Au trecut 111 ani de când China a început construcția hidrocentralei Shilongba, prima hidrocentrală, în 1910. În acești peste 100 de ani, industria apei și electricității din China a înregistrat realizări remarcabile, de la o capacitate instalată a hidrocentralei Shilongba de doar 480 kW până la 370 de milioane de kW, ceea ce o situează pe primul loc în lume. Lucrăm în industria cărbunelui și vom auzi câteva știri despre hidroenergie, dar nu știm prea multe despre industria hidroenergetică.
Astăzi, să înțelegem pe scurt energia hidroelectrică din principiile și caracteristicile acesteia, precum și situația actuală și tendința de dezvoltare a energiei hidroelectrice în China.
01 principiul generării de energie în hidroenergie
De fapt, hidroenergia este procesul de conversie a energiei potențiale a apei în energie mecanică, și apoi din energie mecanică în energie electrică. În general, este vorba de utilizarea apei curgătoare a râului pentru a acționa motorul necesar generării de energie, iar energia conținută într-un râu sau într-o secțiune a bazinului său depinde de volumul și de scăderea nivelului apei.
Volumul apei râului nu este controlat de nicio persoană juridică, iar scăderea de nivel este acceptabilă. Prin urmare, la construirea hidrocentralelor, se poate opta pentru construirea de baraje și devierea acestora pentru a concentra scăderea de nivel, astfel încât să se îmbunătățească rata de utilizare a resurselor de apă.
Construirea unui baraj constă în construirea unui curs de apă cu o cădere mare de nivel, înființarea unui rezervor pentru stocarea apei și ridicarea nivelului apei, cum ar fi Centrala Hidroelectrică Trei Defilee; Devierea se referă la devierea apei din rezervorul din amonte către aval printr-un canal de deviere, cum ar fi centrala hidroelectrică Jinping II.
02 caracteristici ale energiei hidroelectrice
Avantajele hidroenergiei includ în principal protecția și regenerarea mediului, eficiență și flexibilitate ridicate, costuri reduse de întreținere și așa mai departe.
Protecția mediului și energia regenerabilă ar trebui să fie cel mai mare avantaj al energiei hidroelectrice. Energia hidroelectrică folosește doar energia din apă, nu consumă apă și nu poluează.
Grupul hidrogenerator, principalul echipament energetic al generării de energie hidroelectrică, nu este doar eficient, ci și flexibil în pornire și funcționare. Poate porni rapid din starea statică în câteva minute și poate finaliza sarcina de creștere și scădere a sarcinii în câteva secunde. Energia hidroelectrică poate fi utilizată pentru a îndeplini sarcini de reducere a vârfurilor de putere, modulare a frecvenței, standby de sarcină și standby în caz de avarie al sistemului energetic.
Producția de energie hidroelectrică nu consumă combustibil, nu necesită un număr mare de forță de muncă și facilități investite în minerit și transportul combustibilului, are echipamente simple, puțini operatori, mai puțină energie auxiliară, durată lungă de viață a echipamentelor și costuri reduse de operare și întreținere, astfel încât costul de producție a energiei centralei hidroelectrice este scăzut, doar 1/5-1/8 din cel al centralei termice, iar rata de utilizare a energiei centralei hidroelectrice este ridicată, de până la peste 85%. Eficiența termică a centralelor electrice pe cărbune este de doar aproximativ 40%.
Dezavantajele hidroenergiei includ în principal influența mare a climei, limitările cauzate de condițiile geografice, investițiile mari în faza incipientă și deteriorarea mediului ecologic.
Energia hidroelectrică este puternic afectată de precipitații. Indiferent dacă se află în sezonul uscat sau în sezonul ploios, aceasta este un factor de referință important pentru achiziționarea cărbunelui pentru centralele termoelectrice. Producția de energie hidroelectrică este stabilă în funcție de an și provincie, dar depinde de „zi” când este detaliată pe lună, trimestru și regiune. Nu poate furniza energie stabilă și fiabilă precum energia termică.
Există diferențe mari între Sud și Nord în ceea ce privește sezonul ploios și sezonul uscat. Cu toate acestea, conform statisticilor privind producția de energie hidroelectrică în fiecare lună din perioada 2013-2021, în general, sezonul ploios al Chinei este în perioada iunie-octombrie, iar sezonul uscat este în perioada decembrie-februarie. Diferența în producția de energie electrică dintre cele două poate fi mai mult decât dublată. În același timp, putem observa, de asemenea, că, pe fondul creșterii capacității instalate, producția de energie electrică din ianuarie-martie a acestui an este semnificativ mai mică decât cea din anii precedenți, iar producția de energie electrică din martie este chiar echivalentă cu cea din 2015. Acest lucru este suficient pentru a ne permite să vedem „instabilitatea” energiei hidroelectrice.
