המצב הנוכחי ותחזיות השוק העתידיות של תעשיית האנרגיה ההידרואלקטרית של סין

לאנרגיה הידרואלקטרית היסטוריה ארוכה של פיתוח ושרשרת תעשייתית שלמה
אנרגיה הידרואלקטרית היא טכנולוגיית אנרגיה מתחדשת המשתמשת באנרגיה הקינטית של מים לייצור חשמל. זוהי אנרגיה נקייה בשימוש נרחב עם יתרונות רבים, כגון התחדשות, פליטות נמוכות, יציבות ובקרה. עקרון הפעולה של אנרגיה הידרואלקטרית מבוסס על רעיון פשוט: שימוש באנרגיה הקינטית של זרימת המים כדי להניע את הטורבינה, אשר לאחר מכן מפעילה את הגנרטור לייצור חשמל. שלבי ייצור האנרגיה הידרואלקטרית הם: הסטת מים ממאגר או נהר, הדורשים מקור מים, בדרך כלל מאגר (מאגר מלאכותי) או נהר טבעי, המספק חשמל; הנחיית זרימת המים, זרימת המים מוכוונת ללהבי הטורבינה דרך תעלת ההטיה. תעלת ההטיה יכולה לשלוט בזרימת זרימת המים כדי להתאים את כושר ייצור החשמל; הטורבינה פועלת, וזרימת המים פוגעת בלהבי הטורבינה כדי לגרום לה להסתובב. הטורבינה דומה לגלגל הרוח בייצור אנרגיית רוח; הגנרטור מייצר חשמל, ופועלת הטורבינה מפעילה את הגנרטור, המייצר חשמל באמצעות עקרון האינדוקציה האלקטרומגנטית; העברת חשמל, החשמל המיוצר מועבר לרשת החשמל ומסופק לערים, תעשיות ומשקי בית. ישנם סוגים רבים של אנרגיה הידרואלקטרית. על פי עקרונות עבודה ותרחישי יישום שונים, ניתן לחלק זאת לייצור חשמל בנהרות, ייצור חשמל ממאגרים, ייצור חשמל מגאות ושפל וימי, ואנרגיית הידרואלקטרית קטנה. לאנרגיית הידרואלקטרית יתרונות רבים, אך גם כמה חסרונות. היתרונות הם בעיקר: אנרגיית הידרואלקטרית היא מקור אנרגיה מתחדש. אנרגיית הידרואלקטרית מסתמכת על זרימת מים, ולכן היא מתחדשת ולא תתרוקן; זהו מקור אנרגיה נקי. אנרגיית הידרואלקטרית אינה מייצרת גזי חממה ומזהמי אוויר, ויש לה השפעה מועטה על הסביבה; היא ניתנת לשליטה. ניתן להתאים תחנות אנרגיית הידרואלקטרית לפי הביקוש כדי לספק חשמל בסיסי אמין. החסרונות העיקריים הם: פרויקטים של אנרגיית הידרואלקטרית בקנה מידה גדול עלולים לגרום נזק למערכת האקולוגית, כמו גם לבעיות חברתיות כמו הגירת תושבים והפקעת קרקעות; אנרגיית הידרואלקטרית מוגבלת על ידי זמינות משאבי מים, ובצורת או ירידה בזרימת המים עלולים להשפיע על כושר ייצור החשמל.
לאנרגיה הידרואלקטרית, כצורת אנרגיה מתחדשת, היסטוריה ארוכה. טורבינות מים וגלגלי מים מוקדמים: כבר במאה ה-2 לפני הספירה, אנשים החלו להשתמש בטורבינות מים וגלגלי מים כדי להניע מכונות כמו טחנות ומנסרות. מכונות אלו משתמשות באנרגיה הקינטית של זרימת המים כדי לעבוד. הופעת ייצור החשמל: בסוף המאה ה-19, אנשים החלו להשתמש בתחנות כוח הידרואלקטריות כדי להמיר אנרגיית מים לחשמל. תחנת הכוח ההידרואלקטרית המסחרית הראשונה בעולם נבנתה בוויסקונסין, ארה"ב בשנת 1882. בניית סכרים ומאגרים: בתחילת המאה ה-20, היקף האנרגיה ההידרואלקטרית התרחב משמעותית עם בניית סכרים ומאגרים. פרויקטים מפורסמים של סכרים כוללים את סכר הובר בארצות הברית וסכר שלושת הערוצים בסין. התקדמות טכנולוגית: עם הזמן, טכנולוגיית האנרגיה ההידרואלקטרית שופרה ללא הרף, כולל הכנסת טורבינות, גנרטורים של טורבינות ומערכות בקרה חכמות, אשר שיפרו את היעילות והאמינות של האנרגיה ההידרואלקטרית.

