Қытай 1910 жылы алғашқы су электр станциясы болған Шилонгба су электр станциясының құрылысын бастағанына 111 жыл болды. Осы 100 жылдан астам уақыт ішінде Қытайдың су және электр энергетикасы саласы Шилонгба су электр станциясының орнатылған қуаты небәрі 480 кВт-тан 370 миллион кВт-қа дейін айтарлықтай жетістіктерге жетті, бұл көрсеткіш әлемде бірінші орында. Біз көмір өнеркәсібінде жұмыс істейміз және су энергетикасы туралы жаңалықтар естиміз, бірақ су энергетикасы саласы туралы көп білмейміз.
Бүгін су энергетикасының принциптері мен сипаттамалары және Қытайдағы су энергетикасының қазіргі жағдайы мен даму үрдісі тұрғысынан гидроэнергетиканы қысқаша түсінейік.
01 гидроэнергетиканың электр энергиясын өндіру принципі
Шын мәнінде, гидроэнергетика - судың потенциалдық энергиясын механикалық энергияға, содан кейін механикалық энергиядан электр энергиясына айналдыру процесі. Жалпы алғанда, бұл ағынды өзен суын электр қуатын өндіру үшін қозғалтқышты айналдыру үшін пайдалану, ал өзендегі немесе оның бассейнінің бір бөлігіндегі энергия су көлемі мен тамшысына байланысты.
Өзен суының көлемін ешбір заңды тұлға бақыламайды және оның төмендеуі қалыпты жағдай. Сондықтан, су электр станцияларын салған кезде, су ресурстарын пайдалану деңгейін арттыру үшін судың төмендеуін шоғырландыру үшін бөгет салу және суды бұру әдістерін таңдауға болады.
Бөгет салу дегеніміз - үлкен құлаумен жететін жерде бөгет салу, суды сақтау үшін су қоймасын құру және су деңгейін көтеру, мысалы, Үш шатқал су электр станциясы; Суды бұру дегеніміз - суды жоғарғы ағыстағы су қоймасынан Цзиньпин II су электр станциясы сияқты суды бұру арнасы арқылы төменгі ағысқа бұру.
02 Гидроэнергетиканың сипаттамалары
Гидроэнергетиканың артықшылықтарына негізінен қоршаған ортаны қорғау және қалпына келтіру, жоғары тиімділік пен икемділік, төмен техникалық қызмет көрсету құны және т.б. жатады.
Гидроэнергетиканың ең үлкен артықшылығы қоршаған ортаны қорғау және жаңартылатын энергия болуы керек. Гидроэнергетика тек судағы энергияны пайдаланады, суды тұтынбайды және ластануға әкелмейді.
Су турбиналық генераторы - гидроэнергетиканың негізгі энергетикалық жабдығы тиімді ғана емес, сонымен қатар іске қосу және пайдалану үшін икемді. Ол жұмысты бірнеше минут ішінде статикалық күйден тез бастап, жүктемені арттыру және азайту тапсырмасын бірнеше секунд ішінде орындай алады. Гидроэнергетиканы шыңдарды жою, жиілікті модуляциялау, жүктемені күту және апаттық күту тапсырмаларын орындау үшін пайдалануға болады.
Гидроэнергетика өндірісі отынды тұтынбайды, отынды өндіру мен тасымалдауға көп жұмыс күші мен құрылыстарды қажет етпейді, жабдықтары қарапайым, операторлары аз, қосалқы қуаты аз, жабдықтардың қызмет ету мерзімі ұзақ және пайдалану және техникалық қызмет көрсету құны төмен, сондықтан гидроэлектростанцияның энергия өндіру құны төмен, жылу электр станциясының құнының тек 1/5-1/8 бөлігі ғана, ал гидроэлектростанцияның энергияны пайдалану деңгейі жоғары, 85%-дан асады. Көмірмен жұмыс істейтін электр станцияларының жылу тиімділігі шамамен 40%-ды құрайды.
