1. Vannenergiressurser
Historien om menneskelig utvikling og utnyttelse av vannkraftressurser går tilbake til antikken. I følge tolkningen av Folkerepublikken Kinas fornybare energilov (redigert av lovkomiteen i den stående komiteen i den nasjonale folkekongressen), er definisjonen av vannenergi: varmen fra vind og sol forårsaker fordampning av vann, vanndamp danner regn og snø, regn og snøfall danner elver og bekker, og vannstrømmen produserer energi, som kalles vannenergi.
Hovedinnholdet i moderne utvikling og utnyttelse av vannkraftressurser er utvikling og utnyttelse av vannkraftressurser, så folk bruker vanligvis vannkraftressurser, hydrauliske kraftressurser og vannkraftressurser som synonymer. I realiteten omfatter imidlertid vannkraftressurser et bredt spekter av innhold, som vanntermiske energiressurser, vannenergiressurser, vannkraftressurser og sjøvannsenergiressurser.
(1) Vann- og varmeenergiressurser
Vann- og termiske energiressurser er ofte kjent som naturlige varme kilder. I oldtiden begynte folk å bruke vann- og varmeressursene fra naturlige varme kilder direkte til å bygge bad, bade, behandle sykdommer og trene. Moderne mennesker bruker også vann- og termiske energiressurser til kraftproduksjon og oppvarming. Island hadde for eksempel en vannkraftproduksjon på 7,08 milliarder kilowattimer i 2003, hvorav 1,41 milliarder kilowattimer ble generert ved hjelp av geotermisk energi (dvs. vanntermiske energiressurser). 86 % av landets innbyggere har brukt geotermisk energi (vanntermiske energiressurser) til oppvarming. Yangbajing kraftverk med en installert kapasitet på 25 000 kilowatt er bygget i Xizang, som også bruker geotermisk energi (vann- og varmeenergiressurser) til å generere elektrisitet. Ifølge eksperters forutsigelser kan lavtemperaturenergien (ved bruk av grunnvann som medium) som kan samles opp av jorden innenfor nesten 100 meter i Kina hvert år nå 150 milliarder kilowatt. For tiden er den installerte kapasiteten for geotermisk kraftproduksjon i Kina 35 300 kilowatt.
(2) Hydrauliske energiressurser
Hydraulisk energi inkluderer den kinetiske og potensielle energien til vann. I det gamle Kina ble de hydrauliske energiressursene i turbulente elver, fosser og fossefall mye brukt til å konstruere maskiner som vannhjul, vannmøller og vannmøller for vannvanning, kornforedling og risavskalling. På 1830-tallet ble hydrauliske stasjoner utviklet og brukt i Europa for å forsyne storskalaindustrier som melmøller, bomullsmøller og gruvedrift med kraft. De moderne vannturbinene som direkte driver sentrifugalvannpumper for å generere sentrifugalkraft for vannløfting og vanning, samt vannslagpumpestasjoner som bruker vannstrøm til å generere vannslagtrykk og danne høyt vanntrykk for vannløfting og vanning, er alle direkte utvikling og utnyttelse av vannenergiressurser.
(3) Vannkraftressurser
På 1880-tallet, da elektrisitet ble oppdaget, ble elektriske motorer produsert basert på elektromagnetisk teori, og vannkraftverk ble bygget for å omdanne den hydrauliske energien fra vannkraftverk til elektrisk energi og levere den til brukerne. Dette innledet en periode med kraftig utvikling og utnyttelse av vannkraftressurser.
