Sudah 111 tahun sejak Tiongkok memulai pembangunan pembangkit listrik tenaga air Shilongba, pembangkit listrik tenaga air pertama pada tahun 1910. Dalam lebih dari 100 tahun ini, dari kapasitas terpasang pembangkit listrik tenaga air Shilongba yang hanya 480 kW menjadi 370 juta kW yang kini menempati peringkat pertama di dunia, industri air dan listrik Tiongkok telah mencapai prestasi yang luar biasa. Kita berada di industri batubara, dan kita akan mendengar beberapa berita tentang tenaga air, tetapi kita tidak banyak mengetahui tentang industri tenaga air.
01 Prinsip pembangkitan daya tenaga air
Pembangkit listrik tenaga air sebenarnya adalah proses mengubah energi potensial air menjadi energi mekanik, dan kemudian dari energi mekanik menjadi energi listrik. Secara umum, ini adalah penggunaan air sungai yang mengalir untuk memutar motor guna menghasilkan tenaga, dan energi yang terkandung dalam sungai atau bagian dari cekungannya bergantung pada volume air dan ketinggian jatuhnya.
Volume air sungai tidak dikendalikan oleh badan hukum mana pun, dan penurunan debitnya tidak menjadi masalah. Oleh karena itu, ketika membangun pembangkit listrik tenaga air, Anda dapat memilih untuk membangun bendungan dan mengalihkan air untuk memusatkan penurunan debit, sehingga dapat meningkatkan tingkat pemanfaatan sumber daya air.
Pembangunan bendungan adalah pembuatan bendungan di bagian sungai dengan penurunan ketinggian yang besar, membangun waduk untuk menyimpan air dan menaikkan permukaan air, seperti Pembangkit Listrik Tenaga Air Tiga Ngarai; Pengalihan mengacu pada pengalihan air dari waduk hulu ke hilir melalui saluran pengalihan, seperti pembangkit listrik tenaga air Jinping II.
02 karakteristik tenaga air
Keunggulan PLTA terutama meliputi perlindungan dan regenerasi lingkungan, efisiensi dan fleksibilitas tinggi, biaya perawatan rendah, dan sebagainya.
Perlindungan lingkungan dan energi terbarukan seharusnya menjadi keunggulan terbesar dari PLTA. PLTA hanya menggunakan energi yang ada di dalam air, tidak mengonsumsi air, dan tidak akan menyebabkan polusi.
Generator turbin air, peralatan daya utama pembangkit listrik tenaga air, tidak hanya efisien, tetapi juga fleksibel dalam memulai dan beroperasi. Generator ini dapat memulai operasi dengan cepat dari keadaan statis dalam beberapa menit dan menyelesaikan tugas menambah dan mengurangi beban dalam beberapa detik. Tenaga air dapat digunakan untuk melakukan tugas-tugas pengurangan beban puncak, modulasi frekuensi, siaga beban, dan siaga darurat pada sistem tenaga listrik.
Pembangkit listrik tenaga air tidak mengkonsumsi bahan bakar, tidak membutuhkan banyak tenaga kerja dan fasilitas yang diinvestasikan dalam penambangan dan pengangkutan bahan bakar, memiliki peralatan yang sederhana, sedikit operator, sedikit daya bantu, masa pakai peralatan yang lama, dan biaya operasi dan pemeliharaan yang rendah. Oleh karena itu, biaya produksi listrik pembangkit listrik tenaga air rendah, yaitu hanya 1/5-1/8 dari biaya pembangkit listrik tenaga termal, dan tingkat pemanfaatan energi pembangkit listrik tenaga air tinggi, hingga lebih dari 85%, sedangkan efisiensi energi termal pembangkit listrik tenaga batubara hanya sekitar 40%.
Kelemahan utama pembangkit listrik tenaga air meliputi sangat dipengaruhi oleh iklim, terbatas oleh kondisi geografis, investasi besar di tahap awal, dan kerusakan lingkungan ekologis.
Pembangkit listrik tenaga air sangat dipengaruhi oleh curah hujan. Baik musim kering maupun musim hujan merupakan faktor penting dalam pengadaan batu bara untuk pembangkit listrik tenaga termal. Produksi listrik tenaga air stabil menurut tahun dan provinsi, tetapi bergantung pada "hari" jika dirinci berdasarkan bulan, kuartal, dan wilayah. Oleh karena itu, pembangkit listrik tenaga air tidak dapat menyediakan daya yang stabil dan andal seperti pembangkit listrik tenaga termal.