Гидроэнергетиканың кемшіліктеріне негізінен климаттың үлкен әсері, географиялық жағдайлармен шектелуі, бастапқы кезеңде үлкен инвестициялар және экологиялық ортаға келтірілген залал жатады.
Гидроэнергетикаға жауын-шашын қатты әсер етеді. Құрғақ мезгілде немесе жаңбырлы мезгілде болуы жылу электр станцияларын көмірмен жабдықтау үшін маңызды анықтамалық фактор болып табылады. Гидроэнергетика өндірісі жыл мен облыс бойынша тұрақты, бірақ ол айға, тоқсанға және аймаққа бөлінетін «күнге» байланысты. Ол жылу энергиясы сияқты тұрақты және сенімді энергиямен қамтамасыз ете алмайды.
Оңтүстік пен солтүстік арасында жаңбырлы және құрғақ маусымда үлкен айырмашылықтар бар. Дегенмен, 2013 жылдан 2021 жылға дейінгі әр айдағы су электр станцияларын өндіру статистикасына сәйкес, тұтастай алғанда, Қытайдың жаңбырлы маусымы маусымнан қазанға дейін, ал құрғақ маусым желтоқсаннан ақпанға дейін созылады. Екеуінің арасындағы электр энергиясын өндірудегі айырмашылық екі еседен астамға артуы мүмкін. Сонымен қатар, орнатылған қуаттың артуы аясында биыл қаңтардан наурызға дейін электр энергиясын өндіру алдыңғы жылдармен салыстырғанда айтарлықтай төмен екенін, ал наурыздағы электр энергиясын өндіру тіпті 2015 жылғы көрсеткішке тең екенін көруге болады. Бұл бізге су электр станцияларының «тұрақсыздығын» көруге жеткілікті.
2013 жылдан 2021 жылға дейін ай сайынғы гидроэнергия өндірісі (100 млн кВт/сағ)
Объективті жағдайлармен шектелген. Су бар жерде су электр станцияларын салу мүмкін емес. Геология, судың төмендеуі, ағын жылдамдығы, тұрғындардың көшуі және тіпті әкімшілік бөліну - бәрі су электр станциясының құрылысын шектейді. Мысалы, 1956 жылы Бүкілқытайлық халық өкілдерінің жиналысында айтылған Хэйшань шатқалының суды үнемдеу жобасы Ганьсу мен Нинся арасындағы мүдделердің үйлесімінің нашарлығына байланысты қабылданбаған. Биылға дейін бұл екі сессияның ұсынысында қайтадан пайда болды, құрылыс қашан басталатыны әлі белгісіз.
Гидроэнергетикаға қажетті инвестициялар өте көп. Гидроэлектростанцияларды салуға арналған топырақ және бетон жұмыстары өте үлкен, сондықтан қоныс аударуға кететін үлкен шығындар төленуі керек; Сонымен қатар, алғашқы инвестициялар тек капиталға ғана емес, сонымен қатар уақытқа да әсер етеді. Қоныс аудару және әртүрлі департаменттерді үйлестіру қажеттілігіне байланысты көптеген гидроэлектростанциялардың құрылыс циклі жоспарланғаннан әлдеқайда кешіктіріледі.
Мысал ретінде салынып жатқан Байхетан су электр станциясын алсақ, жоба 1958 жылы басталып, 1965 жылы «үшінші бесжылдық жоспарға» енгізілген. Дегенмен, бірнеше бұрылыстар мен өзгерістерден кейін ол ресми түрде 2011 жылдың тамызына дейін басталмады. Осы уақытқа дейін Байхетан су электр станциясы аяқталған жоқ. Алдын ала жобалауды есептемегенде, нақты құрылыс циклі кем дегенде 10 жылға созылады.
Ірі су қоймалары бөгеттің жоғарғы жағында кең көлемді су тасқынын тудырады, кейде ойпаттарға, өзен аңғарларына, ормандар мен жайылымдарға зиян келтіреді. Сонымен қатар, бұл зауыттың айналасындағы су экожүйесіне де әсер етеді. Бұл балықтарға, су құстарына және басқа да жануарларға үлкен әсер етеді.
