1、 Zasoby energii wodnej
Historia rozwoju człowieka i wykorzystania zasobów hydroenergetycznych sięga czasów starożytnych. Zgodnie z Interpretacją Prawa o Energii Odnawialnej Chińskiej Republiki Ludowej (zredagowanego przez Komitet Roboczy Prawa Stałego Komitetu Ogólnochińskiego Zgromadzenia Przedstawicieli Ludowych), definicja energii wodnej jest następująca: ciepło wiatru i słońca powoduje parowanie wody, para wodna tworzy deszcz i śnieg, opady deszczu i śniegu tworzą rzeki i strumienie, a przepływ wody wytwarza energię, która jest nazywana energią wodną.
Główną treścią współczesnego rozwoju i wykorzystania zasobów hydroenergetycznych jest rozwój i wykorzystanie zasobów hydroenergetycznych, więc ludzie zazwyczaj używają zasobów energii wodnej, zasobów energii hydraulicznej i zasobów energii hydroelektrycznej jako synonimów. Jednak w rzeczywistości zasoby hydroenergetyczne obejmują szeroki zakres treści, takich jak zasoby energii cieplnej hydroelektrycznej, zasoby energii wodnej, zasoby energii wodnej i zasoby energii wody morskiej.
（1） Zasoby wody i energii cieplnej
Zasoby wody i energii cieplnej są powszechnie znane jako naturalne gorące źródła. W starożytności ludzie zaczęli bezpośrednio wykorzystywać zasoby wody i ciepła naturalnych gorących źródeł do budowy łaźni, kąpieli, leczenia chorób i ćwiczeń. Współcześni ludzie wykorzystują również zasoby wody i energii cieplnej do wytwarzania energii i ogrzewania. Na przykład Islandia miała generację energii wodnej na poziomie 7,08 miliarda kilowatogodzin w 2003 roku, z czego 1,41 miliarda kilowatogodzin wygenerowano przy użyciu energii geotermalnej (tj. zasobów energii cieplnej wody). 86% mieszkańców kraju wykorzystało energię geotermalną (zasoby energii cieplnej wody) do ogrzewania. Elektrownia Yangbajing o zainstalowanej mocy 25000 kilowatów została zbudowana w Xizang, która również wykorzystuje energię geotermalną (zasoby energii cieplnej wody i ciepła) do wytwarzania energii elektrycznej. Według przewidywań ekspertów, energia niskotemperaturowa (wykorzystująca wody gruntowe jako medium), którą gleba może zebrać w promieniu prawie 100 metrów w Chinach każdego roku, może osiągnąć 150 miliardów kilowatów. Obecnie moc zainstalowana elektrowni geotermalnych w Chinach wynosi 35300 kilowatów.
（2） Zasoby energii hydraulicznej
Energia hydrauliczna obejmuje energię kinetyczną i potencjalną wody. W starożytnych Chinach zasoby energii hydraulicznej burzliwych rzek, wodospadów i wodospadów były szeroko wykorzystywane do budowy maszyn, takich jak koła wodne, młyny wodne i młyny wodne do nawadniania, przetwarzania zbóż i łuskania ryżu. W latach 30. XIX wieku stacje hydrauliczne zostały opracowane i wykorzystane w Europie w celu zapewnienia energii dla dużych gałęzi przemysłu, takich jak młyny mączne, przędzalnie bawełny i górnictwo. Nowoczesne turbiny wodne, które bezpośrednio napędzają pompy wodne odśrodkowe w celu generowania siły odśrodkowej do podnoszenia wody i nawadniania, a także stacje pomp uderzeń wodnych, które wykorzystują przepływ wody do generowania ciśnienia uderzeń wodnych i formowania wysokiego ciśnienia wody do podnoszenia wody i nawadniania, są bezpośrednim rozwojem i wykorzystaniem zasobów energii wodnej.
（3） Zasoby energii hydroelektrycznej
W latach 80. XIX wieku, wraz z odkryciem elektryczności, zaczęto produkować silniki elektryczne w oparciu o teorię elektromagnetyczną oraz budować elektrownie wodne, które miały przetwarzać energię hydrauliczną elektrowni wodnych na energię elektryczną i dostarczać ją użytkownikom. Zapoczątkowało to okres intensywnego rozwoju i wykorzystania zasobów energii hydroelektrycznej.
