Det har gått 111 år siden Kina startet byggingen av Shilongba vannkraftverk, det første vannkraftverket i 1910. I løpet av disse mer enn 100 årene, fra den installerte kapasiteten til Shilongba vannkraftverk på bare 480 kW til de 370 millioner kW som nå er rangert først i verden, har Kinas vann- og elektrisitetsindustri gjort bemerkelsesverdige prestasjoner. Vi er i kullindustrien, og vi vil høre noen nyheter om vannkraft mer eller mindre, men vi vet ikke mye om vannkraftindustrien.
01 kraftproduksjonsprinsipp for vannkraft
Vannkraft er faktisk prosessen med å omdanne vanns potensielle energi til mekanisk energi, og deretter fra mekanisk energi til elektrisk energi. Generelt sett er det å bruke det rennende elvevannet til å drive motoren for kraftproduksjon, og energien som finnes i en elv eller en del av dens nedbørfelt avhenger av vannvolumet og -fallet.
Vannmengden i elven kontrolleres ikke av noen juridisk person, og fallet er greit. Derfor kan man, når man bygger et vannkraftverk, velge å bygge en demning og lede bort vann for å konsentrere fallet, for å forbedre utnyttelsesgraden av vannressursene.
Oppdemming er å bygge en demning i elveseksjonen med stort fall, etablere et reservoar for å lagre vann og heve vannstanden, slik som for eksempel Tre kløfters vannkraftverk. Omledning refererer til omledning av vann fra oppstrøms reservoar til nedstrøms gjennom omledningskanalen, slik som for eksempel Jinping II vannkraftverk.
02 egenskaper ved vannkraft
Fordelene med vannkraft inkluderer hovedsakelig miljøvern og regenerering, høy effektivitet og fleksibilitet, lave vedlikeholdskostnader og så videre.
Miljøvern og fornybar energi bør være vannkraftens største fordel. Vannkraft bruker kun energien i vann, forbruker ikke vann og forårsaker ikke forurensning.
Vannturbingeneratorsettet, hovedkraftverket i vannkraftproduksjon, er ikke bare effektivt, men også fleksibelt i oppstart og drift. Det kan starte driften raskt fra statisk tilstand på få minutter og fullføre oppgaven med å øke og redusere belastningen på få sekunder. Vannkraft kan brukes til å utføre oppgaver som toppavlastning, frekvensmodulering, lastberedskap og ulykkesberedskap for kraftsystemet.
Vannkraftproduksjon forbruker ikke drivstoff, krever ikke mye arbeidskraft og fasiliteter investert i gruvedrift og transport av drivstoff, har enkelt utstyr, få operatører, mindre hjelpekraft, lang levetid på utstyret og lave drifts- og vedlikeholdskostnader. Derfor er kraftproduksjonskostnadene for vannkraftverk lave, bare 1/5-1/8 av kostnadene for et termisk kraftverk, og energiutnyttelsesgraden for vannkraftverk er høy, opptil mer enn 85 %, mens kullfyrt termisk energieffektivitet for termiske kraftverk bare er omtrent 40 %.
Ulempene med vannkraft inkluderer hovedsakelig at den er sterkt påvirket av klima, begrenset av geografiske forhold, store investeringer i tidlig fase og skade på det økologiske miljøet.
Vannkraft påvirkes sterkt av nedbør. Om det er i tørr- eller våtsesong er en viktig referansefaktor for anskaffelse av kull fra varmekraftverk. Vannkraftproduksjonen er stabil i henhold til år og provins, men den avhenger av «dagen» når den spesifiseres til måned, kvartal og region. Den kan ikke gi stabil og pålitelig kraft slik som varmekraft.
