1、 Risorse energetiche idriche
La storia dello sviluppo umano e dell'utilizzo delle risorse idroelettriche risale a tempi antichissimi. Secondo l'Interpretazione della Legge sulle Energie Rinnovabili della Repubblica Popolare Cinese (redatta dal Comitato di Lavoro Legislativo del Comitato Permanente dell'Assemblea Nazionale del Popolo), la definizione di energia idrica è la seguente: il calore del vento e del sole provoca l'evaporazione dell'acqua, il vapore acqueo forma pioggia e neve, la caduta di pioggia e neve forma fiumi e torrenti, e il flusso dell'acqua produce energia, chiamata energia idrica.
Il contenuto principale dello sviluppo e dell'utilizzo delle risorse idroelettriche contemporanee è lo sviluppo e l'utilizzo delle stesse, quindi i termini "risorse idriche", "risorse idrauliche" e "risorse idroelettriche" sono generalmente usati come sinonimi. Tuttavia, in realtà, le risorse idroelettriche includono un'ampia gamma di contenuti, come risorse idrotermiche, risorse idroelettriche, risorse idroelettriche e risorse energetiche derivanti dall'acqua di mare.
（1） Risorse idriche ed energetiche termiche
Le risorse idriche e termali sono comunemente note come sorgenti termali naturali. Nell'antichità, le persone iniziarono a utilizzare direttamente le risorse idriche e termali delle sorgenti termali naturali per costruire bagni, lavarsi, curare malattie e fare esercizio fisico. Anche le persone moderne utilizzano le risorse idriche e termali per la produzione di energia e il riscaldamento. L'Islanda, ad esempio, nel 2003 aveva una produzione idroelettrica di 7,08 miliardi di kilowattora, di cui 1,41 miliardi di kilowattora generati utilizzando l'energia geotermica (ovvero le risorse idriche termiche). L'86% della popolazione del paese ha utilizzato l'energia geotermica (risorse idriche termiche) per il riscaldamento. La centrale elettrica di Yangbajing, con una capacità installata di 25.000 kilowatt, è stata costruita a Xizang e utilizza anch'essa l'energia geotermica (risorse idriche e termiche) per generare elettricità. Secondo le previsioni degli esperti, l'energia a bassa temperatura (utilizzando le falde acquifere come mezzo) che può essere raccolta dal suolo entro quasi 100 metri in Cina ogni anno può raggiungere i 150 miliardi di kilowatt. Attualmente, la capacità installata di generazione di energia geotermica in Cina è di 35.300 kilowatt.
(2) Risorse energetiche idrauliche
L'energia idraulica comprende l'energia cinetica e potenziale dell'acqua. Nell'antica Cina, le risorse di energia idraulica di fiumi turbolenti, cascate e cascate erano ampiamente utilizzate per costruire macchinari come ruote idrauliche, mulini ad acqua e mulini per l'irrigazione, la lavorazione dei cereali e la pilatura del riso. Negli anni '30 del XIX secolo, le centrali idrauliche furono sviluppate e utilizzate in Europa per fornire energia a industrie su larga scala come mulini per la farina, cotonifici e attività minerarie. Le moderne turbine idrauliche che azionano direttamente pompe idrauliche centrifughe per generare forza centrifuga per il sollevamento dell'acqua e l'irrigazione, così come le stazioni di pompaggio a colpo d'ariete che utilizzano il flusso d'acqua per generare la pressione del colpo d'ariete e generare un'elevata pressione idrica per il sollevamento dell'acqua e l'irrigazione, sono tutte sviluppate e utilizzate direttamente dalle risorse di energia idrica.
(3) Risorse di energia idroelettrica
Negli anni '80 del XIX secolo, quando fu scoperta l'elettricità, vennero realizzati motori elettrici basati sulla teoria elettromagnetica e vennero costruite centrali idroelettriche per convertire l'energia idraulica delle centrali idroelettriche in energia elettrica e distribuirla agli utenti, inaugurando un periodo di vigoroso sviluppo e utilizzo delle risorse energetiche idroelettriche.
