ચીનમાં જળવિદ્યુત વિકાસની વર્તમાન પરિસ્થિતિનું હાઇડ્રોપાવર ઉત્પાદન અને વિશ્લેષણનો સિદ્ધાંત

૧૯૧૦માં ચીન દ્વારા શિલોંગબા હાઇડ્રોપાવર સ્ટેશનનું બાંધકામ શરૂ થયાને ૧૧૧ વર્ષ થઈ ગયા છે, જે પ્રથમ હાઇડ્રોપાવર સ્ટેશન હતું. આ ૧૦૦ થી વધુ વર્ષોમાં, ચીનના પાણી અને વીજળી ઉદ્યોગે નોંધપાત્ર સિદ્ધિઓ હાંસલ કરી છે. શિલોંગબા હાઇડ્રોપાવર સ્ટેશનની સ્થાપિત ક્ષમતા માત્ર ૪૮૦ કિલોવોટથી ૩૭૦ મિલિયન કિલોવોટ સુધી પહોંચી છે, જે વિશ્વમાં પ્રથમ ક્રમે છે. આપણે કોલસા ઉદ્યોગમાં છીએ, અને આપણે હાઇડ્રોપાવર વિશે કેટલીક સમાચાર સાંભળીશું, પરંતુ આપણે હાઇડ્રોપાવર ઉદ્યોગ વિશે વધુ જાણતા નથી.

આજે, ચાલો હાઇડ્રોપાવરના સિદ્ધાંતો અને લાક્ષણિકતાઓ અને ચીનમાં હાઇડ્રોપાવરની વર્તમાન પરિસ્થિતિ અને વિકાસ વલણમાંથી હાઇડ્રોપાવરને સંક્ષિપ્તમાં સમજીએ.

01 જળવિદ્યુતનો વીજ ઉત્પાદન સિદ્ધાંત

વાસ્તવમાં, જળવિદ્યુત એ પાણીની સ્થિતિજન્ય ઉર્જાને યાંત્રિક ઉર્જામાં અને પછી યાંત્રિક ઉર્જામાંથી વિદ્યુત ઉર્જામાં રૂપાંતરિત કરવાની પ્રક્રિયા છે. સામાન્ય રીતે કહીએ તો, તે વહેતા નદીના પાણીનો ઉપયોગ મોટરને વીજ ઉત્પાદન માટે ફેરવવા માટે થાય છે, અને નદી અથવા તેના બેસિનના એક ભાગમાં રહેલી ઉર્જા પાણીના જથ્થા અને ડ્રોપ પર આધાર રાખે છે.

નદીના પાણીનું પ્રમાણ કોઈ કાનૂની વ્યક્તિ દ્વારા નિયંત્રિત નથી, અને ડ્રોપ બરાબર છે. તેથી, હાઇડ્રોપાવર સ્ટેશન બનાવતી વખતે, ડેમ બનાવવા અને ડાયવર્ઝનનો ઉપયોગ ડ્રોપને કેન્દ્રિત કરવા માટે કરી શકાય છે, જેથી જળ સંસાધનોના ઉપયોગ દરમાં સુધારો થાય.

ડેમિંગ એટલે મોટા પાણીના ટીપાં સાથે પહોંચમાં બંધ બાંધવો, પાણીનો સંગ્રહ કરવા અને પાણીનું સ્તર વધારવા માટે જળાશય સ્થાપિત કરવો, જેમ કે થ્રી ગોર્જ્સ હાઇડ્રોપાવર સ્ટેશન; ડાયવર્ઝન એટલે ઉપરના જળાશયમાંથી પાણીને ડાયવર્ઝન ચેનલ દ્વારા ડાઉનસ્ટ્રીમ તરફ વાળવું, જેમ કે જિનપિંગ II હાઇડ્રોપાવર સ્ટેશન.

02 જળવિદ્યુતની લાક્ષણિકતાઓ

જળવિદ્યુતના ફાયદાઓમાં મુખ્યત્વે પર્યાવરણીય સંરક્ષણ અને પુનર્જીવન, ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા અને સુગમતા, ઓછો જાળવણી ખર્ચ વગેરેનો સમાવેશ થાય છે.

