Sudah 111 tahun sejak China memulakan pembinaan stesen kuasa hidro Shilongba, stesen kuasa hidro pertama pada tahun 1910. Dalam tempoh lebih 100 tahun ini, industri air dan elektrik China telah mencapai pencapaian yang luar biasa daripada kapasiti terpasang stesen kuasa hidro Shilongba yang hanya 480kw kepada 370 juta KW, yang menduduki tempat pertama di dunia. Kita berada dalam industri arang batu, dan kita akan mendengar beberapa berita tentang kuasa hidro, tetapi kita tidak tahu banyak tentang industri kuasa hidro.
Hari ini, mari kita fahami secara ringkas kuasa hidro daripada prinsip dan ciri kuasa hidro serta situasi semasa dan trend pembangunan kuasa hidro di China.
01 prinsip penjanaan kuasa hidro
Malah, kuasa hidro ialah proses menukar tenaga keupayaan air kepada tenaga mekanikal, dan kemudian daripada tenaga mekanikal kepada tenaga elektrik. Secara amnya, ia adalah untuk menggunakan air sungai yang mengalir untuk menghidupkan motor bagi penjanaan kuasa, dan tenaga yang terkandung dalam sungai atau sebahagian lembangannya bergantung pada isipadu dan titisan air.
Isipadu air sungai tidak dikawal oleh mana-mana pihak yang sah, dan penurunannya adalah OK. Oleh itu, apabila membina stesen kuasa hidro, pembinaan empangan dan lencongan boleh dipilih untuk menumpukan penurunan tersebut, bagi meningkatkan kadar penggunaan sumber air.
Empangan bermaksud membina empangan di kawasan yang mempunyai penurunan besar, mewujudkan takungan untuk menyimpan air dan meningkatkan paras air, seperti Stesen Kuasa Hidro Three Gorges; Lencongan merujuk kepada lencongan air dari takungan hulu ke hilir melalui saluran lencongan, seperti stesen kuasa hidro Jinping II.
02 ciri-ciri kuasa hidro
Kelebihan kuasa hidro terutamanya termasuk perlindungan dan penjanaan semula alam sekitar, kecekapan dan fleksibiliti yang tinggi, kos penyelenggaraan yang rendah dan sebagainya.
Perlindungan alam sekitar dan tenaga boleh diperbaharui sepatutnya menjadi kelebihan terbesar kuasa hidro. Kuasa hidro hanya menggunakan tenaga dalam air, tidak menggunakan air, dan tidak akan menyebabkan pencemaran.
Set penjana turbin air, peralatan kuasa utama penjanaan kuasa hidro, bukan sahaja cekap, tetapi juga fleksibel untuk dimulakan dan dikendalikan. Ia boleh memulakan operasi dengan cepat dari keadaan statik dalam beberapa minit dan menyelesaikan tugas peningkatan dan penurunan beban dalam beberapa saat. Kuasa hidro boleh digunakan untuk menjalankan tugas-tugas pencukuran puncak, modulasi frekuensi, siap sedia beban dan siap sedia kemalangan sistem kuasa.
Penjanaan kuasa hidro tidak menggunakan bahan api, tidak memerlukan sejumlah besar tenaga kerja dan kemudahan yang dilaburkan dalam perlombongan dan pengangkutan bahan api, mempunyai peralatan yang mudah, sedikit pengendali, kurang kuasa tambahan, jangka hayat peralatan yang panjang dan kos operasi dan penyelenggaraan yang rendah, jadi kos pengeluaran kuasa stesen kuasa hidro adalah rendah, hanya 1/5-1/8 daripada stesen kuasa terma, dan kadar penggunaan tenaga stesen kuasa hidro adalah tinggi, sehingga lebih daripada 85%, Kecekapan terma loji janakuasa arang batu hanya kira-kira 40%.
