1. Sumber tenaga air
Sejarah pembangunan manusia dan penggunaan sumber kuasa hidro bermula sejak zaman purba. Menurut Tafsiran Undang-undang Tenaga Boleh Diperbaharui Republik Rakyat China (disunting oleh Jawatankuasa Kerja Undang-undang Jawatankuasa Tetap Kongres Rakyat Kebangsaan), definisi tenaga air ialah: haba angin dan matahari menyebabkan penyejatan air, wap air membentuk hujan dan salji, hujan dan salji jatuh membentuk sungai dan anak sungai, dan aliran air menghasilkan tenaga, yang dipanggil tenaga air.
Kandungan utama pembangunan dan penggunaan sumber kuasa hidro kontemporari adalah pembangunan dan penggunaan sumber kuasa hidro, jadi orang ramai biasanya menggunakan sumber kuasa air, sumber kuasa hidraulik dan sumber kuasa hidroelektrik sebagai sinonim. Walau bagaimanapun, pada hakikatnya, sumber kuasa hidro merangkumi pelbagai kandungan seperti sumber tenaga hidro terma, sumber tenaga hidro, sumber tenaga hidro dan sumber tenaga air laut.
（1） Sumber air dan tenaga haba
Sumber air dan tenaga haba biasanya dikenali sebagai mata air panas semula jadi. Pada zaman dahulu, orang ramai mula menggunakan sumber air dan haba daripada mata air panas semula jadi secara langsung untuk membina tempat mandi, mandi, merawat penyakit, dan bersenam. Orang moden juga menggunakan sumber air dan tenaga haba untuk penjanaan kuasa dan pemanasan. Iceland, sebagai contoh, mempunyai penjanaan kuasa hidroelektrik sebanyak 7.08 bilion kilowatt jam pada tahun 2003, di mana 1.41 bilion kilowatt jam dijana menggunakan tenaga geoterma (iaitu sumber tenaga haba air). 86% penduduk negara ini telah menggunakan tenaga geoterma (sumber tenaga haba air) untuk pemanasan. Stesen janakuasa Yangbajing dengan kapasiti terpasang sebanyak 25000 kilowatt telah dibina di Xizang, yang juga menggunakan geoterma (sumber tenaga air dan haba) untuk menjana elektrik. Menurut ramalan pakar, tenaga suhu rendah (menggunakan air bawah tanah sebagai medium) yang boleh dikumpulkan oleh tanah dalam jarak hampir 100 meter di China setiap tahun boleh mencecah 150 bilion kilowatt. Pada masa ini, kapasiti terpasang penjanaan kuasa geoterma di China ialah 35300 kilowatt.
(2) Sumber tenaga hidraulik
Tenaga hidraulik merangkumi tenaga kinetik dan tenaga keupayaan air. Di China kuno, sumber tenaga hidraulik sungai, air terjun, dan air terjun yang bergelora digunakan secara meluas untuk membina jentera seperti kincir air, kilang air, dan kilang air untuk pengairan air, pemprosesan bijirin, dan pengikisan padi. Pada tahun 1830-an, stesen hidraulik telah dibangunkan dan digunakan di Eropah untuk membekalkan kuasa untuk industri berskala besar seperti kilang tepung, kilang kapas, dan perlombongan. Turbin air moden yang memacu secara langsung pam air emparan untuk menjana daya emparan untuk pengangkatan dan pengairan air, serta stesen pam tukul air yang menggunakan aliran air untuk menjana tekanan tukul air dan membentuk tekanan air yang tinggi untuk pengangkatan dan pengairan air, semuanya merupakan pembangunan dan penggunaan langsung sumber tenaga air.
（3） Sumber tenaga hidroelektrik
Pada tahun 1880-an, apabila elektrik ditemui, motor elektrik dihasilkan berdasarkan teori elektromagnet, dan loji janakuasa hidroelektrik dibina untuk menukar tenaga hidraulik stesen janakuasa hidroelektrik kepada tenaga elektrik dan menyampaikannya kepada pengguna, sekali gus mengantarkan tempoh pembangunan dan penggunaan sumber tenaga hidroelektrik yang rancak.
Sumber kuasa hidro yang kita maksudkan sekarang biasanya dipanggil sumber hidroelektrik. Selain sumber air sungai, lautan juga mengandungi tenaga pasang surut, ombak, garam dan suhu yang sangat besar. Dianggarkan bahawa sumber kuasa hidro lautan global adalah 76 bilion kilowatt, iaitu lebih daripada 15 kali ganda rizab teori kuasa hidro sungai berasaskan darat. Antaranya, tenaga pasang surut adalah 3 bilion kilowatt, tenaga ombak adalah 3 bilion kilowatt, tenaga perbezaan suhu adalah 40 bilion kilowatt, dan tenaga perbezaan garam adalah 30 bilion kilowatt. Pada masa ini, hanya teknologi pembangunan dan penggunaan tenaga pasang surut yang telah mencapai peringkat praktikal yang boleh dibangunkan secara besar-besaran dalam penggunaan sumber kuasa hidro marin oleh manusia. Pembangunan dan penggunaan sumber tenaga lain masih memerlukan penyelidikan lanjut untuk mencapai hasil terobosan dalam kebolehlaksanaan teknikal dan ekonomi serta mencapai pembangunan dan penggunaan praktikal. Pembangunan dan penggunaan tenaga lautan yang biasanya kita rujuk terutamanya ialah pembangunan dan penggunaan tenaga pasang surut. Tarikan Bulan dan Matahari ke permukaan laut Bumi menyebabkan turun naik berkala dalam paras air, yang dikenali sebagai pasang surut lautan. Turun naik air laut membentuk tenaga pasang surut. Pada prinsipnya, tenaga pasang surut ialah tenaga mekanikal yang dihasilkan oleh turun naik aras pasang surut.
