Já se passaram 111 anos desde que a China iniciou a construção da Usina Hidrelétrica de Shilongba, a primeira usina hidrelétrica em 1910. Nesses mais de 100 anos, o setor de água e eletricidade da China alcançou conquistas notáveis, passando da capacidade instalada da Usina Hidrelétrica de Shilongba de apenas 480 kW para 370 milhões de kW, a primeira do mundo. Atuamos na indústria do carvão e ouvimos algumas notícias sobre energia hidrelétrica, mas não sabemos muito sobre o setor.
Hoje, vamos entender brevemente a energia hidrelétrica a partir dos princípios e características da energia hidrelétrica e da situação atual e tendência de desenvolvimento da energia hidrelétrica na China.
01 Princípio de geração de energia da energia hidrelétrica
Na verdade, a energia hidrelétrica é o processo de conversão da energia potencial da água em energia mecânica e, em seguida, de energia mecânica em energia elétrica. Em termos gerais, consiste em usar a água corrente do rio para acionar o motor e gerar energia, e a energia contida em um rio ou em parte de sua bacia depende do volume e da queda d'água.
O volume de água do rio não é controlado por nenhuma pessoa jurídica, e a queda é aceitável. Portanto, na construção de usinas hidrelétricas, a construção de barragens e o desvio podem ser selecionados para concentrar a queda, de modo a melhorar a taxa de utilização dos recursos hídricos.
A construção de barragens consiste em construir uma barragem em um trecho com grande queda, estabelecer um reservatório para armazenar água e elevar o nível da água, como a Estação Hidrelétrica das Três Gargantas; o desvio refere-se ao desvio de água do reservatório a montante para o jusante através do canal de desvio, como a estação hidrelétrica Jinping II.
02 características da energia hidrelétrica
As vantagens da energia hidrelétrica incluem principalmente proteção e regeneração ambiental, alta eficiência e flexibilidade, baixo custo de manutenção e assim por diante.
A proteção ambiental e a energia renovável devem ser as maiores vantagens da energia hidrelétrica. A energia hidrelétrica utiliza apenas a energia da água, não a consome e não causa poluição.
O grupo gerador de turbina hidráulica, principal equipamento de geração de energia hidrelétrica, não é apenas eficiente, mas também flexível em termos de partida e operação. Ele pode iniciar a operação rapidamente a partir do estado estático em poucos minutos e concluir a tarefa de aumento e redução de carga em poucos segundos. A energia hidrelétrica pode ser usada para realizar as tarefas de redução de pico, modulação de frequência, reserva de carga e reserva de emergência do sistema de energia.
A geração de energia hidrelétrica não consome combustível, não necessita de grande quantidade de mão de obra e instalações investidas na mineração e transporte de combustível, possui equipamentos simples, poucos operadores, menos energia auxiliar, longa vida útil dos equipamentos e baixo custo de operação e manutenção, de modo que o custo de produção de energia da usina hidrelétrica é baixo, apenas 1/5-1/8 daquele da usina termelétrica, e a taxa de utilização de energia da usina hidrelétrica é alta, chegando a mais de 85%. A eficiência térmica das usinas termelétricas a carvão é de apenas cerca de 40%.
As desvantagens da energia hidrelétrica incluem principalmente grande influência do clima, limitação por condições geográficas, grande investimento no estágio inicial e danos ao meio ambiente ecológico.
A energia hidrelétrica é fortemente afetada pela precipitação. A estação seca e a estação chuvosa são um importante fator de referência para a aquisição de carvão para usinas termelétricas. A geração de energia hidrelétrica é estável de acordo com o ano e a província, mas depende do "dia" quando é detalhada para o mês, trimestre e região. Ela não pode fornecer energia estável e confiável como a energia termelétrica.
Há grandes diferenças entre o Sul e o Norte na estação chuvosa e na estação seca. No entanto, de acordo com as estatísticas de geração de energia hidrelétrica em cada mês de 2013 a 2021, no geral, a estação chuvosa da China é de junho a outubro e a estação seca é de dezembro a fevereiro. A diferença na geração de energia entre os dois pode ser mais que o dobro. Ao mesmo tempo, também podemos ver que, em um contexto de aumento da capacidade instalada, a geração de energia de janeiro a março deste ano é significativamente menor do que em anos anteriores, e a geração de energia em março é até equivalente à de 2015. Isso é suficiente para nos deixar ver a "instabilidade" da energia hidrelétrica.
