Մարդկային զարգացման և հիդրոէներգետիկ ռեսուրսների օգտագործման վերաբերյալ հիմնական գիտելիքներ

1. Ջրային էներգիայի ռեսուրսներ
Մարդկության զարգացման և հիդրոէներգետիկ ռեսուրսների օգտագործման պատմությունը սկիզբ է առնում հնագույն ժամանակներից: Համաձայն Չինաստանի Ժողովրդական Հանրապետության վերականգնվող էներգիայի մասին օրենքի մեկնաբանության (խմբագրված՝ Ժողովրդական ներկայացուցիչների համաչինական ժողովի մշտական ​​կոմիտեի օրենքների աշխատանքային կոմիտեի կողմից), ջրային էներգիայի սահմանումն այսպիսին է. քամու և արևի ջերմությունը առաջացնում է ջրի գոլորշիացում, ջրային գոլորշիները առաջացնում են անձրև և ձյուն, անձրևի և ձյան տեղումները առաջացնում են գետեր և առվակներ, իսկ ջրի հոսքը առաջացնում է էներգիա, որը կոչվում է ջրային էներգիա:
Ժամանակակից հիդրոէներգետիկ ռեսուրսների զարգացման և օգտագործման հիմնական բովանդակությունը հիդրոէներգետիկ ռեսուրսների զարգացումն ու օգտագործումն է, ուստի մարդիկ սովորաբար ջրային ռեսուրսները, հիդրոէներգետիկ ռեսուրսները և հիդրոէլեկտրաէներգետիկ ռեսուրսները օգտագործում են որպես հոմանիշներ: Սակայն, իրականում, հիդրոէներգետիկ ռեսուրսները ներառում են լայն բովանդակություն, ինչպիսիք են հիդրոջերմային էներգիայի ռեսուրսները, հիդրոէներգետիկ ռեսուրսները, հիդրոէներգետիկ ռեսուրսները և ծովի ջրի էներգետիկ ռեսուրսները:

(1) Ջրային և ջերմային էներգիայի ռեսուրսներ
Ջրային և ջերմային էներգիայի ռեսուրսները լայնորեն հայտնի են որպես բնական տաք աղբյուրներ: Հին ժամանակներում մարդիկ սկսել են անմիջականորեն օգտագործել բնական տաք աղբյուրների ջրային և ջերմային ռեսուրսները՝ լոգարաններ կառուցելու, լոգանք ընդունելու, հիվանդություններ բուժելու և մարզվելու համար: Ժամանակակից մարդիկ նաև օգտագործում են ջրային և ջերմային էներգիայի ռեսուրսները էլեկտրաէներգիա արտադրելու և ջեռուցման համար: Օրինակ՝ Իսլանդիան 2003 թվականին ունեցել է 7.08 միլիարդ կիլովատտ ժամ հիդրոէլեկտրակայանի արտադրություն, որից 1.41 միլիարդ կիլովատտ ժամը՝ երկրաջերմային էներգիայի (այսինքն՝ ջրային ջերմային էներգիայի ռեսուրսների) միջոցով: Երկրի բնակիչների 86%-ը ջեռուցման համար օգտագործել է երկրաջերմային էներգիան (ջրային ջերմային էներգիայի ռեսուրսներ): Սիզանում կառուցվել է Յանգբաջինգի էլեկտրակայանը՝ 25000 կիլովատտ տեղադրված հզորությամբ, որը նույնպես օգտագործում է երկրաջերմային (ջրային և ջերմային էներգիայի ռեսուրսներ) էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար: Մասնագետների կանխատեսումների համաձայն՝ Չինաստանում գրեթե 100 մետր շառավղով հողի կողմից ամեն տարի հավաքվող ցածր ջերմաստիճանի էներգիան (ստորգետնյա ջրերը որպես միջավայր օգտագործելով) կարող է հասնել 150 միլիարդ կիլովատտի: Ներկայումս Չինաստանում երկրաջերմային էներգիայի արտադրության տեղադրված հզորությունը կազմում է 35300 կիլովատտ:
