Het is 111 jaar geleden dat China begon met de bouw van de Shilongba-waterkrachtcentrale, de eerste waterkrachtcentrale in 1910. In deze meer dan 100 jaar, van de geïnstalleerde capaciteit van de Shilongba-waterkrachtcentrale van slechts 480 kW tot de 370 miljoen kW die nu wereldwijd de grootste is, heeft de Chinese water- en elektriciteitsindustrie opmerkelijke prestaties geleverd. We zitten in de kolenindustrie en we zullen wel wat nieuws over waterkracht horen, maar we weten niet veel over de waterkrachtindustrie.
01 Energieopwekkingsprincipe van waterkracht
Waterkracht is in feite het proces waarbij de potentiële energie van water wordt omgezet in mechanische energie, en vervolgens van mechanische energie in elektrische energie. Over het algemeen wordt het stromende rivierwater gebruikt om een motor aan te drijven voor energieopwekking. De energie die in een rivier of een deel van het stroomgebied aanwezig is, is afhankelijk van het watervolume en de waterdaling.
Het watervolume van de rivier wordt niet door een rechtspersoon beheerd en het verval is acceptabel. Daarom kunt u er bij de bouw van een waterkrachtcentrale voor kiezen om een dam te bouwen en water af te leiden om het verval te concentreren, om zo de benutting van de waterbronnen te verbeteren.
Onder afdamming verstaat men het bouwen van een dam in een riviergedeelte met een groot verval, het aanleggen van een reservoir om water op te slaan en het verhogen van het waterpeil, zoals bij de Drieklovenwaterkrachtcentrale. Onder omleiding verstaat men het omleiden van water van het stroomopwaartse reservoir naar het stroomafwaartse reservoir via een omleidingskanaal, zoals bij de Jinping II-waterkrachtcentrale.
02 kenmerken van waterkracht
De voordelen van waterkracht zijn voornamelijk de bescherming van het milieu en de regeneratie ervan, een hoge efficiëntie en flexibiliteit, lage onderhoudskosten, enzovoort.
Milieubescherming en hernieuwbare energie zouden de grootste voordelen van waterkracht moeten zijn. Waterkracht gebruikt alleen de energie in water, verbruikt geen water en veroorzaakt geen vervuiling.
De waterturbinegeneratorset, de belangrijkste krachtbron voor waterkrachtcentrales, is niet alleen efficiënt, maar ook flexibel in opstart- en bedrijfsmodus. Hij kan vanuit stilstand binnen enkele minuten snel opstarten en de taak van het verhogen en verlagen van de belasting binnen enkele seconden voltooien. Waterkracht kan worden gebruikt voor taken als piekafvlakking, frequentiemodulatie, noodstroomvoorziening en noodstroomvoorziening van het elektriciteitsnet.
Waterkrachtcentrales verbruiken geen brandstof, vereisen weinig mankracht en investeringen in de winning en het transport van brandstof, vereisen eenvoudige apparatuur, weinig operators, minder hulpenergie, een lange levensduur van de apparatuur en lage operationele en onderhoudskosten. De kosten voor de productie van elektriciteit van een waterkrachtcentrale zijn daarom laag, namelijk slechts 1/5 tot 1/8 van die van een thermische centrale. De energiebenuttingsgraad van een waterkrachtcentrale is hoog, tot wel meer dan 85%, terwijl de thermische energie-efficiëntie van een thermische centrale op kolen slechts ongeveer 40% bedraagt.
Nadelen van waterkracht zijn onder meer de sterke invloed van het klimaat, de beperkingen van geografische omstandigheden, de grote investeringen in de beginfase en de schade aan het ecologische milieu.
Waterkracht wordt sterk beïnvloed door neerslag. Of het nu in het droge of natte seizoen is, is een belangrijke referentiefactor voor de inkoop van steenkool door thermische centrales. Waterkrachtproductie is stabiel afhankelijk van het jaar en de provincie, maar is afhankelijk van de "dag" waarop de productie wordt gespecificeerd per maand, kwartaal en regio. Waterkracht kan geen stabiele en betrouwbare energie leveren zoals thermische energie.