Kelemahan kuasa hidro terutamanya termasuk pengaruh iklim yang besar, terhad oleh keadaan geografi, pelaburan yang besar pada peringkat awal dan kerosakan kepada persekitaran ekologi.
Kuasa hidro sangat dipengaruhi oleh hujan. Sama ada pada musim kemarau dan musim hujan merupakan faktor rujukan penting untuk perolehan arang batu kuasa loji janakuasa terma. Penjanaan kuasa hidro stabil mengikut tahun dan wilayah, tetapi ia bergantung pada "hari" apabila ia diperincikan kepada bulan, suku tahun dan wilayah. Ia tidak dapat membekalkan kuasa yang stabil dan boleh dipercayai seperti kuasa terma.
Terdapat perbezaan yang besar antara Selatan dan utara dalam musim hujan dan musim kemarau. Walau bagaimanapun, menurut statistik penjanaan kuasa hidro setiap bulan dari 2013 hingga 2021, secara keseluruhannya, musim hujan China adalah sekitar bulan Jun hingga Oktober dan musim kemarau adalah sekitar bulan Disember hingga Februari. Perbezaan penjanaan kuasa antara kedua-duanya boleh menjadi lebih daripada dua kali ganda. Pada masa yang sama, kita juga dapat melihat bahawa di bawah latar belakang peningkatan kapasiti terpasang, penjanaan kuasa dari Januari hingga Mac tahun ini jauh lebih rendah daripada tahun-tahun sebelumnya, dan penjanaan kuasa pada bulan Mac bahkan setara dengan tahun 2015. Ini cukup untuk membolehkan kita melihat "ketidakstabilan" kuasa hidro.
Penjanaan kuasa hidro setiap bulan dari 2013 hingga 2021 (100 juta kwh)
Terhad oleh keadaan objektif. Stesen kuasa hidro tidak boleh dibina di tempat yang terdapat air. Geologi, penurunan, halaju aliran, penempatan semula penduduk dan juga pembahagian pentadbiran semuanya menyekat pembinaan stesen kuasa hidro. Contohnya, projek pemuliharaan air Heishan Gorge yang disebut di Kongres Rakyat Kebangsaan pada tahun 1956 belum diluluskan kerana penyelarasan kepentingan yang lemah antara Gansu dan Ningxia. Sehingga tahun ini, ia muncul semula dalam cadangan dua sesi, Bila pembinaan boleh dimulakan masih tidak diketahui.
Pelaburan yang diperlukan untuk kuasa hidro adalah besar. Kerja-kerja tanah dan konkrit untuk pembinaan stesen kuasa hidro adalah besar, dan perbelanjaan penempatan semula yang besar perlu dibayar; Tambahan pula, pelaburan awal bukan sahaja tercermin dalam modal, tetapi juga dari segi masa. Disebabkan keperluan untuk penempatan semula dan penyelarasan pelbagai jabatan, kitaran pembinaan banyak stesen kuasa hidro akan lebih tertangguh daripada yang dirancang.
Dengan mengambil Stesen HidroJanakuasa Baihetan yang sedang dibina sebagai contoh, projek ini dimulakan pada tahun 1958 dan dimasukkan ke dalam "pelan lima tahun ketiga" pada tahun 1965. Walau bagaimanapun, selepas beberapa liku-liku, ia tidak dimulakan secara rasmi sehingga Ogos 2011. Sehingga kini, Stesen HidroJanakuasa Baihetan belum siap. Tidak termasuk perancangan reka bentuk awal, kitaran pembinaan sebenar akan mengambil masa sekurang-kurangnya 10 tahun.
Takungan besar menyebabkan limpahan air berskala besar di bahagian atas empangan, kadangkala merosakkan tanah rendah, lembah sungai, hutan dan padang rumput. Pada masa yang sama, ia juga akan menjejaskan ekosistem akuatik di sekitar tumbuhan. Ia mempunyai kesan yang besar terhadap ikan, unggas air dan haiwan lain.
