Prošlo je 111 godina otkako je Kina započela izgradnju hidroelektrane Shilongba, prve hidroelektrane 1910. godine. U tih više od 100 godina, kineska industrija vode i električne energije postigla je izvanredna postignuća od instaliranog kapaciteta hidroelektrane Shilongba od samo 480 kW do 370 milijuna kW, što je prvo mjesto u svijetu. Bavimo se industrijom ugljena i čut ćemo neke vijesti o hidroenergiji, ali ne znamo puno o hidroenergetskoj industriji.
Danas ćemo ukratko razumjeti hidroenergiju iz principa i karakteristika hidroenergije te trenutne situacije i trenda razvoja hidroenergije u Kini.
01 princip proizvodnje energije hidroenergijom
Zapravo, hidroenergija je proces pretvaranja potencijalne energije vode u mehaničku energiju, a zatim iz mehaničke energije u električnu energiju. Općenito govoreći, riječ je o korištenju tekuće riječne vode za pokretanje motora za proizvodnju energije, a energija sadržana u rijeci ili dijelu njezina sliva ovisi o volumenu vode i padu.
Volumen vode u rijeci ne kontrolira nijedna pravna osoba, a pad je u redu. Stoga se prilikom izgradnje hidroelektrana može odabrati izgradnja brana i preusmjeravanje kako bi se koncentrirao pad, a time i poboljšala stopa iskorištenja vodnih resursa.
Pregrađivanje je izgradnja brane na dionici s velikim padom, uspostavljanje rezervoara za skladištenje vode i podizanje razine vode, poput hidroelektrane Tri klanca; preusmjeravanje se odnosi na preusmjeravanje vode iz uzvodnog rezervoara u nizvodni kroz kanal za preusmjeravanje, poput hidroelektrane Jinping II.
02 karakteristike hidroenergije
Prednosti hidroenergije uglavnom uključuju zaštitu i regeneraciju okoliša, visoku učinkovitost i fleksibilnost, niske troškove održavanja i tako dalje.
Zaštita okoliša i obnovljivi izvori energije trebali bi biti najveća prednost hidroenergije. Hidroenergija koristi samo energiju iz vode, ne troši vodu i neće uzrokovati onečišćenje.
Generatorski set s vodnom turbinom, glavni energetski uređaj za proizvodnju hidroenergije, nije samo učinkovit, već je i fleksibilan za pokretanje i rad. Može brzo pokrenuti rad iz statičkog stanja za nekoliko minuta i dovršiti zadatak povećanja i smanjenja opterećenja za nekoliko sekundi. Hidroenergija se može koristiti za obavljanje zadataka uklanjanja vršnih opterećenja, modulacije frekvencije, pripravnosti za opterećenje i pripravnosti za slučaj kvara elektroenergetskog sustava.
Proizvodnja hidroelektrana ne troši gorivo, ne zahtijeva veliki broj radne snage i postrojenja uloženih u rudarstvo i transport goriva, ima jednostavnu opremu, malo operatera, manje pomoćne energije, dug vijek trajanja opreme i niske troškove rada i održavanja, tako da su troškovi proizvodnje energije hidroelektrane niski, samo 1/5-1/8 troškova termoelektrane, a stopa iskorištenja energije hidroelektrane je visoka, do više od 85%. Toplinska učinkovitost termoelektrana na ugljen je samo oko 40%.
Nedostaci hidroenergije uglavnom uključuju veliki utjecaj klime, ograničenost geografskim uvjetima, velika ulaganja u ranoj fazi i štetu za ekološki okoliš.
Na hidroenergiju uvelike utječu oborine. Sušno ili vlažno razdoblje važan je referentni faktor za nabavu ugljena za termoelektrane. Proizvodnja hidroenergije stabilna je ovisno o godini i pokrajini, ali ovisi o "danu" kada se detaljno analizira na mjesec, kvartal i regiju. Ne može osigurati stabilnu i pouzdanu energiju poput termoelektrana.
Postoje velike razlike između juga i sjevera u vlažnoj i sušnoj sezoni. Međutim, prema statistikama proizvodnje hidroenergije u svakom mjesecu od 2013. do 2021., općenito, vlažna sezona u Kini traje od lipnja do listopada, a sušna sezona od prosinca do veljače. Razlika u proizvodnji energije između ta dva razdoblja može se više nego udvostručiti. Istovremeno, možemo vidjeti da je, u kontekstu povećanja instaliranih kapaciteta, proizvodnja energije od siječnja do ožujka ove godine znatno niža nego u prethodnim godinama, a proizvodnja energije u ožujku je čak jednaka onoj iz 2015. To je dovoljno da vidimo „nestabilnost“ hidroenergije.