Le risorse idroelettriche a cui ci riferiamo ora sono solitamente chiamate risorse idroelettriche. Oltre alle risorse idriche fluviali, l'oceano contiene anche un'enorme quantità di energia derivante dalle maree, dalle onde, dal sale e dalla temperatura. Si stima che le risorse idroelettriche oceaniche globali ammontino a 76 miliardi di kilowatt, ovvero oltre 15 volte le riserve teoriche dell'energia idroelettrica fluviale terrestre. Tra queste, l'energia delle maree ammonta a 3 miliardi di kilowatt, l'energia delle onde a 3 miliardi di kilowatt, l'energia da differenza di temperatura a 40 miliardi di kilowatt e l'energia da differenza di sale a 30 miliardi di kilowatt. Attualmente, solo lo sviluppo e l'utilizzo della tecnologia dell'energia delle maree ha raggiunto una fase pratica che può essere sviluppata su larga scala nell'utilizzo delle risorse idroelettriche marine da parte dell'uomo. Lo sviluppo e l'utilizzo di altre fonti energetiche necessitano ancora di ulteriori ricerche per ottenere risultati rivoluzionari in termini di fattibilità tecnica ed economica e per raggiungere uno sviluppo e un utilizzo concreti. Lo sviluppo e l'utilizzo dell'energia oceanica a cui ci riferiamo solitamente riguarda principalmente lo sviluppo e l'utilizzo dell'energia delle maree. L'attrazione della Luna e del Sole sulla superficie marina terrestre causa fluttuazioni periodiche del livello dell'acqua, note come maree oceaniche. La fluttuazione dell'acqua marina genera energia mareomotrice. In linea di principio, l'energia mareomotrice è un'energia meccanica generata dalle fluttuazioni dei livelli di marea.
I mulini a marea apparvero nell'XI secolo e all'inizio del XX secolo la Germania e la Francia iniziarono a costruire piccole centrali elettriche a marea.
Si stima che l'energia mareomotrice sfruttabile a livello mondiale sia compresa tra 1 e 1,1 miliardi di kilowatt, con una produzione annua di energia di circa 1.240 miliardi di kilowattora. Le risorse sfruttabili di energia mareomotrice della Cina hanno una capacità installata di 21,58 milioni di kilowatt e una produzione annua di energia di 30 miliardi di kilowattora.
Attualmente, la più grande centrale mareomotrice al mondo è la centrale mareomotrice di Rennes, in Francia, con una capacità installata di 240.000 kilowatt. La prima centrale mareomotrice in Cina, la centrale mareomotrice di Jizhou nel Guangdong, fu costruita nel 1958 con una capacità installata di 40 kilowatt. La centrale mareomotrice di Zhejiang Jiangxia, costruita nel 1985, ha una capacità installata totale di 3.200 kilowatt, classificandosi al terzo posto al mondo.
Inoltre, negli oceani cinesi, le riserve di energia delle onde ammontano a circa 12,85 milioni di kilowatt, l'energia delle maree a circa 13,94 milioni di kilowatt, l'energia da differenza di temperatura a circa 125 milioni di kilowatt. In sintesi, l'energia oceanica totale in Cina ammonta a circa 1,5 miliardi di kilowatt, più del doppio della riserva teorica di 694 milioni di kilowatt di energia idroelettrica fluviale terrestre, con ampie prospettive di sviluppo e utilizzo. Oggigiorno, i paesi di tutto il mondo stanno investendo massicciamente nella ricerca di approcci tecnologici per sviluppare e utilizzare le enormi risorse energetiche nascoste nell'oceano.
2、 Risorse di energia idroelettrica
Le risorse di energia idroelettrica si riferiscono generalmente all'utilizzo dell'energia potenziale e cinetica del flusso d'acqua fluviale per scaricare lavoro e azionare la rotazione di generatori idroelettrici per generare elettricità. La produzione di energia da carbone, petrolio, gas naturale e nucleare richiede il consumo di combustibili non rinnovabili, mentre la produzione di energia idroelettrica non consuma risorse idriche, ma utilizza l'energia del flusso fluviale.
（1） Risorse energetiche idroelettriche globali
Le riserve totali di risorse idroelettriche nei fiumi di tutto il mondo ammontano a 5,05 miliardi di kilowatt, con una produzione annua di energia fino a 44,28 trilioni di kilowattora; le risorse idroelettriche tecnicamente sfruttabili ammontano a 2,26 miliardi di kilowatt e la produzione annua di energia può raggiungere i 9,8 trilioni di kilowattora.
Nel 1878, la Francia costruì la prima centrale idroelettrica al mondo con una capacità installata di 25 kilowatt. Ad oggi, la capacità idroelettrica installata a livello mondiale ha superato i 760 milioni di kilowatt, con una produzione annua di energia di 3 trilioni di kilowattora.
