1, Су энергетикалық ресурстары
Адамзаттың дамуы мен гидроэнергетика ресурстарын пайдалану тарихы ежелгі заманнан бастау алады. Қытай Халық Республикасының жаңартылатын энергия туралы заңын түсіндіруге сәйкес (Бүкілқытайлық халық өкілдері жиналысы Тұрақты комитетінің Заң жұмыс комитеті редакциялаған), су энергиясының анықтамасы: жел мен күннің жылуы судың булануын тудырады, су буы жаңбыр мен қарды түзеді, жаңбыр мен қардың жаууы өзендер мен бұлақтарды түзеді, ал су ағыны су энергиясы деп аталатын энергияны өндіреді.
Қазіргі заманғы гидроэнергетикалық ресурстарды игеру мен пайдаланудың негізгі мазмұны гидроэнергетикалық ресурстарды игеру мен пайдалану болып табылады, сондықтан адамдар әдетте су энергиясы ресурстарын, гидравликалық энергия ресурстарын және гидроэнергетикалық ресурстарды синонимдер ретінде пайдаланады. Дегенмен, шын мәнінде, гидроэнергетикалық ресурстар гидротермиялық энергия ресурстары, гидроэнергетикалық ресурстар, гидроэнергетикалық ресурстар және теңіз суының энергия ресурстары сияқты кең ауқымды мазмұнды қамтиды.
(1) Су және жылу энергиясы ресурстары
Су және жылу энергиясы ресурстары табиғи ыстық бұлақтар деп аталады. Ежелгі заманда адамдар табиғи ыстық бұлақтардың су және жылу ресурстарын монша салу, шомылу, ауруларды емдеу және жаттығу үшін тікелей пайдалана бастаған. Қазіргі заманғы адамдар су және жылу энергиясы ресурстарын электр энергиясын өндіру және жылыту үшін де пайдаланады. Мысалы, Исландияда 2003 жылы 7,08 миллиард киловатт-сағат су электр энергиясы өндірілді, оның 1,41 миллиард киловатт-сағаты геотермалдық энергияны (яғни су жылу энергиясы ресурстарын) пайдалану арқылы өндірілді. Ел тұрғындарының 86%-ы жылыту үшін геотермалдық энергияны (су жылу энергиясы ресурстарын) пайдаланған. Сицзанда орнатылған қуаты 25000 киловатт болатын Янбацзин электр станциясы салынды, ол сонымен қатар электр энергиясын өндіру үшін геотермалдық (су және жылу энергиясы ресурстарын) пайдаланады. Сарапшылардың болжамы бойынша, Қытайда жыл сайын шамамен 100 метр тереңдіктегі топырақ жинай алатын төмен температуралы энергия (жер асты суларын орта ретінде пайдалану) 150 миллиард киловаттқа жетуі мүмкін. Қазіргі уақытта Қытайдағы геотермалдық электр энергиясын өндірудің белгіленген қуаты 35 300 киловатт құрайды.
(2) Гидравликалық энергия ресурстары
Гидравликалық энергия судың кинетикалық және потенциалдық энергиясын қамтиды. Ежелгі Қытайда турбулентті өзендердің, сарқырамалардың және сарқырамалардың гидравликалық энергия ресурстары су доңғалақтары, су диірмендері және суару, астық өңдеу және күріш қабығын тазарту үшін су диірмендері сияқты машиналарды салу үшін кеңінен пайдаланылды. 1830 жылдары Еуропада ұн диірмендері, мақта диірмендері және тау-кен өндірісі сияқты ірі салаларды энергиямен қамтамасыз ету үшін гидравликалық станциялар жасалып, пайдаланылды. Суды көтеру және суару үшін центрифугалық күш тудыру үшін центрифугалық су сорғыларын тікелей басқаратын заманауи су турбиналары, сондай-ақ су ағынын пайдаланып, су балғасының қысымын тудыратын және суды көтеру және суару үшін жоғары су қысымын қалыптастыратын су балғасы сорғы станциялары су энергиясы ресурстарын тікелей дамыту және пайдалану болып табылады.
(3) Су электр энергиясы ресурстары
1880 жылдары электр энергиясы ашылған кезде электромагниттік теорияға негізделген электр қозғалтқыштары жасалды, ал гидроэлектростанциялардың гидравликалық энергиясын электр энергиясына айналдырып, оны пайдаланушыларға жеткізу үшін гидроэлектростанциялар салынды, бұл гидроэнергетикалық ресурстарды қарқынды дамыту және пайдалану кезеңін бастады.
