1、Sumber daya energi air
Sejarah perkembangan manusia dan pemanfaatan sumber daya tenaga air bermula sejak zaman dahulu kala. Menurut Penafsiran Undang-Undang Energi Terbarukan Republik Rakyat Tiongkok (disunting oleh Panitia Kerja Undang-Undang Komite Tetap Kongres Rakyat Nasional), definisi energi air adalah: panas angin dan matahari menyebabkan penguapan air, uap air membentuk hujan dan salju, jatuhnya hujan dan salju membentuk sungai dan anak sungai, dan aliran air menghasilkan energi, yang disebut energi air.
Konten utama pengembangan dan pemanfaatan sumber daya tenaga air kontemporer adalah pengembangan dan pemanfaatan sumber daya tenaga air, sehingga orang biasanya menggunakan sumber daya tenaga air, sumber daya tenaga hidrolik, dan sumber daya tenaga hidroelektrik sebagai sinonim. Namun, pada kenyataannya, sumber daya tenaga air mencakup berbagai konten seperti sumber daya energi hidrotermal, sumber daya energi hidro, sumber daya energi hidro, dan sumber daya energi air laut.
（1） Sumber daya air dan energi termal
Sumber daya air dan energi termal umumnya dikenal sebagai sumber air panas alami. Pada zaman dahulu, orang-orang mulai secara langsung memanfaatkan sumber daya air dan panas dari sumber air panas alami untuk membangun pemandian, berendam, mengobati penyakit, dan berolahraga. Orang-orang modern juga menggunakan sumber daya air dan energi termal untuk pembangkitan listrik dan pemanas. Islandia, misalnya, memiliki pembangkitan listrik tenaga air sebesar 7,08 miliar kilowatt jam pada tahun 2003, yang 1,41 miliar kilowatt jam dihasilkan dengan menggunakan energi panas bumi (yaitu sumber daya energi termal air). 86% penduduk negara itu telah menggunakan energi panas bumi (sumber daya energi termal air) untuk pemanas. Pembangkit listrik Yangbajing dengan kapasitas terpasang 25000 kilowatt telah dibangun di Xizang, yang juga menggunakan panas bumi (sumber daya energi air dan panas) untuk menghasilkan listrik. Menurut prediksi para ahli, energi suhu rendah (menggunakan air tanah sebagai media) yang dapat dikumpulkan oleh tanah dalam jarak hampir 100 meter di Cina setiap tahun dapat mencapai 150 miliar kilowatt. Saat ini, kapasitas terpasang pembangkit listrik panas bumi di China adalah 35.300 kilowatt.
（2） Sumber daya energi hidrolik
Energi hidrolik mencakup energi kinetik dan potensial air. Di Tiongkok kuno, sumber daya energi hidrolik dari sungai yang bergolak, air terjun, dan air terjun dimanfaatkan secara luas untuk membangun mesin seperti kincir air, kincir air, dan kincir air untuk irigasi air, pengolahan biji-bijian, dan pencacahan padi. Pada tahun 1830-an, stasiun hidrolik dikembangkan dan dimanfaatkan di Eropa untuk menyediakan tenaga bagi industri skala besar seperti pabrik tepung, pabrik kapas, dan pertambangan. Turbin air modern yang secara langsung menggerakkan pompa air sentrifugal untuk menghasilkan gaya sentrifugal untuk pengangkatan air dan irigasi, serta stasiun pompa palu air yang menggunakan aliran air untuk menghasilkan tekanan palu air dan membentuk tekanan air tinggi untuk pengangkatan air dan irigasi, semuanya merupakan pengembangan dan pemanfaatan langsung sumber daya energi air.
（3） Sumber daya energi hidroelektrik
Pada tahun 1880-an, ketika listrik ditemukan, motor listrik diproduksi berdasarkan teori elektromagnetik, dan pembangkit listrik tenaga air dibangun untuk mengubah energi hidrolik dari pembangkit listrik tenaga air menjadi energi listrik dan menyalurkannya kepada pengguna, mengawali periode pengembangan dan pemanfaatan sumber daya energi hidroelektrik yang pesat.