Er zijn grote verschillen tussen het zuiden en het noorden in het natte en het droge seizoen. Volgens de statistieken over de waterkrachtproductie in elke maand van 2013 tot en met 2021 loopt het natte seizoen in China echter over het algemeen van juni tot oktober en het droge seizoen van december tot februari. Het verschil tussen beide kan meer dan verdubbelen. Tegelijkertijd zien we ook dat, tegen de achtergrond van de toenemende geïnstalleerde capaciteit, de energieproductie van januari tot en met maart dit jaar aanzienlijk lager ligt dan in voorgaande jaren, en de energieproductie in maart zelfs gelijk is aan die in 2015. Dit is voldoende om de "instabiliteit" van waterkracht te zien.
Beperkt door objectieve omstandigheden. Waterkrachtcentrales kunnen niet gebouwd worden waar water is. De bouw van een waterkrachtcentrale wordt beperkt door geologie, verval, stroomsnelheid, verhuizingen van bewoners en zelfs bestuurlijke verschillen. Zo is het waterbeschermingsproject in de Heishan-kloof, dat in 1956 tijdens het Nationaal Volkscongres werd genoemd, niet goedgekeurd vanwege de gebrekkige coördinatie van belangen tussen Gansu en Ningxia. Totdat het project opnieuw in het voorstel van de twee sessies van dit jaar wordt opgenomen, is het nog steeds onbekend wanneer de bouw kan beginnen.
De benodigde investeringen voor waterkracht zijn enorm. De grond- en betonwerkzaamheden voor de bouw van waterkrachtcentrales zijn enorm en er moeten enorme kosten voor herhuisvesting worden gemaakt. Bovendien weerspiegelt de initiële investering zich niet alleen in kapitaal, maar ook in de tijd. Door de noodzaak van herhuisvesting en coördinatie van verschillende afdelingen zal de bouwcyclus van veel waterkrachtcentrales aanzienlijk vertraagd zijn dan gepland.
Neem bijvoorbeeld de in aanbouw zijnde Baihetan-waterkrachtcentrale: het project ging in 1958 van start en werd in 1965 opgenomen in het "derde vijfjarenplan". Na diverse tegenslagen ging het echter pas in augustus 2011 officieel van start. Tot op heden is de Baihetan-waterkrachtcentrale nog niet voltooid. Exclusief het voorlopige ontwerp en de planning zal de daadwerkelijke bouwcyclus minstens tien jaar duren.
Grote reservoirs veroorzaken grootschalige overstromingen in de bovenloop van de dam, met soms schade aan laaglanden, rivierdalen, bossen en graslanden tot gevolg. Tegelijkertijd heeft het ook gevolgen voor het aquatische ecosysteem rond de plant. Het heeft grote gevolgen voor vissen, watervogels en andere dieren.
03 huidige situatie van waterkrachtontwikkeling in China
De afgelopen jaren is de waterkrachtproductie blijven groeien, maar de groeivoet van de afgelopen vijf jaar is laag
In 2020 bedroeg de waterkrachtcapaciteit 1355,21 miljard kWh, een jaar-op-jaar stijging van 3,9%. Tijdens de periode van het 13e Vijfjarenplan ontwikkelden windenergie en opto-elektronica zich echter snel en overtroffen de planningsdoelstellingen, terwijl waterkracht slechts ongeveer de helft van de planningsdoelstellingen haalde. In de afgelopen 20 jaar is het aandeel waterkracht in de totale elektriciteitsproductie relatief stabiel gebleven, op 14% tot 19%.
Uit de groeicijfers van de Chinese elektriciteitsproductie blijkt dat de groei van waterkracht de afgelopen vijf jaar is vertraagd en ongeveer 5% bedraagt.
Ik denk dat de redenen voor de vertraging enerzijds de sluiting van kleine waterkrachtcentrales zijn, die duidelijk wordt genoemd in het 13e vijfjarenplan ter bescherming en herstel van de ecologische omgeving. Alleen al in de provincie Sichuan zijn er 4705 kleine waterkrachtcentrales die moeten worden hersteld en gesloten;
Aan de andere kant zijn de grote Chinese middelen voor de ontwikkeling van waterkracht onvoldoende. China heeft veel waterkrachtcentrales gebouwd, zoals de Drieklovenrivier, Gezhouba, Wudongde, Xiangjiaba en Baihetan. De enige bron voor de wederopbouw van grote waterkrachtcentrales is mogelijk de "grote bocht" van de Yarlung Zangbo-rivier. Vanwege de geologische structuur, de milieucontrole van natuurreservaten en de relaties met omringende landen in de regio, was dit echter tot nu toe een lastige kwestie.
