ჰიდროენერგეტიკის პრინციპი და ჩინეთში ჰიდროენერგეტიკის განვითარების ამჟამინდელი მდგომარეობის ანალიზი

111 წელი გავიდა მას შემდეგ, რაც ჩინეთმა 1910 წელს პირველი ჰიდროელექტროსადგურის, შილონგბას ჰიდროელექტროსადგურის მშენებლობა დაიწყო. ამ 100 წელზე მეტი ხნის განმავლობაში, შილონგბას ჰიდროელექტროსადგურის დადგმული სიმძლავრიდან მხოლოდ 480 კვტ-მდე 370 მილიონ კვტ-მდე, რომელიც ამჟამად მსოფლიოში პირველ ადგილზეა, ჩინეთის წყლისა და ელექტროენერგიის ინდუსტრიამ შესანიშნავი მიღწევები მიაღწია. ჩვენ ქვანახშირის ინდუსტრიაში ვართ და ჰიდროენერგიის შესახებ სიახლეებს მეტ-ნაკლებად გავიგებთ, მაგრამ ჰიდროენერგიის ინდუსტრიის შესახებ ბევრი არაფერი ვიცით.

01 ჰიდროელექტროსადგურის ელექტროენერგიის გენერაციის პრინციპი
ჰიდროენერგია სინამდვილეში წყლის პოტენციური ენერგიის მექანიკურ ენერგიად გარდაქმნის პროცესია, ხოლო მექანიკური ენერგიიდან ელექტრო ენერგიად. ზოგადად, ეს გულისხმობს მდინარის წყლის გამოყენებას ელექტროენერგიის წარმოებისთვის ძრავის დასატრიალებლად და მდინარეში ან მისი აუზის ნაწილში არსებული ენერგია დამოკიდებულია წყლის მოცულობასა და ვარდნაზე.
მდინარის წყლის მოცულობას არცერთი იურიდიული პირი არ აკონტროლებს და ვარდნა ნორმალურია. ამიტომ, ჰიდროელექტროსადგურის მშენებლობისას, შეგიძლიათ აირჩიოთ კაშხლის აშენება და წყლის გადამისამართება ვარდნის კონცენტრირებისთვის, რათა გაუმჯობესდეს წყლის რესურსების გამოყენების მაჩვენებელი.
კაშხლის მშენებლობა გულისხმობს მდინარის დიდი ვარდნის მქონე მონაკვეთში კაშხლის აშენებას, წყლის შესანახად და წყლის დონის ასამაღლებლად რეზერვუარის შექმნას, მაგალითად, „სამი ხეობის“ ჰიდროელექტროსადგური; გადამისამართება გულისხმობს წყლის გადამისამართებას ზემო დინების რეზერვუარიდან ქვემოთ დინების მიმართულებით გადამისამართების არხით, მაგალითად, „ცინპინ II“ ჰიდროელექტროსადგური.

