Waterkracht kent een lange ontwikkelingsgeschiedenis en een complete industriële keten.
Waterkracht is een technologie voor hernieuwbare energie die de kinetische energie van water gebruikt om elektriciteit op te wekken. Het is een veelgebruikte schone energiebron met vele voordelen, zoals hernieuwbaarheid, lage emissies, stabiliteit en regelbaarheid. Het werkingsprincipe van waterkracht is gebaseerd op een eenvoudig concept: de kinetische energie van de waterstroom wordt gebruikt om een turbine aan te drijven, die vervolgens een generator aandrijft om elektriciteit op te wekken. De stappen van waterkrachtopwekking zijn: water wordt afgeleid van een reservoir of rivier, waarvoor een waterbron nodig is, meestal een reservoir (kunstmatig reservoir) of een natuurlijke rivier, die de energie levert; de waterstroom wordt via een omleidingskanaal naar de schoepen van de turbine geleid. Het omleidingskanaal regelt de waterstroom om de opwekkingscapaciteit aan te passen; de turbine gaat draaien en de waterstroom raakt de schoepen van de turbine, waardoor deze gaat roteren. De turbine is vergelijkbaar met een windmolen; de generator wekt elektriciteit op, waarbij de turbine de generator aandrijft, die elektriciteit opwekt via het principe van elektromagnetische inductie; de opgewekte elektriciteit wordt naar het elektriciteitsnet getransporteerd en geleverd aan steden, industrieën en huishoudens. Er bestaan veel soorten waterkracht. Afhankelijk van de werkingsprincipes en toepassingsscenario's kan er onderscheid worden gemaakt tussen rivierenergie, stuwmeerenergie, getijden- en oceaanenergie en kleinschalige waterkrachtcentrales. Waterkracht heeft meerdere voordelen, maar ook enkele nadelen. De belangrijkste voordelen zijn: waterkracht is een hernieuwbare energiebron. Omdat waterkracht afhankelijk is van de watercirculatie, is het een hernieuwbare bron die niet uitgeput raakt; het is een schone energiebron. Waterkracht produceert geen broeikasgassen en luchtverontreinigende stoffen en heeft weinig impact op het milieu; het is regelbaar. Waterkrachtcentrales kunnen worden aangepast aan de vraag om een betrouwbare basislast te leveren. De belangrijkste nadelen zijn: grootschalige waterkrachtprojecten kunnen schade toebrengen aan het ecosysteem en sociale problemen veroorzaken, zoals migratie van bewoners en onteigening van land; waterkracht is afhankelijk van de beschikbaarheid van waterbronnen, en droogte of een afname van de waterstand kan de energieproductiecapaciteit beïnvloeden.
Waterkracht, als hernieuwbare energiebron, kent een lange geschiedenis. Vroege waterturbines en waterwielen: Al in de 2e eeuw voor Christus begonnen mensen waterturbines en waterwielen te gebruiken om machines zoals molens en zagerijen aan te drijven. Deze machines gebruikten de kinetische energie van de waterstroom om te werken. De opkomst van energieopwekking: Aan het einde van de 19e eeuw begon men waterkrachtcentrales te gebruiken om waterenergie om te zetten in elektriciteit. De eerste commerciële waterkrachtcentrale ter wereld werd in 1882 gebouwd in Wisconsin, VS. Bouw van dammen en reservoirs: In het begin van de 20e eeuw nam de schaal van waterkracht aanzienlijk toe met de bouw van dammen en reservoirs. Bekende damprojecten zijn onder andere de Hooverdam in de Verenigde Staten en de Drie Kloven Dam in China. Technologische vooruitgang: In de loop der tijd is de waterkrachttechnologie continu verbeterd, onder andere door de introductie van turbines, turbinegeneratoren en intelligente besturingssystemen, wat de efficiëntie en betrouwbaarheid van waterkrachtcentrales heeft verhoogd.
Waterkracht is een schone en hernieuwbare energiebron, en de industriële keten omvat verschillende belangrijke schakels, van waterbeheer tot energieoverdracht. De eerste schakel in de waterkrachtketen is waterbeheer. Dit omvat het plannen, opslaan en distribueren van waterstromen om een stabiele watertoevoer naar turbines voor energieopwekking te garanderen. Waterbeheer vereist doorgaans monitoring van parameters zoals neerslag, waterdebiet en waterpeil om de juiste beslissingen te kunnen nemen. Modern waterbeheer richt zich ook op duurzaamheid om ervoor te zorgen dat de energieproductiecapaciteit behouden blijft, zelfs onder extreme omstandigheden zoals droogte. Dammen en reservoirs zijn belangrijke onderdelen van de waterkrachtketen. Dammen worden meestal gebruikt om het waterpeil te verhogen, waterdruk te creëren en zo de kinetische energie van de waterstroom te vergroten. Reservoirs worden gebruikt om water op te slaan, zodat er voldoende water beschikbaar is tijdens piekvraag. Bij het ontwerp en de constructie van dammen moet rekening worden gehouden met geologische omstandigheden, waterstroomkenmerken en ecologische effecten om de veiligheid en duurzaamheid te waarborgen. Turbines vormen de kerncomponenten van de waterkrachtketen. Wanneer water door de schoepen van de turbine stroomt, wordt de kinetische energie omgezet in mechanische energie, waardoor de turbine gaat draaien. Het ontwerp en het type turbine kunnen worden gekozen op basis van de snelheid, het debiet en de hoogte van de waterstroom om een zo hoog mogelijk energierendement te behalen. Nadat de turbine draait, drijft deze de aangesloten generator aan om elektriciteit op te wekken. De generator is een essentieel onderdeel dat mechanische energie omzet in elektrische energie. Over het algemeen werkt een generator op basis van het opwekken van stroom door middel van een roterend magnetisch veld om wisselstroom te genereren. Het ontwerp en de capaciteit van de generator moeten worden bepaald op basis van de stroomvraag en de kenmerken van de waterstroom. De door de generator opgewekte elektriciteit is wisselstroom, die meestal via een onderstation moet worden verwerkt. De belangrijkste functies van onderstations zijn het opwaarderen (het verhogen van de spanning om energieverlies tijdens de stroomoverdracht te verminderen) en het omzetten van stroomtypen (het omzetten van wisselstroom naar gelijkstroom of omgekeerd) om te voldoen aan de eisen van het elektriciteitsnet. De laatste schakel is de stroomoverdracht. De door de elektriciteitscentrale opgewekte stroom wordt via transmissielijnen naar de gebruikers in steden, industriegebieden of landelijke gebieden getransporteerd. Transmissielijnen moeten worden gepland, ontworpen en onderhouden om ervoor te zorgen dat elektriciteit veilig en efficiënt naar de bestemming wordt getransporteerd. In sommige gebieden moet de elektriciteit mogelijk ook via onderstations verder worden verwerkt om aan de behoeften van verschillende spanningen en frequenties te voldoen.