Geração de energia hidrelétrica em cada mês de 2013 a 2021 (100 milhões de kWh)
Limitado por condições objetivas. Usinas hidrelétricas não podem ser construídas onde há água. Geologia, queda d'água, velocidade do fluxo, realocação de moradores e até mesmo a divisão administrativa restringem a construção de uma usina hidrelétrica. Por exemplo, o projeto de conservação de água do Desfiladeiro de Heishan, mencionado no Congresso Nacional do Povo em 1956, não foi aprovado devido à fraca coordenação de interesses entre Gansu e Ningxia. Até este ano, ele reapareceu na proposta das duas sessões. Ainda não se sabe quando a construção poderá começar.
O investimento necessário para a energia hidrelétrica é elevado. As obras de terraplenagem e concreto para a construção das usinas hidrelétricas são enormes, e as despesas de reassentamento são enormes. Além disso, o investimento inicial não se reflete apenas em capital, mas também em tempo. Devido à necessidade de reassentamento e à coordenação de vários departamentos, o ciclo de construção de muitas usinas hidrelétricas sofrerá um atraso muito maior do que o planejado.
Tomando como exemplo a Usina Hidrelétrica de Baihetan, em construção, o projeto foi iniciado em 1958 e incluído no "terceiro plano quinquenal" em 1965. No entanto, após várias reviravoltas, só foi oficialmente iniciado em agosto de 2011. Até o momento, a Usina Hidrelétrica de Baihetan não foi concluída. Excluindo o planejamento preliminar do projeto, o ciclo de construção propriamente dito levará pelo menos 10 anos.
Grandes reservatórios causam inundações em larga escala nos trechos superiores da barragem, às vezes danificando terras baixas, vales de rios, florestas e pastagens. Ao mesmo tempo, também afetam o ecossistema aquático ao redor da usina, causando grande impacto sobre peixes, aves aquáticas e outros animais.
03 Situação atual do desenvolvimento hidrelétrico na China
Nos últimos anos, a geração de energia hidrelétrica manteve o crescimento, mas a taxa de crescimento nos últimos cinco anos é baixa
Em 2020, a capacidade de geração de energia hidrelétrica será de 1.355,21 bilhões de kWh, com um aumento anual de 3,9%. No entanto, durante o período do 13º Plano Quinquenal, a energia eólica e a optoeletrônica desenvolveram-se rapidamente, superando as metas de planejamento, enquanto a energia hidrelétrica atingiu apenas cerca de metade das metas. Nos últimos 20 anos, a participação da energia hidrelétrica na geração total de energia tem se mantido relativamente estável, entre 14% e 19%.
A partir da taxa de crescimento da geração de energia da China, pode-se observar que a taxa de crescimento da energia hidrelétrica desacelerou nos últimos cinco anos, mantendo-se basicamente em cerca de 5%.
Acredito que as razões para a desaceleração sejam, por um lado, a paralisação de pequenas hidrelétricas, claramente mencionada no 13º Plano Quinquenal para a Proteção e Recuperação do Meio Ambiente. Há 4.705 pequenas hidrelétricas que precisam ser retificadas e desativadas somente na província de Sichuan;
Por outro lado, a China carece de recursos para o desenvolvimento de grandes hidrelétricas. O país construiu muitas usinas hidrelétricas, como as das Três Gargantas, Gezhouba, Wudongde, Xiangjiaba e Baihetan. Os recursos para a reconstrução de grandes usinas hidrelétricas podem estar limitados à "grande curva" do rio Yarlung Zangbo. No entanto, como a região envolve estrutura geológica, controle ambiental de reservas naturais e relações com os países vizinhos, a questão tem sido difícil de resolver anteriormente.
Ao mesmo tempo, a taxa de crescimento da geração de energia nos últimos 20 anos também demonstra que a taxa de crescimento da energia térmica está basicamente sincronizada com a taxa de crescimento da geração total de energia, enquanto a taxa de crescimento da energia hidrelétrica é irrelevante para a taxa de crescimento da geração total de energia, apresentando um estado de "aumento a cada dois anos". Embora existam razões para a alta proporção de energia térmica, ela também reflete, em certa medida, a instabilidade da energia hidrelétrica.
