1. Водные энергетические ресурсы
История развития человечества и использования гидроэнергетических ресурсов восходит к древним временам. Согласно Толкованию Закона о возобновляемых источниках энергии Китайской Народной Республики (под редакцией Рабочего комитета по законодательству Постоянного комитета Всекитайского собрания народных представителей), определение водной энергии следующее: тепло ветра и солнца вызывает испарение воды, водяной пар образует дождь и снег, выпадение дождя и снега образует реки и ручьи, а поток воды производит энергию, которая называется водной энергией.
Основным содержанием современного развития и использования гидроэнергетических ресурсов является развитие и использование гидроэнергетических ресурсов, поэтому люди обычно используют гидроэнергетические ресурсы, гидравлические энергетические ресурсы и гидроэлектроэнергетические ресурсы как синонимы. Однако в действительности гидроэнергетические ресурсы включают в себя широкий спектр содержания, такой как гидротермальные энергетические ресурсы, гидроэнергетические ресурсы, гидроэнергетические ресурсы и энергетические ресурсы морской воды.
（1） Водные и тепловые энергетические ресурсы
Водные и тепловые энергетические ресурсы обычно известны как природные горячие источники. В древние времена люди начали напрямую использовать водные и тепловые ресурсы природных горячих источников для строительства ванн, купания, лечения болезней и занятий спортом. Современные люди также используют водные и тепловые энергетические ресурсы для выработки электроэнергии и отопления. Например, в Исландии в 2003 году было выработано 7,08 млрд киловатт-часов гидроэлектроэнергии, из которых 1,41 млрд киловатт-часов было выработано с использованием геотермальной энергии (т. е. водных тепловых энергетических ресурсов). 86% жителей страны использовали геотермальную энергию (водные тепловые энергетические ресурсы) для отопления. Электростанция Янбацзин с установленной мощностью 25000 киловатт была построена в Сизанге, которая также использует геотермальные (водные и тепловые энергетические ресурсы) ресурсы для выработки электроэнергии. По прогнозам экспертов, низкотемпературная энергия (использующая грунтовые воды в качестве среды), которую может собирать почва в пределах почти 100 метров в Китае каждый год, может достигать 150 миллиардов киловатт. В настоящее время установленная мощность геотермальной генерации в Китае составляет 35300 киловатт.
（2） Ресурсы гидравлической энергии
Гидравлическая энергия включает в себя кинетическую и потенциальную энергию воды. В Древнем Китае гидравлические энергетические ресурсы бурных рек, водопадов и водопадов широко использовались для строительства машин, таких как водяные колеса, водяные мельницы и водяные мельницы для орошения водой, обработки зерна и шелушения риса. В 1830-х годах в Европе были разработаны и использованы гидравлические станции для обеспечения электроэнергией крупных отраслей промышленности, таких как мукомольные заводы, хлопчатобумажные фабрики и горнодобывающая промышленность. Современные водяные турбины, которые напрямую приводят в действие центробежные водяные насосы для создания центробежной силы для подъема воды и орошения, а также насосные станции с гидроударом, которые используют поток воды для создания давления гидроудара и формирования высокого давления воды для подъема воды и орошения, являются прямым развитием и использованием водных энергетических ресурсов.
（3） Гидроэнергетические ресурсы
В 1880-х годах, когда было открыто электричество, на основе электромагнитной теории были созданы электродвигатели и построены гидроэлектростанции для преобразования гидравлической энергии гидроэлектростанций в электрическую и передачи ее потребителям, что ознаменовало собой период бурного развития и использования гидроэнергетических ресурсов.
Гидроэнергетические ресурсы, о которых мы сейчас говорим, обычно называются гидроэнергетическими ресурсами. Помимо ресурсов речных вод, океан также содержит огромную приливную, волновую, солевую и температурную энергию. По оценкам, мировые гидроэнергетические ресурсы океана составляют 76 миллиардов киловатт, что более чем в 15 раз превышает теоретические запасы наземной речной гидроэнергетики. Среди них приливная энергия составляет 3 миллиарда киловатт, волновая энергия составляет 3 миллиарда киловатт, энергия разницы температур составляет 40 миллиардов киловатт, а энергия разницы солей составляет 30 миллиардов киловатт. В настоящее время только технология разработки и использования приливной энергии достигла практической стадии, которая может быть разработана в больших масштабах при использовании морских гидроэнергетических ресурсов человеком. Разработка и использование других источников энергии все еще требуют дальнейших исследований для достижения прорывных результатов в технической и экономической осуществимости и достижения практического развития и использования. Разработка и использование энергии океана, о которой мы обычно говорим, в основном является разработкой и использованием приливной энергии. Притяжение Луны и Солнца к морской поверхности Земли вызывает периодические колебания уровня воды, известные как океанские приливы. Колебание морской воды формирует приливную энергию. В принципе, приливная энергия — это механическая энергия, генерируемая колебанием приливных уровней.