Zasoby hydroenergetyczne, o których teraz mówimy, są zwykle nazywane zasobami hydroelektrycznymi. Oprócz zasobów wód rzecznych, ocean zawiera również ogromną energię pływów, fal, soli i temperatury. Szacuje się, że globalne zasoby hydroenergetyczne oceanów wynoszą 76 miliardów kilowatów, co stanowi ponad 15-krotność teoretycznych rezerw lądowej hydroenergii rzecznej. Wśród nich energia pływów wynosi 3 miliardy kilowatów, energia fal wynosi 3 miliardy kilowatów, energia różnicy temperatur wynosi 40 miliardów kilowatów, a energia różnicy soli wynosi 30 miliardów kilowatów. Obecnie jedynie rozwój i technologia wykorzystania energii pływów osiągnęły etap praktyczny, który można rozwijać na dużą skalę w zakresie wykorzystania morskich zasobów hydroenergetycznych przez ludzi. Rozwój i wykorzystanie innych źródeł energii nadal wymaga dalszych badań, aby osiągnąć przełomowe wyniki w zakresie wykonalności technicznej i ekonomicznej oraz osiągnąć praktyczny rozwój i wykorzystanie. Rozwój i wykorzystanie energii oceanicznej, o którym zwykle mówimy, to głównie rozwój i wykorzystanie energii pływów. Przyciąganie Księżyca i Słońca do powierzchni morza Ziemi powoduje okresowe wahania poziomu wody, znane jako pływy oceaniczne. Wahania wody morskiej tworzą energię pływów. Zasadniczo energia pływów jest energią mechaniczną generowaną przez wahania poziomu pływów.
Młyny pływowe pojawiły się w XI wieku, a na początku XX wieku w Niemczech i Francji zaczęto budować małe elektrownie pływowe.
Szacuje się, że światowa eksploatowalna energia pływów wynosi od 1 miliarda do 1,1 miliarda kilowatów, a roczna produkcja energii wynosi około 1240 miliardów kilowatogodzin. Chińskie zasoby energii pływów eksploatowalne mają zainstalowaną moc 21,58 miliona kilowatów i roczną produkcję energii wynoszącą 30 miliardów kilowatogodzin.
Największą elektrownią pływową na świecie jest obecnie elektrownia pływowa Rennes we Francji, o mocy zainstalowanej 240000 kilowatów. Pierwsza elektrownia pływowa w Chinach, Jizhou Tidal Power Station w Guangdong, została zbudowana w 1958 roku o mocy zainstalowanej 40 kilowatów. Zhejiang Jiangxia Tidal Power Station, zbudowana w 1985 roku, ma całkowitą moc zainstalowaną 3200 kilowatów, zajmując trzecie miejsce na świecie.
Ponadto w oceanach Chin rezerwy energii fal wynoszą około 12,85 miliona kilowatów, energia pływów wynosi około 13,94 miliona kilowatów, energia różnicy soli wynosi około 125 milionów kilowatów, a energia różnicy temperatur wynosi około 1,321 miliarda kilowatów. Podsumowując, całkowita energia oceaniczna w Chinach wynosi około 1,5 miliarda kilowatów, co stanowi ponad dwukrotność teoretycznej rezerwy 694 milionów kilowatów lądowo-rzecznej energii wodnej i ma szerokie perspektywy rozwoju i wykorzystania. Obecnie kraje na całym świecie inwestują duże środki w badania nad podejściami technologicznymi w celu rozwoju i wykorzystania ogromnych zasobów energii ukrytych w oceanie.
2、 Zasoby energii hydroelektrycznej
Zasoby energii hydroelektrycznej odnoszą się ogólnie do wykorzystania energii potencjalnej i kinetycznej przepływu wody rzecznej do rozładowania pracy i napędzania obrotów generatorów hydroelektrycznych w celu wytwarzania energii elektrycznej. Produkcja węgla, ropy naftowej, gazu ziemnego i energii jądrowej wymaga zużycia nieodnawialnych zasobów paliwowych, podczas gdy produkcja energii hydroelektrycznej nie zużywa zasobów wodnych, ale wykorzystuje energię przepływu rzeki.
（1） Globalne zasoby energii hydroelektrycznej
Łączne rezerwy zasobów energii wodnej w rzekach na całym świecie wynoszą 5,05 miliardów kilowatów, a roczna produkcja energii sięga 44,28 bilionów kilowatogodzin; Technicznie możliwe do wykorzystania zasoby energii wodnej wynoszą 2,26 miliardów kilowatów, a roczna produkcja energii może osiągnąć 9,8 biliona kilowatogodzin.
W 1878 r. Francja zbudowała pierwszą na świecie elektrownię wodną o mocy zainstalowanej 25 kilowatów. Do tej pory zainstalowana moc hydroelektryczna na świecie przekroczyła 760 milionów kilowatów, a roczna produkcja energii wyniosła 3 biliony kilowatogodzin.