03 Қытайдағы су электр станцияларын дамытудың қазіргі жағдайы
Соңғы жылдары су электр станцияларын өндіру өсім көрсетті, бірақ соңғы бес жылдағы өсу қарқыны төмен.
2020 жылы су электр станцияларының өндірістік қуаты 1355,21 млрд кВт/сағ құрайды, бұл өткен жылмен салыстырғанда 3,9%-ға өсім. Дегенмен, 13-ші бесжылдық кезеңінде жел энергетикасы мен оптоэлектроника 13-ші бесжылдық кезеңінде қарқынды дамып, жоспарлау мақсаттарынан асып түсті, ал су электр станциялары жоспарлау мақсаттарының тек жартысына жуығын ғана орындады. Соңғы 20 жылда жалпы электр энергиясын өндірудегі су электр станцияларының үлесі салыстырмалы түрде тұрақты болып, 14% - 19% деңгейінде сақталды.
Қытайдың электр энергиясын өндірудің өсу қарқынынан соңғы бес жылда су электр станцияларының өсу қарқыны баяулағанын, негізінен шамамен 5% деңгейінде сақталғанын көруге болады.
Менің ойымша, баяулаудың себептері, бір жағынан, экологиялық ортаны қорғау және қалпына келтіру бойынша 13-ші бесжылдық жоспарда айқын көрсетілген шағын су электр станцияларының тоқтатылуы. Тек Сычуань провинциясында ғана қалпына келтіруді және алып тастауды қажет ететін 4705 шағын су электр станциясы бар;
Екінші жағынан, Қытайда ірі гидроэнергетикалық ресурстар жетіспейді. Қытай Үш шатқал, Гэчжоуба, Удундэ, Сянцзяба және Байхетан сияқты көптеген гидроэнергетикалық станцияларды салды. Ірі гидроэнергетикалық станцияларды қайта құруға арналған ресурстар тек Ярлунг Цзэнбо өзенінің «үлкен иілісі» болуы мүмкін. Дегенмен, аймақ геологиялық құрылымды, табиғи қорықтардың экологиялық бақылауын және айналасындағы елдермен қарым-қатынасты қамтитындықтан, бұған дейін оны шешу қиын болды.
Сонымен қатар, соңғы 20 жылдағы электр энергиясын өндірудің өсу қарқынынан жылу энергиясының өсу қарқыны негізінен жалпы электр энергиясын өндірудің өсу қарқынымен синхрондалғанын, ал гидроэнергетиканың өсу қарқыны жалпы электр энергиясын өндірудің өсу қарқынына қатысы жоқ екенін және «жыл сайын өсіп келе жатқанын» көруге болады. Жылу энергиясының жоғары үлесінің себептері болғанымен, ол белгілі бір дәрежеде гидроэнергетиканың тұрақсыздығын да көрсетеді.
Электр энергиясын өндірудің өсуі
Электр энергиясын өндіру үлесі тұрғысынан алғанда, соңғы 20 жылда гидроэнергетика саласы қарқынды дамығанына және 2020 жылы гидроэнергетика өндірісі 2001 жылмен салыстырғанда бес есе көп болғанына қарамастан, жалпы электр энергиясын өндірудегі үлесі айтарлықтай өзгермегенін көруге болады.
Жылу энергиясының үлесінің азаю процесінде гидроэнергетика үлкен рөл атқарған жоқ. Ол тез дамығанымен, ұлттық электр энергиясын өндірудің айтарлықтай өсуі аясында жалпы электр энергиясын өндірудегі өз үлесін тек сақтай алады. Жылу энергиясының үлесінің азаюы негізінен жел энергиясы, фотоэлектрлік, табиғи газ, ядролық энергия және т.б. сияқты басқа да таза энергия көздеріне байланысты.