(2) Le risorse idroelettriche della Cina
La Cina è uno dei paesi con le più ricche risorse idroelettriche al mondo. Secondo l'ultimo censimento delle risorse idroelettriche, le riserve teoriche di energia fluviale in Cina ammontano a 694 milioni di kilowatt e la produzione teorica annua di energia elettrica è di 6,08 trilioni di kilowattora, posizionandosi al primo posto al mondo in termini di riserve teoriche di energia idroelettrica. La capacità tecnicamente sfruttabile delle risorse idroelettriche della Cina è di 542 milioni di kilowatt, con una produzione annua di energia elettrica di 2,47 trilioni di kilowattora, e la capacità economicamente sfruttabile è di 402 milioni di kilowatt, con una produzione annua di energia elettrica di 1,75 trilioni di kilowattora, entrambe al primo posto al mondo.
Nel luglio del 1905, fu costruita la prima centrale idroelettrica cinese, la centrale idroelettrica di Guishan nella provincia di Taiwan, con una capacità installata di 500 kVA. Nel 1912, fu completata la prima centrale idroelettrica della Cina continentale, la centrale idroelettrica di Shilongba a Kunming, nella provincia dello Yunnan, con una capacità installata di 480 kilowatt. Nel 1949, la capacità idroelettrica installata nel paese era di 163.000 kilowatt; alla fine del 1999, aveva raggiunto i 72,97 milioni di kilowatt, seconda solo agli Stati Uniti e seconda al mondo; nel 2005, la capacità idroelettrica installata totale in Cina aveva raggiunto i 115 milioni di kilowatt, posizionandosi al primo posto al mondo, rappresentando il 14,4% della capacità idroelettrica sfruttabile e il 20% della capacità installata totale del settore energetico nazionale.
(3) Caratteristiche dell'energia idroelettrica
L'energia idroelettrica si rigenera ripetutamente grazie al ciclo idrologico della natura e può essere utilizzata ininterrottamente dagli esseri umani. Spesso si usa l'espressione "inesauribile" per descrivere la rinnovabilità dell'energia idroelettrica.
L'energia idroelettrica non consuma combustibile né emette sostanze nocive durante la produzione e il funzionamento. I suoi costi di gestione e di esercizio, i costi di produzione di energia e l'impatto ambientale sono molto inferiori a quelli della produzione di energia termoelettrica, rendendola una fonte di energia verde a basso costo.
L'energia idroelettrica offre buone prestazioni di regolazione, un avvio rapido e contribuisce a ridurre i picchi di potenza nel funzionamento della rete elettrica. È rapida ed efficace, riducendo le perdite di alimentazione in situazioni di emergenza e incidenti e garantendo la sicurezza dell'approvvigionamento energetico.
L'energia idroelettrica e l'energia minerale appartengono all'energia primaria basata sulle risorse, che viene convertita in energia elettrica e chiamata energia secondaria. Lo sviluppo dell'energia idroelettrica è una fonte energetica che completa simultaneamente sia lo sviluppo dell'energia primaria che la produzione di energia secondaria, con la duplice funzione di produzione di energia primaria e secondaria; non è necessario un unico processo di estrazione, trasporto e stoccaggio di energia minerale, riducendo notevolmente i costi del combustibile.
La costruzione di bacini idrici per lo sviluppo idroelettrico modificherà l'ambiente ecologico delle aree locali. Da un lato, richiederà la sommersione di parte del territorio, con conseguente trasferimento degli immigrati; dall'altro, potrà ripristinare il microclima della regione, creare un nuovo ambiente ecologico acquatico, promuovere la sopravvivenza degli organismi e facilitare il controllo delle inondazioni, l'irrigazione, il turismo e lo sviluppo della navigazione. Pertanto, nella pianificazione dei progetti idroelettrici, si dovrebbe prestare attenzione alla minimizzazione dell'impatto negativo sull'ambiente ecologico, e lo sviluppo idroelettrico presenta più vantaggi che svantaggi.
Grazie ai vantaggi dell'energia idroelettrica, i paesi di tutto il mondo stanno ora adottando politiche che ne privilegiano lo sviluppo. Negli anni '90, l'energia idroelettrica rappresentava il 93,2% della capacità installata totale del Brasile, mentre paesi come Norvegia, Svizzera, Nuova Zelanda e Canada avevano percentuali di energia idroelettrica superiori al 50%.
Nel 1990, la percentuale di produzione di energia idroelettrica rispetto all'elettricità sfruttabile in alcuni paesi del mondo era del 74% in Francia, del 72% in Svizzera, del 66% in Giappone, del 61% in Paraguay, del 55% negli Stati Uniti, del 54% in Egitto, del 50% in Canada, del 17,3% in Brasile, dell'11% in India e del 6,6% in Cina nello stesso periodo.
Data di pubblicazione: 24 settembre 2024