(2) Հիդրավլիկ էներգիայի ռեսուրսներ
Հիդրավլիկ էներգիան ներառում է ջրի կինետիկ և պոտենցիալ էներգիան: Հին Չինաստանում տուրբուլենտ գետերի, ջրվեժների և ջրվեժների հիդրավլիկ էներգիայի ռեսուրսները լայնորեն օգտագործվում էին ջրային անիվների, ջրաղացների և ջրաղացների նման մեքենաների կառուցման համար՝ ջրի ոռոգման, հացահատիկի մշակման և բրնձի կեղևահանման համար: 1830-ական թվականներին Եվրոպայում մշակվեցին և կիրառվեցին հիդրավլիկ կայաններ՝ խոշոր արդյունաբերությունների, ինչպիսիք են ալրաղացները, բամբակի գործարանները և հանքարդյունաբերությունը, էներգիա մատակարարելու համար: Ժամանակակից ջրային տուրբինները, որոնք ուղղակիորեն գործարկում են կենտրոնախույս ջրային պոմպերը՝ ջրի բարձրացման և ոռոգման համար կենտրոնախույս ուժ ստեղծելու համար, ինչպես նաև ջրային մուրճի պոմպակայանները, որոնք օգտագործում են ջրի հոսքը՝ ջրային մուրճի ճնշում ստեղծելու և ջրի բարձր ճնշում ստեղծելու համար, բոլորը ջրային էներգիայի ռեսուրսների ուղղակի զարգացում և օգտագործում են:
(3) Հիդրոէլեկտրաէներգիայի ռեսուրսներ
1880-ական թվականներին, երբ հայտնաբերվեց էլեկտրաէներգիան, էլեկտրամագնիսական տեսության հիման վրա արտադրվեցին էլեկտրական շարժիչներ, և կառուցվեցին հիդրոէլեկտրակայաններ՝ հիդրոէլեկտրակայանների հիդրավլիկ էներգիան էլեկտրական էներգիայի վերածելու և այն օգտագործողներին մատակարարելու համար, ինչը սկիզբ դրեց հիդրոէլեկտրակայանների էներգիայի ռեսուրսների ակտիվ զարգացման և օգտագործման ժամանակաշրջանին։
Այժմ մենք նկատի ունենք հիդրոէներգետիկ ռեսուրսներ, որոնք սովորաբար կոչվում են հիդրոէլեկտրաէներգետիկ ռեսուրսներ: Բացի գետային ջրային ռեսուրսներից, օվկիանոսը պարունակում է նաև հսկայական մակընթացային, ալիքային, աղային և ջերմաստիճանային էներգիա: Հաշվարկվում է, որ համաշխարհային օվկիանոսային հիդրոէներգետիկ ռեսուրսները կազմում են 76 միլիարդ կիլովատտ, ինչը ավելի քան 15 անգամ գերազանցում է ցամաքային գետային հիդրոէլեկտրաէներգիայի տեսական պաշարները: Դրանց թվում՝ մակընթացային էներգիան կազմում է 3 միլիարդ կիլովատտ, ալիքային էներգիան՝ 3 միլիարդ կիլովատտ, ջերմաստիճանի տարբերության էներգիան՝ 40 միլիարդ կիլովատտ, իսկ աղի տարբերության էներգիան՝ 30 միլիարդ կիլովատտ: Ներկայումս միայն մակընթացային էներգիայի մշակման և օգտագործման տեխնոլոգիան է հասել գործնական փուլի, որը կարող է լայնածավալ զարգանալ մարդկանց կողմից ծովային հիդրոէներգետիկ ռեսուրսների օգտագործման մեջ: Այլ էներգիայի աղբյուրների մշակումը և օգտագործումը դեռևս հետագա հետազոտությունների կարիք ունի՝ տեխնիկական և տնտեսական իրագործելիության ոլորտում առաջընթաց արդյունքների հասնելու և գործնական զարգացման ու օգտագործման հասնելու համար: Օվկիանոսային էներգիայի զարգացումը և օգտագործումը, որին մենք սովորաբար նկատի ունենք, հիմնականում մակընթացային էներգիայի մշակումն ու օգտագործումն է: Լուսնի և Արևի ձգողությունը Երկրի ծովային մակերեսին առաջացնում է ջրի մակարդակի պարբերական տատանումներ, որոնք հայտնի են որպես օվկիանոսային մակընթացություններ: Ծովային ջրի տատանումը ձևավորում է մակընթացային էներգիա: Սկզբունքորեն, մակընթացային էներգիան մեխանիկական էներգիա է, որն առաջանում է մակընթացային մակարդակների տատանումներից։
