Қытайдың 1910 жылы алғашқы су электр станциясы болып табылатын Шилунба ГЭС құрылысын бастағанына 111 жыл болды. Осы 100 жылдан астам уақыт ішінде Қытайдың су және электр өнеркәсібі Шилонгба су электр станциясының орнатылған қуаты бар болғаны 480 кВт-тан 370 миллион кВт-қа дейін жететін керемет жетістіктерге жетті, бұл әлемде бірінші орында. Біз көмір өнеркәсібінде жүрміз, су энергетикасы туралы біраз жаңалықтар еститін боламыз, бірақ гидроэнергетика туралы көп білмейміз.
Бүгін су энергетикасының принциптері мен сипаттамаларынан және Қытайдағы гидроэнергетиканың қазіргі жағдайы мен даму тенденциясынан су энергетикасын қысқаша түсініп көрейік.
01 Гидроэнергетиканың электр энергиясын өндіру принципі
Шын мәнінде, гидроэнергетика судың потенциалдық энергиясын механикалық энергияға, содан кейін механикалық энергиядан электр энергиясына айналдыру процесі. Жалпы айтқанда, ағып жатқан өзен суын электр қуатын өндіру үшін қозғалтқышты айналдыру үшін пайдалану болып табылады, ал өзендегі немесе оның бассейнінің бір бөлігіндегі энергия судың көлемі мен төмендеуіне байланысты.
Өзен суының көлемін ешқандай заңды тұлға қадағаламайды, ал судың түсуі дұрыс. Сондықтан су электр станцияларын салу кезінде су ресурстарын пайдалану коэффициентін жақсарту үшін құлдырауды шоғырландыру үшін бөгет салу және бұру таңдауға болады.
Бөгет салу – үлкен құлдыраумен жететін жерге бөгет салу, суды сақтау және су деңгейін көтеру үшін су қоймасын орнату, мысалы, Үш шатқал су электр станциясы; Ауыстыру дегеніміз суды жоғарыдағы су қоймасынан төменгі ағысқа бұру арнасы арқылы бұру, мысалы, Цзиньпин II су электр станциясы.
02 Гидроэнергетиканың сипаттамалары
Гидроэнергетиканың артықшылықтары негізінен қоршаған ортаны қорғау және қалпына келтіру, жоғары тиімділік пен икемділік, техникалық қызмет көрсетудің төмен құны және т.б.
Қоршаған ортаны қорғау және жаңартылатын энергия су энергетикасының ең үлкен артықшылығы болуы керек. Гидроэнергетика тек судағы энергияны пайдаланады, суды тұтынбайды және ластануды тудырмайды.
Гидроэнергетиканың негізгі энергетикалық жабдығы болып табылатын су турбиналық генератор жинағы тиімді ғана емес, сонымен қатар іске қосуға және пайдалануға икемді. Ол операцияны статикалық күйден бірнеше минут ішінде жылдам бастай алады және жүктемені арттыру және азайту тапсырмасын бірнеше секундта аяқтай алады. Гидроэнергияны ең жоғары қырыну, жиілікті модуляция, жүктемені күту және қуат жүйесінің апатты күту міндеттерін орындау үшін пайдалануға болады.
Гидроэнергетикалық өндіріс отынды тұтынбайды, отынды өндіруге және тасымалдауға көп жұмыс күші мен құрылысты қажет етпейді, қарапайым жабдыққа ие, операторлар аз, қосалқы қуат аз, жабдықтың ұзақ қызмет ету мерзімі және пайдалану және техникалық қызмет көрсету құны төмен, сондықтан су электр станциясының электр қуатын өндіру құны төмен, жылу электр станциясының 1/5-1/8 бөлігі ғана, ал энергияның жоғары қарқыны судан 5% жоғары. көмірмен жұмыс істейтін электр станцияларының жылулық тиімділігі небәрі 40% құрайды.
