१. जल ऊर्जा संसाधने
जलविद्युत संसाधनांच्या मानवी विकासाचा आणि वापराचा इतिहास प्राचीन काळापासून चालत आलेला आहे. चीनच्या जनवादी प्रजासत्ताकाच्या नवीकरणीय ऊर्जा कायद्याच्या व्याख्येनुसार (राष्ट्रीय जन काँग्रेसच्या स्थायी समितीच्या कायदा कार्य समितीने संपादित केलेले), जलऊर्जेची व्याख्या अशी आहे: वाऱ्याच्या आणि सूर्याच्या उष्णतेमुळे पाण्याचे बाष्पीभवन होते, पाण्याच्या वाफेपासून पाऊस आणि बर्फ तयार होतो, पाऊस आणि बर्फ पडल्याने नद्या आणि ओढे तयार होतात, आणि पाण्याच्या प्रवाहातून ऊर्जा निर्माण होते, ज्याला जलऊर्जा म्हणतात.
समकालीन जलविद्युत संसाधन विकास आणि उपयोगाचा मुख्य गाभा हा जलविद्युत संसाधनांचा विकास आणि उपयोग आहे, त्यामुळे लोक सहसा जलशक्ती संसाधने, जलविद्युत संसाधने आणि जलविद्युत संसाधने हे समानार्थी शब्द म्हणून वापरतात. तथापि, प्रत्यक्षात, जलविद्युत संसाधनांमध्ये जल-औष्णिक ऊर्जा संसाधने, जल-ऊर्जा संसाधने आणि सागरी ऊर्जा संसाधने यांसारख्या विस्तृत घटकांचा समावेश होतो.
(१) पाणी आणि औष्णिक ऊर्जा संसाधने
पाणी आणि औष्णिक ऊर्जा संसाधने सामान्यतः नैसर्गिक गरम पाण्याचे झरे म्हणून ओळखली जातात. प्राचीन काळी, लोकांनी स्नानगृहे बांधण्यासाठी, स्नान करण्यासाठी, आजारांवर उपचार करण्यासाठी आणि व्यायाम करण्यासाठी नैसर्गिक गरम पाण्याच्या झऱ्यांमधील पाणी आणि उष्णता संसाधनांचा थेट वापर करण्यास सुरुवात केली. आधुनिक लोक देखील वीज निर्मिती आणि उष्णतेसाठी पाणी आणि औष्णिक ऊर्जा संसाधनांचा वापर करतात. उदाहरणार्थ, आइसलँडमध्ये २००३ साली ७.०८ अब्ज किलोवॅट-तास जलविद्युत निर्मिती झाली, त्यापैकी १.४१ अब्ज किलोवॅट-तास वीज भूऔष्णिक ऊर्जेचा (म्हणजेच जल-औष्णिक ऊर्जा संसाधनांचा) वापर करून निर्माण केली गेली. देशातील ८६% रहिवाशांनी उष्णतेसाठी भूऔष्णिक ऊर्जेचा (जल-औष्णिक ऊर्जा संसाधनांचा) वापर केला आहे. शिझांगमध्ये २५,००० किलोवॅट स्थापित क्षमतेचे यांगबाजिंग वीज केंद्र उभारण्यात आले आहे, जे वीज निर्मितीसाठी भूऔष्णिक ऊर्जेचा (पाणी आणि उष्णता ऊर्जा संसाधनांचा) वापर करते. तज्ञांच्या अंदाजानुसार, चीनमध्ये दरवर्षी सुमारे १०० मीटरच्या आत जमिनीद्वारे गोळा केली जाणारी कमी-तापमानाची ऊर्जा (भूजल माध्यम म्हणून वापरून) १५० अब्ज किलोवॅटपर्यंत पोहोचू शकते. सध्या चीनमधील भूऔष्णिक वीज निर्मितीची स्थापित क्षमता ३५३०० किलोवॅट आहे.