Crescimento da geração de energia
Em termos de proporção de geração de energia, também podemos ver que, embora a indústria hidrelétrica tenha se desenvolvido rapidamente nos últimos 20 anos, e a geração de energia hidrelétrica em 2020 seja cinco vezes maior que em 2001, a proporção na geração total de energia não mudou significativamente.
No processo de redução da participação da energia térmica, a energia hidrelétrica não desempenhou um papel significativo. Embora esteja se desenvolvendo rapidamente, sua participação na geração total de energia só se mantém em meio ao grande aumento da geração nacional. A redução na participação da energia térmica se deve principalmente a outras fontes de energia limpa, como energia eólica, fotovoltaica, gás natural, energia nuclear, etc.
Concentração excessiva de recursos hidrelétricos
A geração hidrelétrica total das províncias de Sichuan e Yunnan representa quase metade da geração hidrelétrica nacional, e o problema resultante é que áreas ricas em recursos hidrelétricos podem não ser capazes de absorver a geração hidrelétrica local, resultando em desperdício de energia. Dois terços das águas residuais e da eletricidade nas principais bacias hidrográficas da China vêm da província de Sichuan, até 20,2 bilhões de kWh, e mais da metade da eletricidade residual na província de Sichuan vem do curso principal do rio Dadu.
Em todo o mundo, a energia hidrelétrica chinesa se desenvolveu rapidamente nos últimos 10 anos. A China praticamente impulsionou o crescimento da energia hidrelétrica global. Quase 80% do crescimento do consumo global de energia hidrelétrica vem da China, e o consumo de energia hidrelétrica da China representa mais de 30% do consumo global de energia hidrelétrica.
No entanto, a proporção desse enorme consumo de energia hidrelétrica no consumo total de energia primária da China é apenas ligeiramente superior à média mundial, inferior a 8% em 2019. Mesmo sem comparação com países desenvolvidos como Canadá e Noruega, a proporção do consumo de energia hidrelétrica é muito inferior à do Brasil, um país em desenvolvimento. A China possui 680 milhões de quilowatts de recursos hidrelétricos, ocupando o primeiro lugar no mundo. Até 2020, a capacidade instalada de energia hidrelétrica será de 370 milhões de quilowatts. Desse ponto de vista, a indústria hidrelétrica da China ainda tem muito a desenvolver.
04 Tendências futuras de desenvolvimento da energia hidrelétrica na China
A energia hidrelétrica acelerará seu crescimento nos próximos anos e continuará aumentando sua proporção na geração total de energia.
Por um lado, durante o período do 14º Plano Quinquenal, mais de 50 milhões de quilowatts de energia hidrelétrica poderão ser colocados em operação na China, incluindo as Usinas Hidrelétricas de Wudongde e Baihetan, do Grupo das Três Gargantas, e o curso médio da usina hidrelétrica do Rio Yalong. Além disso, o projeto de desenvolvimento hidrelétrico no curso inferior do Rio Yarlung Zangbo foi incluído no 14º Plano Quinquenal, com 70 milhões de quilowatts de recursos tecnicamente exploráveis, o que equivale a mais de três usinas hidrelétricas das Três Gargantas. Isso significa que a energia hidrelétrica retornará a um grande desenvolvimento;
Por outro lado, a redução da escala da energia termelétrica é obviamente previsível. Seja do ponto de vista da proteção ambiental, da segurança energética e do desenvolvimento tecnológico, a energia termelétrica continuará a perder importância no setor energético.
Nos próximos anos, a velocidade de desenvolvimento da energia hidrelétrica ainda não pode ser comparada à das novas energias. Mesmo em termos de proporção da geração total de energia, ela pode ser classificada entre as mais recentes no setor de novas energias. Se o tempo se prolongar, pode-se dizer que será ultrapassada pelas novas energias.
Liu Shiyu, diretor do departamento de planejamento do Instituto Geral de Planejamento de Energia Elétrica, prevê que, durante o período do 14º Plano Quinquenal, a capacidade instalada de nova energia na China excederá 800 milhões de kWh, representando 29%; A geração anual de energia atingirá 1,5 trilhão de kWh, superando a energia hidrelétrica.
Data de publicação: 14 de janeiro de 2022