Producția de energie hidroelectrică în fiecare lună din 2013 până în 2021 (100 milioane kWh)
Limitate de condiții obiective. Centralele hidroelectrice nu pot fi construite acolo unde există apă. Geologia, căderea apei, viteza de curgere, relocarea locuitorilor și chiar diviziunea administrativă restricționează construcția unei centrale hidroelectrice. De exemplu, proiectul de conservare a apei din Cheile Heishan, menționat la Congresul Național al Poporului din 1956, nu a fost adoptat din cauza coordonării deficitare a intereselor dintre Gansu și Ningxia. Până în acest an, a apărut din nou în propunerea celor două sesiuni, iar când va putea începe construcția este încă necunoscut.
Investițiile necesare pentru hidroenergie sunt mari. Lucrările de pământ și beton pentru construcția centralelor hidroelectrice sunt uriașe, iar cheltuielile de relocare sunt uriașe; mai mult, investiția inițială nu se reflectă doar în capital, ci și în timp. Din cauza necesității de relocare și coordonare a diferitelor departamente, ciclul de construcție al multor centrale hidroelectrice va fi mult întârziat decât era planificat.
Luând ca exemplu Centrala Hidroelectrică Baihetan aflată în construcție, proiectul a fost inițiat în 1958 și inclus în „al treilea plan cincinal” în 1965. Cu toate acestea, după mai multe neprevăzuri, lucrările nu au început oficial decât în august 2011. Până în prezent, Centrala Hidroelectrică Baihetan nu a fost finalizată. Excluzând planificarea preliminară a proiectului, ciclul de construcție propriu-zis va dura cel puțin 10 ani.
Rezervoarele mari provoacă inundații la scară largă în cursurile superioare ale barajului, uneori afectând zonele joase, văile râurilor, pădurile și pajiștile. În același timp, acestea vor afecta și ecosistemul acvatic din jurul centralei. Au un impact mare asupra peștilor, păsărilor de apă și altor animale.
03 situația actuală a dezvoltării hidroenergiei în China
În ultimii ani, producția de energie hidroelectrică a menținut creșterea, dar rata de creștere din ultimii cinci ani este scăzută
În 2020, capacitatea de generare a energiei hidroelectrice va fi de 1355,21 miliarde kWh, cu o creștere de 3,9% față de anul precedent. Cu toate acestea, în perioada celui de-al 13-lea Plan cincinal, energia eoliană și optoelectronica s-au dezvoltat rapid, depășind obiectivele de planificare, în timp ce energia hidroelectrică a îndeplinit doar aproximativ jumătate din obiectivele de planificare. În ultimii 20 de ani, proporția energiei hidroelectrice în producția totală de energie electrică a fost relativ stabilă, menținută la 14% - 19%.
Din rata de creștere a producției de energie electrică din China, se poate observa că rata de creștere a energiei hidroelectrice a încetinit în ultimii cinci ani, menținându-se practic la aproximativ 5%.
Cred că motivele încetinirii sunt, pe de o parte, oprirea hidroenergiei de mici dimensiuni, lucru menționat în mod clar în cel de-al 13-lea plan cincinal pentru protejarea și repararea mediului ecologic. Numai în provincia Sichuan există 4705 hidroenergii de mici dimensiuni care trebuie remediate și retrase;
Pe de altă parte, China duce lipsă de resurse pentru dezvoltarea hidroenergiei de mare amploare. China a construit numeroase hidrocentrale, cum ar fi Trei Chei, Gezhouba, Wudongde, Xiangjiaba și Baihetan. Resursele pentru reconstrucția hidrocentralelor de mare amploare ar putea fi doar „marea curbă” a râului Yarlung Zangbo. Cu toate acestea, deoarece regiunea implică structuri geologice, controlul de mediu al rezervațiilor naturale și relațiile cu țările învecinate, această problemă a fost dificil de rezolvat până acum.
În același timp, se poate observa și din rata de creștere a producției de energie electrică în ultimii 20 de ani că rata de creștere a energiei termice este practic sincronizată cu rata de creștere a producției totale de energie electrică, în timp ce rata de creștere a energiei hidroelectrice este irelevantă pentru rata de creștere a producției totale de energie electrică, indicând o stare de „creștere la fiecare doi ani”. Deși există motive pentru proporția ridicată a energiei termice, aceasta reflectă și, într-o oarecare măsură, instabilitatea energiei hidroelectrice.