(२) जल ऊर्जा संसाधने
जलऊर्जेमध्ये पाण्याची गतिज आणि स्थितिज ऊर्जा समाविष्ट असते. प्राचीन चीनमध्ये, खवळलेल्या नद्या, धबधबे आणि जलप्रवाहांच्या जलऊर्जा संसाधनांचा उपयोग जलसिंचन, धान्य प्रक्रिया आणि भात कांडण्यासाठी जलचक्र, जलचक्की यांसारखी यंत्रसामग्री तयार करण्यासाठी मोठ्या प्रमाणावर केला जात असे. १८३० च्या दशकात, युरोपमध्ये पिठाच्या गिरण्या, कापड गिरण्या आणि खाणकाम यांसारख्या मोठ्या उद्योगांना वीज पुरवण्यासाठी जलकेंद्रे विकसित करून त्यांचा वापर केला गेला. पाणी उपसा आणि सिंचनासाठी अपकेंद्री बल निर्माण करण्याकरिता अपकेंद्री जलपंपांना थेट चालवणारे आधुनिक जल टर्बाइन, तसेच पाणी उपसा आणि सिंचनासाठी पाण्याच्या प्रवाहाचा वापर करून जल-हातोडा दाब निर्माण करणारे आणि उच्च जलदाब तयार करणारे जल-हातोडा पंप स्टेशन्स, हे सर्व जलऊर्जा संसाधनांचा थेट विकास आणि वापर आहेत.
(३) जलविद्युत ऊर्जा संसाधने
१८८० च्या दशकात, जेव्हा विजेचा शोध लागला, तेव्हा विद्युतचुंबकीय सिद्धांतावर आधारित इलेक्ट्रिक मोटर्स तयार केल्या गेल्या आणि जलविद्युत केंद्रांमधील जलऊर्जेचे विद्युत ऊर्जेमध्ये रूपांतर करून ती वापरकर्त्यांपर्यंत पोहोचवण्यासाठी जलविद्युत प्रकल्प उभारण्यात आले, ज्यामुळे जलविद्युत ऊर्जा संसाधनांच्या जोरदार विकासाचा आणि वापराचा काळ सुरू झाला.
आपण आता ज्या जलविद्युत संसाधनांचा उल्लेख करत आहोत, त्यांना सामान्यतः जलविद्युत संसाधने म्हटले जाते. नदीच्या पाण्याच्या संसाधनांव्यतिरिक्त, महासागरात भरती-ओहोटी, लाटा, क्षारता आणि तापमान यांपासून मिळणारी प्रचंड ऊर्जा देखील आहे. असा अंदाज आहे की जागतिक सागरी जलविद्युत संसाधने ७६ अब्ज किलोवॅट आहेत, जी जमिनीवरील नदीच्या जलविद्युतच्या सैद्धांतिक साठ्यापेक्षा १५ पटींहून अधिक आहेत. त्यापैकी, भरती-ओहोटीची ऊर्जा ३ अब्ज किलोवॅट, लाटांची ऊर्जा ३ अब्ज किलोवॅट, तापमानातील फरकाची ऊर्जा ४० अब्ज किलोवॅट आणि क्षारतेतील फरकाची ऊर्जा ३० अब्ज किलोवॅट आहे. सध्या, मानवाद्वारे सागरी जलविद्युत संसाधनांच्या वापरामध्ये, केवळ भरती-ओहोटीच्या ऊर्जेचे विकास आणि वापराचे तंत्रज्ञानच अशा व्यावहारिक टप्प्यावर पोहोचले आहे, जे मोठ्या प्रमाणावर विकसित केले जाऊ शकते. इतर ऊर्जा स्रोतांच्या विकासासाठी आणि वापरासाठी तांत्रिक आणि आर्थिक व्यवहार्यतेमध्ये महत्त्वपूर्ण यश मिळवण्यासाठी आणि व्यावहारिक विकास व वापर साध्य करण्यासाठी अजूनही अधिक संशोधनाची आवश्यकता आहे. आपण सामान्यतः ज्या सागरी ऊर्जेच्या विकासाचा आणि वापराचा उल्लेख करतो, तो प्रामुख्याने भरती-ओहोटीच्या ऊर्जेचा विकास आणि वापर आहे. चंद्र आणि सूर्याच्या पृथ्वीच्या सागरी पृष्ठभागाकडे असलेल्या आकर्षणामुळे पाण्याच्या पातळीत नियतकालिक चढ-उतार होतात, ज्याला सागरी भरती-ओहोटी म्हणून ओळखले जाते. समुद्राच्या पाण्याच्या पातळीतील चढ-उतारामुळे भरती-ओहोटीची ऊर्जा निर्माण होते. तत्त्वतः, भरती-ओहोटीची ऊर्जा ही भरतीच्या पातळीतील चढ-उतारामुळे निर्माण होणारी एक यांत्रिक ऊर्जा आहे.