પર્યાવરણીય સંરક્ષણ અને નવીનીકરણીય ઊર્જા જળવિદ્યુતનો સૌથી મોટો ફાયદો હોવો જોઈએ. જળવિદ્યુત ફક્ત પાણીમાં રહેલી ઊર્જાનો ઉપયોગ કરે છે, પાણીનો વપરાશ કરતું નથી અને પ્રદૂષણનું કારણ બનતું નથી.

જળવિદ્યુત ઉત્પાદનનું મુખ્ય વીજ ઉપકરણ, વોટર ટર્બાઇન જનરેટર સેટ, માત્ર કાર્યક્ષમ જ નથી, પરંતુ શરૂ કરવા અને ચલાવવા માટે લવચીક પણ છે. તે થોડી મિનિટોમાં સ્થિર સ્થિતિમાંથી ઝડપથી કામગીરી શરૂ કરી શકે છે અને થોડી સેકંડમાં ભાર વધારવા અને ઘટાડવાનું કાર્ય પૂર્ણ કરી શકે છે. જળવિદ્યુતનો ઉપયોગ પાવર સિસ્ટમના પીક શેવિંગ, ફ્રીક્વન્સી મોડ્યુલેશન, લોડ સ્ટેન્ડબાય અને અકસ્માત સ્ટેન્ડબાય જેવા કાર્યો કરવા માટે થઈ શકે છે.

હાઇડ્રોપાવર ઉત્પાદન બળતણનો વપરાશ કરતું નથી, ખાણકામ અને ઇંધણ પરિવહનમાં રોકાણ કરાયેલ મોટી સંખ્યામાં માનવશક્તિ અને સુવિધાઓની જરૂર નથી, સરળ સાધનો, ઓછા ઓપરેટરો, ઓછી સહાયક શક્તિ, સાધનોની લાંબી સેવા જીવન અને ઓછી કામગીરી અને જાળવણી ખર્ચ છે, તેથી હાઇડ્રોપાવર સ્ટેશનનો વીજ ઉત્પાદન ખર્ચ ઓછો છે, થર્મલ પાવર સ્ટેશન કરતા માત્ર 1 / 5-1 / 8, અને હાઇડ્રોપાવર સ્ટેશનનો ઉર્જા ઉપયોગ દર ઊંચો છે, 85% થી વધુ સુધી, કોલસા આધારિત પાવર પ્લાન્ટની થર્મલ કાર્યક્ષમતા માત્ર 40% છે.

જળવિદ્યુતના ગેરફાયદામાં મુખ્યત્વે આબોહવાનો મોટો પ્રભાવ, ભૌગોલિક પરિસ્થિતિઓ દ્વારા મર્યાદિત, પ્રારંભિક તબક્કામાં મોટું રોકાણ અને પર્યાવરણીય પર્યાવરણને નુકસાનનો સમાવેશ થાય છે.

વરસાદથી હાઇડ્રોપાવર પર ખૂબ અસર પડે છે. થર્મલ પાવર પ્લાન્ટ્સના પાવર કોલસાની ખરીદી માટે શુષ્ક ઋતુ હોય કે ભીની ઋતુ એ એક મહત્વપૂર્ણ સંદર્ભ પરિબળ છે. વર્ષ અને પ્રાંત અનુસાર હાઇડ્રોપાવર ઉત્પાદન સ્થિર હોય છે, પરંતુ તે મહિના, ક્વાર્ટર અને પ્રદેશને વિગતવાર જણાવવામાં આવે ત્યારે "દિવસ" પર આધાર રાખે છે. તે થર્મલ પાવર જેવી સ્થિર અને વિશ્વસનીય વીજળી પ્રદાન કરી શકતું નથી.