（2） Zasoby hydroenergetyczne Chin
Chiny są jednym z krajów o najbogatszych zasobach energii hydroelektrycznej na świecie. Według najnowszego badania zasobów hydroenergetycznych, teoretyczne rezerwy energii wód rzecznych w Chinach wynoszą 694 miliony kilowatów, a roczna teoretyczna produkcja energii wynosi 6,08 biliona kilowatogodzin, co daje pierwsze miejsce na świecie pod względem teoretycznych rezerw hydroenergetycznych; Technicznie możliwa do wykorzystania moc zasobów hydroenergetycznych Chin wynosi 542 miliony kilowatów, przy rocznej produkcji energii wynoszącej 2,47 biliona kilowatogodzin, a ekonomicznie możliwa do wykorzystania moc wynosi 402 miliony kilowatów, przy rocznej produkcji energii wynoszącej 1,75 biliona kilowatogodzin, co daje pierwsze miejsce na świecie.
W lipcu 1905 r. zbudowano pierwszą chińską elektrownię wodną, elektrownię wodną Guishan w prowincji Tajwan, o mocy zainstalowanej 500 kVA. W 1912 r. ukończono budowę pierwszej elektrowni wodnej w Chinach kontynentalnych, elektrowni wodnej Shilongba w Kunming w prowincji Junnan, o mocy zainstalowanej 480 kilowatów. W 1949 r. zainstalowana moc hydroelektryczna w kraju wynosiła 163000 kilowatów; do końca 1999 r. rozwinęła się do 72,97 mln kilowatów, zajmując drugie miejsce po Stanach Zjednoczonych i drugie miejsce na świecie; do 2005 r. całkowita zainstalowana moc hydroelektryczna w Chinach osiągnęła 115 mln kilowatów, zajmując pierwsze miejsce na świecie, co stanowi 14,4% eksploatowalnej mocy hydroelektrycznej i 20% całkowitej zainstalowanej mocy krajowego przemysłu energetycznego.
（3） Charakterystyka energii hydroelektrycznej
Energia hydroelektryczna jest wielokrotnie regenerowana w cyklu hydrologicznym natury i może być stale wykorzystywana przez ludzi. Ludzie często używają określenia „niewyczerpalny”, aby opisać odnawialność energii hydroelektrycznej.
Energia hydroelektryczna nie zużywa paliwa ani nie emituje szkodliwych substancji podczas produkcji i eksploatacji. Jej koszty zarządzania i eksploatacji, koszty wytwarzania energii i wpływ na środowisko są znacznie niższe niż w przypadku wytwarzania energii cieplnej, co czyni ją tanim zielonym źródłem energii.
Energia wodna ma dobrą wydajność regulacyjną, szybki rozruch i odgrywa rolę w ograniczaniu szczytowego zapotrzebowania na energię w działaniu sieci energetycznej. Jest szybka i skuteczna, zmniejszając straty zasilania w sytuacjach awaryjnych i wypadkowych oraz zapewniając bezpieczeństwo zasilania.
Energia hydroelektryczna i energia mineralna należą do energii pierwotnej opartej na zasobach, która jest przekształcana w energię elektryczną i nazywana energią wtórną. Rozwój energii hydroelektrycznej jest źródłem energii, które jednocześnie uzupełnia rozwój energii pierwotnej i produkcję energii wtórnej, z podwójną funkcją budowy energii pierwotnej i budowy energii wtórnej; Nie ma potrzeby pojedynczego procesu wydobywania, transportu i magazynowania energii mineralnej, co znacznie obniża koszty paliwa.
Budowa zbiorników wodnych na potrzeby rozwoju energetyki wodnej zmieni środowisko ekologiczne lokalnych obszarów. Z jednej strony wymaga to zatopienia części terenu, co skutkuje relokacją imigrantów; z drugiej strony może przywrócić mikroklimat regionu, stworzyć nowe środowisko ekologiczne, promować przetrwanie organizmów i ułatwiać kontrolę powodzi przez człowieka, nawadnianie, turystykę i rozwój żeglugi. Dlatego też, planując projekty hydroenergetyczne, należy ogólnie rozważyć minimalizację negatywnego wpływu na środowisko ekologiczne, a rozwój energetyki wodnej ma więcej zalet niż wad.
Ze względu na zalety energii wodnej kraje na całym świecie przyjmują obecnie polityki, które priorytetowo traktują rozwój energii wodnej. W latach 90. XX wieku energia wodna stanowiła 93,2% całkowitej zainstalowanej mocy Brazylii, podczas gdy kraje takie jak Norwegia, Szwajcaria, Nowa Zelandia i Kanada miały wskaźniki energii wodnej przekraczające 50%.
W 1990 roku stosunek energii wytwarzanej w elektrowniach wodnych do energii elektrycznej możliwej do eksploatacji w niektórych krajach świata wynosił 74% we Francji, 72% w Szwajcarii, 66% w Japonii, 61% w Paragwaju, 55% w Stanach Zjednoczonych, 54% w Egipcie, 50% w Kanadzie, 17,3% w Brazylii, 11% w Indiach i 6,6% w Chinach w tym samym okresie.
Czas publikacji: 24-09-2024