११ व्या शतकात भरती-ओहोटीवर चालणाऱ्या गिरण्या अस्तित्वात आल्या आणि २० व्या शतकाच्या सुरुवातीला जर्मनी आणि फ्रान्सने लहान भरती-ओहोटी वीज केंद्रे बांधायला सुरुवात केली.
असा अंदाज आहे की जगातील शोषणयोग्य भरती-ओहोटी ऊर्जा १ अब्ज ते १.१ अब्ज किलोवॅटच्या दरम्यान असून, त्यातून अंदाजे १२४० अब्ज किलोवॅट-तास वार्षिक वीज निर्मिती होते. चीनच्या भरती-ओहोटी ऊर्जेच्या शोषणयोग्य संसाधनांची स्थापित क्षमता २१.५८ दशलक्ष किलोवॅट असून, त्यातून ३० अब्ज किलोवॅट-तास वार्षिक वीज निर्मिती होते.
सध्या जगातील सर्वात मोठे भरती-ओहोटी ऊर्जा केंद्र फ्रान्समधील रेनेस भरती-ओहोटी ऊर्जा केंद्र आहे, ज्याची स्थापित क्षमता २४०,००० किलोवॅट आहे. चीनमधील पहिले भरती-ओहोटी ऊर्जा केंद्र, ग्वांगडोंग येथील जिझोउ भरती-ओहोटी ऊर्जा केंद्र, १९५८ मध्ये ४० किलोवॅटच्या स्थापित क्षमतेसह बांधले गेले. १९८५ मध्ये बांधलेल्या झेजियांग जिआंगशिया भरती-ओहोटी ऊर्जा केंद्राची एकूण स्थापित क्षमता ३२०० किलोवॅट असून, ते जगात तिसऱ्या क्रमांकावर आहे.
याव्यतिरिक्त, चीनच्या महासागरांमध्ये, तरंग ऊर्जेचा साठा सुमारे १२.८५ दशलक्ष किलोवॅट, भरती-ओहोटी ऊर्जेचा साठा सुमारे १३.९४ दशलक्ष किलोवॅट, क्षारतेतील फरकामुळे निर्माण होणाऱ्या ऊर्जेचा साठा सुमारे १२५ दशलक्ष किलोवॅट आणि तापमानातील फरकामुळे निर्माण होणाऱ्या ऊर्जेचा साठा सुमारे १.३२१ अब्ज किलोवॅट आहे. थोडक्यात, चीनमधील एकूण सागरी ऊर्जा सुमारे १.५ अब्ज किलोवॅट आहे, जी जमिनीवरील नदी जलविद्युतच्या ६९४ दशलक्ष किलोवॅटच्या सैद्धांतिक साठ्याच्या दुप्पटीहून अधिक आहे आणि तिच्या विकासासाठी व उपयोगासाठी व्यापक संधी आहेत. सध्या, जगभरातील देश महासागरात दडलेल्या या प्रचंड ऊर्जा संसाधनांचा विकास आणि उपयोग करण्यासाठी तांत्रिक पद्धतींवर संशोधन करण्यामध्ये मोठ्या प्रमाणावर गुंतवणूक करत आहेत.
२、 जलविद्युत ऊर्जा संसाधने
जलविद्युत ऊर्जा संसाधने म्हणजे सर्वसाधारणपणे नदीच्या पाण्याच्या प्रवाहातील स्थितिज आणि गतिज ऊर्जेचा वापर करून कार्य करणे आणि वीज निर्माण करण्यासाठी जलविद्युत जनित्रांना फिरवणे होय. कोळसा, तेल, नैसर्गिक वायू आणि अणुऊर्जा निर्मितीसाठी अनवीकरणीय इंधन संसाधनांचा वापर आवश्यक असतो, तर जलविद्युत निर्मितीमध्ये जल संसाधनांचा वापर होत नाही, उलट नदीच्या प्रवाहाच्या ऊर्जेचा उपयोग केला जातो.