02 ჰიდროენერგეტიკის მახასიათებლები
ჰიდროენერგიის უპირატესობები ძირითადად მოიცავს გარემოს დაცვას და რეგენერაციას, მაღალ ეფექტურობას და მოქნილობას, დაბალ მოვლა-პატრონობის ხარჯებს და ა.შ.
გარემოს დაცვა და განახლებადი ენერგია ჰიდროენერგეტიკის უდიდესი უპირატესობა უნდა იყოს. ჰიდროენერგეტიკა მხოლოდ წყლის ენერგიას იყენებს, არ მოიხმარს წყალს და არ იწვევს დაბინძურებას.
ჰიდროენერგეტიკის ძირითადი ენერგომომარაგების მოწყობილობა, წყლის ტურბინის გენერატორის კომპლექტი, არა მხოლოდ ეფექტურია, არამედ მოქნილიც არის გაშვებისა და მუშაობის თვალსაზრისით. მას შეუძლია სწრაფად დაიწყოს მუშაობა სტატიკური მდგომარეობიდან რამდენიმე წუთში და დაასრულოს დატვირთვის გაზრდა-შემცირების ამოცანა რამდენიმე წამში. ჰიდროენერგიის გამოყენება შესაძლებელია ენერგოსისტემის პიკური რეგულირების, სიხშირის მოდულაციის, დატვირთვის ლოდინის და ავარიული ლოდინის ამოცანების შესასრულებლად.
ჰიდროელექტროსადგურის წარმოება არ მოიხმარს საწვავს, არ საჭიროებს დიდ ადამიანურ რესურსს და საწვავის მოპოვებასა და ტრანსპორტირებაში ჩადებულ ობიექტებს, აქვს მარტივი აღჭურვილობა, ოპერატორების მცირე რაოდენობა, ნაკლები დამხმარე ენერგია, აღჭურვილობის ხანგრძლივი მომსახურების ვადა და დაბალი ექსპლუატაციისა და მოვლა-პატრონობის ხარჯები. ამიტომ, ჰიდროელექტროსადგურის ელექტროენერგიის წარმოების ღირებულება დაბალია, რაც თბოელექტროსადგურის ღირებულების მხოლოდ 1/5-1/8-ს შეადგენს, ხოლო ჰიდროელექტროსადგურის ენერგიის გამოყენების კოეფიციენტი მაღალია, 85%-ზე მეტს აღწევს, მაშინ როდესაც თბოელექტროსადგურის ნახშირზე მომუშავე თბოენერგოეფექტურობა მხოლოდ დაახლოებით 40%-ია.

ჰიდროენერგიის ნაკლოვანებები ძირითადად მოიცავს კლიმატის დიდ გავლენას, გეოგრაფიული პირობებით შეზღუდულს, ადრეულ ეტაპზე დიდ ინვესტიციებს და ეკოლოგიური გარემოსთვის მიყენებულ ზიანს.
ჰიდროენერგიაზე ნალექები დიდ გავლენას ახდენს. თბოელექტროსადგურის მიერ ქვანახშირის მოპოვების მნიშვნელოვანი საცნობარო ფაქტორია, იქნება ეს მშრალი თუ წვიმიანი სეზონი. ჰიდროენერგიის გამომუშავება სტაბილურია წლისა და პროვინციის მიხედვით, მაგრამ ეს დამოკიდებულია „დღეზე“, როდესაც ის დეტალურად არის აღწერილი თვე, კვარტალი და რეგიონი. მას არ შეუძლია თბოენერგიისგან განსხვავებით სტაბილური და საიმედო ენერგიის მიწოდება.
სამხრეთსა და ჩრდილოეთს შორის დიდი განსხვავებებია წვიმიან და მშრალ სეზონებში. თუმცა, 2013 წლიდან 2021 წლამდე ჰიდროენერგიის გენერაციის სტატისტიკის მიხედვით, ჩინეთში წვიმიანი სეზონი დაახლოებით ივნისიდან ოქტომბრამდეა, ხოლო მშრალი სეზონი - დეკემბრიდან თებერვლამდე. ამ ორ მაჩვენებელს შორის სხვაობა შეიძლება ორჯერ მეტი იყოს. ამავდროულად, ასევე ვხედავთ, რომ დამონტაჟებული სიმძლავრის ზრდის ფონზე, წელს იანვრიდან მარტამდე ელექტროენერგიის გენერაცია მნიშვნელოვნად დაბალია წინა წლებთან შედარებით და მარტში ელექტროენერგიის გენერაცია 2015 წლის ანალოგიურია. ეს საკმარისია იმისთვის, რომ დავინახოთ ჰიდროენერგიის „არასტაბილურობა“.