Гидроэнергетиканың кемшіліктеріне негізінен климаттың үлкен әсері, географиялық жағдайлармен шектелуі, бастапқы кезеңде үлкен инвестициялау және экологиялық ортаға зиян келтіру жатады.
Гидроэнергетикаға жауын-шашын көп әсер етеді. Құрғақ маусымда немесе ылғалды маусымда жылу электр станцияларының электр көмірін сатып алуының маңызды анықтамалық факторы болып табылады. Гидроэнергия өндіру жыл мен облыс бойынша тұрақты, бірақ ол айға, тоқсанға және аймаққа егжей-тегжейлі көрсетілген «күнге» байланысты. Ол жылу қуаты сияқты тұрақты және сенімді қуатты қамтамасыз ете алмайды.
Ылғалды және құрғақ маусымда оңтүстік пен солтүстік арасында үлкен айырмашылықтар бар. Дегенмен, 2013 жылдан 2021 жылға дейін әр айда су энергиясын өндіру статистикасына сәйкес, тұтастай алғанда, Қытайдың ылғалды маусымы шамамен маусымнан қазанға дейін, ал құрғақ маусым шамамен желтоқсаннан ақпанға дейін. Екеуінің арасындағы электр энергиясын өндірудегі айырмашылық екі еседен көп болуы мүмкін. Сонымен қатар, орнатылған қуаттардың ұлғаюы аясында ағымдағы жылдың қаңтар-наурыз айларында электр қуатын өндіру өткен жылдармен салыстырғанда айтарлықтай төмен, ал наурызда өндірілген электр қуаты 2015 жылғымен бірдей. Бұл су энергетикасының «тұрақсыздығын» байқауға жеткілікті.
2013 жылдан 2021 жылға дейін әр айда су энергиясын өндіру (100 млн кВт/сағ)
Объективті жағдайлармен шектелген. Су бар жерде ГЭС салу мүмкін емес. Геология, құлдырау, ағынның жылдамдығы, тұрғындардың қоныс аударуы, тіпті әкімшілік бөлінуі ГЭС құрылысын шектейді. Мысалы, 1956 жылы Бүкілқытайлық халық өкілдері жиналысында айтылған Хэйшан шатқалындағы суды үнемдеу жобасы Ганьсу мен Нинся арасындағы мүдделердің нашар үйлестірілуіне байланысты қабылданбады. Осы жылға дейін ол екі сессияның ұсынысында қайтадан пайда болды, құрылыстың қашан басталатыны әлі белгісіз.
Гидроэнергетикаға қажетті инвестиция ауқымды. Су электр стансаларын салуға арналған топырақ пен бетон жұмыстары орасан зор, қоныс аудару үшін орасан зор шығындарды төлеуге тура келеді; Оның үстіне, ерте инвестиция капиталда ғана емес, сонымен бірге уақыт бойынша да көрінеді. Қоныс аудару және әртүрлі бөлімшелерді үйлестіру қажеттілігіне байланысты көптеген су электр станцияларының құрылыс циклі жоспарланғаннан әлдеқайда кешіктіріледі.
Мысал ретінде салынып жатқан Байхетан су электр стансасын алсақ, бұл жоба 1958 жылы басталып, 1965 жылы «үшінші бесжылдық жоспарына» енгізілді. Алайда, бірнеше рет бұрылып, 2011 жылдың тамызына дейін ресми түрде іске қосылмады. Осы уақытқа дейін Байхетан су электр станциясының құрылысы аяқталмаған. Алдын ала жобалық жоспарлауды қоспағанда, нақты құрылыс циклі кемінде 10 жылды алады.
Ірі су қоймалары бөгеттің жоғарғы ағысында кең көлемді су басуды тудырады, кейде ойпаттарды, өзен аңғарларын, ормандар мен шабындықтарды зақымдайды. Сонымен қатар, ол өсімдіктің айналасындағы су экожүйесіне де әсер етеді. Ол балыққа, суда жүзетін құстарға және басқа жануарларға үлкен әсер етеді.