(१) जागतिक जलविद्युत ऊर्जा संसाधने
जगभरातील नद्यांमधील जलविद्युत संसाधनांचा एकूण साठा ५.०५ अब्ज किलोवॅट असून, त्यातून वार्षिक ४४.२८ ट्रिलियन किलोवॅट तासांपर्यंत वीज निर्मिती होऊ शकते; तांत्रिकदृष्ट्या वापरण्यायोग्य जलविद्युत संसाधने २.२६ अब्ज किलोवॅट असून, वार्षिक वीज निर्मिती ९.८ ट्रिलियन किलोवॅट तासांपर्यंत पोहोचू शकते.
१८७८ मध्ये, फ्रान्सने २५ किलोवॅट स्थापित क्षमतेचे जगातील पहिले जलविद्युत केंद्र उभारले. आतापर्यंत, जगभरातील स्थापित जलविद्युत क्षमता ७६० दशलक्ष किलोवॅटपेक्षा जास्त झाली असून, वार्षिक वीज निर्मिती ३ ट्रिलियन किलोवॅट तास आहे.
(२) चीनचे जलविद्युत संसाधने
चीन हा जगातील सर्वात समृद्ध जलविद्युत ऊर्जा संसाधने असलेल्या देशांपैकी एक आहे. जलविद्युत संसाधनांच्या नवीनतम सर्वेक्षणानुसार, चीनमधील नदीच्या पाण्यातील ऊर्जेचा सैद्धांतिक साठा ६९४ दशलक्ष किलोवॅट असून, वार्षिक सैद्धांतिक वीज निर्मिती ६.०८ ट्रिलियन किलोवॅट तास आहे, ज्यामुळे जलविद्युत सैद्धांतिक साठ्याच्या बाबतीत तो जगात प्रथम क्रमांकावर आहे; चीनच्या जलविद्युत संसाधनांची तांत्रिकदृष्ट्या वापरण्यायोग्य क्षमता ५४२ दशलक्ष किलोवॅट असून, वार्षिक वीज निर्मिती २.४७ ट्रिलियन किलोवॅट तास आहे, आणि आर्थिकदृष्ट्या वापरण्यायोग्य क्षमता ४०२ दशलक्ष किलोवॅट असून, वार्षिक वीज निर्मिती १.७५ ट्रिलियन किलोवॅट तास आहे, या दोन्ही बाबतीत तो जगात प्रथम क्रमांकावर आहे.
जुलै १९०५ मध्ये, चीनचे पहिले जलविद्युत केंद्र, तैवान प्रांतातील गुईशान जलविद्युत केंद्र, ५०० केव्हीए स्थापित क्षमतेसह बांधण्यात आले. १९१२ मध्ये, चीनच्या मुख्य भूमीवरील पहिले जलविद्युत केंद्र, युनान प्रांतातील कुनमिंग येथील शिलोंगबा जलविद्युत केंद्र, ४८० किलोवॅट स्थापित क्षमतेसह वीज निर्मितीसाठी पूर्ण झाले. १९४९ मध्ये, देशातील जलविद्युतची स्थापित क्षमता १,६३,००० किलोवॅट होती; १९९९ च्या अखेरीस, ती ७२.९७ दशलक्ष किलोवॅटपर्यंत विकसित झाली, जी केवळ अमेरिकेनंतर दुसऱ्या क्रमांकावर आणि जगात दुसऱ्या क्रमांकावर होती; २००५ पर्यंत, चीनमधील जलविद्युतची एकूण स्थापित क्षमता ११५ दशलक्ष किलोवॅटवर पोहोचली होती, जी जगात पहिल्या क्रमांकावर होती आणि राष्ट्रीय वीज उद्योगाच्या एकूण स्थापित क्षमतेच्या २०% होती.
(३) जलविद्युत ऊर्जेची वैशिष्ट्ये
निसर्गाच्या जलचक्रानुसार जलविद्युत ऊर्जा वारंवार पुनर्निर्मित होते आणि मानवाद्वारे तिचा सतत वापर केला जाऊ शकतो. जलविद्युत ऊर्जेच्या नूतनीकरणक्षमतेचे वर्णन करण्यासाठी लोक अनेकदा 'अक्षय' हा शब्दप्रयोग वापरतात.