Kilang pasang surut muncul pada abad ke-11, dan pada awal abad ke-20, Jerman dan Perancis mula membina stesen janakuasa pasang surut kecil.
Dianggarkan bahawa tenaga pasang surut yang boleh dieksploitasi di dunia adalah antara 1 bilion dan 1.1 bilion kilowatt, dengan penjanaan kuasa tahunan kira-kira 1240 bilion kilowatt jam. Sumber tenaga pasang surut China yang boleh dieksploitasi mempunyai kapasiti terpasang sebanyak 21.58 juta kilowatt dan penjanaan kuasa tahunan sebanyak 30 bilion kilowatt jam.
Stesen janakuasa pasang surut terbesar di dunia pada masa ini ialah stesen janakuasa pasang surut Rennes di Perancis, dengan kapasiti terpasang sebanyak 240,000 kilowatt. Stesen janakuasa pasang surut pertama di China, Stesen Janakuasa Pasang Surut Jizhou di Guangdong, dibina pada tahun 1958 dengan kapasiti terpasang sebanyak 40 kilowatt. Stesen Janakuasa Pasang Surut Zhejiang Jiangxia, yang dibina pada tahun 1985, mempunyai jumlah kapasiti terpasang sebanyak 3200 kilowatt, menduduki tempat ketiga di dunia.
Di samping itu, di lautan China, rizab tenaga ombak adalah kira-kira 12.85 juta kilowatt, tenaga pasang surut adalah kira-kira 13.94 juta kilowatt, tenaga perbezaan garam adalah kira-kira 125 juta kilowatt, dan tenaga perbezaan suhu adalah kira-kira 1.321 bilion kilowatt. Secara ringkasnya, jumlah tenaga lautan di China adalah kira-kira 1.5 bilion kilowatt, yang lebih daripada dua kali ganda rizab teori 694 juta kilowatt kuasa hidro sungai darat, dan mempunyai prospek pembangunan dan penggunaan yang luas. Pada masa kini, negara-negara di seluruh dunia sedang melabur banyak dalam penyelidikan pendekatan teknologi untuk membangun dan menggunakan sumber tenaga yang sangat besar yang tersembunyi di lautan.
2. Sumber tenaga hidroelektrik
Sumber tenaga hidroelektrik secara amnya merujuk kepada penggunaan tenaga keupayaan dan kinetik aliran air sungai untuk melepaskan kerja dan memacu putaran penjana hidroelektrik untuk menjana elektrik. Penjanaan arang batu, minyak, gas asli dan kuasa nuklear memerlukan penggunaan sumber bahan api yang tidak boleh diperbaharui, manakala penjanaan kuasa hidroelektrik tidak menggunakan sumber air, tetapi menggunakan tenaga aliran sungai.
（1） Sumber Tenaga Hidroelektrik Global
Jumlah rizab sumber kuasa hidro di sungai-sungai di seluruh dunia ialah 5.05 bilion kilowatt, dengan penjanaan kuasa tahunan sehingga 44.28 trilion kilowatt jam; Sumber kuasa hidro yang boleh dieksploitasi secara teknikal ialah 2.26 bilion kilowatt, dan penjanaan kuasa tahunan boleh mencapai 9.8 trilion kilowatt jam.
Pada tahun 1878, Perancis membina stesen janakuasa hidroelektrik pertama di dunia dengan kapasiti terpasang sebanyak 25 kilowatt. Setakat ini, kapasiti kuasa hidro terpasang di seluruh dunia telah melebihi 760 juta kilowatt, dengan penjanaan kuasa tahunan sebanyak 3 trilion kilowatt jam.
（2） Sumber kuasa hidro China
China merupakan salah satu negara yang mempunyai sumber tenaga hidroelektrik terkaya di dunia. Menurut tinjauan terkini sumber kuasa hidro, rizab teori tenaga air sungai di China ialah 694 juta kilowatt, dan penjanaan kuasa teori tahunan ialah 6.08 trilion kilowatt jam, menduduki tempat pertama di dunia dari segi rizab teori kuasa hidro; Kapasiti sumber kuasa hidro China yang boleh dieksploitasi secara teknikal ialah 542 juta kilowatt, dengan penjanaan kuasa tahunan sebanyak 2.47 trilion kilowatt jam, dan kapasiti yang boleh dieksploitasi secara ekonomi ialah 402 juta kilowatt, dengan penjanaan kuasa tahunan sebanyak 1.75 trilion kilowatt jam, kedua-duanya menduduki tempat pertama di dunia.
