A folyók több ezer kilométer hosszan folynak, hatalmas energiát hordozva. A természetes vízenergia villamos energiává alakítását és hasznosítását vízenergiának nevezik. A hidraulikus energiát alkotó két alapvető elem a vízhozam és a vízmagasság. A vízhozamot maga a folyó határozza meg, és a folyóvíz közvetlen felhasználásának kinetikus energiahasznosítási aránya nagyon alacsony lesz, mivel lehetetlen a folyó teljes szakaszát vízturbinákkal feltölteni.
A hidraulikai hasznosítás főként potenciális energiát hasznosít, és a potenciális energia felhasználásában csökkenésnek kell bekövetkeznie. A folyók természetes esése azonban általában fokozatosan alakul ki a folyó folyása mentén, és viszonylag rövid távolságon belül a vízhozam természetes esése viszonylag alacsony. Megfelelő mérnöki intézkedéseket kell tenni a esés mesterséges növelése érdekében, azaz a szétszórt természetes esés koncentrálásával hasznosítható vízszintet kell kialakítani.
A vízenergia előnyei
1. Vízenergia regenerálása
A vízenergia természetes folyóvízből származik, amelyet főként földgáz és vízkeringés alkot. A vízkeringés lehetővé teszi a vízenergia újrahasznosítását és újrafelhasználását, ezért a vízenergiát „megújuló energiának” nevezik. A „megújuló energia” egyedülálló helyet foglal el az energiaépítészetben.
2. A vízkészletek átfogóan hasznosíthatók
A vízerőművek kizárólag a vízfolyás energiáját hasznosítják, vizet nem fogyasztanak. Ezért a vízkészletek átfogóan hasznosíthatók, és az energiatermelés mellett egyidejűleg profitálhatnak az árvízvédelemből, az öntözésből, a hajózásból, a vízellátásból, az akvakultúrából, a turizmusból és egyéb szempontokból, valamint többcélú fejlesztéseket valósíthatnak meg.
3. A vízenergia szabályozása
Az elektromos energia nem tárolható, a termelés és a fogyasztás egyidejűleg történik. A vízenergia tározókban tárolható, amelyeket az energiarendszer igényei szerint termelnek. A tározók energiatároló raktárakként működnek az energiarendszer számára. A tározók szabályozása javítja az energiarendszer terhelésszabályozási képességét, növelve az energiaellátás megbízhatóságát és rugalmasságát.
4. A vízenergia-termelés visszafordíthatósága
Egy vízturbina, amely a vizet egy magasabb helyről egy alacsonyabb helyre irányítja, elektromos áramot termelhet, és a víz energiáját elektromos energiává alakíthatja; az alacsonyabb szinteken található víztesteket viszont elektromos szivattyúk nyelik el, és a magasabb szinteken lévő tározókba továbbítják tárolás céljából, így az elektromos energiát vízenergiává alakítják. A vízenergia-termelés megfordíthatóságának kihasználása szivattyús-tározós erőművek építéséhez egyedülálló szerepet játszik az energiarendszer terhelésszabályozási képességének javításában.
5. Az egység működésének rugalmassága
A vízerőművek egyszerű berendezésekkel, rugalmas és megbízható működéssel rendelkeznek, és nagyon kényelmesen növelhetők vagy csökkenthetők a terhelések. A felhasználók igényei szerint gyorsan elindíthatók vagy leállíthatók, és könnyen automatizálhatók. Leginkább az energiarendszer csúcsterhelés-csökkentési és frekvenciamodulációs feladatainak ellátására alkalmasak, valamint vészhelyzeti készenléti, terhelésszabályozási és egyéb funkciók ellátására. Kiemelkedő dinamikus előnyökkel járva növelhetik az energiarendszer megbízhatóságát. A vízerőművek a dinamikus terhelések fő hordozói az energiarendszerben.
6. Alacsony költségű és magas hatásfokú vízenergia-termelés
A vízerőművek nem fogyasztanak üzemanyagot, és nem igényelnek nagy mennyiségű munkaerőt és létesítményt az üzemanyag kitermelésébe és szállításába. A berendezések egyszerűek, kevesebb kezelővel és segédenergiával rendelkeznek, a berendezések élettartama hosszú, az üzemeltetési és karbantartási költségek pedig alacsonyak. Ezért a vízerőművek villamos energiájának termelési költsége alacsony, a fosszilis tüzelőanyaggal működő erőművek költségének mindössze 1/5-1/8-a. Ezenkívül a vízerőművek energiafelhasználási aránya magas, eléri a több mint 85%-ot, míg a fosszilis tüzelőanyaggal működő erőműveké csak körülbelül 40%.
7. Elősegíti az ökológiai környezet javítását
A vízerőművekben termelt energia nem szennyezi a környezetet. A víztározó hatalmas vízfelülete szabályozza a régió mikroklímáját, valamint a víz áramlásának időbeli és térbeli eloszlását, ami elősegíti a környező területek ökológiai környezetének javítását. A széntüzelésű erőművek esetében minden tonna nyersszénnek körülbelül 30 kg SO2-t kell kibocsátania, és több mint 30 kg szálló por kerül a légkörbe. Az ország 50 nagy és közepes méretű széntüzelésű erőművének statisztikái szerint az erőművek 90%-a 860 mg/m3-nél nagyobb koncentrációjú SO2-t bocsát ki, ami nagyon súlyos szennyezés. A mai világban, ahol egyre nagyobb figyelmet fordítanak a környezeti problémákra, a vízerőművek építésének felgyorsítása és a vízerőművek arányának növelése Kínában nagy jelentőséggel bír a környezetszennyezés csökkentése szempontjából.
A vízenergia hátrányai
Nagy egyszeri beruházás – hatalmas földmunkák és betonozási munkálatok vízerőművek építéséhez; Ezenkívül jelentős árvízi veszteségeket okoz, és hatalmas áttelepítési költségeket igényel; Az építési időszak hosszabb is, mint a hőerőművek építése, ami befolyásolja az építési alapok forgását. Még ha a vízgazdálkodási projektekbe történő beruházások egy részét különböző kedvezményezett osztályok osztják is meg, a vízenergia kilowattjára jutó beruházás sokkal magasabb, mint a hőenergia esetében. A jövőbeni üzemeltetés során azonban az éves üzemeltetési költségek megtakarítása évről évre ellensúlyozódik. A megengedett maximális kompenzációs időszak az ország fejlettségi szintjéhez és energiapolitikájához kapcsolódik. Ha a kompenzációs időszak rövidebb, mint a megengedett érték, akkor ésszerűnek tekinthető a vízerőmű beépített kapacitásának növelése.
Hibásodás kockázata – Az árvizek miatt a gátak nagy mennyiségű vizet blokkolnak, természeti katasztrófákat, ember okozta károkat és az építési minőség romlását okozhatják, ami katasztrofális következményekkel járhat az alsóbb folyású területekre és az infrastruktúrára nézve. Az ilyen hibák befolyásolhatják az energiaellátást, az állatokat és a növényeket, valamint jelentős veszteségeket és személyi sérüléseket okozhatnak.
Ökoszisztéma-károsodás – A nagy víztározók a gátak felett kiterjedt áradásokat okoznak, néha elpusztítva az alföldeket, völgyerdőket és gyepeket. Ugyanakkor hatással van a létesítmény körüli vízi ökoszisztémára is. Jelentős hatással van a halakra, vízimadarakra és más állatokra.
Közzététel ideje: 2023. április 3.