દક્ષિણ અને ઉત્તર વચ્ચે વરસાદી અને સૂકી ઋતુમાં ઘણો તફાવત છે. જોકે, 2013 થી 2021 સુધીના દરેક મહિનામાં જળવિદ્યુત ઉત્પાદનના આંકડા અનુસાર, એકંદરે, ચીનમાં વરસાદી ઋતુ જૂનથી ઓક્ટોબર સુધી અને શુષ્ક ઋતુ ડિસેમ્બરથી ફેબ્રુઆરી સુધી હોય છે. બંને વચ્ચે વીજ ઉત્પાદનમાં તફાવત બમણાથી વધુ હોઈ શકે છે. તે જ સમયે, આપણે એ પણ જોઈ શકીએ છીએ કે વધતી જતી સ્થાપિત ક્ષમતાની પૃષ્ઠભૂમિ હેઠળ, આ વર્ષે જાન્યુઆરીથી માર્ચ સુધી વીજ ઉત્પાદન પાછલા વર્ષો કરતા નોંધપાત્ર રીતે ઓછું છે, અને માર્ચમાં વીજ ઉત્પાદન 2015 ની સમકક્ષ પણ છે. આ આપણને જળવિદ્યુતની "અસ્થિરતા" જોવા માટે પૂરતું છે.

૨૦૧૩ થી ૨૦૨૧ સુધી દર મહિને જળવિદ્યુત ઉત્પાદન (૧૦ કરોડ કિલોવોટ કલાક)

ઉદ્દેશ્ય પરિસ્થિતિઓ દ્વારા મર્યાદિત. જ્યાં પાણી હોય ત્યાં હાઇડ્રોપાવર સ્ટેશન બનાવી શકાતા નથી. ભૂસ્તરશાસ્ત્ર, ડ્રોપ, પ્રવાહ વેગ, રહેવાસીઓનું સ્થળાંતર અને વહીવટી વિભાગ પણ હાઇડ્રોપાવર સ્ટેશનના નિર્માણને પ્રતિબંધિત કરે છે. ઉદાહરણ તરીકે, 1956 માં નેશનલ પીપલ્સ કોંગ્રેસમાં ઉલ્લેખિત હેઇશાન ગોર્જ વોટર કન્ઝર્વન્સી પ્રોજેક્ટ ગાંસુ અને નિંગ્ઝિયા વચ્ચેના હિતોના નબળા સંકલનને કારણે પસાર થયો નથી. આ વર્ષ સુધી, તે બે સત્રોના પ્રસ્તાવમાં ફરીથી દેખાયો, બાંધકામ ક્યારે શરૂ થઈ શકે તે હજુ પણ અજ્ઞાત છે.

જળવિદ્યુત માટે જરૂરી રોકાણ ખૂબ મોટું છે. જળવિદ્યુત મથકોના નિર્માણ માટે માટીના ખડકો અને કોંક્રિટના કામો ખૂબ મોટા છે, અને પુનર્વસન ખર્ચ મોટા પ્રમાણમાં ચૂકવવા પડે છે; વધુમાં, પ્રારંભિક રોકાણ ફક્ત મૂડીમાં જ નહીં, પણ સમયસર પણ પ્રતિબિંબિત થાય છે. વિવિધ વિભાગોના પુનર્વસન અને સંકલનની જરૂરિયાતને કારણે, ઘણા જળવિદ્યુત મથકોના બાંધકામ ચક્રમાં આયોજન કરતાં ઘણો વિલંબ થશે.

નિર્માણાધીન બૈહેતન હાઇડ્રોપાવર સ્ટેશનને ઉદાહરણ તરીકે લઈએ તો, આ પ્રોજેક્ટ 1958 માં શરૂ કરવામાં આવ્યો હતો અને 1965 માં "ત્રીજી પંચવર્ષીય યોજના" માં સમાવવામાં આવ્યો હતો. જો કે, ઘણા વળાંકો અને વળાંકો પછી, તે ઓગસ્ટ 2011 સુધી સત્તાવાર રીતે શરૂ થયું ન હતું. અત્યાર સુધી, બૈહેતન હાઇડ્રોપાવર સ્ટેશન પૂર્ણ થયું નથી. પ્રારંભિક ડિઝાઇન આયોજનને બાદ કરતાં, વાસ્તવિક બાંધકામ ચક્ર ઓછામાં ઓછા 10 વર્ષ લેશે.