Vannkraftressursene vi refererer til nå kalles vanligvis vannkraftressurser. I tillegg til elvevannressurser inneholder havet også enorm tidevanns-, bølge-, salt- og temperaturenergi. Det er anslått at de globale havkraftressursene er 76 milliarder kilowatt, som er mer enn 15 ganger de teoretiske reservene til landbasert elvekraft. Blant disse er tidevannsenergi 3 milliarder kilowatt, bølgeenergi 3 milliarder kilowatt, temperaturforskjellsenergi 40 milliarder kilowatt og saltforskjellsenergi 30 milliarder kilowatt. For tiden er det bare utviklings- og utnyttelsesteknologien for tidevannsenergi som har nådd et praktisk stadium som kan utvikles i stor skala for menneskelig utnyttelse av marine vannkraftressurser. Utvikling og utnyttelse av andre energikilder trenger fortsatt ytterligere forskning for å oppnå banebrytende resultater innen teknisk og økonomisk gjennomførbarhet og oppnå praktisk utvikling og utnyttelse. Utvikling og utnyttelse av havenergi som vi vanligvis refererer til er hovedsakelig utvikling og utnyttelse av tidevannsenergi. Månens og solens tiltrekning til jordens havoverflate forårsaker periodiske svingninger i vannstanden, kjent som havtidevann. Fluktuasjonene i sjøvannet danner tidevannsenergi. I prinsippet er tidevannsenergi en mekanisk energi som genereres av svingninger i tidevannsnivået.
Tidevannsmøller dukket opp på 1000-tallet, og tidlig på 1900-tallet begynte Tyskland og Frankrike å bygge små tidevannskraftverk.
Det er anslått at verdens utnyttbare tidevannsenergi er mellom 1 milliard og 1,1 milliarder kilowatt, med en årlig kraftproduksjon på omtrent 1240 milliarder kilowattimer. Kinas utnyttbare tidevannsressurser har en installert kapasitet på 21,58 millioner kilowatt og en årlig kraftproduksjon på 30 milliarder kilowattimer.
Det største tidevannskraftverket i verden for tiden er tidevannskraftverket i Rennes i Frankrike, med en installert kapasitet på 240 000 kilowatt. Det første tidevannskraftverket i Kina, Jizhou tidevannskraftverk i Guangdong, ble bygget i 1958 med en installert kapasitet på 40 kilowatt. Zhejiang Jiangxia tidevannskraftverk, bygget i 1985, har en total installert kapasitet på 3200 kilowatt, og er dermed nummer tre i verden.
I tillegg er reservene av bølgeenergi i Kinas hav omtrent 12,85 millioner kilowatt, tidevannsenergi omtrent 13,94 millioner kilowatt, saltforskjellsenergi omtrent 125 millioner kilowatt og temperaturforskjellsenergi omtrent 1,321 milliarder kilowatt. Kort sagt er den totale havenergien i Kina omtrent 1,5 milliarder kilowatt, som er mer enn det dobbelte av den teoretiske reserven på 694 millioner kilowatt landkraft fra elver, og har brede muligheter for utvikling og utnyttelse. I dag investerer land over hele verden tungt i forskning på teknologiske tilnærminger for å utvikle og utnytte de enorme energiressursene som er skjult i havet.
2. Vannkraftressurser
Vannkraftressurser refererer generelt til bruk av potensiell og kinetisk energi fra elvevannsstrømmen til å avlede arbeid og drive rotasjonen av vannkraftgeneratorer for å generere elektrisitet. Kull-, olje-, naturgass- og kjernekraftproduksjon krever forbruk av ikke-fornybare drivstoffressurser, mens vannkraftproduksjon ikke forbruker vannressurser, men utnytter energien fra elvestrømmen.
(1) Globale vannkraftressurser
De totale reservene av vannkraftressurser i elver over hele verden er 5,05 milliarder kilowatt, med en årlig kraftproduksjon på opptil 44,28 billioner kilowattimer. De teknisk utnyttbare vannkraftressursene er 2,26 milliarder kilowatt, og den årlige kraftproduksjonen kan nå 9,8 billioner kilowattimer.
I 1878 bygde Frankrike verdens første vannkraftverk med en installert kapasitet på 25 kilowatt. Så langt har den installerte vannkraftkapasiteten på verdensbasis oversteget 760 millioner kilowatt, med en årlig kraftproduksjon på 3 billioner kilowattimer.
