1. Ūdens enerģijas resursi
Cilvēka attīstības un hidroenerģijas resursu izmantošanas vēsture aizsākās senatnē. Saskaņā ar Ķīnas Tautas Republikas Atjaunojamās enerģijas likuma interpretāciju (redaktoru: Nacionālā tautas kongresa Pastāvīgās komitejas Likumu darba komiteja) ūdens enerģijas definīcija ir šāda: vēja un saules siltums izraisa ūdens iztvaikošanu, ūdens tvaiki veido lietu un sniegu, lietus un sniega krišana veido upes un strautus, un ūdens plūsma rada enerģiju, ko sauc par ūdens enerģiju.
Mūsdienu hidroenerģijas resursu attīstības un izmantošanas galvenais saturs ir hidroenerģijas resursu attīstība un izmantošana, tāpēc cilvēki parasti lieto ūdens enerģijas resursus, hidrauliskās enerģijas resursus un hidroelektroenerģijas resursus kā sinonīmus. Tomēr patiesībā hidroenerģijas resursi ietver plašu satura klāstu, piemēram, hidrotermālās enerģijas resursus, hidroenerģijas resursus, hidroenerģijas resursus un jūras ūdens enerģijas resursus.
(1) Ūdens un siltumenerģijas resursi
Ūdens un siltumenerģijas resursi ir plaši pazīstami kā dabiskie karstie avoti. Senatnē cilvēki sāka tieši izmantot dabisko karsto avotu ūdens un siltuma resursus, lai celtu vannas, mazgātos, ārstētu slimības un vingrotu. Arī mūsdienu cilvēki izmanto ūdens un siltumenerģijas resursus enerģijas ražošanai un apkurei. Piemēram, Islandē 2003. gadā tika saražota 7,08 miljardi kilovatstundu hidroelektroenerģijas, no kurām 1,41 miljards kilovatstundu tika saražots, izmantojot ģeotermālo enerģiju (t.i., ūdens siltumenerģijas resursus). 86% valsts iedzīvotāju apkurei ir izmantojuši ģeotermālo enerģiju (ūdens siltumenerģijas resursus). Sizangā ir uzbūvēta Jangbajingas elektrostacija ar uzstādīto jaudu 25 000 kilovatu, kas arī izmanto ģeotermālo ūdeni (ūdens un siltumenerģijas resursus) elektroenerģijas ražošanai. Saskaņā ar ekspertu prognozēm, Ķīnā katru gadu gandrīz 100 metru rādiusā augsne var savākt zemas temperatūras enerģiju (izmantojot gruntsūdeņus kā vidi), kas var sasniegt 150 miljardus kilovatu. Pašlaik Ķīnā uzstādītā ģeotermālās enerģijas ražošanas jauda ir 35 300 kilovati.
(2) Hidrauliskie enerģijas resursi
Hidrauliskā enerģija ietver ūdens kinētisko un potenciālo enerģiju. Senajā Ķīnā turbulento upju, ūdenskritumu un ūdenskritumu hidrauliskās enerģijas resursi tika plaši izmantoti tādu mašīnu kā ūdensratu, ūdensdzirnavu un ūdens dzirnavu būvniecībai ūdens apūdeņošanai, graudu pārstrādei un rīsu lobīšanai. 19. gadsimta 30. gados Eiropā tika izstrādātas un izmantotas hidrauliskās stacijas, lai nodrošinātu enerģiju liela mēroga nozarēm, piemēram, miltu dzirnavām, kokvilnas dzirnavām un ieguves rūpniecībai. Mūsdienu ūdens turbīnas, kas tieši darbina centrbēdzes ūdens sūkņus, lai radītu centrbēdzes spēku ūdens pacelšanai un apūdeņošanai, kā arī ūdens āmura sūkņu stacijas, kas izmanto ūdens plūsmu, lai radītu ūdens āmura spiedienu un veidotu augstu ūdens spiedienu ūdens pacelšanai un apūdeņošanai, ir tieša ūdens enerģijas resursu attīstība un izmantošana.
(3) Hidroelektroenerģijas resursi
19. gs. astoņdesmitajos gados, kad tika atklāta elektrība, elektromotori tika ražoti, balstoties uz elektromagnētisko teoriju, un tika būvētas hidroelektrostacijas, lai hidroelektrostaciju hidraulisko enerģiju pārvērstu elektriskajā enerģijā un piegādātu to lietotājiem, ievadot hidroelektroenerģijas resursu intensīvas attīstības un izmantošanas periodu.
