강은 수천 마일을 흐르며 막대한 에너지를 담고 있습니다. 천연 수력을 전기로 개발하고 활용하는 것을 수력 발전이라고 합니다. 수력 에너지를 구성하는 두 가지 기본 요소는 유량과 낙차입니다. 유량은 강 자체에 의해 결정되며, 강물을 직접 이용하는 운동 에너지 이용률은 매우 낮습니다. 강 전체 구간을 수차로 채우는 것은 불가능하기 때문입니다.
수리적 이용은 주로 위치 에너지를 활용하며, 위치 에너지 사용에는 감소가 불가피합니다. 그러나 하천의 자연적 낙차는 일반적으로 하천의 흐름을 따라 점진적으로 형성되며, 비교적 짧은 거리 내에서는 자연적 낙차가 상대적으로 낮습니다. 적절한 공학적 조치를 취하여 낙차를 인위적으로 증가시켜야 합니다. 즉, 분산된 자연적 낙차를 집중시켜 사용 가능한 수두를 형성해야 합니다.
수력 발전의 장점
1. 물에너지 재생
수력 에너지는 주로 천연가스와 물 순환에 의해 형성되는 자연 하천 유출수에서 발생합니다. 물 순환을 통해 수력 에너지를 재활용하고 재사용할 수 있으므로, 수력 에너지는 "재생에너지"라고 불립니다. "재생에너지"는 에너지 건설 분야에서 독보적인 위치를 차지하고 있습니다.
2. 수자원을 종합적으로 활용할 수 있다
수력 발전은 물의 흐름에 존재하는 에너지만을 사용하며 물을 소비하지 않습니다. 따라서 수자원을 종합적으로 활용할 수 있으며, 발전 외에도 홍수 조절, 관개, 운송, 용수 공급, 양식, 관광 등 다양한 측면에서 동시에 이익을 얻을 수 있고, 다목적 개발을 추진할 수 있습니다.
3. 수자원 에너지 규제
전기 에너지는 저장할 수 없으며, 생산과 소비가 동시에 이루어집니다. 수력 에너지는 전력 시스템의 요구에 따라 생산되는 저수지에 저장할 수 있습니다. 저수지는 전력 시스템의 에너지 저장 창고 역할을 합니다. 저수지의 조절은 전력 시스템의 부하 조절 능력을 향상시켜 전력 공급의 신뢰성과 유연성을 높입니다.
4. 수력발전의 가역성
높은 곳에서 낮은 곳으로 물을 끌어올리는 수차는 전기를 생산하고 물 에너지를 전기 에너지로 변환합니다. 그러면 낮은 곳에 있는 수역은 전기 펌프에 의해 흡수되어 높은 곳의 저수지로 보내지고, 이를 통해 전기 에너지가 물 에너지로 변환됩니다. 수력 발전의 가역성을 활용하여 양수 발전소를 건설하는 것은 전력 시스템의 부하 조절 능력을 향상시키는 데 중요한 역할을 합니다.
5. 단위 운영의 유연성
수력 발전 유닛은 장비가 간단하고, 유연하고 안정적인 작동을 제공하며, 부하 증감이 매우 편리합니다. 사용자의 필요에 따라 신속하게 시동 및 정지할 수 있으며, 자동화가 용이합니다. 전력 시스템의 피크 저감 및 주파수 변조 작업뿐만 아니라 비상 대기, 부하 조정 등의 기능에도 매우 적합합니다. 또한, 뛰어난 동적 이점을 제공하여 전력 시스템의 신뢰성을 향상시킵니다. 수력 발전소는 전력 시스템에서 동적 부하를 주로 담당합니다.
6. 수력발전의 저비용 고효율화
수력 발전은 연료를 소모하지 않으며, 연료 개발 및 운송에 많은 인력과 설비 투자가 필요하지 않습니다. 장비가 간단하고, 운전자가 적으며, 보조 동력이 적고, 장비 수명이 길며, 운영 및 유지보수 비용이 낮습니다. 따라서 수력 발전소의 전기 생산 비용은 화석 연료 발전소의 1/5에서 1/8에 불과합니다. 또한, 수력 발전소의 에너지 이용률은 85% 이상으로 높은 반면, 화석 연료 발전소의 에너지 이용률은 약 40%에 불과합니다.
7. 생태환경 개선에 도움이 됩니다.
수력 발전은 환경을 오염시키지 않습니다. 저수지의 넓은 수표면적은 해당 지역의 미기후와 물 흐름의 시공간적 분포를 조절하여 주변 지역의 생태 환경 개선에 기여합니다. 석탄 화력 발전소의 경우, 원탄 1톤당 약 30kg의 SO₂를 배출하며, 30kg 이상의 미세먼지가 발생합니다. 전국 50개 중대형 석탄 화력 발전소의 통계에 따르면, 발전소의 90%가 860mg/m³ 이상의 SO₂를 배출하는데, 이는 매우 심각한 오염입니다. 환경 문제에 대한 관심이 높아지고 있는 오늘날, 수력 발전 건설을 가속화하고 중국에서 수력 발전의 비중을 높이는 것은 환경 오염을 줄이는 데 매우 중요한 의의를 지닙니다.
수력 발전의 단점
대규모 일회성 투자 - 수력 발전소 건설을 위한 대규모 토목 공사 및 콘크리트 공사; 더욱이 상당한 홍수 피해를 유발하고 막대한 재정착 비용을 지불해야 합니다. 공사 기간도 화력 발전소 건설보다 길어 건설 자금 회전에 영향을 미칩니다. 수자원 보존 사업 투자의 일부를 여러 수혜 부서가 분담하더라도 수력 발전의 킬로와트당 투자액은 화력 발전보다 훨씬 높습니다. 그러나 향후 운영에서는 연간 운영 비용 절감액이 매년 상쇄될 것입니다. 최대 허용 보상 기간은 국가의 발전 수준 및 에너지 정책과 관련이 있습니다. 보상 기간이 허용치보다 적으면 수력 발전소의 설비 용량을 늘리는 것이 타당하다고 간주됩니다.
붕괴 위험 – 홍수로 인해 댐은 대량의 물을 차단하고, 자연재해, 인적 피해, 그리고 건설 품질에 악영향을 미치며, 이는 하류 지역과 기반 시설에 치명적인 결과를 초래할 수 있습니다. 이러한 붕괴는 전력 공급, 동식물에 영향을 미칠 뿐만 아니라 심각한 손실과 사상자를 초래할 수 있습니다.
생태계 피해 – 대규모 저수지는 댐 상류에 광범위한 홍수를 유발하여 저지대, 계곡 숲, 초원을 파괴하기도 합니다. 동시에, 식물 주변 수생 생태계에도 영향을 미쳐 어류, 물새, 그리고 다른 동물들에게도 심각한 영향을 미칩니다.
게시 시간: 2023년 4월 3일
