Já se passaram 111 anos desde que a China iniciou a construção da usina hidrelétrica de Shilongba, a primeira usina hidrelétrica do país, em 1910. Nesses mais de 100 anos, o setor hídrico e elétrico chinês alcançou conquistas notáveis, passando de uma capacidade instalada de apenas 480 kW em Shilongba para 370 milhões de kW, o que a coloca em primeiro lugar no mundo. Estamos no setor de carvão e ouvimos falar sobre energia hidrelétrica, mas não conhecemos muito bem a fundo a indústria hidrelétrica em si.
Hoje, vamos entender brevemente a energia hidrelétrica a partir dos princípios e características da energia hidrelétrica, bem como da situação atual e da tendência de desenvolvimento da energia hidrelétrica na China.
01 Princípio de geração de energia hidrelétrica
Na verdade, a energia hidrelétrica é o processo de conversão da energia potencial da água em energia mecânica e, em seguida, desta em energia elétrica. De modo geral, utiliza-se a água corrente de um rio para girar um motor e gerar energia, sendo que a energia contida em um rio ou em um trecho de sua bacia depende do volume e da queda d'água.
O volume de água do rio não é controlado por nenhuma entidade legal, e a queda d'água é aceitável. Portanto, ao construir usinas hidrelétricas, a construção de barragens e o desvio de água podem ser escolhidos para concentrar a queda d'água, de modo a melhorar a taxa de utilização dos recursos hídricos.
A construção de barragens consiste em erguer uma represa em um trecho com grande queda d'água, criando um reservatório para armazenar água e elevar o nível da água, como na Usina Hidrelétrica das Três Gargantas; já a derivação refere-se ao desvio da água do reservatório a montante para o reservatório a jusante através de um canal de derivação, como na Usina Hidrelétrica de Jinping II.
02 características da energia hidrelétrica
As principais vantagens da energia hidrelétrica incluem a proteção e regeneração ambiental, alta eficiência e flexibilidade, baixo custo de manutenção, entre outras.
A proteção ambiental e o uso de energias renováveis devem ser as maiores vantagens da energia hidrelétrica. A energia hidrelétrica utiliza apenas a energia da água, não consome água 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, partindo do estado estático, em poucos minutos, e realizar tarefas de aumento e redução de carga em poucos segundos. A energia hidrelétrica pode ser utilizada para suprir picos de demanda, modular a frequência, fornecer energia de reserva e garantir a operação em caso de emergência no sistema elétrico.
A geração de energia hidrelétrica não consome combustível, não exige grande quantidade de mão de obra e investimentos em infraestrutura para extração e transporte de combustível, possui equipamentos simples, poucos operadores, menor necessidade de energia auxiliar, longa vida útil dos equipamentos e baixo custo de operação e manutenção. Consequentemente, o custo de produção de energia em usinas hidrelétricas é baixo, representando apenas 1/5 a 1/8 do custo em usinas termelétricas, e a taxa de utilização de energia em usinas hidrelétricas é alta, chegando a mais de 85%, enquanto a eficiência térmica de usinas termelétricas a carvão é de apenas cerca de 40%.
As principais desvantagens da energia hidrelétrica incluem a grande influência do clima, as limitações impostas pelas condições geográficas, o elevado investimento inicial e os danos ao meio ambiente.
A geração de energia hidrelétrica é fortemente afetada pela precipitação. O período entre seca e chuva é um fator importante para o fornecimento de carvão para usinas termelétricas. A geração hidrelétrica é estável em termos anuais e de província, mas depende do dia específico quando analisada em detalhes, mês, trimestre e região. Portanto, não consegue fornecer energia tão estável e confiável quanto a energia termelétrica.
Existem grandes diferenças entre o sul e o norte do país durante as estações chuvosa e seca. No entanto, de acordo com as estatísticas de geração de energia hidrelétrica mensal de 2013 a 2021, a estação chuvosa na China ocorre, em geral, de junho a outubro, enquanto a estação seca vai de dezembro a fevereiro. A diferença na geração de energia entre os dois períodos pode ser mais que o dobro. Ao mesmo tempo, observa-se que, mesmo com o aumento da capacidade instalada, a geração de energia de janeiro a março deste ano foi significativamente menor do que nos anos anteriores, sendo que a geração em março foi equivalente à de 2015. Isso demonstra a instabilidade do setor hidrelétrico.
Geração de energia hidrelétrica em cada mês de 2013 a 2021 (100 milhões de kWh)
Limitações impostas por condições objetivas. Usinas hidrelétricas não podem ser construídas onde há água. Geologia, declive, velocidade da correnteza, realocação de moradores e até mesmo divisões administrativas restringem a construção de uma usina hidrelétrica. Por exemplo, o projeto de conservação de água do desfiladeiro de Heishan, mencionado na Assembleia Popular Nacional em 1956, não foi aprovado devido à falta de coordenação de interesses entre Gansu e Ningxia. Até este ano, o projeto reapareceu nas propostas das duas sessões, mas ainda não se sabe quando a construção poderá começar.
