réduit d'opérateurs, une puissance auxiliaire réduite, une longue durée de vie et de faibles coûts d'exploitation et de maintenance. Par conséquent, le coût de production de l'énergie électrique des centrales hydroélectriques est faible, représentant seulement 1/5 à 1/8 de celui des centrales à combustibles fossiles. De plus, le taux d'utilisation énergétique des centrales hydroélectriques est élevé, atteignant plus de 85 %, contre seulement 40 % pour les centrales à combustibles fossiles.
7. Elle est propice à l’amélioration de l’environnement écologique
La production d'énergie hydroélectrique ne pollue pas l'environnement. La vaste surface d'eau du réservoir régule le microclimat de la région et la distribution temporelle et spatiale du débit d'eau, ce qui contribue à l'amélioration de l'environnement écologique des zones environnantes. Pour les centrales au charbon, chaque tonne de charbon brut émet environ 30 kg de SO₂, et plus de 30 kg de particules fines sont émises. Selon les statistiques de 50 centrales au charbon de grande et moyenne taille à travers le pays, 90 % d'entre elles émettent du SO₂ avec une concentration supérieure à 860 mg/m₃, ce qui constitue une pollution très grave. Dans un monde où l'on accorde une attention croissante aux questions environnementales, l'accélération de la construction de centrales hydroélectriques et l'augmentation de la part de ce secteur en Chine sont essentielles pour réduire la pollution environnementale.
Inconvénients de l'hydroélectricité
Investissement ponctuel important : d'importants travaux de terrassement et de bétonnage pour la construction de centrales hydroélectriques. De plus, cela entraînera des pertes considérables liées aux inondations et nécessitera des coûts de réinstallation considérables. La période de construction est également plus longue que celle des centrales thermiques, ce qui affecte la rotation des fonds de construction. Même si une partie des investissements dans les projets de conservation de l'eau est partagée entre les différents départements bénéficiaires, l'investissement par kilowatt d'hydroélectricité est bien supérieur à celui de l'énergie thermique. Cependant, lors des opérations futures, les économies réalisées sur les dépenses d'exploitation annuelles seront compensées d'année en année. La période de compensation maximale autorisée est liée au niveau de développement et à la politique énergétique du pays. Si la période de compensation est inférieure à la valeur autorisée, il est considéré comme raisonnable d'augmenter la capacité installée de la centrale hydroélectrique.
Risque de rupture – En raison des inondations, les barrages bloquent d'importantes quantités d'eau, des catastrophes naturelles, des dommages causés par l'homme et de la qualité de la construction, ce qui peut avoir des conséquences catastrophiques pour les zones et les infrastructures en aval. De telles ruptures peuvent affecter l'approvisionnement en électricité, la faune et la flore, et peuvent également entraîner des pertes et des pertes humaines importantes.
Dommages aux écosystèmes – Les grands réservoirs provoquent d'importantes inondations en amont des barrages, détruisant parfois les basses terres, les forêts de vallée et les prairies. Parallèlement, ils affectent également l'écosystème aquatique environnant la centrale. Leur impact est important sur les poissons, la sauvagine et d'autres animaux.
Date de publication : 03/04/2023
