1. Recursos energéticos hídricos
A história do desenvolvimento humano e da utilização dos recursos hídricos remonta à antiguidade. De acordo com a Interpretação da Lei de Energias Renováveis da República Popular da China (editada pelo Comitê de Trabalho Jurídico do Comitê Permanente da Assembleia Popular Nacional), a definição de energia hídrica é a seguinte: o calor do vento e do sol causa a evaporação da água, o vapor de água forma chuva e neve, a queda da chuva e da neve forma rios e córregos, e o fluxo da água produz energia, que é chamada de energia hídrica.
O foco principal do desenvolvimento e da utilização de recursos hídricos contemporâneos é o próprio desenvolvimento e aproveitamento desses recursos, sendo comum o uso dos termos "recursos hídricos", "recursos de energia hidráulica" e "recursos de energia hidrelétrica" como sinônimos. No entanto, na realidade, o conceito de recursos hídricos abrange uma ampla gama de aplicações, incluindo recursos de energia hidrotérmica, recursos de energia hídrica, recursos de energia hidrelétrica e recursos de energia das águas do mar.
(1) Recursos hídricos e de energia térmica
Os recursos hídricos e de energia térmica são comumente conhecidos como fontes termais naturais. Na antiguidade, as pessoas começaram a utilizar diretamente a água e o calor dessas fontes para construir banhos, tomar banho, tratar doenças e se exercitar. Atualmente, também se utilizam recursos hídricos e de energia térmica para geração de energia e aquecimento. A Islândia, por exemplo, teve uma geração de energia hidrelétrica de 7,08 bilhões de quilowatts-hora em 2003, dos quais 1,41 bilhão de quilowatts-hora foram gerados por meio de energia geotérmica (ou seja, recursos hídricos e térmicos). 86% dos habitantes do país utilizam energia geotérmica (recursos hídricos e térmicos) para aquecimento. A usina hidrelétrica de Yangbajing, com capacidade instalada de 25.000 quilowatts, foi construída no Tibete e também utiliza energia geotérmica (recursos hídricos e térmicos) para gerar eletricidade. Segundo previsões de especialistas, a energia de baixa temperatura (utilizando água subterrânea como meio) que pode ser coletada no solo a uma profundidade de aproximadamente 100 metros na China pode atingir 150 bilhões de quilowatts por ano. Atualmente, a capacidade instalada de geração de energia geotérmica na China é de 35.300 quilowatts.
(2) Recursos de energia hidráulica
A energia hidráulica engloba a energia cinética e potencial da água. Na China antiga, os recursos energéticos hidráulicos de rios turbulentos, cachoeiras e quedas d'água eram amplamente utilizados na construção de máquinas como rodas d'água, moinhos de água e moinhos hidráulicos para irrigação, processamento de grãos e descascamento de arroz. Na década de 1830, usinas hidráulicas foram desenvolvidas e utilizadas na Europa para fornecer energia a indústrias de grande escala, como moinhos de farinha, fábricas de algodão e mineração. As modernas turbinas hidráulicas que acionam diretamente bombas centrífugas para gerar força centrífuga para elevar a água e irrigar, assim como as estações de bombeamento de golpe de aríete que utilizam o fluxo de água para gerar pressão de golpe de aríete e criar alta pressão para elevar a água e irrigar, são exemplos de desenvolvimento e utilização direta dos recursos energéticos da água.
(3) Recursos de energia hidrelétrica
Na década de 1880, com a descoberta da eletricidade, motores elétricos foram fabricados com base na teoria eletromagnética, e usinas hidrelétricas foram construídas para converter a energia hidráulica em energia elétrica e distribuí-la aos usuários, inaugurando um período de intenso desenvolvimento e utilização dos recursos de energia hidrelétrica.