03 Қытайдағы гидроэнергетика дамуының қазіргі жағдайы
Соңғы жылдары су электр энергиясын өндіру өсімін сақтап қалды, бірақ соңғы бес жылда өсу қарқыны төмен
2020 жылы су электр қуатын өндіру қуаттылығы бір жылмен салыстырғанда 3,9%-ға артып, 1355,21 млрд кВт/сағ құрайды. Дегенмен, 13-бесжылдықта жел энергетикасы мен оптоэлектроника 13-бесжылдықта қарқынды дамып, жоспарлы тапсырмаларды асыра орындады, ал су энергетикасы жоспарлаудың жартысына жуығын ғана орындады. Соңғы 20 жылда электр энергиясын өндірудің жалпы көлеміндегі су энергетикасының үлесі салыстырмалы түрде тұрақты болды, 14%-19% деңгейінде сақталды.
Қытайдың электр энергиясын өндірудің өсу қарқынынан су энергетикасының өсу қарқыны соңғы бес жылда бәсеңдеп, негізінен шамамен 5% деңгейінде сақталғанын көруге болады.
Менің ойымша, бәсеңдеу себептері, бір жағынан, экологиялық ортаны қорғау және жөндеу жөніндегі 13-бесжылдықта нақты айтылған шағын су электр станцияларының тоқтауы. Тек Сычуань провинциясында жөндеуді және алып тастауды қажет ететін 4705 шағын су электр станциясы бар;
Екінші жағынан, Қытайда гидроэнергетиканы дамытудың үлкен ресурстары жетіспейді. Қытай Үш шатқал, Гечжоуба, Вудундэ, Сянцзяба және Байхетан сияқты көптеген су электр станцияларын салды. Үлкен су электр станцияларын қайта құру ресурстары тек Ярлунг Зангбо өзенінің «үлкен иілісі» болуы мүмкін. Алайда, аймақ геологиялық құрылымды, қорықтарды экологиялық бақылауды және қоршаған елдермен қарым-қатынасты қамтитындықтан, бұрын оны шешу қиын болды.
Сонымен қатар, соңғы 20 жылдағы электр энергиясын өндірудің өсу қарқынынан да көруге болады, жылу энергиясының өсу қарқыны негізінен жалпы электр энергиясын өндірудің өсу қарқынымен синхрондалады, ал гидроэнергетиканың өсу қарқыны жалпы электр энергиясын өндірудің өсу қарқынына қатысы жоқ, бұл «жыл сайын өсу» жағдайын көрсетеді. Жылу энергиясының жоғары үлес салмағының себептері болғанымен, ол белгілі бір дәрежеде су энергетикасының тұрақсыздығын көрсетеді.
Электр энергиясын өндірудің өсуі
Электр энергиясын өндіру үлесіне келетін болсақ, соңғы 20 жылда гидроэнергетика саласы қарқынды дамып, 2020 жылы гидроэнергетика өндірісі 2001 жылғыдан бес есе көп болса да, жалпы электр энергиясын өндірудегі үлес айтарлықтай өзгермегенін көреміз.
Жылу қуатының үлесін азайту процесінде гидроэнергетика үлкен рөл атқарған жоқ. Ол қарқынды дамып келе жатқанымен, ол ұлттық электр энергиясын өндірудің үлкен өсуі аясында ғана жалпы электр энергиясын өндірудегі өз үлесін сақтай алады. Жылу энергиясының үлес салмағының азаюы негізінен басқа таза энергия көздеріне, мысалы, жел энергиясы, фотоэлектрлік, табиғи газ, атом энергиясы және т.б.