Proizvodnja hidroenergije u svakom mjesecu od 2013. do 2021. (100 milijuna kWh)
Ograničeno objektivnim uvjetima. Hidroelektrane se ne mogu graditi tamo gdje ima vode. Geologija, pad, brzina protoka, preseljenje stanovnika, pa čak i administrativna podjela ograničavaju izgradnju hidroelektrana. Na primjer, projekt zaštite voda u klancu Heishan, spomenut na Nacionalnom narodnom kongresu 1956. godine, nije usvojen zbog loše koordinacije interesa između Gansua i Ningxije. Do ove godine ponovno se pojavio u prijedlogu dviju sjednica. Kada može početi gradnja još uvijek nije poznato.
Ulaganja potrebna za hidroelektrane su velika. Radovi na zemljanom kamenu i betonu za izgradnju hidroelektrana su ogromni, a potrebno je platiti i velike troškove preseljenja; Štoviše, rana ulaganja ne odražavaju se samo u kapitalu, već i u vremenu. Zbog potrebe za preseljenjem i koordinacijom različitih odjela, ciklus izgradnje mnogih hidroelektrana bit će znatno odgođen od planiranog.
Uzimajući hidroelektranu Baihetan u izgradnji kao primjer, projekt je započet 1958. i uključen u „treći petogodišnji plan“ 1965. Međutim, nakon nekoliko uspona i padova, službeno nije započeo sve do kolovoza 2011. Do danas hidroelektrana Baihetan nije dovršena. Isključujući preliminarni plan projekta, stvarni ciklus izgradnje trajat će najmanje 10 godina.
Veliki rezervoari uzrokuju poplave velikih razmjera u gornjem dijelu brane, ponekad oštećujući nizine, riječne doline, šume i travnjake. Istovremeno, to će utjecati i na vodeni ekosustav oko elektrane. Ima veliki utjecaj na ribe, vodene ptice i druge životinje.
03 trenutna situacija razvoja hidroenergije u Kini
Posljednjih godina proizvodnja hidroenergije održala je rast, ali stopa rasta u posljednjih pet godina je niska
U 2020. godini, kapacitet proizvodnje hidroenergije iznosit će 1355,21 milijardi kWh, s međugodišnjim povećanjem od 3,9%. Međutim, tijekom razdoblja 13. petogodišnjeg plana, energija vjetra i optoelektronika brzo su se razvijale, premašujući planirane ciljeve, dok je hidroenergija ispunila samo oko polovice planiranih ciljeva. Tijekom proteklih 20 godina, udio hidroenergije u ukupnoj proizvodnji električne energije bio je relativno stabilan, održavajući se na 14% – 19%.
Iz stope rasta proizvodnje električne energije u Kini vidljivo je da se stopa rasta hidroenergije usporila u posljednjih pet godina, u osnovi održavajući se na oko 5%.
Mislim da su razlozi usporavanja, s jedne strane, gašenje malih hidroelektrana, što je jasno spomenuto u 13. petogodišnjem planu zaštite i obnove ekološkog okoliša. Samo u provinciji Sečuan postoji 4705 malih hidroelektrana koje treba popraviti i povući iz pogona;
S druge strane, Kini nedostaju veliki resursi za razvoj hidroenergije. Kina je izgradila mnoge hidroelektrane poput Tri klanca, Gezhouba, Wudongde, Xiangjiaba i Baihetan. Resursi za obnovu velikih hidroelektrana mogli bi biti samo "veliki zavoj" rijeke Yarlung Zangbo. Međutim, budući da regija uključuje geološku strukturu, ekološku kontrolu prirodnih rezervata i odnose sa susjednim zemljama, to je prije bilo teško riješiti.
Istovremeno, iz stope rasta proizvodnje električne energije u posljednjih 20 godina može se vidjeti da je stopa rasta termoenergije u osnovi sinkronizirana sa stopom rasta ukupne proizvodnje električne energije, dok je stopa rasta hidroenergije nebitna za stopu rasta ukupne proizvodnje električne energije, pokazujući stanje „rasta svake druge godine“. Iako postoje razlozi za visoki udio termoenergije, to također do određene mjere odražava nestabilnost hidroenergije.