Creșterea generării de energie
În ceea ce privește proporția generării de energie electrică, putem observa, de asemenea, că, deși industria hidroenergetică s-a dezvoltat rapid în ultimii 20 de ani, iar producția de energie hidroelectrică în 2020 este de cinci ori mai mare decât în 2001, proporția în totalul producției de energie electrică nu s-a schimbat semnificativ.
În procesul de reducere a proporției energiei termice, energia hidroelectrică nu a jucat un rol important. Deși se dezvoltă rapid, aceasta își poate menține proporția în producția totală de energie electrică doar pe fondul creșterii semnificative a producției naționale de energie. Reducerea proporției energiei termice se datorează în principal altor surse de energie curată, cum ar fi energia eoliană, fotovoltaică, gazele naturale, energia nucleară etc.
Concentrarea excesivă a resurselor hidroenergetice
Producția totală de energie hidroelectrică din provinciile Sichuan și Yunnan reprezintă aproape jumătate din producția națională de energie hidroelectrică, iar problema rezultată este că zonele bogate în resurse hidroelectrice ar putea să nu poată absorbi producția locală de energie hidroelectrică, ceea ce duce la o risipă de energie. Două treimi din apele uzate și electricitatea din bazinele hidrografice majore din China provin din provincia Sichuan, până la 20,2 miliarde kWh, iar mai mult de jumătate din energia electrică reziduală din provincia Sichuan provine din cursul principal al râului Dadu.
La nivel mondial, energia hidroelectrică a Chinei s-a dezvoltat rapid în ultimii 10 ani. China a impulsionat aproape complet creșterea energiei hidroelectrice la nivel mondial. Aproape 80% din creșterea consumului global de energie hidroelectrică provine din China, iar consumul de energie hidroelectrică al Chinei reprezintă peste 30% din consumul global de energie hidroelectrică.
Cu toate acestea, proporția unui astfel de consum uriaș de energie hidroelectrică în consumul total de energie primară al Chinei este doar puțin mai mare decât media mondială, sub 8% în 2019. Chiar dacă nu este comparată cu țări dezvoltate precum Canada și Norvegia, proporția consumului de energie hidroelectrică este mult mai mică decât cea a Braziliei, o țară în curs de dezvoltare. China are 680 de milioane de kilowați de resurse hidroelectrice, clasându-se pe primul loc în lume. Până în 2020, capacitatea instalată de energie hidroelectrică va fi de 370 de milioane de kilowați. Din acest punct de vedere, industria hidroelectrică a Chinei are încă un mare loc de dezvoltare.
04 tendințe viitoare de dezvoltare a energiei hidroelectrice în China
Hidroenergia își va accelera creșterea în următorii ani și va continua să crească în proporție din producția totală de energie electrică.
Pe de o parte, în perioada celui de-al 14-lea Plan cincinal, în China pot fi puse în funcțiune peste 50 de milioane de kilowați de hidroenergie, inclusiv centralele hidroelectrice Wudongde și Baihetan din grupul Trei Defilee și cursul mijlociu al centralei hidroelectrice a râului Yalong. Mai mult, proiectul de dezvoltare hidroelectrică din cursul inferior al râului Yarlung Zangbo a fost inclus în cel de-al 14-lea plan cincinal, cu 70 de milioane de kilowați de resurse exploatabile din punct de vedere tehnic, ceea ce este echivalentul a peste trei centrale hidroelectrice din grupul Trei Defilee. Aceasta înseamnă că hidroenergia va inaugura din nou o mare dezvoltare;
Pe de altă parte, reducerea scalei energiei termice este evident previzibilă. Fie că este vorba de protecția mediului, securitatea energetică sau dezvoltarea tehnologică, energia termică va continua să-și reducă importanța în domeniul energetic.
În următorii ani, viteza de dezvoltare a energiei hidroelectrice nu poate fi comparată cu cea a noilor energii. Chiar și în proporție din producția totală de energie, aceasta ar putea fi clasată printre cele care au venit mai târziu în domeniul noilor energii. Dacă timpul se prelungește, se poate spune că va fi depășită de noile energii.
Liu Shiyu, directorul departamentului de planificare al Institutului General de Planificare a Energiei Electrice, prezice că, în perioada celui de-al 14-lea Plan Cincinal, capacitatea instalată de energie nouă în China va depăși 800 de milioane de kW, reprezentând 29%; producția anuală de energie ajunge la 1,5 trilioane de kWh, depășind energia hidroelectrică.
Data publicării: 14 ian. 2022