મોટા જળાશયો બંધના ઉપરના ભાગમાં મોટા પાયે પાણી ભરાઈ જાય છે, જે ક્યારેક નીચાણવાળા વિસ્તારો, નદીની ખીણો, જંગલો અને ઘાસના મેદાનોને નુકસાન પહોંચાડે છે. તે જ સમયે, તે છોડની આસપાસના જળચર ઇકોસિસ્ટમને પણ અસર કરશે. માછલીઓ, જળચર પક્ષીઓ અને અન્ય પ્રાણીઓ પર તેની મોટી અસર પડે છે.

03 ચીનમાં જળવિદ્યુત વિકાસની વર્તમાન સ્થિતિ

તાજેતરના વર્ષોમાં, જળવિદ્યુત ઉત્પાદનમાં વૃદ્ધિ જાળવી રાખવામાં આવી છે, પરંતુ છેલ્લા પાંચ વર્ષમાં વિકાસ દર ઓછો છે.

૨૦૨૦ માં, જળવિદ્યુત ઉત્પાદન ક્ષમતા ૧૩૫૫.૨૧ અબજ kwh થશે, જેમાં વાર્ષિક ધોરણે ૩.૯% નો વધારો થશે. જોકે, ૧૩મી પંચવર્ષીય યોજના સમયગાળા દરમિયાન, પવન ઉર્જા અને ઓપ્ટોઈલેક્ટ્રોનિક્સનો વિકાસ ઝડપથી થયો, જે આયોજન ઉદ્દેશ્યો કરતાં વધુ હતો, જ્યારે જળવિદ્યુત માત્ર આયોજન ઉદ્દેશ્યોના અડધા ભાગને પૂર્ણ કરી શક્યું. છેલ્લા ૨૦ વર્ષોમાં, કુલ વીજ ઉત્પાદનમાં જળવિદ્યુતનો હિસ્સો પ્રમાણમાં સ્થિર રહ્યો છે, જે ૧૪% - ૧૯% પર જાળવી રાખવામાં આવ્યો છે.

ચીનના વીજ ઉત્પાદનના વિકાસ દર પરથી જોઈ શકાય છે કે તાજેતરના પાંચ વર્ષમાં જળવિદ્યુતનો વિકાસ દર ધીમો પડી ગયો છે, જે મૂળભૂત રીતે લગભગ 5% પર જાળવી રાખવામાં આવ્યો છે.

મને લાગે છે કે મંદીનું કારણ એક તરફ, નાના જળવિદ્યુત ઉત્પાદન બંધ થવું છે, જેનો સ્પષ્ટ ઉલ્લેખ 13મી પંચવર્ષીય યોજનામાં પર્યાવરણીય પર્યાવરણના રક્ષણ અને સમારકામ માટે કરવામાં આવ્યો છે. ફક્ત સિચુઆન પ્રાંતમાં જ 4705 નાના જળવિદ્યુત મથકો છે જેને સુધારવા અને પાછા ખેંચવાની જરૂર છે;

બીજી બાજુ, ચીન પાસે મોટા જળવિદ્યુત વિકાસ સંસાધનોનો અભાવ છે. ચીને થ્રી ગોર્જ્સ, ગેઝોબા, વુડોંગડે, ઝિયાંગજિયાબા અને બૈહેતાન જેવા ઘણા જળવિદ્યુત મથકો બનાવ્યા છે. મોટા જળવિદ્યુત મથકોના પુનર્નિર્માણ માટેના સંસાધનો ફક્ત યાર્લુંગ ઝાંગબો નદીનો "મોટો વળાંક" હોઈ શકે છે. જો કે, કારણ કે આ પ્રદેશમાં ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય માળખું, પ્રકૃતિ અનામતનું પર્યાવરણીય નિયંત્રણ અને આસપાસના દેશો સાથેના સંબંધો શામેલ છે, તેથી તેને ઉકેલવું પહેલા મુશ્કેલ રહ્યું છે.