O investimento necessário para a energia hidrelétrica é considerável. Os trabalhos de terraplenagem, escavação e concretagem para a construção de usinas hidrelétricas são vultosos, e enormes despesas com reassentamento precisam ser pagas; além disso, o investimento inicial não se reflete apenas no capital, mas também no tempo. Devido à necessidade de reassentamento e à coordenação de diversos departamentos, o ciclo de construção de muitas usinas hidrelétricas sofrerá atrasos significativos em relação ao 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 diversas reviravoltas, a obra só foi oficialmente iniciada em agosto de 2011. Até o momento, a Usina Hidrelétrica de Baihetan não foi concluída. Excluindo a fase de planejamento do projeto preliminar, o ciclo de construção propriamente dito levará pelo menos 10 anos.
Grandes reservatórios causam inundações em larga escala nos trechos superiores da barragem, por vezes danificando terras baixas, vales fluviais, florestas e pastagens. Ao mesmo tempo, também afetam o ecossistema aquático ao redor da usina. Isso tem um grande impacto sobre peixes, aves aquáticas e outros animais.
03 Situação atual do desenvolvimento da energia hidrelétrica na China
Nos últimos anos, a geração de energia hidrelétrica tem mantido 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 13º Plano Quinquenal, a energia eólica e a optoeletrônica se desenvolveram rapidamente, superando as metas de planejamento, enquanto a energia hidrelétrica atingiu apenas cerca de metade das metas estabelecidas. Nos últimos 20 anos, a participação da energia hidrelétrica na geração total de energia tem se mantido relativamente estável, entre 14% e 19%.
Analisando a taxa de crescimento da geração de energia na China, observa-se que o crescimento da energia hidrelétrica diminuiu nos últimos cinco anos, mantendo-se basicamente em torno de 5%.
Penso que as razões para a desaceleração são, por um lado, o encerramento de pequenas centrais hidroelétricas, o que está claramente mencionado no 13.º Plano Quinquenal para proteger e recuperar o ambiente ecológico. Só na província de Sichuan, existem 4705 pequenas centrais hidroelétricas que precisam de ser retificadas e desativadas;
Por outro lado, a China carece de recursos para o desenvolvimento de grandes usinas hidrelétricas. O país construiu muitas usinas hidrelétricas, como as de Três Gargantas, Gezhouba, Wudongde, Xiangjiaba e Baihetan. Os recursos para a reconstrução de grandes usinas hidrelétricas podem estar concentrados apenas na "grande curva" do rio Yarlung Zangbo. No entanto, devido à estrutura geológica da região, ao controle ambiental de reservas naturais e às relações com os países vizinhos, essa questão tem se mostrado complexa.
Ao mesmo tempo, também se observa, a partir da taxa de crescimento da geração de energia nos últimos 20 anos, 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 em relação à taxa de crescimento da geração total de energia, apresentando um padrão de "crescimento a cada dois anos". Embora existam razões para a alta proporção de energia térmica, isso também reflete, em certa medida, a instabilidade da energia hidrelétrica.
crescimento da geração de energia
Em termos de proporção da geração de energia, também podemos observar 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, ela só consegue manter sua participação na geração total de energia em um contexto de grande aumento da geração de energia nacional. A redução da participação da energia térmica deve-se principalmente a outras fontes de energia limpa, como a energia eólica, a energia fotovoltaica, o gás natural, a energia nuclear, etc.
Concentração excessiva de recursos hídricos
A geração total de energia hidrelétrica das províncias de Sichuan e Yunnan representa quase metade da geração hidrelétrica nacional, e o problema resultante é que áreas ricas em recursos hídricos podem não ser capazes de absorver a geração hidrelétrica local, resultando em desperdício de energia. Dois terços do desperdício de água e eletricidade nas principais bacias hidrográficas da China provêm da província de Sichuan, chegando a 20,2 bilhões de kWh, e mais da metade do desperdício de eletricidade na província de Sichuan provém do curso principal do rio Dadu.
Em todo o mundo, a energia hidrelétrica da China 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 chinês representa mais de 30% do consumo global.
No entanto, a proporção do 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 hídricos, ocupando o primeiro lugar no mundo. Em 2020, a capacidade instalada de energia hidrelétrica deverá atingir 370 milhões de quilowatts. Desse ponto de vista, o setor hidrelétrico chinês ainda tem grande potencial de desenvolvimento.
04 Tendências futuras de desenvolvimento da energia hidrelétrica na China
A energia hidrelétrica acelerará seu crescimento nos próximos anos e continuará a aumentar sua participação 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 a usina hidrelétrica do curso médio 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 voltará a vivenciar um grande desenvolvimento.
Por outro lado, a redução da escala da energia térmica é obviamente previsível. Seja do ponto de vista da proteção ambiental, da segurança energética ou do desenvolvimento tecnológico, a energia térmica continuará a perder importância no setor elétrico.
Nos próximos anos, a velocidade de desenvolvimento da energia hidrelétrica ainda não poderá ser comparada à das novas fontes de energia. Mesmo em termos de proporção da geração total de energia, ela poderá ficar atrás das novas fontes de energia. Se o tempo continuar a correr mais tempo, é possível que seja ultrapassada pelas novas fontes de energia.
Liu Shiyu, diretor do departamento de planejamento do Instituto de Planejamento de Energia Elétrica da General Electric, prevê que, durante o 14º Plano Quinquenal, a capacidade instalada de novas energias na China ultrapassará 800 milhões de kW, representando 29% do total; a geração anual de energia atingirá 1,5 trilhão de kWh, superando a energia hidrelétrica.
Data da publicação: 14 de janeiro de 2022