Hidroenerģijas resursus, par kuriem mēs tagad runājam, parasti sauc par hidroelektriskajiem resursiem. Papildus upju ūdens resursiem okeānā ir arī milzīga paisuma, viļņu, sāls un temperatūras enerģija. Tiek lēsts, ka globālie okeāna hidroenerģijas resursi ir 76 miljardi kilovatu, kas ir vairāk nekā 15 reizes vairāk nekā teorētiskās sauszemes upju hidroenerģijas rezerves. Starp tiem paisuma enerģija ir 3 miljardi kilovatu, viļņu enerģija ir 3 miljardi kilovatu, temperatūras starpības enerģija ir 40 miljardi kilovatu un sāls starpības enerģija ir 30 miljardi kilovatu. Pašlaik tikai paisuma enerģijas attīstības un izmantošanas tehnoloģija ir sasniegusi praktisku stadiju, ko var attīstīt plašā mērogā, izmantojot jūras hidroenerģijas resursus cilvēkiem. Citu enerģijas avotu attīstībai un izmantošanai joprojām nepieciešami turpmāki pētījumi, lai sasniegtu revolucionārus rezultātus tehniskajā un ekonomiskajā iespējamībā un panāktu praktisku attīstību un izmantošanu. Okeāna enerģijas attīstība un izmantošana, par ko mēs parasti runājam, galvenokārt ir paisuma enerģijas attīstība un izmantošana. Mēness un Saules pievilkšanās Zemes jūras virsmai izraisa periodiskas ūdens līmeņa svārstības, kas pazīstamas kā okeāna plūdmaiņas. Jūras ūdens svārstības veido paisuma enerģiju. Principā plūdmaiņu enerģija ir mehāniska enerģija, ko rada plūdmaiņu līmeņu svārstības.
Paisuma dzirnavas parādījās 11. gadsimtā, un 20. gadsimta sākumā Vācija un Francija sāka būvēt nelielas paisuma elektrostacijas.
Tiek lēsts, ka pasaulē izmantojamā plūdmaiņu enerģija ir no 1 miljarda līdz 1,1 miljardam kilovatu, un gada elektroenerģijas ražošana ir aptuveni 1240 miljardi kilovatstundu. Ķīnas izmantojamo plūdmaiņu enerģijas resursu uzstādītā jauda ir 21,58 miljoni kilovatu, un gada elektroenerģijas ražošana ir 30 miljardi kilovatstundu.
Pašlaik lielākā plūdmaiņu elektrostacija pasaulē ir Rennas plūdmaiņu elektrostacija Francijā ar uzstādīto jaudu 240 000 kilovatu. Pirmā plūdmaiņu elektrostacija Ķīnā, Dzidžou plūdmaiņu elektrostacija Guangdongā, tika uzcelta 1958. gadā ar uzstādīto jaudu 40 kilovatu. Džedzjanas Dzjansijas plūdmaiņu elektrostacija, kas uzcelta 1985. gadā, ar kopējo uzstādīto jaudu 3200 kilovatu, kas ieņem trešo vietu pasaulē.
Turklāt Ķīnas okeānos viļņu enerģijas rezerves ir aptuveni 12,85 miljoni kilovatu, plūdmaiņu enerģija ir aptuveni 13,94 miljoni kilovatu, sāls starpības enerģija ir aptuveni 125 miljoni kilovatu un temperatūras starpības enerģija ir aptuveni 1,321 miljards kilovatu. Rezumējot, kopējā okeāna enerģija Ķīnā ir aptuveni 1,5 miljardi kilovatu, kas ir vairāk nekā divas reizes lielāka par teorētiskajām 694 miljonu kilovatu sauszemes upju hidroenerģijas rezervēm, un tai ir plašas attīstības un izmantošanas perspektīvas. Mūsdienās valstis visā pasaulē veic lielus ieguldījumus tehnoloģisko pieeju izpētē, lai attīstītu un izmantotu milzīgos enerģijas resursus, kas paslēpti okeānā.
2. Hidroelektroenerģijas resursi
Hidroelektroenerģijas resursi parasti attiecas uz upes ūdens plūsmas potenciālās un kinētiskās enerģijas izmantošanu darba veikšanai un hidroelektroģeneratoru rotācijas veicināšanai elektroenerģijas ražošanai. Ogļu, naftas, dabasgāzes un kodolenerģijas ražošanai ir nepieciešams neatjaunojamo kurināmo resursu patēriņš, savukārt hidroelektroenerģijas ražošana nepatērē ūdens resursus, bet gan izmanto upes plūsmas enerģiju.
(1) Globālie hidroelektroenerģijas resursi
Kopējās hidroenerģijas resursu rezerves upēs visā pasaulē ir 5,05 miljardi kilovatu, un gada elektroenerģijas ražošana sasniedz 44,28 triljonus kilovatstundu; tehniski izmantojamie hidroenerģijas resursi ir 2,26 miljardi kilovatu, un gada elektroenerģijas ražošana var sasniegt 9,8 triljonus kilovatstundu.
1878. gadā Francija uzbūvēja pasaulē pirmo hidroelektrostaciju ar uzstādīto jaudu 25 kilovati. Līdz šim uzstādītā hidroelektrostaciju jauda visā pasaulē ir pārsniegusi 760 miljonus kilovatu, un gada elektroenerģijas ražošana ir 3 triljoni kilovatstundu.