Sumber daya tenaga air yang kita maksud sekarang ini biasanya disebut sumber daya hidroelektrik. Selain sumber daya air sungai, lautan juga mengandung energi pasang surut, gelombang, garam, dan suhu yang sangat besar. Diperkirakan bahwa sumber daya tenaga air laut global adalah 76 miliar kilowatt, yang lebih dari 15 kali cadangan teoritis tenaga air sungai berbasis daratan. Di antaranya, energi pasang surut adalah 3 miliar kilowatt, energi gelombang adalah 3 miliar kilowatt, energi perbedaan suhu adalah 40 miliar kilowatt, dan energi perbedaan garam adalah 30 miliar kilowatt. Saat ini, hanya teknologi pengembangan dan pemanfaatan energi pasang surut yang telah mencapai tahap praktis yang dapat dikembangkan dalam skala besar dalam pemanfaatan sumber daya tenaga air laut oleh manusia. Pengembangan dan pemanfaatan sumber energi lainnya masih memerlukan penelitian lebih lanjut untuk mencapai hasil terobosan dalam kelayakan teknis dan ekonomis dan mencapai pengembangan dan pemanfaatan praktis. Pengembangan dan pemanfaatan energi laut yang biasa kita maksud adalah terutama pengembangan dan pemanfaatan energi pasang surut. Daya tarik Bulan dan Matahari terhadap permukaan laut Bumi menyebabkan fluktuasi periodik pada permukaan air, yang dikenal sebagai pasang surut laut. Fluktuasi air laut membentuk energi pasang surut. Pada prinsipnya, energi pasang surut adalah energi mekanik yang dihasilkan oleh fluktuasi permukaan pasang surut.
Penggilingan pasang surut muncul pada abad ke-11, dan pada awal abad ke-20, Jerman dan Prancis mulai membangun pembangkit listrik pasang surut kecil.
Diperkirakan bahwa energi pasang surut yang dapat dieksploitasi di dunia adalah antara 1 miliar hingga 1,1 miliar kilowatt, dengan pembangkitan daya tahunan sekitar 1.240 miliar kilowatt jam. Sumber daya energi pasang surut yang dapat dieksploitasi di Tiongkok memiliki kapasitas terpasang sebesar 21,58 juta kilowatt dan pembangkitan daya tahunan sebesar 30 miliar kilowatt jam.
Pembangkit listrik pasang surut terbesar di dunia saat ini adalah pembangkit listrik pasang surut Rennes di Prancis, dengan kapasitas terpasang 240.000 kilowatt. Pembangkit listrik pasang surut pertama di Tiongkok, Pembangkit Listrik Pasang Surut Jizhou di Guangdong, dibangun pada tahun 1958 dengan kapasitas terpasang 40 kilowatt. Pembangkit Listrik Pasang Surut Zhejiang Jiangxia, dibangun pada tahun 1985, memiliki total kapasitas terpasang 3.200 kilowatt, menempati peringkat ketiga di dunia.
Selain itu, di lautan Tiongkok, cadangan energi gelombang sekitar 12,85 juta kilowatt, energi pasang surut sekitar 13,94 juta kilowatt, energi perbedaan garam sekitar 125 juta kilowatt, dan energi perbedaan suhu sekitar 1,321 miliar kilowatt. Singkatnya, total energi laut di Tiongkok sekitar 1,5 miliar kilowatt, yang lebih dari dua kali lipat cadangan teoritis 694 juta kilowatt tenaga air sungai darat, dan memiliki prospek luas untuk pengembangan dan pemanfaatan. Saat ini, negara-negara di seluruh dunia sedang berinvestasi besar dalam meneliti pendekatan teknologi untuk mengembangkan dan memanfaatkan sumber daya energi yang sangat besar yang tersembunyi di lautan.
2、Sumber daya energi hidroelektrik
Sumber daya energi hidroelektrik secara umum mengacu pada penggunaan energi potensial dan kinetik aliran air sungai untuk melepaskan tenaga dan menggerakkan putaran generator hidroelektrik untuk menghasilkan listrik. Pembangkitan tenaga batu bara, minyak, gas alam, dan nuklir memerlukan konsumsi sumber daya bahan bakar yang tidak terbarukan, sedangkan pembangkitan tenaga hidroelektrik tidak mengonsumsi sumber daya air, tetapi memanfaatkan energi aliran sungai.
(1) Sumber Daya Energi Hidroelektrik Global
Total cadangan sumber daya tenaga air di sungai-sungai di seluruh dunia adalah 5,05 miliar kilowatt, dengan pembangkitan daya tahunan hingga 44,28 triliun kilowatt jam; Sumber daya tenaga air yang secara teknis dapat dieksploitasi adalah 2,26 miliar kilowatt, dan pembangkitan daya tahunan dapat mencapai 9,8 triliun kilowatt jam.
Pada tahun 1878, Prancis membangun pembangkit listrik tenaga air pertama di dunia dengan kapasitas terpasang 25 kilowatt. Sejauh ini, kapasitas terpasang pembangkit listrik tenaga air di seluruh dunia telah melampaui 760 juta kilowatt, dengan pembangkitan daya tahunan sebesar 3 triliun kilowatt jam.
（2） Sumber daya tenaga air Tiongkok
Tiongkok merupakan salah satu negara dengan sumber daya energi hidroelektrik terkaya di dunia. Menurut survei terbaru sumber daya tenaga hidro, cadangan teoritis energi air sungai di Tiongkok adalah 694 juta kilowatt, dan pembangkitan daya teoritis tahunan adalah 6,08 triliun kilowatt jam, menduduki peringkat pertama di dunia dalam hal cadangan teoritis tenaga hidro; Kapasitas sumber daya tenaga hidro Tiongkok yang dapat dieksploitasi secara teknis adalah 542 juta kilowatt, dengan pembangkitan daya tahunan sebesar 2,47 triliun kilowatt jam, dan kapasitas yang dapat dieksploitasi secara ekonomi adalah 402 juta kilowatt, dengan pembangkitan daya tahunan sebesar 1,75 triliun kilowatt jam, keduanya menduduki peringkat pertama di dunia.