Біз қазір айтып отырған гидроэнергетикалық ресурстар әдетте гидроэнергетикалық ресурстар деп аталады. Өзен су ресурстарынан басқа, мұхитта толқын, тұз және температура энергиясы да бар. Әлемдік мұхиттың гидроэнергетикалық ресурстары 76 миллиард киловатт деп есептеледі, бұл құрлықтағы өзен гидроэнергетикасының теориялық қорынан 15 еседен астам. Олардың ішінде толқын энергиясы 3 миллиард киловатт, толқын энергиясы 3 миллиард киловатт, температура айырмашылығы энергиясы 40 миллиард киловатт және тұз айырмашылығы энергиясы 30 миллиард киловатт. Қазіргі уақытта тек толқын энергиясын әзірлеу және пайдалану технологиясы ғана адамдардың теңіз гидроэнергетикалық ресурстарын пайдалануында кең көлемде дамыта алатын практикалық кезеңге жетті. Басқа энергия көздерін әзірлеу және пайдалану техникалық және экономикалық тұрғыдан орындылықта серпінді нәтижелерге қол жеткізу және практикалық әзірлеу мен пайдалануға қол жеткізу үшін әлі де қосымша зерттеулерді қажет етеді. Біз әдетте айтып отырған мұхит энергиясын әзірлеу және пайдалану негізінен толқын энергиясын әзірлеу және пайдалану болып табылады. Ай мен Күннің Жердің теңіз бетіне тартылуы су деңгейінің мерзімді ауытқуларын тудырады, бұл мұхит толқындары деп аталады. Теңіз суының ауытқуы толқын энергиясын құрайды. Негізінде, толқын энергиясы - толқын деңгейінің ауытқуынан пайда болатын механикалық энергия.
XI ғасырда толқын диірмендері пайда болды, ал XX ғасырдың басында Германия мен Франция шағын толқын электр станцияларын сала бастады.
Әлемдегі пайдалануға жарамды толқын энергиясы 1 миллиардтан 1,1 миллиард киловаттқа дейін, жылдық электр энергиясын өндіру шамамен 1240 миллиард киловатт-сағатқа жетеді деп есептеледі. Қытайдың толқын энергиясын пайдалануға жарамды ресурстарының орнатылған қуаты 21,58 миллион киловатт, ал жылдық электр энергиясын өндіру 30 миллиард киловатт-сағатқа жетеді.
Қазіргі уақытта әлемдегі ең ірі толқын электр станциясы - Франциядағы Ренн толқын электр станциясы, оның орнатылған қуаты 240 000 киловатт. Қытайдағы алғашқы толқын электр станциясы, Гуандундағы Цзичжоу толқын электр станциясы, 1958 жылы орнатылған қуаты 40 киловаттпен салынған. 1985 жылы салынған Чжэцзян Цзянся толқын электр станциясының жалпы орнатылған қуаты 3200 киловатт болып, әлемде үшінші орында тұр.
Сонымен қатар, Қытай мұхиттарында толқын энергиясының қоры шамамен 12,85 миллион киловатт, қайту энергиясы шамамен 13,94 миллион киловатт, тұз айырмашылығы энергиясы шамамен 125 миллион киловатт және температура айырмашылығы энергиясы шамамен 1,321 миллиард киловатт құрайды. Қорыта айтқанда, Қытайдағы мұхит энергиясының жалпы қоры шамамен 1,5 миллиард киловатт құрайды, бұл құрлықтағы өзен су электр станцияларының теориялық қорының 694 миллион киловаттынан екі еседен астам және оны дамыту мен пайдаланудың кең перспективалары бар. Қазіргі уақытта әлем елдері мұхитта жасырынған орасан зор энергия ресурстарын дамыту және пайдаланудың технологиялық тәсілдерін зерттеуге көп инвестиция салуда.
2, Су электр энергиясы ресурстары
Гидроэлектроэнергия ресурстары, әдетте, өзен су ағынының потенциалды және кинетикалық энергиясын жұмысты босату және электр энергиясын өндіру үшін гидрогенераторлардың айналуын басқару үшін пайдалануды білдіреді. Көмір, мұнай, табиғи газ және атом энергиясын өндіру жаңартылмайтын отын ресурстарын тұтынуды талап етеді, ал гидроэлектроэнергия өндіру су ресурстарын тұтынбайды, керісінше өзен ағынының энергиясын пайдаланады.
(1) Әлемдік су электр энергиясы ресурстары
Дүние жүзіндегі өзендердегі гидроэнергетикалық ресурстардың жалпы қоры 5,05 миллиард киловатт құрайды, жылдық электр энергиясын өндіру 44,28 триллион киловатт-сағатқа дейін жетеді; техникалық тұрғыдан пайдалануға болатын гидроэнергетикалық ресурстар 2,26 миллиард киловатт, ал жылдық электр энергиясын өндіру 9,8 триллион киловатт-сағатқа жетуі мүмкін.
1878 жылы Франция әлемдегі алғашқы орнатылған қуаты 25 киловатт болатын су электр станциясын салды. Қазіргі уақытта бүкіл әлемде орнатылған су электр станциясының қуаты 760 миллион киловатттан асты, ал жылдық электр энергиясын өндіру 3 триллион киловатт-сағатты құрайды.