(2) Kinas vannkraftressurser
Kina er et av landene med de rikeste vannkraftressursene i verden. I følge den siste undersøkelsen av vannkraftressurser er de teoretiske reservene av elvevannsenergi i Kina 694 millioner kilowatt, og den årlige teoretiske kraftproduksjonen er 6,08 billioner kilowattimer, som er den første i verden når det gjelder teoretiske vannkraftreserver. Den teknisk utnyttbare kapasiteten til Kinas vannkraftressurser er 542 millioner kilowatt, med en årlig kraftproduksjon på 2,47 billioner kilowattimer, og den økonomisk utnyttbare kapasiteten er 402 millioner kilowatt, med en årlig kraftproduksjon på 1,75 billioner kilowattimer, som begge er den første i verden.
I juli 1905 ble Kinas første vannkraftverk, Guishan vannkraftverk i Taiwan-provinsen, bygget med en installert kapasitet på 500 kVA. I 1912 ble det første vannkraftverket på det kinesiske fastlandet, Shilongba vannkraftverk i Kunming, Yunnan-provinsen, ferdigstilt for kraftproduksjon, med en installert kapasitet på 480 kilowatt. I 1949 var den installerte vannkraftkapasiteten i landet 163 000 kilowatt. Ved utgangen av 1999 hadde den utviklet seg til 72,97 millioner kilowatt, nest etter USA og rangert som nummer to i verden. Innen 2005 hadde den totale installerte vannkraftkapasiteten i Kina nådd 115 millioner kilowatt, rangert som nummer én i verden, og sto for 14,4 % av den utnyttbare vannkraftkapasiteten og 20 % av den totale installerte kapasiteten i den nasjonale kraftindustrien.
(3) Kjennetegn ved vannkraft
Vannkraft regenereres gjentatte ganger med naturens hydrologiske syklus, og kan kontinuerlig brukes av mennesker. Folk bruker ofte uttrykket «uuttømmelig» for å beskrive fornybarheten til vannkraft.
Vannkraft forbruker ikke drivstoff eller slipper ut skadelige stoffer under produksjon og drift. Forvaltnings- og driftskostnadene, kraftproduksjonskostnadene og miljøpåvirkningen er mye lavere enn for termisk kraftproduksjon, noe som gjør det til en rimelig grønn energikilde.
Vannkraft har god reguleringsytelse, rask oppstart og spiller en rolle i toppskaving i driften av strømnettet. Den er rask og effektiv, reduserer strømforsyningstap i nød- og ulykkessituasjoner og sikrer strømforsyningens sikkerhet.
Vannkraft og mineralenergi tilhører ressursbasert primærenergi, som omdannes til elektrisk energi og kalles sekundærenergi. Vannkraftutvikling er en energikilde som fullfører både primærenergiutvikling og sekundær energiproduksjon samtidig, med doble funksjoner for primærenergibygging og sekundærenergibygging; Det er ikke behov for en enkelt prosess for utvinning, transport og lagring av energimineraler, noe som reduserer drivstoffkostnadene betraktelig.
Bygging av reservoarer for vannkraftutvikling vil endre det økologiske miljøet i lokalområder. På den ene siden krever det at noe land senkes under vann, noe som resulterer i relokalisering av immigranter. På den andre siden kan det gjenopprette mikroklimaet i regionen, skape et nytt akvatisk økologisk miljø, fremme organismenes overlevelse og legge til rette for menneskelig flomkontroll, vanning, turisme og skipsfart. Derfor bør det i planleggingen av vannkraftprosjekter tas overordnet hensyn til å minimere den negative påvirkningen på det økologiske miljøet, og vannkraftutvikling har flere fordeler enn ulemper.
På grunn av fordelene med vannkraft, vedtar land rundt om i verden nå en politikk som prioriterer utvikling av vannkraft. På 1990-tallet sto vannkraft for 93,2 % av Brasils totale installerte kapasitet, mens land som Norge, Sveits, New Zealand og Canada hadde vannkraftforhold på over 50 %.
I 1990 var andelen vannkraftproduksjon i forhold til utnyttbar elektrisitet i noen land i verden 74 % i Frankrike, 72 % i Sveits, 66 % i Japan, 61 % i Paraguay, 55 % i USA, 54 % i Egypt, 50 % i Canada, 17,3 % i Brasil, 11 % i India og 6,6 % i Kina i samme periode.
Publisert: 24. september 2024