Os recursos hídricos aos quais nos referimos agora são geralmente chamados de recursos hidroelétricos. Além dos recursos hídricos fluviais, o oceano também contém enormes quantidades de energia proveniente das marés, ondas, diferença de temperatura e salinidade. Estima-se que os recursos hídricos oceânicos globais sejam de 76 bilhões de quilowatts, o que representa mais de 15 vezes as reservas teóricas de energia hidrelétrica em rios terrestres. Desse total, 3 bilhões de quilowatts são provenientes das marés, 3 bilhões de quilowatts das ondas, 40 bilhões de quilowatts da diferença de temperatura e 30 bilhões de quilowatts da diferença de salinidade. Atualmente, apenas a tecnologia de desenvolvimento e utilização da energia das marés atingiu um estágio prático que permite sua exploração em larga escala dos recursos hídricos marinhos. O desenvolvimento e a utilização de outras fontes de energia ainda necessitam de mais pesquisas para alcançar resultados significativos em termos de viabilidade técnica e econômica e para viabilizar seu desenvolvimento e utilização práticos. O desenvolvimento e a utilização da energia oceânica aos quais geralmente nos referimos dizem respeito principalmente ao desenvolvimento e à utilização da energia das marés. A atração da Lua e do Sol pela superfície do mar na Terra causa flutuações periódicas no nível da água, conhecidas como marés oceânicas. A flutuação da água do mar gera energia das marés. Em princípio, a energia das marés é uma energia mecânica gerada pela variação dos níveis das marés.
Os moinhos de maré surgiram no século XI e, no início do século XX, a Alemanha e a França começaram a construir pequenas centrais de energia maremotriz.
Estima-se que o potencial de energia das marés explorável no mundo esteja entre 1 bilhão e 1,1 bilhão de quilowatts, com uma geração anual de energia de aproximadamente 1,24 trilhão de quilowatts-hora. Os recursos de energia das marés exploráveis da China têm uma capacidade instalada de 21,58 milhões de quilowatts e uma geração anual de energia de 30 bilhões de quilowatts-hora.
A maior usina maremotriz do mundo atualmente é a Usina Maremotriz de Rennes, na França, com uma capacidade instalada de 240.000 quilowatts. A primeira usina maremotriz da China, a Usina Maremotriz de Jizhou, em Guangdong, foi construída em 1958 com uma capacidade instalada de 40 quilowatts. A Usina Maremotriz de Jiangxia, em Zhejiang, construída em 1985, tem uma capacidade instalada total de 3.200 quilowatts, ocupando o terceiro lugar no mundo.
Além disso, nos oceanos da China, as reservas de energia das ondas são de cerca de 12,85 milhões de quilowatts, a energia das marés é de cerca de 13,94 milhões de quilowatts, a energia da diferença de salinidade é de cerca de 125 milhões de quilowatts e a energia da diferença de temperatura é de cerca de 1,321 bilhão de quilowatts. Em resumo, a energia oceânica total na China é de cerca de 1,5 bilhão de quilowatts, o que representa mais que o dobro da reserva teórica de 694 milhões de quilowatts de energia hidrelétrica terrestre, e possui amplas perspectivas de desenvolvimento e utilização. Atualmente, países de todo o mundo estão investindo fortemente em pesquisas sobre abordagens tecnológicas para desenvolver e utilizar os enormes recursos energéticos ocultos no oceano.
2. Recursos de energia hidrelétrica
Os recursos de energia hidrelétrica geralmente se referem ao uso da energia potencial e cinética da correnteza de um rio para realizar trabalho e acionar a rotação de geradores hidrelétricos, produzindo eletricidade. A geração de energia a partir de carvão, petróleo, gás natural e energia nuclear requer o consumo de recursos combustíveis não renováveis, enquanto a geração de energia hidrelétrica não consome recursos hídricos, mas utiliza a energia da correnteza do rio.
(1) Recursos globais de energia hidrelétrica
As reservas totais de recursos hídricos em rios do mundo são de 5,05 bilhões de quilowatts, com uma geração anual de energia de até 44,28 trilhões de quilowatts-hora; os recursos hídricos tecnicamente exploráveis são de 2,26 bilhões de quilowatts, e a geração anual de energia pode atingir 9,8 trilhões de quilowatts-hora.
Em 1878, a França construiu a primeira usina hidrelétrica do mundo, com uma capacidade instalada de 25 quilowatts. Até o momento, a capacidade hidrelétrica instalada em todo o mundo ultrapassou 760 milhões de quilowatts, com uma geração anual de energia de 3 trilhões de quilowatts-hora.