შეზღუდულია ობიექტური პირობებით. ჰიდროელექტროსადგურების აშენება შეუძლებელია იქ, სადაც წყალია. ჰიდროელექტროსადგურის მშენებლობა შეზღუდულია გეოლოგიით, ვარდნით, ნაკადის სიჩქარით, მაცხოვრებლების გადაადგილებით და ადმინისტრაციული დაყოფითაც კი. მაგალითად, ჰეიშანის ხეობის წყლის კონსერვაციის პროექტი, რომელიც 1956 წელს ეროვნულ სახალხო კონგრესზე იქნა ნახსენები, არ იქნა მიღებული განსუსა და ნინგსიას შორის ინტერესთა ცუდი კოორდინაციის გამო. სანამ ის წელს ორი სესიის წინადადებაში არ გამოჩნდება, უცნობია, როდის შეიძლება მშენებლობის დაწყება.
ჰიდროენერგიისთვის საჭირო ინვესტიცია დიდია. ჰიდროელექტროსადგურების მშენებლობისთვის საჭირო მიწისა და ბეტონის სამუშაოები უზარმაზარია და განსახლების ხარჯები უზარმაზარია; უფრო მეტიც, ადრეული ინვესტიცია არა მხოლოდ კაპიტალში, არამედ დროშიც აისახება. განსახლებისა და სხვადასხვა დეპარტამენტის კოორდინაციის საჭიროების გამო, ბევრი ჰიდროელექტროსადგურის მშენებლობის ციკლი დაგეგმილზე გაცილებით გადაიდება.
ბაიჰეტანის ჰიდროელექტროსადგურის მშენებლობის მაგალითის სახით, პროექტი 1958 წელს დაიწყო და 1965 წელს „მესამე ხუთწლიან გეგმაში“ შევიდა. თუმცა, რამდენიმე მოულოდნელი ცვლილების შემდეგ, ოფიციალურად მისი მშენებლობა 2011 წლის აგვისტომდე არ დაწყებულა. ამ დრომდე ბაიჰეტანის ჰიდროელექტროსადგური არ დასრულებულა. წინასწარი დიზაინისა და დაგეგმვის გამოკლებით, მშენებლობის ფაქტობრივ ციკლს მინიმუმ 10 წელი დასჭირდება.
დიდი წყალსაცავები იწვევს მასშტაბურ დატბორვას კაშხლის ზედა ნაწილში, ზოგჯერ აზიანებს დაბლობებს, მდინარის ხეობებს, ტყეებსა და ბალახოვან მასივებს. ამავდროულად, ეს გავლენას მოახდენს სადგურის გარშემო არსებულ წყლის ეკოსისტემაზე. ის დიდ გავლენას ახდენს თევზებზე, წყლის ფრინველებსა და სხვა ცხოველებზე.

03 ჰიდროელექტროსადგურების განვითარების ამჟამინდელი მდგომარეობა ჩინეთში
ბოლო წლებში ჰიდროელექტროენერგიის გენერაციამ ზრდა შეინარჩუნა, თუმცა ბოლო ხუთი წლის განმავლობაში ზრდის ტემპი დაბალია.
2020 წელს ჰიდროენერგიის გამომუშავების სიმძლავრე 1355.21 მილიარდ კვტ/სთ-ს შეადგენს, რაც წინა წელთან შედარებით 3.9%-იან ზრდას წარმოადგენს. თუმცა, მე-13 ხუთწლიანი გეგმის პერიოდში ქარის ენერგია და ოპტოელექტრონიკა სწრაფად განვითარდა, რამაც დაგეგმვის მიზნებს გადააჭარბა, მაშინ როცა ჰიდროენერგიამ დაგეგმვის მიზნების მხოლოდ ნახევარი შეასრულა. ბოლო 20 წლის განმავლობაში, ჰიდროენერგიის წილი მთლიან ელექტროენერგიის გამომუშავებაში შედარებით სტაბილური იყო და 14%-19%-ს შორის მერყეობდა.