Гидроэнергетикалық ресурстардың шамадан тыс шоғырлануы
Сычуань және Юньнань провинцияларының жалпы гидроэнергетикасы ұлттық су электр энергиясын өндірудің жартысына жуығын құрайды және осыдан туындайтын мәселе - су энергетикалық ресурстарға бай аймақтар жергілікті су энергиясын өндіруді сіңіре алмауы, нәтижесінде энергияның ысырап болуы. Қытайдағы ірі өзен бассейндеріндегі ағынды су мен электр қуатының үштен екісі Сычуань провинциясынан келеді, 20,2 миллиард кВт/сағ, ал Сычуань провинциясындағы қалдық электр энергиясының жартысынан көбі Даду өзенінің негізгі ағынынан келеді.
Дүние жүзінде Қытайдың су энергетикасы соңғы 10 жылда қарқынды дамыды. Қытай жаһандық гидроэнергетиканың өсуіне дерлік түрткі болды. Әлемдік су энергиясын тұтыну өсімінің 80%-ға жуығы Қытайдан келеді, ал Қытайдың су энергиясын тұтынуы әлемдік су энергиясын тұтынудың 30%-дан астамын құрайды.
Дегенмен, Қытайдың жалпы бастапқы энергия тұтынуындағы мұндай орасан зор су энергиясын тұтыну үлесі әлемдік орташа көрсеткіштен сәл ғана жоғары, 2019 жылы 8%-дан аз. Тіпті Канада және Норвегия сияқты дамыған елдермен салыстырмаса да, су энергиясын тұтыну үлесі дамушы ел Бразилиядан әлдеқайда төмен. Қытайда 680 миллион киловатт су энергетикалық ресурстары бар, бұл әлемде бірінші орында. 2020 жылға қарай гидроэнергетиканың белгіленген қуаты 370 миллион киловатт болады. Осы тұрғыдан алғанда, Қытайдың гидроэнергетика саласы әлі де дамуға үлкен мүмкіндіктерге ие.
04 Қытайдағы гидроэнергетиканың болашақ даму тенденциясы
Гидроэнергетика алдағы бірнеше жылда өсу қарқынын жылдамдатады және электр қуатын өндірудің жалпы көлеміндегі үлесінің өсуін жалғастырады.
Бір жағынан, 14-бесжылдықта Қытайда 50 миллион киловатттан астам су электр қуатын іске қосуға болады, соның ішінде Үш шатқал тобындағы Уудундэ және Байхетан су электр станциялары мен Ялун өзенінің су электр станциясының орта ағысында. Сонымен қатар, Ярлунг Зангбо өзенінің төменгі ағысындағы гидроэнергетиканы дамыту жобасы 14-ші бесжылдық жоспарына енгізілді, 70 миллион киловатт техникалық пайдалануға жарамды ресурстары бар, бұл үштен астам Үш шатқал су электр станциясына тең, Бұл су энергетикасының қайтадан үлкен дамуға бастайтынын білдіреді;
Екінші жағынан, жылу қуатының шкаласының төмендеуін болжауға болатыны анық. Қоршаған ортаны қорғау, энергетикалық қауіпсіздік және технологиялық даму тұрғысынан алғанда, жылу энергетикасы энергетика саласындағы маңыздылығын төмендете береді.
Алдағы бірнеше жылда су энергетикасының даму жылдамдығын жаңа энергетикамен салыстыруға болмайды. Тіпті электр қуатын өндірудің жалпы үлесінде де, оны жаңа энергияның кешіктірілгендері санауы мүмкін. Уақыт ұзартылса, оны жаңа қуат басып озады деп айтуға болады.
Бас электр қуатын жоспарлау институтының жоспарлау бөлімінің директоры Лю Шиюй 14-ші бесжылдықта Қытайдағы жаңа энергияның белгіленген қуаты 29% құрайтын 800 миллион кВт-тан асады деп болжайды; Жыл сайынғы электр энергиясын өндіру 1,5 триллион кВт/сағ-қа жетіп, гидроэнергетикадан асып түседі.
Жіберу уақыты: 14 қаңтар 2022 ж