אנרגיה הידרואלקטרית היא מקור אנרגיה נקי ומתחדש, ושרשרת התעשייה שלה מכסה מספר חוליות מרכזיות, כולל ניהול משאבי מים ועד העברת חשמל. החוליה הראשונה בשרשרת תעשיית האנרגיה ההידרואלקטרית היא ניהול משאבי מים. זה כולל תזמון, אחסון וחלוקה של זרימת מים כדי להבטיח שניתן יהיה לספק מים ביציבות לטורבינות לייצור חשמל. ניהול משאבי מים דורש בדרך כלל ניטור פרמטרים כגון משקעים, קצב זרימת מים ומפלס מים על מנת לקבל החלטות מתאימות. ניהול משאבי מים מודרני מתמקד גם בקיימות כדי להבטיח שניתן לשמור על כושר ייצור החשמל גם בתנאים קיצוניים כמו בצורת. סכרים ומאגרים הם מתקנים מרכזיים בשרשרת תעשיית האנרגיה ההידרואלקטרית. סכרים משמשים בדרך כלל להעלאת מפלסי המים, יצירת לחץ מים ובכך להגדיל את האנרגיה הקינטית של זרימת המים. מאגרים משמשים לאחסון מים כדי להבטיח שניתן יהיה לספק זרימת מים מספקת במהלך שיא הביקוש. תכנון ובנייה של סכרים צריכים להתחשב בתנאים גיאולוגיים, מאפייני זרימת המים והשפעות אקולוגיות כדי להבטיח בטיחות וקיימות. טורבינות הן המרכיבים המרכזיים בשרשרת תעשיית האנרגיה ההידרואלקטרית. כאשר מים זורמים דרך להבי הטורבינה, האנרגיה הקינטית שלהם מומרת לאנרגיה מכנית, מה שגורם לטורבינה להסתובב. ניתן לבחור את עיצוב וסוג הטורבינה בהתבסס על המהירות, קצב הזרימה וגובה זרימת המים כדי להשיג את יעילות האנרגיה הגבוהה ביותר. לאחר שהטורבינה מסתובבת, היא מניעה את הגנרטור המחובר לייצור חשמל. הגנרטור הוא מכשיר מפתח הממיר אנרגיה מכנית לאנרגיה חשמלית. באופן כללי, עקרון הפעולה של גנרטור הוא לגרום לזרם דרך שדה מגנטי מסתובב כדי לייצר זרם חילופין. יש לקבוע את עיצוב הגנרטור ואת קיבולתו בהתבסס על דרישת החשמל ומאפייני זרימת המים. החשמל המופק על ידי הגנרטור הוא זרם חילופין, שבדרך כלל צריך להיות מעובד דרך תחנת משנה. התפקידים העיקריים של תחנות משנה כוללים הגברת מתח (הגברת המתח כדי להפחית אובדן אנרגיה במהלך העברת חשמל) והמרה של סוגי זרם (המרת AC ל-DC או להיפך) כדי לעמוד בדרישות מערכת העברת החשמל. החוליה האחרונה היא העברת חשמל. החשמל המופק על ידי תחנת הכוח מועבר למשתמשי חשמל בערים, אזורים תעשייתיים או אזורים כפריים באמצעות קווי תמסורת. יש לתכנן, לתכנן ולתחזק קווי תמסורת כדי להבטיח שהחשמל מועבר בצורה בטוחה ויעילה ליעד. באזורים מסוימים, ייתכן שיהיה צורך לעבד את החשמל שוב באמצעות תחנות משנה כדי לענות על הצרכים של מתחים ותדרים שונים.

משאבי אנרגיה הידרואלקטרית עשירים וייצור אנרגיה הידרואלקטרית מספק
סין היא המדינה הגדולה בעולם לייצור אנרגיה הידרואלקטרית, עם משאבי מים רבים ופרויקטים של אנרגיה הידרואלקטרית בקנה מידה גדול. תעשיית האנרגיה ההידרואלקטרית של סין ממלאת תפקיד מפתח במילוי הביקוש המקומי לחשמל, בהפחתת פליטות גזי חממה ובשיפור מבנה האנרגיה. צריכת חשמל חברתית היא מדד כלכלי מרכזי המשקף את רמת צריכת החשמל במדינה או באזור, והיא בעלת חשיבות רבה למדידת פעילויות כלכליות, אספקת חשמל והשפעה סביבתית. על פי הנתונים שפרסם מינהל האנרגיה הלאומי, צריכת החשמל הכוללת של ארצי הראתה מגמת צמיחה יציבה. עד סוף שנת 2022, צריכת החשמל הכוללת של ארצי הייתה 863.72 מיליארד קוט"ש, עלייה של 324.4 מיליארד קוט"ש משנת 2021, עלייה שנתית של 3.9%.