ჩინეთში ელექტროენერგიის წარმოების ზრდის ტემპიდან ჩანს, რომ ჰიდროელექტროსადგურების ზრდის ტემპი ბოლო ხუთი წლის განმავლობაში შენელდა და ძირითადად დაახლოებით 5%-ის დონეზე შენარჩუნდა.
ვფიქრობ, შენელების მიზეზები, ერთი მხრივ, მცირე ჰიდროელექტროსადგურების გათიშვაა, რაც ეკოლოგიური გარემოს დაცვისა და აღდგენის მე-13 ხუთწლიან გეგმაშია ნათლად ნახსენები. მხოლოდ სიჩუანის პროვინციაში 4705 მცირე ჰიდროელექტროსადგურია, რომელთა შეკეთება და გაუქმებაა საჭირო;
მეორე მხრივ, ჩინეთის დიდი ჰიდროელექტროსადგურების განვითარების რესურსები არასაკმარისია. ჩინეთმა ააშენა მრავალი ჰიდროელექტროსადგური, როგორიცაა „სამი ხეობა“, „გეჟუბა“, „ვუდონგდე“, „სიანჯიაბა“ და „ბაიჰეტანი“. დიდი ჰიდროელექტროსადგურების რეკონსტრუქციის რესურსები შესაძლოა მხოლოდ იარლუნგ ძანგბოს მდინარის „დიდი მოსახვევი“ იყოს. თუმცა, რადგან რეგიონი მოიცავს გეოლოგიურ სტრუქტურას, ნაკრძალების გარემოსდაცვით კონტროლს და მიმდებარე ქვეყნებთან ურთიერთობებს, აქამდე მისი გადაჭრა რთული იყო.
ამავდროულად, ბოლო 20 წლის განმავლობაში ელექტროენერგიის წარმოების ზრდის ტემპიდან ასევე ჩანს, რომ თბოელექტროენერგიის ზრდის ტემპი ძირითადად სინქრონიზებულია ელექტროენერგიის მთლიანი წარმოების ზრდის ტემპთან, მაშინ როდესაც ჰიდროელექტროენერგიის ზრდის ტემპი არ არის მნიშვნელოვანი ელექტროენერგიის მთლიანი წარმოების ზრდის ტემპთან, რაც მიუთითებს „ყოველ მეორე წელს ზრდის“ მდგომარეობაზე. მიუხედავად იმისა, რომ თბოელექტროენერგიის მაღალი წილის მიზეზები არსებობს, ეს გარკვეულწილად ჰიდროენერგიის არასტაბილურობასაც ასახავს.
თბოენერგიის წილის შემცირების პროცესში ჰიდროენერგიას დიდი როლი არ უთამაშია. მიუხედავად იმისა, რომ ის სწრაფად ვითარდება, მას მხოლოდ ქვეყნის მასშტაბით ელექტროენერგიის წარმოების მნიშვნელოვანი ზრდის ფონზე შეუძლია შეინარჩუნოს თავისი წილის შენარჩუნება მთლიან ელექტროენერგიის გამომუშავებაში. თბოენერგიის წილის შემცირება ძირითადად განპირობებულია სხვა სუფთა ენერგიის წყაროებით, როგორიცაა ქარის ენერგია, ფოტოელექტრული ენერგია, ბუნებრივი აირი, ბირთვული ენერგია და ა.შ.