Մակընթացային էլեկտրակայանները ի հայտ եկան 11-րդ դարում, իսկ 20-րդ դարի սկզբին Գերմանիան և Ֆրանսիան սկսեցին կառուցել փոքր մակընթացային էլեկտրակայաններ։
Հաշվարկվում է, որ աշխարհի մակընթացային էներգիայի շահագործելի ծավալը կազմում է 1 միլիարդից մինչև 1.1 միլիարդ կիլովատտ, տարեկան մոտավորապես 1240 միլիարդ կիլովատտ ժամ էլեկտրաէներգիայի արտադրությամբ։ Չինաստանի մակընթացային էներգիայի շահագործելի ռեսուրսները ունեն 21.58 միլիոն կիլովատտ տեղադրված հզորություն և տարեկան 30 միլիարդ կիլովատտ ժամ էլեկտրաէներգիայի արտադրություն։
Աշխարհի ամենամեծ մակընթացային էլեկտրակայանն այսօր Ֆրանսիայի Ռենի մակընթացային էլեկտրակայանն է՝ 240000 կիլովատտ հզորությամբ։ Չինաստանում առաջին մակընթացային էլեկտրակայանը՝ Գուանդուն նահանգի Ջիջոու մակընթացային էլեկտրակայանը, կառուցվել է 1958 թվականին՝ 40 կիլովատտ հզորությամբ։ Չժեցզյան Ցզյանսիայի մակընթացային էլեկտրակայանը, որը կառուցվել է 1985 թվականին, ունի 3200 կիլովատտ ընդհանուր հզորություն, ինչը աշխարհում զբաղեցնում է երրորդ տեղը։
Բացի այդ, Չինաստանի օվկիանոսներում ալիքային էներգիայի պաշարները կազմում են մոտ 12.85 միլիոն կիլովատտ, մակընթացային էներգիան՝ մոտ 13.94 միլիոն կիլովատտ, աղի տարբերության էներգիան՝ մոտ 125 միլիոն կիլովատտ, իսկ ջերմաստիճանի տարբերության էներգիան՝ մոտ 1.321 միլիարդ կիլովատտ: Ամփոփելով՝ Չինաստանում օվկիանոսային էներգիայի ընդհանուր պաշարը կազմում է մոտ 1.5 միլիարդ կիլովատտ, ինչը ցամաքային գետերի հիդրոէլեկտրակայանների 694 միլիոն կիլովատտի տեսական պաշարից ավելի քան կրկնակի է, և ունի զարգացման և օգտագործման լայն հեռանկարներ: Այսօր աշխարհի երկրները մեծ ներդրումներ են կատարում օվկիանոսում թաքնված հսկայական էներգետիկ պաշարները զարգացնելու և օգտագործելու տեխնոլոգիական մոտեցումների հետազոտության մեջ:
2. Հիդրոէլեկտրաէներգիայի ռեսուրսներ
Հիդրոէլեկտրաէներգիայի ռեսուրսները սովորաբար վերաբերում են գետի ջրի հոսքի պոտենցիալ և կինետիկ էներգիայի օգտագործմանը՝ աշխատանք կատարելու և էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար հիդրոէլեկտրակայանների պտույտը խթանելու համար: Ածուխի, նավթի, բնական գազի և ատոմային էներգիայի արտադրությունը պահանջում է ոչ վերականգնվող վառելիքի ռեսուրսների սպառում, մինչդեռ հիդրոէլեկտրաէներգիայի արտադրությունը չի սպառում ջրային ռեսուրսներ, այլ օգտագործում է գետի հոսքի էներգիան:
(1) Համաշխարհային հիդրոէլեկտրաէներգիայի ռեսուրսներ