על פי נתונים שפרסמה מועצת החשמל של סין, צריכת החשמל הגדולה ביותר במדינה שלי היא בתעשייה המשנית, ואחריה התעשייה השלישונית. התעשייה הראשונית צרכה 114.6 מיליארד קוט"ש חשמל, עלייה של 10.4% לעומת השנה הקודמת. ביניהן, צריכת החשמל של החקלאות, הדייג וגידול בעלי החיים גדלה ב-6.3%, 12.6% ו-16.3% בהתאמה. הקידום המקיף של אסטרטגיית ההתחדשות הכפרית והשיפור המשמעותי בתנאי החשמל הכפריים והשיפור המתמיד של רמות החשמול בשנים האחרונות הניעו את הצמיחה המהירה של צריכת החשמל בתעשייה הראשונית. התעשייה המשנית צרכה 5.70 טריליון קוט"ש חשמל, עלייה של 1.2% לעומת השנה הקודמת. ביניהן, צריכת החשמל השנתית של תעשיות ההיי-טק והייצור של ציוד גדלה ב-2.8%, וצריכת החשמל השנתית של ייצור מכונות וציוד חשמלי, ייצור תרופות, תקשורת מחשבים ותעשיות ייצור ציוד אלקטרוני אחר גדלה ביותר מ-5%; צריכת החשמל של ייצור כלי רכב אנרגיה חדשים גדלה משמעותית ב-71.1%. צריכת החשמל של התעשייה השלישונית הייתה 1.49 טריליון קוט"ש, עלייה של 4.4% לעומת השנה הקודמת. רביעית, צריכת החשמל של תושבים עירוניים וכפריים הייתה 1.34 טריליון קוט"ש, עלייה של 13.8% לעומת השנה הקודמת.
פרויקטי הכוח ההידרואלקטרי של סין מפוזרים ברחבי המדינה, כולל תחנות כוח הידרואלקטריות גדולות, תחנות כוח הידרואלקטריות קטנות ופרויקטים הידרואלקטריים מבוזרים. פרויקטים הידרואלקטריים מפורסמים כוללים את תחנת הכוח שלושת הערוצים, שהיא אחת מתחנות הכוח ההידרואלקטריות הגדולות ביותר בסין ובעולם, הממוקמת באזור שלושת הערוצים בחלקים העליונים של נהר היאנגצה. יש לה כושר ייצור חשמל עצום והיא מספקת חשמל לתעשיות ולערים; תחנת הכוח שיאנגג'יאבה, תחנת הכוח שיאנגג'יאבה, ממוקמת במחוז סצ'ואן והיא אחת מתחנות הכוח ההידרואלקטריות הגדולות ביותר בדרום מערב סין. היא ממוקמת על נהר ג'ינשה ומספקת חשמל לאזור; תחנת הכוח אגם סיילימו, תחנת הכוח אגם סיילימו, ממוקמת באזור האוטונומי שינג'יאנג אויגור והיא אחד מפרויקטי הכוח ההידרואלקטריים החשובים במערב סין. היא ממוקמת על אגם סיילימו ויש לה תפקיד משמעותי באספקת חשמל. על פי הנתונים שפרסמה הלשכה הלאומית לסטטיסטיקה, ייצור הכוח ההידרואלקטרי של ארצי גדל בהתמדה משנה לשנה. עד סוף שנת 2022, ייצור החשמל ההידרואלקטרי של ארצי עמד על 1,352.195 מיליארד קוט"ש, עלייה של 0.99% משנה לשנה. נכון לאוגוסט 2023, ייצור החשמל ההידרואלקטרי של ארצי עמד על 718.74 מיליארד קוט"ש, ירידה קלה לעומת התקופה המקבילה אשתקד, ירידה של 0.16% משנה לשנה. הסיבה העיקרית הייתה שבשל השפעת האקלים, כמות המשקעים בשנת 2023 ירדה משמעותית.