(2) Recursos hidrelétricos da China
A China é um dos países com os recursos hídricos mais ricos do mundo. De acordo com o levantamento mais recente sobre recursos hídricos, as reservas teóricas de energia das águas fluviais na China são de 694 milhões de quilowatts, e a geração teórica anual de energia é de 6,08 trilhões de quilowatts-hora, ocupando o primeiro lugar no mundo em termos de reservas teóricas de energia hidrelétrica; a capacidade tecnicamente explorável dos recursos hídricos da China é de 542 milhões de quilowatts, com uma geração anual de energia de 2,47 trilhões de quilowatts-hora, e a capacidade economicamente explorável é de 402 milhões de quilowatts, com uma geração anual de energia de 1,75 trilhão de quilowatts-hora, ambas também em primeiro lugar no mundo.
Em julho de 1905, a primeira usina hidrelétrica da China, a Usina Hidrelétrica de Guishan, na província de Taiwan, foi construída com uma capacidade instalada de 500 kVA. Em 1912, a primeira usina hidrelétrica da China continental, a Usina Hidrelétrica de Shilongba, em Kunming, província de Yunnan, foi concluída para geração de energia, com uma capacidade instalada de 480 quilowatts. Em 1949, a capacidade instalada de energia hidrelétrica no país era de 163.000 quilowatts; no final de 1999, havia atingido 72,97 milhões de quilowatts, ficando atrás apenas dos Estados Unidos e em segundo lugar no mundo; em 2005, a capacidade instalada total de energia hidrelétrica na China havia alcançado 115 milhões de quilowatts, ocupando o primeiro lugar no mundo, representando 14,4% da capacidade hidrelétrica explorável e 20% da capacidade instalada total do setor elétrico nacional.
(3) Características da Energia Hidrelétrica
A energia hidrelétrica é regenerada repetidamente pelo ciclo hidrológico da natureza e pode ser usada continuamente pelos seres humanos. Muitas vezes, as pessoas usam a expressão "inesgotável" para descrever a renovabilidade da energia hidrelétrica.
A energia hidrelétrica não consome combustível nem emite substâncias nocivas durante a produção e operação. Seus custos de gestão e operação, custos de geração de energia e impacto ambiental são muito menores do que os da geração de energia térmica, tornando-a uma fonte de energia limpa e de baixo custo.
A energia hidrelétrica apresenta bom desempenho de regulação, partida rápida e desempenha um papel importante na redução dos picos de demanda na operação da rede elétrica. É rápida e eficaz, diminuindo as perdas no fornecimento de energia em situações de emergência e acidentes, e garantindo a segurança do abastecimento elétrico.
A energia hidrelétrica e a energia mineral pertencem à categoria de energia primária baseada em recursos, que é convertida em energia elétrica e denominada energia secundária. O desenvolvimento da energia hidrelétrica é uma fonte de energia que realiza simultaneamente o desenvolvimento de energia primária e a produção de energia secundária, com dupla função de geração de energia primária e secundária; não há necessidade de um único processo de extração, transporte e armazenamento de minerais, reduzindo significativamente os custos de combustível.
A construção de reservatórios para o desenvolvimento de energia hidrelétrica altera o ambiente ecológico das áreas locais. Por um lado, exige a submersão de parte do solo, resultando na realocação de imigrantes; por outro lado, pode restaurar o microclima da região, criar um novo ambiente ecológico aquático, promover a sobrevivência de organismos e facilitar o controle de enchentes, a irrigação, o turismo e o desenvolvimento da navegação. Portanto, no planejamento de projetos hidrelétricos, deve-se considerar a minimização do impacto negativo sobre o meio ambiente, e o desenvolvimento da energia hidrelétrica apresenta mais vantagens do que desvantagens.
Devido às vantagens da energia hidrelétrica, países ao redor do mundo estão adotando políticas que priorizam o desenvolvimento dessa fonte de energia. Na década de 1990, a energia hidrelétrica representava 93,2% da capacidade instalada total do Brasil, enquanto países como Noruega, Suíça, Nova Zelândia e Canadá apresentavam índices superiores a 50%.
Em 1990, a proporção da geração de energia hidrelétrica em relação à eletricidade aproveitável em alguns países do mundo era de 74% na França, 72% na Suíça, 66% no Japão, 61% no Paraguai, 55% nos Estados Unidos, 54% no Egito, 50% no Canadá, 17,3% no Brasil, 11% na Índia e 6,6% na China, no mesmo período.
Data da publicação: 24/09/2024