Tegelijkertijd blijkt uit de groei van de elektriciteitsproductie in de afgelopen twintig jaar dat de groei van thermische energie in principe synchroon loopt met de groei van de totale elektriciteitsproductie, terwijl de groei van waterkracht irrelevant is voor de groei van de totale elektriciteitsproductie, wat wijst op een toestand van "om de twee jaar". Hoewel er redenen zijn voor het hoge aandeel thermische energie, weerspiegelt dit ook tot op zekere hoogte de instabiliteit van waterkracht.
Waterkracht heeft geen grote rol gespeeld bij de afname van het aandeel thermische energie. Hoewel het zich snel ontwikkelt, kan het zijn aandeel in de totale elektriciteitsproductie slechts behouden tegen de achtergrond van een sterke toename van de nationale elektriciteitsproductie. De afname van het aandeel thermische energie is voornamelijk te danken aan andere schone energiebronnen, zoals windenergie, zonne-energie, aardgas, kernenergie, enzovoort.
Overmatige concentratie van waterkrachtbronnen
De totale waterkrachtproductie van de provincies Sichuan en Yunnan is goed voor bijna de helft van de nationale waterkrachtproductie. Het probleem is dat gebieden met veel waterkracht mogelijk niet in staat zijn om de lokale waterkrachtproductie te absorberen, wat leidt tot energieverspilling. Twee derde van het afvalwater en de elektriciteit in grote rivierbekkens in China is afkomstig uit de provincie Sichuan, tot wel 20,2 miljard kWh, terwijl meer dan de helft van de reststroom in de provincie Sichuan afkomstig is van de hoofdstroom van de Dadu-rivier.
Wereldwijd heeft de Chinese waterkracht zich de afgelopen tien jaar razendsnel ontwikkeld. China heeft de groei van de wereldwijde waterkracht vrijwel op eigen kracht aangejaagd. Bijna 80% van de groei van het wereldwijde waterkrachtverbruik komt uit China, en het Chinese waterkrachtverbruik is goed voor meer dan 30% van het wereldwijde waterkrachtverbruik.
Het aandeel van een dergelijk enorm waterkrachtverbruik in China's totale primaire energieverbruik ligt echter slechts iets hoger dan het wereldgemiddelde, minder dan 8% in 2019. Zelfs als we het niet vergelijken met ontwikkelde landen zoals Canada en Noorwegen, is het aandeel van het waterkrachtverbruik veel lager dan dat van Brazilië, dat eveneens een ontwikkelingsland is. China beschikt over 680 miljoen kilowatt aan waterkrachtbronnen en staat daarmee wereldwijd op de eerste plaats. Tegen 2020 zal de geïnstalleerde waterkrachtcapaciteit 370 miljoen kilowatt bedragen. Vanuit dit perspectief heeft de Chinese waterkrachtindustrie nog veel ruimte voor ontwikkeling.
04 toekomstige ontwikkelingstrend van waterkracht in China
De komende jaren zal de groei van waterkracht versnellen en zal het aandeel ervan in de totale elektriciteitsopwekking blijven toenemen.
Enerzijds kan tijdens de periode van het 14e Vijfjarenplan meer dan 50 miljoen kilowatt aan waterkracht in China in gebruik worden genomen, waaronder Wudongde, de Baihetan-waterkrachtcentrales van de Drieklovengroep en de waterkrachtcentrales in het midden van de Yalong-rivier. Bovendien is het waterkrachtproject in de benedenloop van de Yarlung Zangbo-rivier opgenomen in het 14e Vijfjarenplan, met 70 miljoen kilowatt aan technisch exploiteerbare bronnen, wat overeenkomt met meer dan drie Driekloven-waterkrachtcentrales. Dit betekent dat waterkracht opnieuw een grote ontwikkeling heeft ingeluid.
Aan de andere kant is de afname van de schaalgrootte van thermische energie duidelijk voorspelbaar. Of het nu vanuit het perspectief van milieubescherming, energiezekerheid of technologische ontwikkeling is, thermische energie zal steeds minder belangrijk worden in de energiesector.
De komende jaren kan de ontwikkelingssnelheid van waterkracht nog steeds niet worden vergeleken met die van nieuwe energiebronnen. Zelfs wat betreft het aandeel van de totale energieproductie kan het worden ingehaald door de laatkomers van nieuwe energiebronnen. Als de tijd verstrijkt, kan worden gesteld dat het door nieuwe energiebronnen zal worden ingehaald.
Plaatsingstijd: 12 april 2022