03 situasi semasa pembangunan kuasa hidro di China
Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, penjanaan kuasa hidro telah mengekalkan pertumbuhan, tetapi kadar pertumbuhan dalam tempoh lima tahun kebelakangan ini adalah rendah
Pada tahun 2020, kapasiti penjanaan kuasa hidro akan menjadi 1355.21 bilion kwh, dengan peningkatan tahun ke tahun sebanyak 3.9%. Walau bagaimanapun, semasa tempoh Rancangan Lima Tahun ke-13, kuasa angin dan Optoelektronik berkembang pesat semasa tempoh Rancangan Lima Tahun ke-13, melebihi objektif perancangan, manakala kuasa hidro hanya menyelesaikan kira-kira separuh daripada objektif perancangan. Sepanjang 20 tahun yang lalu, perkadaran kuasa hidro dalam jumlah penjanaan kuasa agak stabil, dikekalkan pada 14% – 19%.
Daripada kadar pertumbuhan penjanaan kuasa China, dapat dilihat bahawa kadar pertumbuhan kuasa hidro telah perlahan dalam tempoh lima tahun kebelakangan ini, pada asasnya dikekalkan pada kira-kira 5%.
Saya fikir sebab-sebab kelembapan ini, di satu pihak, adalah penutupan kuasa hidro kecil, yang disebut dengan jelas dalam rancangan lima tahun ke-13 untuk melindungi dan membaiki persekitaran ekologi. Terdapat 4705 stesen kuasa hidro kecil yang perlu diperbetulkan dan ditarik balik di Wilayah Sichuan sahaja;
Sebaliknya, China kekurangan sumber pembangunan kuasa hidro yang besar. China telah membina banyak stesen kuasa hidro seperti Three Gorges, Gezhouba, Wudongde, Xiangjiaba dan Baihetan. Sumber untuk pembinaan semula stesen kuasa hidro yang besar mungkin hanya "selekoh besar" Sungai Yarlung Zangbo. Walau bagaimanapun, disebabkan rantau ini melibatkan struktur geologi, kawalan alam sekitar rizab alam semula jadi dan hubungan dengan negara-negara sekitarnya, ia sukar untuk diselesaikan sebelum ini.
Pada masa yang sama, dapat dilihat juga daripada kadar pertumbuhan penjanaan kuasa dalam tempoh 20 tahun kebelakangan ini bahawa kadar pertumbuhan kuasa terma pada asasnya disegerakkan dengan kadar pertumbuhan jumlah penjanaan kuasa, manakala kadar pertumbuhan kuasa hidro tidak relevan dengan kadar pertumbuhan jumlah penjanaan kuasa, menunjukkan keadaan "meningkat setiap dua tahun". Walaupun terdapat sebab untuk kadar kuasa terma yang tinggi, ia juga mencerminkan ketidakstabilan kuasa hidro sehingga tahap tertentu.
Pertumbuhan penjanaan kuasa
Dari segi perkadaran penjanaan kuasa, kita juga dapat melihat bahawa walaupun industri kuasa hidro telah berkembang pesat dalam tempoh 20 tahun yang lalu, dan penjanaan kuasa hidro pada tahun 2020 adalah lima kali ganda berbanding tahun 2001, perkadaran dalam jumlah penjanaan kuasa tidak berubah dengan ketara.
Dalam proses pengurangan kadar kuasa terma, kuasa hidro tidak memainkan peranan yang besar. Walaupun ia berkembang pesat, ia hanya dapat mengekalkan kadarnya dalam jumlah penjanaan kuasa di bawah latar belakang peningkatan besar penjanaan kuasa negara. Pengurangan kadar kuasa terma terutamanya disebabkan oleh sumber tenaga bersih lain, seperti kuasa angin, fotovoltaik, gas asli, tenaga nuklear, dan sebagainya.