Гидроэнергетика ресурстарының шамадан тыс шоғырлануы
Сычуань және Юньнань провинцияларының жалпы гидроэнергия өндірісі ұлттық гидроэнергия өндірісінің жартысына жуығын құрайды, және осыған байланысты мәселе гидроэнергетикалық ресурстарға бай аудандар жергілікті гидроэнергетикалық өндірісті сіңіре алмауы мүмкін, бұл энергияның ысырап болуына әкеледі. Қытайдың негізгі өзен бассейндеріндегі ағынды сулар мен электр энергиясының үштен екісі Сычуань провинциясынан келеді, ол 20,2 миллиард кВт/сағ дейін жетеді, ал Сычуань провинциясындағы ағынды электр энергиясының жартысынан көбі Даду өзенінің негізгі ағысынан келеді.
Соңғы 10 жылда бүкіл әлемде Қытайдың су энергетикасы қарқынды дамыды. Қытай жаһандық су энергетикасының өсуін дерлік басқарды. Әлемдік су энергиясын тұтынудың өсуінің шамамен 80%-ы Қытайға тиесілі, ал Қытайдың су энергиясын тұтынуы жаһандық су энергиясын тұтынудың 30%-дан астамын құрайды.
Дегенмен, Қытайдың жалпы бастапқы энергия тұтынуындағы осындай үлкен су энергиясын тұтыну үлесі әлемдік орташа көрсеткіштен сәл ғана жоғары, 2019 жылы 8%-дан аз. Канада мен Норвегия сияқты дамыған елдермен салыстырылмаса да, су энергиясын тұтыну үлесі дамушы ел Бразилиямен салыстырғанда әлдеқайда төмен. Қытайда 680 миллион киловатт су энергиясы ресурстары бар, бұл әлемде бірінші орында. 2020 жылға қарай су энергиясының орнатылған қуаты 370 миллион киловатт болады. Осы тұрғыдан алғанда, Қытайдың су энергиясы саласында әлі де дамуға үлкен мүмкіндіктер бар.
Қытайдағы су энергетикасының болашақ даму үрдісі 04
Гидроэнергетика алдағы бірнеше жылда өзінің өсуін жеделдетеді және жалпы электр энергиясын өндірудегі үлесі артуын жалғастырады.
Бір жағынан, 14-ші бесжылдық кезеңінде Қытайда 50 миллион киловатттан астам гидроэнергетика іске қосылуы мүмкін, оның ішінде Үш шатқал тобының Удундэ және Байхетан гидроэлектростанциялары және Ялонг өзенінің гидроэлектростанциясының орта ағысы бар. Сонымен қатар, Ярлунг Цзэнбо өзенінің төменгі ағысындағы гидроэнергетиканы дамыту жобасы 14-ші бесжылдық жоспарға енгізілді, онда 70 миллион киловатт техникалық пайдалануға жарамды ресурстар бар, бұл үш Үш шатқалдан астам гидроэлектростанцияға тең. Бұл гидроэнергетиканың қайтадан үлкен дамуға бастайтынын білдіреді;
Екінші жағынан, жылу энергиясы ауқымының азаюы, әрине, болжамды. Қоршаған ортаны қорғау, энергетикалық қауіпсіздік және технологиялық даму тұрғысынан алғанда, жылу энергиясының энергетика саласындағы маңыздылығы төмендей береді.
Алдағы бірнеше жылда су энергетикасының даму жылдамдығын әлі де жаңа энергияның даму жылдамдығымен салыстыруға болмайды. Тіпті жалпы электр энергиясын өндірудегі үлесі бойынша да, ол жаңа энергияның кешігуімен қатар жүруі мүмкін. Егер уақыт ұзарса, оны жаңа энергия басып озады деп айтуға болады.
Жалпы электр энергетикасын жоспарлау институтының жоспарлау бөлімінің директоры Лю Шиюйдің болжауынша, 14-ші бесжылдық кезеңінде Қытайдағы жаңа энергияның орнатылған қуаты 800 миллион кВт-тан асады, бұл оның 29%-ын құрайды; жылдық электр энергиясын өндіру 1,5 триллион кВт-сағатқа жетіп, су электр станцияларынан асып түседі.
Жарияланған уақыты: 2022 жылғы 14 қаңтар