ჰიდროენერგეტიკული რესურსების გადაჭარბებული კონცენტრაცია
სიჩუანისა და იუნანის პროვინციების ჰიდროენერგიის მთლიანი გამომუშავება ეროვნული ჰიდროენერგიის თითქმის ნახევარს შეადგენს, რის შედეგადაც პრობლემა ის არის, რომ ჰიდროენერგიის რესურსებით მდიდარ ტერიტორიებს შესაძლოა არ შეეძლოთ ადგილობრივი ჰიდროენერგიის ათვისება, რაც ენერგიის ფლანგვას იწვევს. ჩინეთის ძირითადი მდინარეების აუზებში ჩამდინარე წყლებისა და ელექტროენერგიის ორი მესამედი, 20.2 მილიარდ კვტ/სთ-მდე, სიჩუანის პროვინციიდან მოდის, ხოლო სიჩუანის პროვინციაში ჩამდინარე ელექტროენერგიის ნახევარზე მეტი მდინარე დადუს მთავარი დინებიდან მოდის.
მსოფლიო მასშტაბით, ჩინეთის ჰიდროენერგია ბოლო 10 წლის განმავლობაში სწრაფად განვითარდა. ჩინეთმა თითქმის საკუთარი ძალებით განაპირობა გლობალური ჰიდროენერგიის ზრდა. გლობალური ჰიდროენერგიის მოხმარების ზრდის თითქმის 80% ჩინეთზე მოდის და ჩინეთის ჰიდროენერგიის მოხმარება გლობალური ჰიდროენერგიის მოხმარების 30%-ზე მეტს შეადგენს.
თუმცა, ასეთი უზარმაზარი ჰიდროენერგიის მოხმარების წილი ჩინეთის მთლიან პირველადი ენერგიის მოხმარებაში მხოლოდ ოდნავ აღემატება მსოფლიო საშუალო მაჩვენებელს, 2019 წელს 8%-ზე ნაკლები იყო. განვითარებულ ქვეყნებთან, როგორიცაა კანადა და ნორვეგია, შედარების გარეშეც კი, ჰიდროენერგიის მოხმარების წილი გაცილებით დაბალია, ვიდრე ბრაზილიის, რომელიც ასევე განვითარებადი ქვეყანაა. ჩინეთს აქვს 680 მილიონი კილოვატი ჰიდროენერგიის რესურსი, რაც მსოფლიოში პირველ ადგილს იკავებს. 2020 წლისთვის ჰიდროენერგიის დადგმული სიმძლავრე 370 მილიონი კილოვატი იქნება. ამ პერსპექტივიდან გამომდინარე, ჩინეთის ჰიდროენერგიის ინდუსტრიას ჯერ კიდევ აქვს განვითარების დიდი პოტენციალი.

04 ჰიდროენერგეტიკის სამომავლო განვითარების ტენდენცია ჩინეთში
ჰიდროენერგია დააჩქარებს ზრდას მომდევნო რამდენიმე წლის განმავლობაში და გააგრძელებს ზრდას ელექტროენერგიის მთლიან გამომუშავებაში.
ერთი მხრივ, მე-14 ხუთწლიანი გეგმის პერიოდში ჩინეთში, მათ შორის ვუდონდეს, სამი ხეობის ჯგუფის ბაიჰეტანის ჰიდროელექტროსადგურებსა და იალონგის მდინარის ჰიდროელექტროსადგურის შუა წელში, 50 მილიონ კილოვატზე მეტი სიმძლავრის ჰიდროელექტროსადგურის ექსპლუატაციაში გაშვებაა შესაძლებელი. გარდა ამისა, მე-14 ხუთწლიან გეგმაში შედის იარლუნგ ძანგბოს მდინარის ქვედა წელში ჰიდროელექტროსადგურის განვითარების პროექტი, 70 მილიონი კილოვატი ტექნიკურად გამოსაყენებელი რესურსით, რაც სამზე მეტი „სამი ხეობის“ ჰიდროელექტროსადგურის ეკვივალენტურია, რაც ნიშნავს, რომ ჰიდროენერგიამ კვლავ დიდი განვითარება განიცადა;
მეორე მხრივ, თბოენერგიის მასშტაბის შემცირება აშკარად პროგნოზირებადია. გარემოს დაცვის, ენერგეტიკული უსაფრთხოებისა და ტექნოლოგიური განვითარების თვალსაზრისით, თბოენერგია კვლავაც შეამცირებს თავის მნიშვნელობას ენერგეტიკის სფეროში.
მომდევნო რამდენიმე წლის განმავლობაში ჰიდროენერგეტიკის განვითარების ტემპი კვლავ ვერ შეედრება ახალი ენერგიის განვითარების ტემპს. ელექტროენერგიის მთლიანი გამომუშავების პროპორციითაც კი, შესაძლოა, ახალი ენერგიის დაგვიანებულმა შემომტანებმა გაუსწრონ მას. თუ დრო გახანგრძლივდება, შეიძლება ითქვას, რომ მას ახალი ენერგია გაუსწრებს.