Praėjo 111 metų nuo tada, kai Kinija pradėjo statyti pirmąją Šilongbos hidroelektrinę 1910 m. Per šiuos daugiau nei 100 metų, nuo vos 480 kW Šilongbos hidroelektrinės įrengtos galios iki 370 mln. kW, kuri dabar pirmauja pasaulyje, Kinijos vandens ir elektros pramonė pasiekė reikšmingų laimėjimų. Mes dirbame anglies pramonėje ir daugiau ar mažiau išgirsime naujienų apie hidroenergetiką, tačiau apie hidroenergetikos pramonę žinome nedaug.
01 hidroenergijos energijos gamybos principas
Hidroenergija iš tikrųjų yra vandens potencialinės energijos pavertimo mechanine energija, o vėliau mechaninės energijos – elektros energija procesas. Paprastai tariant, tai yra tekančio upės vandens panaudojimas varikliui sukti ir elektros energijai gaminti, o upėje ar jos baseino dalyje esanti energija priklauso nuo vandens tūrio ir kritimo.
Upės vandens tūrio nekontroliuoja joks juridinis asmuo, o kritimas yra tinkamas. Todėl statant hidroelektrinę galima pasirinkti užtvankos statybą ir vandens nukreipimą, kad būtų sutelktas kritimas, taip pagerinant vandens išteklių panaudojimo rodiklį.
Užtvanka – tai užtvankos pastatymas upės ruože su dideliu kritimu, rezervuaro įrengimas vandeniui kaupti ir vandens lygiui pakelti, pavyzdžiui, Trijų tarpeklių hidroelektrinėje; vandens nukreipimas – tai vandens nukreipimas iš aukštupio rezervuaro į žemupį per nukreipimo kanalą, pavyzdžiui, Dzinpingo II hidroelektrinėje.
02 hidroenergijos charakteristikos
Hidroenergijos privalumai daugiausia apima aplinkos apsaugą ir regeneraciją, didelį efektyvumą ir lankstumą, mažas priežiūros išlaidas ir pan.
Didžiausias hidroenergijos privalumas turėtų būti aplinkos apsauga ir atsinaujinantys energijos šaltiniai. Hidroenergija naudoja tik vandenyje esančią energiją, nenaudoja vandens ir neteršia aplinkos.
Vandens turbinos generatorius, pagrindinė hidroenergijos gamybos įranga, yra ne tik efektyvus, bet ir lankstus paleidimo bei eksploatavimo požiūriu. Jis gali greitai paleisti darbą iš statinės būsenos per kelias minutes ir per kelias sekundes atlikti apkrovos didinimo ir mažinimo užduotį. Hidroenergija gali būti naudojama elektros energijos sistemos piko mažinimo, dažnio moduliavimo, apkrovos rezervinio režimo ir avarinio rezervinio režimo užduotims atlikti.
Hidroelektrinės energijos gamybai nereikia kuro, nereikia daug darbo jėgos ir įrenginių, investuojamų į kuro gavybą ir transportavimą, įranga paprasta, operatorių nedaug, pagalbinės energijos mažiau, įranga tarnauja ilgai, o eksploatavimo ir priežiūros išlaidos mažos. Todėl hidroelektrinės energijos gamybos sąnaudos yra mažos – tik 1/5–1/8 šiluminės elektrinės sąnaudų, o hidroelektrinės energijos panaudojimo lygis yra aukštas – siekia daugiau nei 85 %, o anglimi kūrenamų šiluminės elektrinės šiluminės energijos efektyvumas siekia tik apie 40 %.
Hidroenergetikos trūkumai daugiausia yra tai, kad ją labai veikia klimatas, riboja geografinės sąlygos, reikia didelių investicijų ankstyvajame etape ir daro žalą ekologinei aplinkai.
Hidroenergijai didelę įtaką daro krituliai. Svarbus šiluminės elektrinės anglies pirkimo atskaitos veiksnys yra sausasis ir drėgnasis metų laikas. Hidroenergija yra stabili priklausomai nuo metų ir provincijos, tačiau ji priklauso nuo „dienos“, kai ji detalizuojama mėnesiui, ketvirčiui ir regionui. Hidroenergija negali tiekti stabilios ir patikimos energijos, kaip šiluminė energija.