તે જ સમયે, તાજેતરના 20 વર્ષોમાં વીજ ઉત્પાદનના વિકાસ દર પરથી એ પણ જોઈ શકાય છે કે થર્મલ પાવરનો વિકાસ દર મૂળભૂત રીતે કુલ વીજ ઉત્પાદનના વિકાસ દર સાથે સુમેળમાં છે, જ્યારે હાઇડ્રોપાવરનો વિકાસ દર કુલ વીજ ઉત્પાદનના વિકાસ દર સાથે અપ્રસ્તુત છે, જે "દર બીજા વર્ષે વધતા" ની સ્થિતિ દર્શાવે છે. થર્મલ પાવરના ઊંચા પ્રમાણ માટે કારણો હોવા છતાં, તે ચોક્કસ હદ સુધી હાઇડ્રોપાવરની અસ્થિરતાને પણ પ્રતિબિંબિત કરે છે.

વીજ ઉત્પાદન વૃદ્ધિ

વીજ ઉત્પાદનના પ્રમાણની દ્રષ્ટિએ, આપણે એ પણ જોઈ શકીએ છીએ કે છેલ્લા 20 વર્ષમાં જળવિદ્યુત ઉદ્યોગનો ઝડપથી વિકાસ થયો છે, અને 2020 માં જળવિદ્યુત ઉત્પાદન 2001 કરતા પાંચ ગણું છે, છતાં કુલ વીજ ઉત્પાદનમાં પ્રમાણમાં નોંધપાત્ર ફેરફાર થયો નથી.

થર્મલ પાવરના પ્રમાણમાં ઘટાડો થવાની પ્રક્રિયામાં, હાઇડ્રોપાવર મોટી ભૂમિકા ભજવી નથી. ભલે તે ઝડપથી વિકાસ પામી રહી હોય, તે રાષ્ટ્રીય વીજ ઉત્પાદનમાં મોટા વધારાને કારણે કુલ વીજ ઉત્પાદનમાં તેનો હિસ્સો જાળવી શકે છે. થર્મલ પાવરના પ્રમાણમાં ઘટાડો મુખ્યત્વે પવન ઉર્જા, ફોટોવોલ્ટેઇક, કુદરતી ગેસ, પરમાણુ ઉર્જા વગેરે જેવા અન્ય સ્વચ્છ ઉર્જા સ્ત્રોતોને કારણે છે.

જળવિદ્યુત સંસાધનોનું અતિશય એકાગ્રતા

સિચુઆન અને યુનાન પ્રાંતોનું કુલ જળવિદ્યુત ઉત્પાદન રાષ્ટ્રીય જળવિદ્યુત ઉત્પાદનનો લગભગ અડધો હિસ્સો ધરાવે છે, અને પરિણામે સમસ્યા એ છે કે જળવિદ્યુત સંસાધનોથી સમૃદ્ધ વિસ્તારો સ્થાનિક જળવિદ્યુત ઉત્પાદનને શોષી શકતા નથી, જેના પરિણામે ઊર્જાનો બગાડ થાય છે. ચીનના મુખ્ય નદીના તટપ્રદેશોમાં બે તૃતીયાંશ ગંદા પાણી અને વીજળી સિચુઆન પ્રાંતમાંથી આવે છે, જે 20.2 અબજ kwh સુધી છે, અને સિચુઆન પ્રાંતમાં અડધાથી વધુ કચરો વીજળી દાદુ નદીના મુખ્ય પ્રવાહમાંથી આવે છે.

છેલ્લા 10 વર્ષમાં વિશ્વભરમાં ચીનનો જળવિદ્યુત વિકાસ ઝડપથી થયો છે. વૈશ્વિક જળવિદ્યુતના વિકાસમાં ચીને લગભગ ફાળો આપ્યો છે. વૈશ્વિક જળવિદ્યુત વપરાશમાં લગભગ 80% વૃદ્ધિ ચીનમાંથી આવે છે, અને ચીનનો જળવિદ્યુત વપરાશ વૈશ્વિક જળવિદ્યુત વપરાશમાં 30% થી વધુ હિસ્સો ધરાવે છે.