Det er store forskjeller mellom sør og nord i regntiden og tørrtiden. I følge statistikken over vannkraftproduksjon i hver måned fra 2013 til 2021, varer imidlertid Kinas regntid generelt fra juni til oktober, og tørrtiden fra desember til februar. Forskjellen mellom de to kan mer enn dobles. Samtidig kan vi også se at kraftproduksjonen fra januar til mars i år, med økende installert kapasitet som bakgrunn, er betydelig lavere enn tidligere år, og kraftproduksjonen i mars er til og med lik den i 2015. Dette er nok til å vise «ustabiliteten» i vannkraften.
Begrenset av objektive forhold. Vannkraftverk kan ikke bygges der det er vann. Byggingen av et vannkraftverk er begrenset av geologi, fall, strømningshastighet, innbyggernes flytting og til og med administrativ inndeling. For eksempel har vannreservasjonsprosjektet Heishan Gorge, som ble nevnt på den nasjonale folkekongressen i 1956, ikke blitt vedtatt på grunn av dårlig interessekoordinering mellom Gansu og Ningxia. Inntil det dukker opp igjen i forslaget fra de to sesjonene i år, er det fortsatt ukjent når byggingen kan starte.
Investeringene som kreves for vannkraft er store. Jord- og betongarbeidene for bygging av vannkraftverk er enorme, og enorme omplasseringskostnader må betales. Dessuten gjenspeiles den tidlige investeringen ikke bare i kapital, men også i tid. På grunn av behovet for omplassering og koordinering av ulike avdelinger, vil byggesyklusen for mange vannkraftverk bli mye forsinket enn planlagt.
For eksempel, hvis vi tar Baihetan vannkraftverk under bygging, ble prosjektet startet i 1958 og inkludert i den «tredje femårsplanen» i 1965. Etter flere omveltninger ble det imidlertid ikke offisielt startet før i august 2011. Baihetan vannkraftverk er så langt ikke ferdigstilt. Bortsett fra den foreløpige designen og planleggingen, vil selve byggesyklusen ta minst 10 år.
Store reservoarer forårsaker omfattende oversvømmelser i de øvre delene av demningen, og skader noen ganger lavland, elvedaler, skoger og gressletter. Samtidig vil det også påvirke det akvatiske økosystemet rundt anlegget. Det har stor innvirkning på fisk, vannfugler og andre dyr.
03 nåværende situasjon for vannkraftutbygging i Kina
De siste årene har vannkraftproduksjonen opprettholdt veksten, men vekstraten de siste fem årene er lav
I 2020 var vannkraftkapasiteten 1355,21 milliarder kWh, med en økning på 3,9 % fra år til år. I løpet av den 13. femårsplanperioden utviklet imidlertid vindkraft og optoelektronikk seg raskt, og overgikk planleggingsmålene, mens vannkraft bare fullførte omtrent halvparten av planleggingsmålene. I løpet av de siste 20 årene har andelen vannkraft i den totale kraftproduksjonen vært relativt stabil, og holdt seg på 14 %–19 %.
Ut fra vekstraten i Kinas kraftproduksjon kan man se at vekstraten for vannkraft har avtatt de siste fem årene, og i hovedsak holdt seg på rundt 5 %.
Jeg tror årsakene til nedgangen på den ene siden er nedstengningen av små vannkraftverk, noe som er tydelig nevnt i den 13. femårsplanen for å beskytte og reparere det økologiske miljøet. Det er 4705 små vannkraftverk som må utbedres og trekkes tilbake bare i Sichuan-provinsen;
På den annen side er Kinas store ressurser for vannkraftutvikling utilstrekkelige. Kina har bygget mange vannkraftverk, som De tre kløfter, Gezhouba, Wudongde, Xiangjiaba og Baihetan. Ressursene til gjenoppbygging av store vannkraftverk er kanskje bare den «store svingen» av Yarlung Zangbo-elven. Men fordi regionen involverer geologisk struktur, miljøkontroll av naturreservater og forhold til omkringliggende land, har det vært vanskelig å løse dette tidligere.