Rast proizvodnje električne energije
Što se tiče udjela proizvodnje električne energije, možemo vidjeti da iako se industrija hidroenergije brzo razvila u posljednjih 20 godina, a proizvodnja hidroenergije u 2020. godini je pet puta veća nego u 2001. godini, udio u ukupnoj proizvodnji električne energije nije se značajno promijenio.
U procesu smanjenja udjela termoelektrana, hidroenergija nije igrala veliku ulogu. Iako se brzo razvija, svoj udio u ukupnoj proizvodnji energije može održati samo uz veliko povećanje nacionalne proizvodnje električne energije. Smanjenje udjela termoelektrana uglavnom je posljedica drugih čistih izvora energije, poput energije vjetra, fotonaponske energije, prirodnog plina, nuklearne energije itd.
Prekomjerna koncentracija hidroenergetskih resursa
Ukupna proizvodnja hidroenergije u provincijama Sečuan i Junan čini gotovo polovicu nacionalne proizvodnje hidroenergije, a problem koji iz toga proizlazi jest taj što područja bogata hidroenergetskim resursima možda neće moći apsorbirati lokalnu proizvodnju hidroenergije, što rezultira rasipanjem energije. Dvije trećine otpadnih voda i električne energije u glavnim riječnim slivovima u Kini dolazi iz provincije Sečuan, do 20,2 milijarde kWh, a više od polovice otpadne električne energije u provinciji Sečuan dolazi iz glavnog toka rijeke Dadu.
Kineska hidroenergija se u posljednjih 10 godina brzo razvijala diljem svijeta. Kina je gotovo predvodila rast globalne hidroenergije. Gotovo 80% rasta globalne potrošnje hidroenergije dolazi iz Kine, a kineska potrošnja hidroenergije čini više od 30% globalne potrošnje hidroenergije.
Međutim, udio tako ogromne potrošnje hidroenergije u ukupnoj potrošnji primarne energije u Kini samo je neznatno veći od svjetskog prosjeka, manje od 8% u 2019. Čak i ako se ne uspoređuje s razvijenim zemljama poput Kanade i Norveške, udio potrošnje hidroenergije daleko je niži od onog u Brazilu, zemlji u razvoju. Kina ima 680 milijuna kilovata hidroenergetskih resursa, što je prvo mjesto u svijetu. Do 2020. godine instalirani kapacitet hidroenergije iznosit će 370 milijuna kilovata. S tog gledišta, kineska hidroenergetska industrija još uvijek ima veliki prostor za razvoj.
04 budući trend razvoja hidroenergije u Kini
Hidroenergija će ubrzati svoj rast u sljedećih nekoliko godina i nastavit će se povećavati udio u ukupnoj proizvodnji električne energije.
S jedne strane, tijekom razdoblja 14. petogodišnjeg plana, u Kini se može pustiti u pogon više od 50 milijuna kilovata hidroelektrana, uključujući hidroelektrane Wudongde i Baihetan iz skupine Tri klanca i hidroelektranu na srednjem toku rijeke Yalong. Štoviše, projekt razvoja hidroenergije u donjem toku rijeke Yarlung Zangbo uključen je u 14. petogodišnji plan, sa 70 milijuna kilovata tehnički iskoristivih resursa, što je ekvivalentno više od tri hidroelektrane Tri klanca. To znači da će hidroenergija ponovno dovesti do velikog razvoja;
S druge strane, smanjenje razmjera termoenergije je očito predvidljivo. Bilo s gledišta zaštite okoliša, energetske sigurnosti i tehnološkog razvoja, termoenergija će nastaviti smanjivati svoju važnost u području energetike.
U sljedećih nekoliko godina, brzina razvoja hidroenergije još se uvijek ne može usporediti s brzinom razvoja novih energija. Čak i po udjelu u ukupnoj proizvodnji električne energije, mogla bi se svrstati među one koje kasne u razvoju novih energija. Ako se vrijeme produži, može se reći da će ih novi izvori energije prestići.
Liu Shiyu, direktor odjela za planiranje Instituta za opće planiranje električne energije, predviđa da će tijekom 14. petogodišnjeg plana instalirani kapacitet nove energije u Kini premašiti 800 milijuna kW, što čini 29%; godišnja proizvodnja energije dosegnuti će 1,5 bilijuna kWh, nadmašujući hidroenergiju.
Vrijeme objave: 14. siječnja 2022.