Terdapat perbedaan besar antara wilayah Selatan dan Utara dalam hal musim hujan dan musim kering. Namun, menurut statistik pembangkitan tenaga air setiap bulan dari tahun 2013 hingga 2021, secara keseluruhan, musim hujan di Tiongkok berlangsung sekitar Juni hingga Oktober dan musim kering sekitar Desember hingga Februari. Perbedaan antara keduanya bisa lebih dari dua kali lipat. Pada saat yang sama, kita juga dapat melihat bahwa di tengah peningkatan kapasitas terpasang, pembangkitan listrik dari Januari hingga Maret tahun ini jauh lebih rendah daripada tahun-tahun sebelumnya, dan pembangkitan listrik pada bulan Maret bahkan setara dengan tahun 2015. Hal ini cukup untuk menunjukkan "ketidakstabilan" pembangkitan tenaga air.
Dibatasi oleh kondisi objektif. Pembangkit listrik tenaga air tidak dapat dibangun di tempat yang sudah ada air. Pembangunan pembangkit listrik tenaga air dibatasi oleh geologi, ketinggian muka air tanah, laju aliran air, relokasi penduduk, dan bahkan pembagian wilayah administratif. Misalnya, proyek konservasi air Ngarai Heishan yang disebutkan pada Kongres Rakyat Nasional tahun 1956 belum disahkan karena koordinasi kepentingan yang buruk antara Gansu dan Ningxia. Hingga muncul kembali dalam usulan sidang dua sesi tahun ini, masih belum diketahui kapan pembangunan dapat dimulai.
Investasi yang dibutuhkan untuk pembangkit listrik tenaga air sangat besar. Pekerjaan penggalian tanah, penggalian batu, dan pengecoran beton untuk pembangunan pembangkit listrik tenaga air sangat besar, dan biaya relokasi yang harus dibayarkan juga sangat besar; terlebih lagi, investasi awal tidak hanya tercermin dalam modal, tetapi juga dalam waktu. Karena kebutuhan akan relokasi dan koordinasi berbagai departemen, siklus pembangunan banyak pembangkit listrik tenaga air akan jauh lebih lambat dari yang direncanakan.
Mengambil contoh Pembangkit Listrik Tenaga Air Baihetan yang sedang dibangun, proyek ini dimulai pada tahun 1958 dan dimasukkan dalam "rencana lima tahun ketiga" pada tahun 1965. Namun, setelah beberapa kali mengalami kendala, proyek ini baru resmi dimulai pada Agustus 2011. Hingga saat ini, Pembangkit Listrik Tenaga Air Baihetan belum selesai. Tidak termasuk desain dan perencanaan awal, siklus konstruksi sebenarnya akan memakan waktu setidaknya 10 tahun.
Waduk-waduk besar menyebabkan banjir skala besar di hulu bendungan, terkadang merusak dataran rendah, lembah sungai, hutan, dan padang rumput. Pada saat yang sama, hal itu juga akan memengaruhi ekosistem perairan di sekitar waduk. Dampaknya sangat besar terhadap ikan, unggas air, dan hewan lainnya.
03 Situasi terkini pengembangan PLTA di Tiongkok
Dalam beberapa tahun terakhir, pembangkit listrik tenaga air terus mengalami pertumbuhan, tetapi tingkat pertumbuhan dalam lima tahun terakhir tergolong rendah.
Pada tahun 2020, kapasitas pembangkit listrik tenaga air mencapai 1355,21 miliar kWh, dengan peningkatan tahunan sebesar 3,9%. Namun, selama periode Rencana Lima Tahun ke-13, tenaga angin dan optoelektronik berkembang pesat, melebihi target perencanaan, sementara tenaga air hanya mencapai sekitar setengah dari target perencanaan. Selama 20 tahun terakhir, proporsi tenaga air dalam total pembangkit listrik relatif stabil, dipertahankan pada angka 14% – 19%.
Dari tingkat pertumbuhan pembangkit listrik China, dapat dilihat bahwa tingkat pertumbuhan PLTA telah melambat dalam lima tahun terakhir, pada dasarnya tetap berada di sekitar 5%.
Saya rasa alasan perlambatan tersebut adalah, di satu sisi, penutupan PLTA skala kecil, yang secara jelas disebutkan dalam rencana lima tahun ke-13 untuk melindungi dan memperbaiki lingkungan ekologi. Terdapat 4705 PLTA skala kecil yang perlu diperbaiki dan dihentikan operasinya di Provinsi Sichuan saja;
Di sisi lain, sumber daya pengembangan PLTA skala besar di Tiongkok masih kurang. Tiongkok telah membangun banyak pembangkit listrik tenaga air seperti Three Gorges, Gezhouba, Wudongde, Xiangjiaba, dan Baihetan. Sumber daya untuk pembangunan kembali pembangkit listrik tenaga air skala besar mungkin hanya berupa "tikungan besar" Sungai Yarlung Zangbo. Namun, karena wilayah tersebut melibatkan struktur geologi, pengendalian lingkungan cagar alam, dan hubungan dengan negara-negara sekitarnya, hal ini sulit untuk diatasi sebelumnya.