Samtidig kan man se ut fra vekstraten i kraftproduksjon de siste 20 årene at vekstraten for termisk kraft i utgangspunktet er synkronisert med vekstraten for total kraftproduksjon, mens vekstraten for vannkraft er irrelevant for vekstraten for total kraftproduksjon, noe som viser en tilstand av «økning annethvert år». Selv om det finnes grunner til den høye andelen termisk kraft, gjenspeiler den også vannkraftens ustabilitet til en viss grad.
I prosessen med å redusere andelen termisk kraft har ikke vannkraft spilt en stor rolle. Selv om den utvikler seg raskt, kan den bare opprettholde sin andel av den totale kraftproduksjonen på bakgrunn av den store økningen i nasjonal kraftproduksjon. Reduksjonen i andelen termisk kraft skyldes hovedsakelig andre rene energikilder, som vindkraft, solceller, naturgass, kjernekraft og så videre.
Overdreven konsentrasjon av vannkraftressurser
Den totale vannkraftproduksjonen i Sichuan- og Yunnan-provinsene står for nesten halvparten av den nasjonale vannkraftproduksjonen, og det resulterende problemet er at områder som er rike på vannkraftressurser kanskje ikke er i stand til å absorbere lokal vannkraftproduksjon, noe som resulterer i energisløsing. To tredjedeler av avløpsvannet og elektrisiteten i store elvebassenger i Kina kommer fra Sichuan-provinsen, opptil 20,2 milliarder kWh, mens mer enn halvparten av spillelektrisiteten i Sichuan-provinsen kommer fra hovedelven Dadu-elven.
Kinas vannkraft har utviklet seg raskt på verdensbasis de siste 10 årene. Kina har nesten drevet veksten av global vannkraft med egen kraft. Nesten 80 % av veksten i det globale vannkraftforbruket kommer fra Kina, og Kinas vannkraftforbruk står for mer enn 30 % av det globale vannkraftforbruket.
Andelen av et slikt enormt vannkraftforbruk i Kinas totale primærenergiforbruk er imidlertid bare litt høyere enn verdensgjennomsnittet, mindre enn 8 % i 2019. Selv om man ikke sammenligner med utviklede land som Canada og Norge, er andelen vannkraftforbruk langt lavere enn i Brasil, som også er et utviklingsland. Kina har 680 millioner kilowatt vannkraftressurser, og er dermed den første i verden. Innen 2020 vil den installerte vannkraftkapasiteten være 370 millioner kilowatt. Fra dette perspektivet har Kinas vannkraftindustri fortsatt stort utviklingsrom.
04 fremtidig utviklingstrend for vannkraft i Kina
Vannkraft vil akselerere veksten de neste årene, og andelen av den totale kraftproduksjonen vil fortsette å øke.
På den ene siden kan mer enn 50 millioner kilowatt vannkraft settes i drift i Kina i løpet av den 14. femårsplanperioden, inkludert Wudongde, Baihetan vannkraftverk i De tre kløfters gruppe og de midtre delene av Yalong-elvens vannkraftverk. Dessuten er vannkraftutviklingsprosjektet i de nedre delene av Yarlung Zangbo-elven inkludert i den 14. femårsplanen, med 70 millioner kilowatt teknisk utnyttbare ressurser, noe som tilsvarer mer enn tre Tre kløfters vannkraftverk, noe som betyr at vannkraften igjen har innledet en stor utvikling;
På den annen side er reduksjonen i termisk kraft åpenbart forutsigbar. Enten det er fra et miljøvern-, energisikkerhets- og teknologisk utviklingsperspektiv, vil termisk kraft fortsette å redusere sin betydning innen kraftfeltet.
I løpet av de neste årene kan utviklingshastigheten for vannkraft fortsatt ikke sammenlignes med utviklingen av ny energi. Selv når det gjelder andelen av den totale kraftproduksjonen, kan den bli forbigått av etternølerne innen ny energi. Hvis tiden forlenges, kan man si at den vil bli forbigått av ny energi.
Publisert: 12. april 2022