Աշխարհի գետերում հիդրոէներգետիկ ռեսուրսների ընդհանուր պաշարները կազմում են 5.05 միլիարդ կիլովատտ, տարեկան մինչև 44.28 տրիլիոն կիլովատտ ժամ էլեկտրաէներգիայի արտադրությամբ։ Տեխնիկապես շահագործելի հիդրոէներգետիկ ռեսուրսները կազմում են 2.26 միլիարդ կիլովատտ, տարեկան էլեկտրաէներգիայի արտադրությունը կարող է հասնել 9.8 տրիլիոն կիլովատտ ժամի։
1878 թվականին Ֆրանսիան կառուցեց աշխարհի առաջին հիդրոէլեկտրակայանը՝ 25 կիլովատտ հզորությամբ։ Մինչ օրս ամբողջ աշխարհում հիդրոէլեկտրակայանների տեղադրված հզորությունը գերազանցել է 760 միլիոն կիլովատտը, տարեկան արտադրելով 3 տրիլիոն կիլովատտ ժամ էլեկտրաէներգիա։
(2) Չինաստանի հիդրոէներգետիկ ռեսուրսները
Չինաստանը աշխարհի ամենահարուստ հիդրոէլեկտրաէներգետիկ ռեսուրսներ ունեցող երկրներից մեկն է։ Հիդրոէլեկտրաէներգետիկ ռեսուրսների վերջին հետազոտության համաձայն՝ Չինաստանում գետերի ջրի էներգիայի տեսական պաշարները կազմում են 694 միլիոն կիլովատտ, իսկ տարեկան տեսական էլեկտրաէներգիայի արտադրությունը՝ 6.08 տրիլիոն կիլովատտ ժամ, ինչը աշխարհում առաջին տեղն է զբաղեցնում հիդրոէլեկտրաէներգիայի տեսական պաշարների առումով։ Չինաստանի հիդրոէլեկտրաէներգետիկ ռեսուրսների տեխնիկապես շահագործելի հզորությունը կազմում է 542 միլիոն կիլովատտ, տարեկան 2.47 տրիլիոն կիլովատտ ժամ էլեկտրաէներգիայի արտադրությամբ, իսկ տնտեսապես շահագործելի հզորությունը՝ 402 միլիոն կիլովատտ, տարեկան 1.75 տրիլիոն կիլովատտ ժամ էլեկտրաէներգիայի արտադրությամբ, որոնք երկուսն էլ աշխարհում առաջին տեղն են զբաղեցնում։
1905 թվականի հուլիսին Չինաստանի առաջին հիդրոէլեկտրակայանը՝ Թայվան նահանգում գտնվող Գույշան հիդրոէլեկտրակայանը, կառուցվեց 500 կՎԱ հզորությամբ։ 1912 թվականին Չինաստան մայրցամաքային մասում առաջին հիդրոէլեկտրակայանը՝ Յուննան նահանգի Կունմին քաղաքում գտնվող Շիլոնգբա հիդրոէլեկտրակայանը, ավարտվեց էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար նախատեսված առաջին հիդրոէլեկտրակայանի՝ 480 կիլովատ հզորությամբ։ 1949 թվականին երկրում հիդրոէլեկտրակայանի հզորությունը կազմում էր 163000 կիլովատ։ 1999 թվականի վերջին այն հասել էր 72.97 միլիոն կիլովատի, զիջելով միայն Միացյալ Նահանգներին և զբաղեցնելով երկրորդ տեղը աշխարհում։ 2005 թվականին Չինաստանում հիդրոէլեկտրակայանի ընդհանուր հզորությունը հասել էր 115 միլիոն կիլովատի, զբաղեցնելով առաջին տեղը աշխարհում՝ կազմելով շահագործելի հիդրոէլեկտրակայանի հզորության 14.4%-ը և ազգային էներգետիկ արդյունաբերության ընդհանուր հզորության 20%-ը։
(3) Հիդրոէլեկտրաէներգիայի բնութագրերը
Հիդրոէլեկտրաէներգիան բազմիցս վերականգնվում է բնության հիդրոլոգիական ցիկլի միջոցով և կարող է անընդհատ օգտագործվել մարդկանց կողմից: Մարդիկ հաճախ օգտագործում են «անսպառ» արտահայտությունը հիդրոէլեկտրաէներգիայի վերականգնվողությունը նկարագրելու համար:
