111 év telt el azóta, hogy Kína 1910-ben megkezdte a silongbai vízerőmű építését, amely az első vízerőmű volt. Ez alatt a több mint 100 év alatt a silongbai vízerőmű mindössze 480 kW beépített kapacitásától a mára világelső 370 millió kW-ig terjedő teljesítményig Kína víz- és villamosenergia-ipara figyelemre méltó eredményeket ért el. A széniparban dolgozunk, és többé-kevésbé hallani fogunk híreket a vízenergiáról, de a vízenergia-iparról nem sokat tudunk.
01 a vízenergia energiatermelésének elve
A vízenergia valójában a víz helyzeti energiájának mechanikai energiává, majd a mechanikai energiának elektromos energiává alakítása. Általánosságban elmondható, hogy a folyóvíz felhasználásával motort forgatnak energiatermelés céljából, és a folyóban vagy a vízgyűjtő egy szakaszában található energia a vízmennyiségtől és a vízeséstől függ.
A folyó vízmennyiségét semmilyen jogi személy nem szabályozza, és a szintkülönbség rendben van. Ezért egy vízerőmű építésekor dönthet úgy, hogy gátat épít, és a vizet elterelik a szintkülönbség koncentrálása érdekében, így javítva a vízkészletek kihasználtságát.
A gátépítés egy gát építését jelenti a nagy esésű folyószakaszon, egy víztározó létrehozását a víz tárolására és a vízszint emelésére, mint például a Három-szurdok vízerőmű esetében; az elterelés a víz elterelését jelenti a felső folyású víztározóból az alsó folyásúba egy elterelő csatornán keresztül, mint például a Jinping II vízerőmű esetében.
02 a vízenergia jellemzői
A vízenergia előnyei közé tartozik elsősorban a környezetvédelem és a regeneráció, a magas hatásfok és rugalmasság, valamint az alacsony karbantartási költségek.
A vízenergia legnagyobb előnyének a környezetvédelemnek és a megújuló energiaforrásoknak kellene lenniük. A vízenergia csak a vízben található energiát hasznosítja, nem fogyaszt vizet, és nem okoz szennyezést.
A vízturbinás generátor, a vízenergia-termelés fő energiatermelő berendezése, nemcsak hatékony, hanem rugalmasan indítható és üzemeltethető is. Statikus állapotból néhány perc alatt képes gyorsan működésbe lépni, és másodpercek alatt elvégezni a terhelés növelését és csökkentését. A vízenergia felhasználható csúcsteljesítményű leválasztás, frekvenciamoduláció, terhelés-készenléti és baleseti készenléti feladatok ellátására az energiarendszerben.
A vízenergia-termelés nem fogyaszt üzemanyagot, nem igényel sok munkaerőt és az üzemanyag bányászatába és szállításába fektetett létesítményeket, egyszerű berendezésekkel, kevés kezelővel, kevesebb segédenergiával, a berendezések hosszú élettartammal és alacsony üzemeltetési és karbantartási költségekkel rendelkezik. Ezért a vízerőművek energiatermelési költsége alacsony, a hőerőművek költségének mindössze 1/5-1/8-a, és a vízerőművek energiakihasználási aránya magas, akár több mint 85%, míg a széntüzelésű hőerőművek hőenergia-hatékonysága csak körülbelül 40%.
A vízerőművek hátrányai közé tartozik, hogy nagymértékben befolyásolják az éghajlati viszonyok, korlátozzák a földrajzi adottságok, a korai szakaszban nagy beruházást igényelnek, és károsítják az ökológiai környezetet.
A vízerőművek termelését nagyban befolyásolja a csapadék. A hőerőművek szénbeszerzésénél fontos referenciatényező, hogy száraz vagy esős évszak van-e. A vízenergia-termelés évenként és tartományonként stabil, de havonta, negyedévente és régiónként részletezve „napról” függ. Nem tud olyan stabil és megbízható energiát biztosítani, mint a hőerőművek.