જોકે, ચીનના કુલ પ્રાથમિક ઉર્જા વપરાશમાં આટલા મોટા જળવિદ્યુત વપરાશનું પ્રમાણ વિશ્વ સરેરાશ કરતા થોડું વધારે છે, જે 2019 માં 8% કરતા પણ ઓછું છે. જો કેનેડા અને નોર્વે જેવા વિકસિત દેશો સાથે તેની સરખામણી ન કરવામાં આવે તો પણ, જળવિદ્યુત વપરાશનું પ્રમાણ વિકાસશીલ દેશ બ્રાઝિલ કરતા ઘણું ઓછું છે. ચીન પાસે 680 મિલિયન કિલોવોટ જળવિદ્યુત સંસાધનો છે, જે વિશ્વમાં પ્રથમ ક્રમે છે. 2020 સુધીમાં, જળવિદ્યુતની સ્થાપિત ક્ષમતા 370 મિલિયન કિલોવોટ થશે. આ દૃષ્ટિકોણથી, ચીનના જળવિદ્યુત ઉદ્યોગમાં હજુ પણ વિકાસ માટે ઘણી જગ્યા છે.

04 ચીનમાં જળવિદ્યુતનો ભાવિ વિકાસ વલણ

આગામી થોડા વર્ષોમાં જળવિદ્યુત તેના વિકાસને વેગ આપશે અને કુલ વીજ ઉત્પાદનના પ્રમાણમાં વધારો થતો રહેશે.

એક તરફ, ૧૪મી પંચવર્ષીય યોજનાના સમયગાળા દરમિયાન, ચીનમાં ૫ કરોડ કિલોવોટથી વધુ હાઇડ્રોપાવર કાર્યરત કરી શકાય છે, જેમાં થ્રી ગોર્જ્સ જૂથના વુડોંગડે અને બૈહેતાન હાઇડ્રોપાવર સ્ટેશન અને યાલોંગ નદી હાઇડ્રોપાવર સ્ટેશનના મધ્ય ભાગોનો સમાવેશ થાય છે. વધુમાં, યાર્લુંગ ઝાંગબો નદીના નીચલા ભાગોમાં હાઇડ્રોપાવર વિકાસ પ્રોજેક્ટને ૧૪મી પંચવર્ષીય યોજનામાં સમાવવામાં આવ્યો છે, જેમાં ૭ કરોડ કિલોવોટ ટેકનિકલી શોષણક્ષમ સંસાધનો છે, જે ત્રણથી વધુ થ્રી ગોર્જ્સ હાઇડ્રોપાવર સ્ટેશનની સમકક્ષ છે. આનો અર્થ એ છે કે હાઇડ્રોપાવર ફરીથી મહાન વિકાસની શરૂઆત કરશે;

બીજી બાજુ, થર્મલ પાવર સ્કેલમાં ઘટાડો સ્પષ્ટપણે અનુમાનિત છે. પર્યાવરણીય સંરક્ષણ, ઉર્જા સુરક્ષા અને ટેકનોલોજીકલ વિકાસના દૃષ્ટિકોણથી, થર્મલ પાવર પાવર ક્ષેત્રમાં તેનું મહત્વ ઘટાડતું રહેશે.

આગામી થોડા વર્ષોમાં, જળવિદ્યુતના વિકાસની ગતિ હજુ પણ નવી ઉર્જા સાથે સરખાવી શકાય નહીં. કુલ વીજ ઉત્પાદનના પ્રમાણમાં પણ, નવી ઉર્જાના મોડા આવનારાઓ દ્વારા તેનું સ્થાન નક્કી કરી શકાય છે. જો સમય લંબાશે, તો એવું કહી શકાય કે નવી ઉર્જા તેને પાછળ છોડી દેશે.

જનરલ ઇલેક્ટ્રિક પાવર પ્લાનિંગ ઇન્સ્ટિટ્યૂટના પ્લાનિંગ વિભાગના ડિરેક્ટર લિયુ શિયુએ આગાહી કરી છે કે ૧૪મી પંચવર્ષીય યોજનાના સમયગાળા દરમિયાન, ચીનમાં નવી ઊર્જાની સ્થાપિત ક્ષમતા ૮૦૦ મિલિયન કિલોવોટ કરતાં વધી જશે, જે ૨૯% થશે; વાર્ષિક વીજ ઉત્પાદન ૧.૫ ટ્રિલિયન કિલોવોટ પ્રતિ કલાક સુધી પહોંચશે, જે હાઇડ્રોપાવરને વટાવી જશે.