Հիդրոէլեկտրաէներգիան չի սպառում վառելիք և չի արտանետում վնասակար նյութեր արտադրության և շահագործման ընթացքում: Դրա կառավարման և շահագործման ծախսերը, էլեկտրաէներգիայի արտադրության ծախսերը և շրջակա միջավայրի վրա ազդեցությունը շատ ավելի ցածր են, քան ջերմային էներգիայի արտադրության ծախսերը, ինչը այն դարձնում է էժան կանաչ էներգիայի աղբյուր:
Հիդրոէներգիան ունի լավ կարգավորման արդյունավետություն, արագ մեկնարկ և կարևոր դեր է խաղում էլեկտրաէներգիայի ցանցի շահագործման մեջ։ Այն արագ և արդյունավետ է, նվազեցնում է էլեկտրամատակարարման կորուստները արտակարգ և վթարային իրավիճակներում և ապահովում է էլեկտրամատակարարման անվտանգությունը։
Հիդրոէլեկտրաէներգիան և հանքային էներգիան պատկանում են ռեսուրսների վրա հիմնված առաջնային էներգիային, որը վերածվում է էլեկտրական էներգիայի և կոչվում է երկրորդային էներգիա: Հիդրոէլեկտրաէներգիայի զարգացումը էներգիայի աղբյուր է, որը միաժամանակ իրականացնում է և՛ առաջնային էներգիայի զարգացումը, և՛ երկրորդային էներգիայի արտադրությունը՝ ունենալով առաջնային էներգիայի կառուցման և երկրորդային էներգիայի կառուցման կրկնակի գործառույթներ. անհրաժեշտ չէ մեկ էներգետիկ հանքանյութի արդյունահանում, տեղափոխում և պահեստավորում, ինչը զգալիորեն նվազեցնում է վառելիքի ծախսերը:
Հիդրոէլեկտրակայանների զարգացման համար ջրամբարների կառուցումը կփոխի տեղական տարածքների էկոլոգիական միջավայրը։ Մի կողմից, դա պահանջում է որոշ հողերի ջրասույզ, ինչը կհանգեցնի ներգաղթյալների վերաբնակեցմանը։ Մյուս կողմից, դա կարող է վերականգնել տարածաշրջանի միկրոկլիման, ստեղծել նոր ջրային էկոլոգիական միջավայր, խթանել օրգանիզմների գոյատևումը և նպաստել մարդկային ջրհեղեղների դեմ պայքարին, ոռոգմանը, զբոսաշրջությանը և նավագնացության զարգացմանը։ Հետևաբար, հիդրոէլեկտրակայանների նախագծերի պլանավորման ժամանակ ընդհանուր առմամբ պետք է հաշվի առնվի էկոլոգիական միջավայրի վրա բացասական ազդեցության նվազագույնի հասցնելը, և հիդրոէլեկտրակայանների զարգացումն ավելի շատ առավելություններ ունի, քան թերություններ։
Հիդրոէներգիայի առավելությունների շնորհիվ, աշխարհի երկրներն այժմ որդեգրում են հիդրոէներգիայի զարգացմանը առաջնահերթություն տվող քաղաքականություն: 1990-ականներին հիդրոէներգիան կազմում էր Բրազիլիայի ընդհանուր տեղադրված հզորության 93.2%-ը, մինչդեռ այնպիսի երկրներում, ինչպիսիք են Նորվեգիան, Շվեյցարիան, Նոր Զելանդիան և Կանադան, հիդրոէներգիայի հարաբերակցությունը գերազանցում էր 50%-ը:
1990 թվականին աշխարհի որոշ երկրներում հիդրոէլեկտրակայանների արտադրության և շահագործելի էլեկտրաէներգիայի համամասնությունը կազմել է 74% Ֆրանսիայում, 72% Շվեյցարիայում, 66% Ճապոնիայում, 61% Պարագվայում, 55% Միացյալ Նահանգներում, 54% Եգիպտոսում, 50% Կանադայում, 17.3% Բրազիլիայում, 11% Հնդկաստանում և 6.6% Չինաստանում՝ նույն ժամանակահատվածում։