Drėgnojo ir sausojo metų laikotarpiai pietuose ir šiaurėje labai skiriasi. Tačiau, remiantis hidroenergijos gamybos statistika kiekvieną mėnesį nuo 2013 iki 2021 m., apskritai Kinijos drėgnasis sezonas trunka maždaug nuo birželio iki spalio, o sausasis – maždaug nuo gruodžio iki vasario. Skirtumas tarp šių dviejų laikotarpių gali būti daugiau nei dvigubas. Tuo pačiu metu taip pat matome, kad didėjant įrengtajai galiai, elektros energijos gamyba šiais metais nuo sausio iki kovo mėnesio yra gerokai mažesnė nei ankstesniais metais, o kovo mėnesį pagaminta elektros energijos gamyba netgi prilygsta 2015 m. gamybai. To pakanka, kad pamatytume hidroenergijos „nestabilumą“.
Riboja objektyvios sąlygos. Hidroelektrinių negalima statyti ten, kur yra vandens. Hidroelektrinės statybą riboja geologija, kritimas, srauto greitis, gyventojų perkėlimas ir net administracinis suskirstymas. Pavyzdžiui, Heishano tarpeklio vandens taupymo projektas, minėtas 1956 m. Nacionaliniame liaudies kongrese, nebuvo priimtas dėl prasto Gansu ir Ningxia interesų koordinavimo. Kol jis vėl neatsispindės šių metų dviejų sesijų pasiūlyme, vis dar nežinoma, kada bus galima pradėti statybas.
Hidroenergetikai reikalingos didelės investicijos. Žemės ir betono darbai hidroelektrinių statybai yra milžiniški, todėl reikia mokėti dideles perkėlimo išlaidas; Be to, ankstyvos investicijos atsispindi ne tik kapitale, bet ir laike. Dėl perkėlimo ir įvairių skyrių koordinavimo poreikio daugelio hidroelektrinių statybos ciklas bus gerokai atidėtas nei planuota.
Pavyzdžiui, statoma Baihetano hidroelektrinė. Projektas buvo pradėtas 1958 m. ir į „trečiąjį penkerių metų planą“ įtrauktas 1965 m. Tačiau po kelių netikėtumų oficialiai pradėtas tik 2011 m. rugpjūtį. Iki šiol Baihetano hidroelektrinė nėra baigta. Išskyrus preliminarų projektavimą ir planavimą, tikrasis statybos ciklas truks mažiausiai 10 metų.
Dideli rezervuarai sukelia didelio masto potvynius užtvankos viršutinėje dalyje, kartais pažeisdami žemumas, upių slėnius, miškus ir pievas. Tuo pačiu metu tai paveiks ir vandens ekosistemą aplink elektrinę. Tai daro didelį poveikį žuvims, vandens paukščiams ir kitiems gyvūnams.
03 dabartinė hidroenergetikos plėtros padėtis Kinijoje
Pastaraisiais metais hidroenergijos gamyba išlaikė augimą, tačiau per pastaruosius penkerius metus augimo tempas yra mažas.
2020 m. hidroenergijos gamybos pajėgumas siekė 1 355,21 mlrd. kWh, o tai yra 3,9 % daugiau nei ankstesniais metais. Tačiau 13-ojo penkmečio plano laikotarpiu vėjo energija ir optoelektronika sparčiai vystėsi, viršydamos planavimo tikslus, o hidroenergetika pasiekė tik apie pusę planavimo tikslų. Per pastaruosius 20 metų hidroenergijos dalis bendroje elektros energijos gamyboje buvo gana stabili ir sudarė 14–19 %.
Remiantis Kinijos elektros energijos gamybos augimo tempu, matyti, kad hidroenergijos augimo tempas per pastaruosius penkerius metus sulėtėjo ir iš esmės išliko apie 5 %.
Manau, kad sulėtėjimo priežastys, viena vertus, yra mažųjų hidroelektrinių uždarymas, kuris aiškiai paminėtas 13-ajame penkmečio plane, skirtame ekologinei aplinkai apsaugoti ir atkurti. Vien Sičuano provincijoje yra 4705 mažosios hidroelektrinės, kurias reikia sutvarkyti ir uždaryti;
Kita vertus, didelių Kinijos hidroenergetikos plėtros išteklių nepakanka. Kinija pastatė daug hidroelektrinių, tokių kaip Trijų tarpeklių, Gežoubos, Vudongdės, Siangjiabos ir Baihetano hidroelektrinės. Didelių hidroelektrinių rekonstrukcijos ištekliai gali būti tik Yarlung Zangbo upės „didysis vingis“. Tačiau dėl regiono geologinės struktūros, gamtos rezervatų aplinkos kontrolės ir santykių su aplinkinėmis šalimis anksčiau buvo sunku tai išspręsti.
