Қытай 1910 жылы алғашқы су электр станциясы болған Шилонгба су электр станциясының құрылысын бастағанына 111 жыл болды. Осы 100 жылдан астам уақыт ішінде, Шилонгба су электр станциясының орнатылған қуаты небәрі 480 кВт-тан бастап, қазір әлемде бірінші орында тұрған 370 миллион кВт-қа дейін, Қытайдың су және электр энергетикасы саласы айтарлықтай жетістіктерге жетті. Біз көмір өнеркәсібінде жұмыс істейміз және су энергетикасы туралы азды-көпті жаңалықтар естиміз, бірақ су энергетикасы саласы туралы көп білмейміз.
01 гидроэнергетиканың электр энергиясын өндіру принципі
Гидроэнергетика іс жүзінде судың потенциалдық энергиясын механикалық энергияға, содан кейін механикалық энергиядан электр энергиясына айналдыру процесі болып табылады. 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 станциясын салған кезде, су ресурстарын пайдалану деңгейін арттыру үшін бөгет салып, суды басқа бағытта бағыттап, суды шоғырландыруға болады.
Бөгет салу дегеніміз - өзен бөлігінде үлкен құлаумен 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 кезінде икемді. Ол жұмысты статикалық күйден бірнеше минут ішінде тез бастай алады және жүктемені арттыру және азайту тапсырмасын бірнеше секунд ішінде орындай алады. Гидроэнергетиканы шыңдарды жою, жиілікті модуляциялау, жүктемені күту және апаттық күту міндеттерін 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 шығындары төмен. Сондықтан, гидроэлектростанцияның энергия өндіру құны төмен, бұл жылу электр станциясының құнының тек 1/5-1/8 бөлігін құрайды, ал гидроэлектростанцияның энергияны пайдалану деңгейі жоғары, 85%-дан асады, ал жылу электр станциясының көмірмен жұмыс істейтін жылу энергиясының тиімділігі шамамен 40%-ды құрайды.
Гидроэнергетиканың кемшіліктеріне негізінен климаттың қатты әсер етуі, 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 станциясының көмірді өндіруі 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 энергияны 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 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 деңгейге тең екенін көруге болады. Бұл су электр станцияларының «тұрақсыздығын» көруге жеткілікті.
Объективті жағдайлармен шектелген. Су бар жерде су электр станцияларын салу мүмкін емес. Су электр станциясын салу геологиямен, судың төмендеуімен, ағын жылдамдығымен, тұрғындардың көшуімен және тіпті әкімшілік бөліністермен шектеледі. Мысалы, 1956 жылы Бүкілқытайлық халық өкілдерінің жиналысында айтылған Хэйшань шатқалының суды үнемдеу жобасы Ганьсу мен Нинся арасындағы мүдделердің үйлесімінің нашарлығына байланысты қабылданбаған. Биылғы екі сессияның ұсынысында ол қайта пайда болғанға дейін құрылыстың қашан басталатыны әлі белгісіз.
Гидроэнергетикаға қажетті инвестициялар өте көп. Гидроэлектростанцияларды салуға арналған топырақ жыныстары мен 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 басталған жоқ. Осы уақытқа дейін Байхетан су электр станциясы аяқталған жоқ. Алдын ала жобалау мен жоспарлауды 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 гидроэнергетика өндірісінің қуаты 1355,21 млрд кВт/сағ құрайды, бұл жылдық өсім 3,9%-ды құрайды. Дегенмен, 13-ші бесжылдық кезеңінде жел энергетикасы мен оптоэлектроника 13-ші бесжылдық кезеңінде қарқынды дамып, жоспарлау мақсаттарынан асып түсті, ал гидроэнергетика жоспарлау мақсаттарының тек жартысына жуығын ғана орындады. Соңғы 20 жылда жалпы электр энергиясын өндірудегі гидроэнергетиканың 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, Қытайдың ірі гидроэнергетиканы дамыту ресурстары жеткіліксіз. Қытай Үш шатқал, Гэчжоуба, Удундэ, Сянцзяба және Байхетан сияқты көптеген гидроэлектростанциялар салды. Ірі гидроэлектростанцияларды қайта құруға арналған ресурстар тек Ярлунг Цзэнбо өзенінің «үлкен иілісі» болуы мүмкін. Дегенмен, аймақ геологиялық құрылымды, табиғи қорықтарды қоршаған ортаны бақылауды 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.
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 өз күшімен әлемдік су энергетикасының өсуін дерлік басқарды. Әлемдік су энергиясын тұтынудың өсуінің шамамен 80%-ы Қытайға тиесілі, ал Қытайдың су энергиясын тұтынуы әлемдік 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 салыстырмағанның өзінде, су энергиясын тұтыну үлесі дамушы ел болып табылатын 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 энергетикасы саласын дамытуға әлі де 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 пайдалануға берілуі мүмкін, оның ішінде Үш шатқал тобының Удундэ, Байхетан су электр станциялары және Ялонг өзенінің су электр станциясының орта ағысы бар. Сонымен қатар, Ярлунг Цзэнбо өзенінің төменгі ағысындағы су электр станцияларын дамыту жобасы 14-ші бесжылдық жоспарға енгізілді, онда 70 миллион киловатт техникалық пайдалануға жарамды ресурстар бар, бұл үш Үш шатқал су электр станциясынан артық, бұл су электр станцияларының қайтадан үлкен дамуға жол ашқанын 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 жағынан да, оны жаңа энергияның кешігуі басып озуы мүмкін. Егер уақыт ұзарса, оны жаңа энергия басып озады деп айтуға болады.
Жарияланған уақыты: 12 сәуір 2022 ж.