Pada bulan Juli 1905, pembangkit listrik tenaga air pertama di Tiongkok, Pembangkit Listrik Tenaga Air Guishan di Provinsi Taiwan, dibangun dengan kapasitas terpasang sebesar 500 kVA. Pada tahun 1912, pembangkit listrik tenaga air pertama di Tiongkok Daratan, Pembangkit Listrik Tenaga Air Shilongba di Kunming, Provinsi Yunnan, selesai dibangun untuk pembangkitan listrik, dengan kapasitas terpasang sebesar 480 kilowatt. Pada tahun 1949, kapasitas terpasang tenaga air di negara tersebut adalah 163.000 kilowatt; Pada akhir tahun 1999, kapasitas tersebut telah berkembang menjadi 72,97 juta kilowatt, kedua setelah Amerika Serikat dan peringkat kedua di dunia; Pada tahun 2005, total kapasitas terpasang tenaga air di Tiongkok telah mencapai 115 juta kilowatt, peringkat pertama di dunia, mencakup 14,4% dari kapasitas tenaga air yang dapat dieksploitasi dan 20% dari total kapasitas terpasang industri listrik nasional.
（3） Karakteristik Energi Hidroelektrik
Energi hidroelektrik dihasilkan berulang kali melalui siklus hidrologi alam, dan dapat terus digunakan oleh manusia. Orang sering menggunakan frasa 'tak habis-habisnya' untuk menggambarkan energi hidroelektrik yang dapat diperbarui.
Energi hidroelektrik tidak mengonsumsi bahan bakar atau mengeluarkan zat berbahaya selama produksi dan operasi. Biaya pengelolaan dan operasi, biaya pembangkitan listrik, dan dampak lingkungannya jauh lebih rendah daripada pembangkitan listrik termal, sehingga menjadikannya sumber energi hijau berbiaya rendah.
Energi hidro memiliki kinerja pengaturan yang baik, start-up yang cepat, dan memainkan peran penting dalam pengoperasian jaringan listrik. Energi ini cepat dan efektif, mengurangi kehilangan pasokan listrik dalam situasi darurat dan kecelakaan, serta memastikan keamanan pasokan listrik.
Energi hidroelektrik dan energi mineral termasuk dalam energi primer berbasis sumber daya, yang diubah menjadi energi listrik dan disebut energi sekunder. Pengembangan energi hidroelektrik merupakan sumber energi yang melengkapi pengembangan energi primer dan produksi energi sekunder secara bersamaan, dengan fungsi ganda yaitu konstruksi energi primer dan konstruksi energi sekunder; Tidak memerlukan proses ekstraksi, transportasi, dan penyimpanan mineral energi tunggal, sehingga sangat mengurangi biaya bahan bakar.
Pembangunan waduk untuk pengembangan tenaga air akan mengubah lingkungan ekologi daerah setempat. Di satu sisi, pembangunan waduk tersebut mengharuskan terendamnya sebagian lahan, yang mengakibatkan relokasi para imigran; Di sisi lain, pembangunan waduk dapat memulihkan iklim mikro di wilayah tersebut, menciptakan lingkungan ekologi perairan baru, meningkatkan kelangsungan hidup organisme, dan memfasilitasi pengendalian banjir, irigasi, pariwisata, dan pengembangan pelayaran oleh manusia. Oleh karena itu, dalam perencanaan proyek tenaga air, pertimbangan menyeluruh harus diberikan untuk meminimalkan dampak buruk terhadap lingkungan ekologi, dan pengembangan tenaga air memiliki lebih banyak keuntungan daripada kerugian.
Karena keunggulan energi hidro, negara-negara di seluruh dunia kini mengadopsi kebijakan yang memprioritaskan pengembangan tenaga hidro. Pada tahun 1990-an, tenaga hidro menyumbang 93,2% dari total kapasitas terpasang Brasil, sementara negara-negara seperti Norwegia, Swiss, Selandia Baru, dan Kanada memiliki rasio tenaga hidro lebih dari 50%.
Pada tahun 1990, proporsi pembangkit listrik tenaga air terhadap listrik yang dapat dimanfaatkan di beberapa negara di dunia adalah 74% di Prancis, 72% di Swiss, 66% di Jepang, 61% di Paraguay, 55% di Amerika Serikat, 54% di Mesir, 50% di Kanada, 17,3% di Brasil, 11% di India, dan 6,6% di Cina selama periode yang sama.
Waktu posting: 24-Sep-2024