Rijke waterkrachtbronnen en voldoende waterkrachtopwekking
China is 's werelds grootste producent van waterkracht, met overvloedige watervoorraden en grootschalige waterkrachtprojecten. De Chinese waterkrachtindustrie speelt een cruciale rol in het voorzien in de binnenlandse energiebehoefte, het verminderen van de uitstoot van broeikasgassen en het verbeteren van de energiestructuur. Het elektriciteitsverbruik is een belangrijke economische indicator die het niveau van het elektriciteitsverbruik in een land of regio weerspiegelt en van groot belang is voor het meten van economische activiteiten, energievoorziening en milieu-impact. Volgens gegevens van de Nationale Energieadministratie vertoont het totale elektriciteitsverbruik in China een stabiele groei. Eind 2022 bedroeg het totale elektriciteitsverbruik in China 863,72 miljard kWh, een stijging van 324,4 miljard kWh ten opzichte van 2021, oftewel een jaarlijkse groei van 3,9%.
Volgens gegevens van de Chinese Elektriciteitsraad is het elektriciteitsverbruik in China het hoogst in de secundaire sector, gevolgd door de tertiaire sector. De primaire sector verbruikte 114,6 miljard kWh elektriciteit, een stijging van 10,4% ten opzichte van het voorgaande jaar. Het elektriciteitsverbruik van de landbouw, visserij en veeteelt steeg respectievelijk met 6,3%, 12,6% en 16,3%. De snelle groei van het elektriciteitsverbruik in de primaire sector is te danken aan de algehele bevordering van de strategie voor plattelandsvernieuwing, de aanzienlijke verbetering van de elektriciteitsvoorziening op het platteland en de voortdurende stijging van de elektrificatiegraad in de afgelopen jaren. De secundaire sector verbruikte 5,70 biljoen kWh elektriciteit, een stijging van 1,2% ten opzichte van het voorgaande jaar. Het jaarlijkse elektriciteitsverbruik van de hightech- en machinebouwsector steeg met 2,8%, terwijl dat van de elektrische machine- en apparatuurindustrie, de farmaceutische industrie en de computer- en communicatie- en andere elektronica-industrie met meer dan 5% toenam. Het elektriciteitsverbruik van de productie van elektrische voertuigen is aanzienlijk gestegen met 71,1%. Het elektriciteitsverbruik van de tertiaire sector bedroeg 1,49 biljoen kWh, een stijging van 4,4% ten opzichte van het voorgaande jaar. Ten vierde bedroeg het elektriciteitsverbruik van stedelijke en plattelandsbewoners 1,34 biljoen kWh, een stijging van 13,8% ten opzichte van het voorgaande jaar.
De Chinese waterkrachtcentrales zijn verspreid over het hele land en omvatten grote, kleine en decentrale waterkrachtprojecten. Bekende voorbeelden zijn de Drie Kloven-waterkrachtcentrale, een van de grootste waterkrachtcentrales in China en de wereld, gelegen in het Drie Kloven-gebied in de bovenloop van de Yangtze-rivier. Deze centrale heeft een enorme capaciteit voor energieopwekking en levert elektriciteit aan industrieën en steden. De Xiangjiaba-waterkrachtcentrale, gelegen in de provincie Sichuan, is een van de grootste waterkrachtcentrales in het zuidwesten van China. Deze centrale ligt aan de Jinsha-rivier en levert elektriciteit aan de regio. De Sailimu-meerwaterkrachtcentrale, gelegen in de autonome regio Xinjiang Uygur, is een van de belangrijkste waterkrachtprojecten in West-China. Deze centrale ligt aan het Sailimu-meer en heeft een aanzienlijke energievoorzieningsfunctie. Volgens gegevens van het Nationaal Bureau voor de Statistiek is de waterkrachtproductie in China jaar na jaar gestaag toegenomen. Eind 2022 bedroeg de waterkrachtproductie van mijn land 1.352,195 miljard kWh, een stijging van 0,99% ten opzichte van het jaar ervoor. In augustus 2023 was de waterkrachtproductie van mijn land gedaald tot 718,74 miljard kWh, een lichte daling ten opzichte van dezelfde periode vorig jaar, namelijk een afname van 0,16% op jaarbasis. De belangrijkste reden hiervoor was dat de regenval in 2023 door klimaatinvloeden aanzienlijk was afgenomen.
Geplaatst op: 19 december 2024