जलविद्युत ऊर्जेच्या निर्मिती आणि संचालनादरम्यान इंधनाचा वापर होत नाही किंवा हानिकारक पदार्थांचे उत्सर्जन होत नाही. औष्णिक वीज निर्मितीच्या तुलनेत याचा व्यवस्थापन आणि संचालन खर्च, वीज निर्मिती खर्च आणि पर्यावरणावरील परिणाम खूपच कमी असतो, ज्यामुळे हा एक कमी खर्चाचा हरित ऊर्जा स्रोत ठरतो.
जलविद्युत ऊर्जेमध्ये उत्तम नियमन क्षमता, जलद सुरुवात आणि वीज ग्रीडच्या संचालनात पीक शेविंगची भूमिका बजावण्याची क्षमता आहे. ही ऊर्जा जलद आणि प्रभावी असून, आपत्कालीन व अपघाती परिस्थितीत वीज पुरवठ्यातील नुकसान कमी करते आणि वीज पुरवठ्याची सुरक्षितता सुनिश्चित करते.
जलविद्युत ऊर्जा आणि खनिज ऊर्जा या संसाधन-आधारित प्राथमिक ऊर्जा प्रकारात मोडतात, ज्यांचे विद्युत ऊर्जेमध्ये रूपांतर केले जाते आणि त्यांना द्वितीयक ऊर्जा म्हटले जाते. जलविद्युत ऊर्जा विकास हा एक असा ऊर्जा स्रोत आहे जो प्राथमिक ऊर्जा विकास आणि द्वितीयक ऊर्जा उत्पादन ही दोन्ही कार्ये एकाच वेळी पूर्ण करतो, ज्यात प्राथमिक ऊर्जा निर्मिती आणि द्वितीयक ऊर्जा निर्मितीची दुहेरी कार्ये आहेत; यासाठी कोणत्याही स्वतंत्र ऊर्जा खनिज उत्खनन, वाहतूक आणि साठवण प्रक्रियेची आवश्यकता नसते, ज्यामुळे इंधनाचा खर्च मोठ्या प्रमाणात कमी होतो.
जलविद्युत विकासासाठी जलाशयांच्या बांधकामामुळे स्थानिक परिसरातील परिसंस्थेत बदल घडतील. एकीकडे, यामुळे काही जमीन पाण्याखाली जाईल, परिणामी स्थलांतरितांना विस्थापित व्हावे लागेल; तर दुसरीकडे, यामुळे त्या प्रदेशातील सूक्ष्म हवामान पुनर्संचयित होऊ शकते, एक नवीन जल-परिसंस्था निर्माण होऊ शकते, जीवांच्या जगण्यास प्रोत्साहन मिळू शकते आणि मानवी पूर नियंत्रण, सिंचन, पर्यटन व जलवाहतूक विकासाला चालना मिळू शकते. त्यामुळे, जलविद्युत प्रकल्पांच्या नियोजनात, परिसंस्थेवरील प्रतिकूल परिणाम कमीत कमी करण्यावर सर्वांगीण विचार केला पाहिजे आणि जलविद्युत विकासाचे तोट्यांपेक्षा फायदेच अधिक आहेत.
जलविद्युत ऊर्जेच्या फायद्यांमुळे, जगभरातील देश आता जलविद्युत विकासाला प्राधान्य देणारी धोरणे अवलंबत आहेत. १९९० च्या दशकात, ब्राझीलच्या एकूण स्थापित क्षमतेमध्ये जलविद्युतचा वाटा ९३.२% होता, तर नॉर्वे, स्वित्झर्लंड, न्यूझीलंड आणि कॅनडा यांसारख्या देशांमध्ये जलविद्युतचे प्रमाण ५०% पेक्षा जास्त होते.
१९९० मध्ये, जगातील काही देशांमध्ये वापरण्यायोग्य विजेच्या तुलनेत जलविद्युत निर्मितीचे प्रमाण फ्रान्समध्ये ७४%, स्वित्झर्लंडमध्ये ७२%, जपानमध्ये ६६%, पॅराग्वेमध्ये ६१%, अमेरिकेत ५५%, इजिप्तमध्ये ५४%, कॅनडामध्ये ५०%, ब्राझीलमध्ये १७.३%, भारतात ११% आणि चीनमध्ये ६.६% होते.
पोस्ट करण्याची वेळ: २४ सप्टेंबर २०२४