Nagy különbségek vannak dél és észak között a nedves és a száraz évszak tekintetében. A 2013 és 2021 közötti havi vízenergia-termelési statisztikák szerint azonban Kína esős évszaka összességében júniustól októberig, a száraz évszaka pedig decembertől februárig tart. A kettő közötti különbség több mint kétszeres lehet. Ugyanakkor azt is láthatjuk, hogy a növekvő beépített kapacitás mellett az idei január és március közötti villamosenergia-termelés jelentősen alacsonyabb, mint az előző években, sőt, a márciusi villamosenergia-termelés megegyezik a 2015-ös szinttel. Ez elég ahhoz, hogy lássuk a vízenergia „instabilitását”.
Objektív feltételek korlátozzák. Vízerőműveket nem lehet építeni oda, ahol víz van. Egy vízerőmű építését korlátozza a geológia, az esés, az áramlási sebesség, a lakosok áthelyezése és még a közigazgatási beosztás is. Például a Heishan-szurdok vízmegtakarítási projektjét, amelyet az 1956-os Nemzeti Népi Kongresszuson említettek, nem fogadták el a Kanszu és Ninghszia tartományok közötti érdekek rossz összehangolása miatt. Amíg az idei két ülésszak javaslatában újra nem jelenik meg, addig még nem tudni, mikor kezdődhet meg az építkezés.
A vízerőművekhez szükséges beruházások nagyok. A vízerőművek építéséhez szükséges föld-, kőzet- és betonmunkák hatalmasak, és hatalmas áttelepítési költségeket kell fizetni; Ráadásul a korai befektetés nemcsak a tőkében, hanem az időben is tükröződik. Az áttelepítés és a különböző osztályok koordinációjának szükségessége miatt számos vízerőmű építési ciklusa a tervezettnél jóval késik.
Vegyük például az építés alatt álló Baihetan Vízerőművet, a projektet 1958-ban indították el, és 1965-ben vették fel a „harmadik ötéves tervbe”. Számos fordulat után azonban hivatalosan csak 2011 augusztusában indult el. A Baihetan Vízerőmű a mai napig nem fejeződött be. Az előzetes tervezést és kivitelezést leszámítva a tényleges építési ciklus legalább 10 évig fog tartani.
A nagy víztározók nagymértékű elárasztást okoznak a gát felső szakaszán, néha károsítva az alföldeket, folyóvölgyeket, erdőket és gyepeket. Ugyanakkor hatással lesz a létesítmény körüli vízi ökoszisztémára is. Nagy hatással van a halakra, vízimadarakra és más állatokra.
03 A vízerőművek fejlesztésének jelenlegi helyzete Kínában
Az elmúlt években a vízenergia-termelés továbbra is növekedett, de az elmúlt öt évben a növekedési ütem alacsony volt.
2020-ban a vízenergia-termelési kapacitás 1355,21 milliárd kWh volt, ami 3,9%-os éves növekedést jelent. A 13. ötéves terv időszakában azonban a szélenergia és az optoelektronika gyorsan fejlődött, meghaladva a tervezési célokat, míg a vízenergia csak a tervezési célok mintegy felét teljesítette. Az elmúlt 20 évben a vízenergia aránya a teljes villamosenergia-termelésen belül viszonylag stabil volt, 14% - 19% között maradt.
Kína energiatermelésének növekedési üteméből látható, hogy a vízenergia növekedési üteme az elmúlt öt évben lelassult, alapvetően 5% körül maradt.
Úgy gondolom, hogy a lassulás okai egyrészt a kis vízerőművek leállítása, amelyet a 13. ötéves terv világosan megemlít az ökológiai környezet védelmére és helyreállítására vonatkozóan. Csak Szecsuán tartományban 4705 kis vízerőművet kell helyreállítani és leállítani;
Másrészt Kína nagy vízerőmű-fejlesztési erőforrásai nem elegendőek. Kína számos vízerőművet épített, mint például a Három-szoros, Gezhouba, Wudongde, Xiangjiaba és Baihetan. A nagy vízerőművek rekonstrukciójához szükséges erőforrások csak a Yarlung Zangbo folyó „nagy kanyarulatában” rejlenek. Mivel azonban a régió geológiai szerkezetét, a természetvédelmi területek környezeti ellenőrzését és a környező országokkal való kapcsolatait is magában foglalja, a probléma megoldása korábban nehézkes volt.