(2) Ķīnas hidroenerģijas resursi
Ķīna ir viena no valstīm ar bagātākajiem hidroelektroenerģijas resursiem pasaulē. Saskaņā ar jaunāko hidroelektroenerģijas resursu pārskatu, Ķīnas upju ūdens enerģijas teorētiskās rezerves ir 694 miljoni kilovatu, un gada teorētiskā elektroenerģijas ražošana ir 6,08 triljoni kilovatstundu, kas ieņem pirmo vietu pasaulē hidroelektroenerģijas teorētisko rezervju ziņā; Ķīnas hidroelektroenerģijas resursu tehniski izmantojamā jauda ir 542 miljoni kilovatu, un gada elektroenerģijas ražošana ir 2,47 triljoni kilovatstundu, un ekonomiski izmantojamā jauda ir 402 miljoni kilovatu, un gada elektroenerģijas ražošana ir 1,75 triljoni kilovatstundu, kas abas valstis ieņem pirmo vietu pasaulē.
1905. gada jūlijā tika uzbūvēta pirmā Ķīnas hidroelektrostacija — Guišanas hidroelektrostacija Taivānas provincē ar uzstādīto jaudu 500 kVA. 1912. gadā tika pabeigta pirmā hidroelektrostacija Ķīnas kontinentālajā daļā — Šilongbas hidroelektrostacija Kunmingā, Juņnaņas provincē, elektroenerģijas ražošanai ar uzstādīto jaudu 480 kilovatu. 1949. gadā valstī uzstādītā hidroelektrostaciju jauda bija 163 000 kilovatu; līdz 1999. gada beigām tā bija sasniegusi 72,97 miljonus kilovatu, kas ir otrajā vietā aiz Amerikas Savienotajām Valstīm un otrajā vietā pasaulē; līdz 2005. gadam kopējā uzstādītā hidroelektrostaciju jauda Ķīnā sasniedza 115 miljonus kilovatu, kas ir pirmajā vietā pasaulē un veido 14,4 % no izmantojamās hidroelektrostaciju jaudas un 20 % no valsts enerģētikas nozares kopējās uzstādītās jaudas.
(3) Hidroelektroenerģijas raksturojums
Hidroelektroenerģija tiek atkārtoti atjaunota dabas hidroloģiskajā ciklā, un cilvēki to var nepārtraukti izmantot. Cilvēki bieži lieto frāzi “neizsmeļama”, lai aprakstītu hidroelektroenerģijas atjaunojamību.
Hidroelektroenerģijas ražošanas un ekspluatācijas laikā netiek patērēta degviela un neizdalās kaitīgas vielas. Tās pārvaldības un ekspluatācijas izmaksas, elektroenerģijas ražošanas izmaksas un ietekme uz vidi ir daudz zemākas nekā siltumenerģijas ražošanai, padarot to par lētu zaļās enerģijas avotu.
Hidroenerģijai ir laba regulēšanas veiktspēja, ātra iedarbināšana, un tai ir būtiska loma elektrotīkla darbībā. Tā ir ātra un efektīva, samazinot elektroapgādes zudumus ārkārtas un negadījumu situācijās un nodrošinot elektroapgādes drošību.
Hidroelektroenerģija un minerālu enerģija pieder pie resursu bāzes primārās enerģijas, kas tiek pārveidota par elektroenerģiju un saukta par sekundāro enerģiju. Hidroelektroenerģijas attīstība ir enerģijas avots, kas vienlaikus veic gan primārās enerģijas attīstību, gan sekundārās enerģijas ražošanu, veicot divas primārās enerģijas ražošanas un sekundārās enerģijas ražošanas funkcijas; Nav nepieciešams viens enerģijas minerālu ieguves, transportēšanas un uzglabāšanas process, kas ievērojami samazina degvielas izmaksas.
Rezervuāru būvniecība hidroenerģijas attīstībai mainīs vietējo teritoriju ekoloģisko vidi. No vienas puses, tas prasa daļas zemes applūšanu, kā rezultātā pārvietosies imigranti; no otras puses, tas var atjaunot reģiona mikroklimatu, radīt jaunu ūdens ekoloģisko vidi, veicināt organismu izdzīvošanu un atvieglot cilvēku plūdu kontroli, apūdeņošanu, tūrismu un kuģniecības attīstību. Tāpēc, plānojot hidroenerģijas projektus, kopumā jāņem vērā negatīvās ietekmes uz ekoloģisko vidi samazināšana, un hidroenerģijas attīstībai ir vairāk priekšrocību nekā trūkumu.
Pateicoties hidroenerģijas priekšrocībām, valstis visā pasaulē tagad pieņem politiku, kas piešķir prioritāti hidroenerģijas attīstībai. Deviņdesmitajos gados hidroenerģija veidoja 93,2% no Brazīlijas kopējās uzstādītās jaudas, savukārt tādās valstīs kā Norvēģija, Šveice, Jaunzēlande un Kanāda hidroenerģijas attiecība pārsniedza 50%.
1990. gadā hidroelektroenerģijas ražošanas attiecība pret izmantojamo elektroenerģiju dažās pasaules valstīs bija 74% Francijā, 72% Šveicē, 66% Japānā, 61% Paragvajā, 55% Amerikas Savienotajās Valstīs, 54% Ēģiptē, 50% Kanādā, 17,3% Brazīlijā, 11% Indijā un 6,6% Ķīnā tajā pašā laika posmā.
Publicēšanas laiks: 2024. gada 24. septembris