(2) Қытайдың су энергетикалық ресурстары
Қытай әлемдегі ең бай су энергетикалық ресурстары бар елдердің бірі. Гидроэнергетика ресурстарының соңғы шолуына сәйкес, Қытайдағы өзен суы энергиясының теориялық қоры 694 миллион киловатт, ал жылдық теориялық электр энергиясын өндіру 6,08 триллион киловатт-сағатты құрайды, бұл гидроэнергетиканың теориялық қоры бойынша әлемде бірінші орында; Қытайдың гидроэнергетика ресурстарының техникалық тұрғыдан пайдалануға жарамды қуаты 542 миллион киловатт, жылдық электр энергиясын өндіру 2,47 триллион киловатт-сағат, ал экономикалық тұрғыдан пайдалануға жарамды қуаты 402 миллион киловатт, жылдық электр энергиясын өндіру 1,75 триллион киловатт-сағат, екеуі де әлемде бірінші орында.
1905 жылдың шілдесінде Қытайдағы алғашқы су электр станциясы, Тайвань провинциясындағы Гуйшань су электр станциясы, орнатылған қуаты 500 кВА болатын құрылыс салынды. 1912 жылы Қытай құрлығындағы алғашқы су электр станциясы, Юньнань провинциясының Куньмин қаласындағы Шилонгба су электр станциясы, орнатылған қуаты 480 киловатт болатын электр энергиясын өндіру үшін салынды. 1949 жылы елдегі су электр станциясының орнатылған қуаты 163000 киловатт болды; 1999 жылдың соңына қарай ол 72,97 миллион киловаттқа дейін өсті, бұл тек Америка Құрама Штаттарынан кейін екінші орында және әлемде екінші орында тұр; 2005 жылға қарай Қытайдағы су электр станциясының жалпы орнатылған қуаты 115 миллион киловаттқа жетіп, әлемде бірінші орынға шықты, бұл пайдаланылатын су электр станциясының қуатының 14,4%-ын және ұлттық энергетика саласының жалпы орнатылған қуатының 20%-ын құрады.
(3) Су электр энергиясының сипаттамалары
Гидроэлектр энергиясы табиғаттың гидрологиялық циклімен бірнеше рет жаңартылады және адамдар оны үздіксіз пайдалана алады. Адамдар гидроэнергияның жаңартылуын сипаттау үшін жиі «таусылмайтын» деген сөз тіркесін қолданады.
Гидроэлектр энергиясы өндіріс және пайдалану кезінде отын тұтынбайды немесе зиянды заттар шығармайды. Оны басқару және пайдалану шығындары, электр энергиясын өндіру шығындары және қоршаған ортаға әсері жылу энергиясын өндіруге қарағанда әлдеқайда төмен, бұл оны арзан жасыл энергия көзі етеді.
Гидроэнергетика жақсы реттеу өнімділігіне, жылдам іске қосылуына және электр желісінің жұмысында ең жоғары деңгейдегі рөл атқаратынына ие. Ол жылдам және тиімді, төтенше және апаттық жағдайларда электр қуатымен жабдықтау шығындарын азайтады және электр қуатымен жабдықтау қауіпсіздігін қамтамасыз етеді.
Гидроэлектр энергиясы мен минералды энергия ресурсқа негізделген бастапқы энергияға жатады, ол электр энергиясына айналады және екінші реттік энергия деп аталады. Гидроэлектр энергиясын дамыту - бұл бастапқы энергияны дамытуды да, екінші реттік энергия өндіруді де бір мезгілде аяқтайтын энергия көзі, бастапқы энергия құрылысы мен екінші реттік энергия құрылысының қос функциясы бар; бір ғана энергетикалық минералды өндіру, тасымалдау және сақтау процесінің қажеті жоқ, бұл отын шығындарын айтарлықтай азайтады.
Гидроэнергетиканы дамыту үшін су қоймаларын салу жергілікті аумақтардың экологиялық ортасын өзгертеді. Бір жағынан, бұл жердің бір бөлігін суға батыруды қажет етеді, нәтижесінде иммигранттар қоныс аударады; екінші жағынан, бұл аймақтың микроклиматын қалпына келтіре алады, жаңа су экологиялық ортасын жасайды, организмдердің тіршілігін қамтамасыз етеді және адамдардың су тасқынын бақылауына, суаруға, туризмге және кеме қатынасын дамытуға ықпал етеді. Сондықтан, гидроэнергетика жобаларын жоспарлау кезінде экологиялық ортаға теріс әсерді азайтуға жалпы назар аудару қажет, ал гидроэнергетиканы дамытудың кемшіліктерге қарағанда артықшылықтары көп.
Гидроэнергетиканың артықшылықтарына байланысты әлем елдері қазір гидроэнергетиканы дамытуға басымдық беретін саясатты қабылдауда. 1990 жылдары гидроэнергетика Бразилияның жалпы орнатылған қуатының 93,2%-ын құрады, ал Норвегия, Швейцария, Жаңа Зеландия және Канада сияқты елдерде гидроэнергетика коэффициенті 50%-дан асты.
1990 жылы әлемнің кейбір елдерінде пайдалануға жарамды электр энергиясына су электр энергиясын өндірудің үлесі Францияда 74%, Швейцарияда 72%, Жапонияда 66%, Парагвайда 61%, АҚШ-та 55%, Египетте 54%, Канадада 50%, Бразилияда 17,3%, Үндістанда 11% және Қытайда 6,6% болды.
Жарияланған уақыты: 2024 жылғы 24 қыркүйек