Pada Julai 1905, stesen janakuasa hidroelektrik pertama China, Stesen Janakuasa Hidroelektrik Guishan di Wilayah Taiwan, telah dibina dengan kapasiti terpasang 500 kVA. Pada tahun 1912, stesen janakuasa hidroelektrik pertama di Tanah Besar China, Stesen Janakuasa Hidro Shilongba di Kunming, Wilayah Yunnan, telah siap dibina untuk penjanaan kuasa, dengan kapasiti terpasang 480 kilowatt. Pada tahun 1949, kapasiti terpasang kuasa hidroelektrik di negara ini ialah 163000 kilowatt; Menjelang akhir tahun 1999, ia telah berkembang kepada 72.97 juta kilowatt, kedua selepas Amerika Syarikat dan menduduki tempat kedua di dunia; Menjelang tahun 2005, jumlah kapasiti terpasang kuasa hidroelektrik di China telah mencapai 115 juta kilowatt, menduduki tempat pertama di dunia, menyumbang 14.4% daripada kapasiti kuasa hidroelektrik yang boleh dieksploitasi dan 20% daripada jumlah kapasiti terpasang industri kuasa negara.
（3） Ciri-ciri Tenaga Hidroelektrik
Tenaga hidroelektrik dijana semula berulang kali dengan kitaran hidrologi alam semula jadi, dan boleh digunakan secara berterusan oleh manusia. Orang ramai sering menggunakan frasa 'tidak habis-habis' untuk menggambarkan kebolehbaharuan tenaga hidroelektrik.
Tenaga hidroelektrik tidak menggunakan bahan api atau mengeluarkan bahan berbahaya semasa pengeluaran dan operasi. Kos pengurusan dan operasi, kos penjanaan kuasa dan impak alam sekitar adalah jauh lebih rendah berbanding penjanaan kuasa terma, menjadikannya sumber tenaga hijau yang berkos rendah.
Tenaga hidro mempunyai prestasi pengawalaturan yang baik, permulaan yang pantas, dan memainkan peranan pencukuran puncak dalam operasi grid kuasa. Ia pantas dan berkesan, mengurangkan kehilangan bekalan kuasa dalam situasi kecemasan dan kemalangan, dan memastikan keselamatan bekalan kuasa.
Tenaga hidroelektrik dan tenaga mineral tergolong dalam tenaga primer berasaskan sumber, yang ditukar menjadi tenaga elektrik dan dipanggil tenaga sekunder. Pembangunan tenaga hidroelektrik ialah sumber tenaga yang melengkapkan pembangunan tenaga primer dan pengeluaran tenaga sekunder secara serentak, dengan fungsi ganda pembinaan tenaga primer dan pembinaan tenaga sekunder; Tidak memerlukan proses pengekstrakan, pengangkutan dan penyimpanan mineral tenaga tunggal, sekali gus mengurangkan kos bahan api dengan ketara.
Pembinaan takungan untuk pembangunan kuasa hidro akan mengubah persekitaran ekologi kawasan tempatan. Di satu pihak, ia memerlukan penenggelaman beberapa tanah, mengakibatkan penempatan semula pendatang; Sebaliknya, ia boleh memulihkan iklim mikro rantau ini, mewujudkan persekitaran ekologi akuatik yang baharu, menggalakkan kemandirian organisma, dan memudahkan kawalan banjir manusia, pengairan, pelancongan, dan pembangunan perkapalan. Oleh itu, dalam perancangan projek kuasa hidro, pertimbangan keseluruhan harus diberikan untuk meminimumkan kesan buruk terhadap persekitaran ekologi, dan pembangunan kuasa hidro mempunyai lebih banyak kelebihan daripada kekurangan.
Disebabkan kelebihan tenaga hidrokuasa, negara-negara di seluruh dunia kini menerima pakai dasar-dasar yang mengutamakan pembangunan kuasa hidro. Pada tahun 1990-an, kuasa hidro menyumbang 93.2% daripada jumlah kapasiti terpasang Brazil, manakala negara-negara seperti Norway, Switzerland, New Zealand dan Kanada mempunyai nisbah kuasa hidro melebihi 50%.
Pada tahun 1990, perkadaran penjanaan kuasa hidroelektrik kepada elektrik yang boleh dieksploitasi di beberapa negara di dunia adalah 74% di Perancis, 72% di Switzerland, 66% di Jepun, 61% di Paraguay, 55% di Amerika Syarikat, 54% di Mesir, 50% di Kanada, 17.3% di Brazil, 11% di India, dan 6.6% di China dalam tempoh yang sama.
Masa siaran: 24 Sep-2024