Tuo pačiu metu, vertinant elektros energijos gamybos augimo tempą per pastaruosius 20 metų, matyti, kad šiluminės energijos augimo tempas iš esmės yra sinchronizuotas su bendros elektros energijos gamybos augimo tempu, o hidroenergijos augimo tempas neturi įtakos bendros elektros energijos gamybos augimo tempui, o tai rodo „kas dvejus metus kylančią“ būseną. Nors yra priežasčių, kodėl didelė šiluminės energijos dalis yra tokia didelė, ji tam tikru mastu taip pat atspindi hidroenergijos nestabilumą.
Mažėjant šiluminės energijos daliai, hidroenergija nevaidina didelio vaidmens. Nors ji sparčiai vystosi, savo dalį bendroje elektros energijos gamyboje ji gali išlaikyti tik esant dideliam nacionalinės elektros energijos gamybos augimui. Šiluminės energijos dalies sumažėjimą daugiausia lemia kiti švarūs energijos šaltiniai, tokie kaip vėjo energija, fotovoltinė energija, gamtinės dujos, branduolinė energija ir kt.
Per didelė hidroenergijos išteklių koncentracija
Sičuano ir Junano provincijų bendra hidroenergijos gamyba sudaro beveik pusę visos šalies hidroenergijos gamybos, todėl problema ta, kad teritorijos, kuriose gausu hidroenergijos išteklių, gali nesugebėti absorbuoti vietinės hidroenergijos gamybos, todėl energija švaistoma. Du trečdaliai nuotekų ir elektros energijos, susidarančių pagrindiniuose Kinijos upių baseinuose, – iki 20,2 mlrd. kWh, – atkeliauja iš Sičuano provincijos, o daugiau nei pusė Sičuano provincijos elektros energijos atliekų gaunama iš pagrindinės Dadu upės.
Visame pasaulyje Kinijos hidroenergetika sparčiai vystėsi per pastaruosius 10 metų. Kinija savo jėgomis beveik pirmavo pasaulinės hidroenergetikos augime. Beveik 80 % pasaulinio hidroenergijos suvartojimo augimo tenka Kinijai, o Kinijos hidroenergijos suvartojimas sudaro daugiau nei 30 % pasaulinio hidroenergijos suvartojimo.
Tačiau tokio didžiulio hidroenergijos suvartojimo dalis Kinijos bendrame pirminės energijos suvartojime yra tik šiek tiek didesnė už pasaulio vidurkį – 2019 m. ji sudarė mažiau nei 8 %. Net jei nelygintume su išsivysčiusiomis šalimis, tokiomis kaip Kanada ir Norvegija, hidroenergijos suvartojimo dalis yra gerokai mažesnė nei Brazilijoje, kuri taip pat yra besivystanti šalis. Kinija turi 680 milijonų kilovatų hidroenergijos išteklių, ir tai yra pirmoji vieta pasaulyje. Iki 2020 m. įrengta hidroenergijos galia sieks 370 milijonų kilovatų. Šiuo požiūriu Kinijos hidroenergijos pramonė vis dar turi daug plėtros galimybių.
04 būsima hidroenergijos plėtros tendencija Kinijoje
Hidroenergetikos augimas per ateinančius kelerius metus paspartės ir toliau didės jos dalis bendroje elektros energijos gamyboje.
Viena vertus, per 14-ąjį penkmečio planą Kinijoje gali būti paleista daugiau nei 50 milijonų kilovatų hidroenergijos, įskaitant Vudongdės ir Baihetano Trijų tarpeklių grupės hidroelektrines bei Jalongo upės vidurupio hidroelektrinę. Be to, į 14-ąjį penkmečio planą įtrauktas hidroenergijos plėtros projektas Jarlung Zangbo upės žemupyje, kuriame numatyta 70 milijonų kilovatų techniškai eksploatuojamų išteklių, o tai atitinka daugiau nei tris Trijų tarpeklių hidroelektrines, o tai reiškia, kad hidroenergetika vėl sparčiai vystėsi;
Kita vertus, šiluminės energijos masto mažėjimas yra akivaizdžiai nuspėjamas. Nesvarbu, ar tai būtų aplinkos apsaugos, energetinio saugumo, ar technologinės plėtros požiūriu, šiluminės energijos svarba energetikos srityje ir toliau mažės.
Per ateinančius kelerius metus hidroenergetikos plėtros tempo vis dar negalima lyginti su naujosios energijos sparta. Net ir pagal bendros elektros energijos gamybos dalį ją gali aplenkti vėluojančios naujosios energijos šalys. Jei laikas užsitęs, galima sakyti, kad ją aplenks naujoji energija.
Įrašo laikas: 2022 m. balandžio 12 d.