Ugyanakkor az elmúlt 20 év villamosenergia-termelésének növekedési üteméből az is látható, hogy a hőenergia növekedési üteme alapvetően szinkronban van a teljes villamosenergia-termelés növekedési ütemével, míg a vízenergia növekedési üteme irreleváns a teljes villamosenergia-termelés növekedési üteméhez képest, ami a „kétévente növekvő” állapotot mutatja. Bár a hőenergia magas arányának vannak okai, ez bizonyos mértékig a vízenergia instabilitását is tükrözi.
A hőenergia arányának csökkenésében a vízenergia nem játszott nagy szerepet. Bár gyorsan fejlődik, a teljes energiatermelésben való részesedését csak a nemzeti energiatermelés jelentős növekedése mellett tudja fenntartani. A hőenergia arányának csökkenése főként más tiszta energiaforrásoknak, például a szélenergiának, a fotovoltaikus rendszereknek, a földgáznak, az atomenergiának stb. köszönhető.
A vízerőforrások túlzott koncentrációja
Szecsuán és Jünnan tartományok teljes vízenergia-termelése az országos vízenergia-termelés közel felét teszi ki, és ebből adódó probléma, hogy a vízenergia-erőforrásokban gazdag területek nem biztos, hogy képesek a helyi vízenergia-termelést befogadni, ami energiapazarláshoz vezet. Kína nagyobb folyómedencéiben a szennyvíz és a villamos energia kétharmada Szecsuán tartományból származik, akár 20,2 milliárd kWh-t is elérve, míg Szecsuán tartomány hulladék villamos energiájának több mint fele a Dadu folyó fő folyásáról származik.
Kína vízenergiája világszerte gyorsan fejlődött az elmúlt 10 évben. Kína szinte saját erejével hajtotta a globális vízenergia növekedését. A globális vízenergia-fogyasztás növekedésének közel 80%-a Kínából származik, és Kína vízenergia-fogyasztása a globális vízenergia-fogyasztás több mint 30%-át teszi ki.
Kína teljes primerenergia-fogyasztásában az ilyen hatalmas vízenergia-fogyasztás aránya azonban csak kissé magasabb a világátlagnál, 2019-ben kevesebb mint 8%. Még ha nem is hasonlítjuk össze a fejlett országokkal, például Kanadával és Norvégiával, a vízenergia-fogyasztás aránya jóval alacsonyabb, mint Brazíliáé, amely szintén fejlődő ország. Kína 680 millió kilowatt vízenergia-erőforrással rendelkezik, amivel világelső. 2020-ra a beépített vízenergia-kapacitás 370 millió kilowatt lesz. Ebből a szempontból Kína vízenergia-iparának még mindig nagy a fejlődési lehetősége.
04 A vízenergia jövőbeli fejlődési trendjei Kínában
A vízenergia növekedése a következő néhány évben felgyorsul, és a teljes villamosenergia-termelés aránya továbbra is növekedni fog.
Egyrészt a 14. ötéves terv időszakában több mint 50 millió kilowatt vízerőmű helyezhető üzembe Kínában, beleértve a Három-szoros csoport Wudongde és Baihetan vízerőműveit, valamint a Yalong folyó középső szakaszán található vízerőművet. Ezenkívül a Yarlung Zangbo folyó alsó szakaszán található vízerőmű-fejlesztési projekt is bekerült a 14. ötéves tervbe, 70 millió kilowattnyi technikailag kiaknázható erőforrással, ami több mint három Három-szoros vízerőművel egyenértékű, ami azt jelenti, hogy a vízerőmű ismét nagy fejlődésen ment keresztül;
Másrészt a hőerőművek méretének csökkenése nyilvánvalóan előre látható. Akár a környezetvédelem, az energiabiztonság vagy a technológiai fejlődés szempontjából, a hőerőművek jelentősége az energiaiparban továbbra is csökkenni fog.
A következő néhány évben a vízenergia fejlődési üteme még mindig nem hasonlítható az új energiákéhoz. Még a teljes energiatermelés arányában is megelőzhetik az új energiák későn érkezői. Ha az idő elhúzódik, elmondható, hogy az új energiák fogják megelőzni.
Közzététel ideje: 2022. április 12.