Kepekatan sumber kuasa hidro yang berlebihan
Jumlah penjanaan kuasa hidro di wilayah Sichuan dan Yunnan menyumbang hampir separuh daripada penjanaan kuasa hidro kebangsaan, dan masalah yang terhasil ialah kawasan yang kaya dengan sumber kuasa hidro mungkin tidak dapat menyerap penjanaan kuasa hidro tempatan, mengakibatkan pembaziran tenaga. Dua pertiga daripada air sisa dan elektrik di lembangan sungai utama di China datang dari Wilayah Sichuan, sehingga 20.2 bilion kwh, dan lebih separuh daripada sisa elektrik di wilayah Sichuan datang dari aliran utama Sungai Dadu.
Di seluruh dunia, kuasa hidro China telah berkembang pesat dalam tempoh 10 tahun yang lalu. China hampir memacu pertumbuhan kuasa hidro global. Hampir 80% daripada pertumbuhan penggunaan kuasa hidro global datangnya dari China, dan penggunaan kuasa hidro China menyumbang lebih daripada 30% daripada penggunaan kuasa hidro global.
Walau bagaimanapun, kadar penggunaan kuasa hidro yang begitu besar dalam jumlah penggunaan tenaga utama China hanya sedikit lebih tinggi daripada purata dunia, kurang daripada 8% pada tahun 2019. Walaupun ia tidak dibandingkan dengan negara maju seperti Kanada dan Norway, kadar penggunaan kuasa hidro adalah jauh lebih rendah daripada Brazil, sebuah negara membangun. China mempunyai 680 juta kilowatt sumber kuasa hidro, menduduki tempat pertama di dunia. Menjelang 2020, kapasiti terpasang kuasa hidro akan menjadi 370 juta kilowatt. Dari sudut pandangan ini, industri kuasa hidro China masih mempunyai ruang yang luas untuk pembangunan.
04 trend pembangunan masa hadapan kuasa hidro di China
Kuasa hidro akan mempercepatkan pertumbuhannya dalam beberapa tahun akan datang dan akan terus meningkat dari segi perkadaran jumlah penjanaan kuasa.
Dalam satu segi, semasa tempoh Rancangan Lima Tahun ke-14, lebih daripada 50 juta kilowatt kuasa hidro boleh beroperasi di China, termasuk Stesen Kuasa Hidro Wudongde dan Baihetan dalam kumpulan Three Gorges dan bahagian tengah stesen kuasa hidro Sungai Yalong. Tambahan pula, projek pembangunan kuasa hidro di bahagian hilir Sungai Yarlung Zangbo telah dimasukkan dalam rancangan lima tahun ke-14, dengan 70 juta kilowatt sumber yang boleh dieksploitasi secara teknikal, yang bersamaan dengan lebih daripada tiga stesen kuasa hidro Three Gorges. Ini bermakna kuasa hidro akan membawa pembangunan yang hebat sekali lagi;
Sebaliknya, pengurangan skala kuasa terma jelas boleh diramal. Sama ada dari perspektif perlindungan alam sekitar, keselamatan tenaga dan pembangunan teknologi, kuasa terma akan terus mengurangkan kepentingannya dalam bidang kuasa.
Dalam beberapa tahun akan datang, kelajuan pembangunan kuasa hidro masih tidak dapat dibandingkan dengan tenaga baharu. Walaupun dalam perkadaran jumlah penjanaan kuasa, ia mungkin dinilai berdasarkan pendatang tenaga baharu yang lewat. Jika masa itu dilanjutkan, boleh dikatakan bahawa ia akan diatasi oleh tenaga baharu.
Liu Shiyu, pengarah jabatan perancangan Institut Perancangan Kuasa Elektrik Am, meramalkan bahawa semasa tempoh Rancangan Lima Tahun ke-14, kapasiti terpasang tenaga baharu di China akan melebihi 800 juta KW, menyumbang 29%; Penjanaan kuasa tahunan mencapai 1.5 trilion kwh, mengatasi kuasa hidro.
Masa siaran: 14 Jan-2022