Pada saat yang sama, dapat juga dilihat dari tingkat pertumbuhan pembangkit listrik dalam 20 tahun terakhir bahwa tingkat pertumbuhan tenaga termal pada dasarnya sinkron dengan tingkat pertumbuhan total pembangkit listrik, sedangkan tingkat pertumbuhan tenaga air tidak terkait dengan tingkat pertumbuhan total pembangkit listrik, menunjukkan keadaan "naik setiap dua tahun". Meskipun ada alasan untuk proporsi tenaga termal yang tinggi, hal itu juga mencerminkan ketidakstabilan tenaga air sampai batas tertentu.
Dalam proses penurunan proporsi energi termal, energi hidro belum memainkan peran besar. Meskipun berkembang pesat, energi hidro hanya dapat mempertahankan proporsinya dalam total pembangkitan listrik di tengah peningkatan besar pembangkitan listrik nasional. Penurunan proporsi energi termal terutama disebabkan oleh sumber energi bersih lainnya, seperti energi angin, fotovoltaik, gas alam, energi nuklir, dan sebagainya.
Konsentrasi sumber daya tenaga air yang berlebihan
Total pembangkit listrik tenaga air di provinsi Sichuan dan Yunnan mencapai hampir setengah dari total pembangkit listrik tenaga air nasional, dan masalah yang timbul adalah daerah yang kaya akan sumber daya tenaga air mungkin tidak mampu menyerap pembangkit listrik tenaga air lokal, sehingga mengakibatkan pemborosan energi. Dua pertiga dari air dan listrik yang terbuang di cekungan sungai utama di Tiongkok berasal dari Provinsi Sichuan, hingga 20,2 miliar kWh, sementara lebih dari setengah dari listrik yang terbuang di provinsi Sichuan berasal dari aliran utama Sungai Dadu.
Di seluruh dunia, tenaga air Tiongkok telah berkembang pesat dalam 10 tahun terakhir. Tiongkok hampir sepenuhnya mendorong pertumbuhan tenaga air global dengan kekuatannya sendiri. Hampir 80% pertumbuhan konsumsi tenaga air global berasal dari Tiongkok, dan konsumsi tenaga air Tiongkok menyumbang lebih dari 30% dari total konsumsi tenaga air global.
Namun, proporsi konsumsi tenaga air yang sangat besar dalam total konsumsi energi primer Tiongkok hanya sedikit lebih tinggi dari rata-rata dunia, kurang dari 8% pada tahun 2019. Bahkan jika tidak dibandingkan dengan negara-negara maju seperti Kanada dan Norwegia, proporsi konsumsi tenaga air jauh lebih rendah daripada Brasil, yang juga merupakan negara berkembang. Tiongkok memiliki sumber daya tenaga air sebesar 680 juta kilowatt, menempati peringkat pertama di dunia. Pada tahun 2020, kapasitas terpasang tenaga air akan mencapai 370 juta kilowatt. Dari perspektif ini, industri tenaga air Tiongkok masih memiliki ruang pengembangan yang besar.
04 Tren perkembangan PLTA di masa depan di Tiongkok
Pembangkit listrik tenaga air akan mempercepat pertumbuhannya dalam beberapa tahun ke depan dan akan terus meningkat proporsinya dalam total produksi listrik.
Di satu sisi, selama periode Rencana Lima Tahun ke-14, lebih dari 50 juta kilowatt tenaga air dapat dioperasikan di Tiongkok, termasuk Pembangkit Listrik Tenaga Air Wudongde dan Baihetan dari kelompok Tiga Ngarai dan pembangkit listrik tenaga air di bagian tengah Sungai Yalong. Selain itu, proyek pengembangan tenaga air di bagian hilir Sungai Yarlung Zangbo telah dimasukkan dalam rencana lima tahun ke-14, dengan sumber daya yang secara teknis dapat dieksploitasi sebesar 70 juta kilowatt, yang setara dengan lebih dari tiga pembangkit listrik tenaga air Tiga Ngarai, yang berarti bahwa tenaga air telah kembali mengalami perkembangan pesat;
Di sisi lain, pengurangan skala pembangkit listrik tenaga termal jelas dapat diprediksi. Baik dari perspektif perlindungan lingkungan, keamanan energi, maupun perkembangan teknologi, pembangkit listrik tenaga termal akan terus mengurangi peran pentingnya di bidang kelistrikan.
Dalam beberapa tahun ke depan, kecepatan perkembangan tenaga air masih belum dapat dibandingkan dengan energi baru. Bahkan dalam proporsi total pembangkitan listrik, tenaga air mungkin akan disalip oleh pendatang baru di bidang energi. Jika waktunya diperpanjang, dapat dikatakan bahwa tenaga air akan disalip oleh energi baru.
Waktu posting: 12 April 2022