Приливные мельницы появились в XI веке, а в начале XX века Германия и Франция начали строить небольшие приливные электростанции.
По оценкам, пригодная для эксплуатации приливная энергия в мире составляет от 1 млрд до 1,1 млрд киловатт, а годовая выработка электроэнергии составляет около 1240 млрд киловатт-часов. Пригодные для эксплуатации приливные энергетические ресурсы Китая имеют установленную мощность 21,58 млн киловатт, а годовая выработка электроэнергии составляет 30 млрд киловатт-часов.
Крупнейшей приливной электростанцией в мире в настоящее время является приливная электростанция Ренн во Франции с установленной мощностью 240000 киловатт. Первая приливная электростанция в Китае, приливная электростанция Цзичжоу в Гуандуне, была построена в 1958 году с установленной мощностью 40 киловатт. Приливная электростанция Чжэцзян Цзянся, построенная в 1985 году, имеет общую установленную мощность 3200 киловатт, занимая третье место в мире.
Кроме того, в океанах Китая запасы волновой энергии составляют около 12,85 млн киловатт, приливной энергии — около 13,94 млн киловатт, энергии разницы солей — около 125 млн киловатт, а энергии разницы температур — около 1,321 млрд киловатт. Подводя итог, можно сказать, что общая энергия океана в Китае составляет около 1,5 млрд киловатт, что более чем в два раза превышает теоретический запас в 694 млн киловатт гидроэнергии рек суши, и имеет широкие перспективы для освоения и использования. В настоящее время страны по всему миру вкладывают значительные средства в исследование технологических подходов для освоения и использования огромных энергетических ресурсов, скрытых в океане.
2. Гидроэнергетические ресурсы
Гидроэнергетические ресурсы обычно относятся к использованию потенциальной и кинетической энергии потока речных вод для выполнения работы и приведения во вращение гидрогенераторов для выработки электроэнергии. Производство угля, нефти, природного газа и атомной энергии требует потребления невозобновляемых топливных ресурсов, в то время как производство гидроэлектроэнергии не потребляет водные ресурсы, а использует энергию речного потока.
（1） Глобальные гидроэнергетические ресурсы
Общие запасы гидроэнергетических ресурсов рек мира составляют 5,05 млрд киловатт, годовая выработка электроэнергии — до 44,28 трлн киловатт-часов; технически эксплуатируемые гидроэнергетические ресурсы составляют 2,26 млрд киловатт, годовая выработка электроэнергии может достичь 9,8 трлн киловатт-часов.
В 1878 году Франция построила первую в мире гидроэлектростанцию с установленной мощностью 25 киловатт. На сегодняшний день установленная мощность гидроэлектростанций во всем мире превысила 760 миллионов киловатт, а годовая выработка электроэнергии составляет 3 триллиона киловатт-часов.
（2） Гидроэнергетические ресурсы Китая
Китай является одной из стран с самыми богатыми гидроэнергетическими ресурсами в мире. Согласно последнему обзору гидроэнергетических ресурсов, теоретические запасы энергии речной воды в Китае составляют 694 миллиона киловатт, а годовая теоретическая выработка электроэнергии составляет 6,08 триллиона киловатт-часов, занимая первое место в мире по теоретическим запасам гидроэнергетики; Технически эксплуатируемая мощность гидроэнергетических ресурсов Китая составляет 542 миллиона киловатт, с годовой выработкой электроэнергии 2,47 триллиона киловатт-часов, а экономически эксплуатируемая мощность составляет 402 миллиона киловатт, с годовой выработкой электроэнергии 1,75 триллиона киловатт-часов, оба занимают первое место в мире.
В июле 1905 года была построена первая в Китае гидроэлектростанция, ГЭС Гуйшань в провинции Тайвань, с установленной мощностью 500 кВА. В 1912 году была завершена работа по выработке электроэнергии на первой гидроэлектростанции в материковом Китае, ГЭС Шилунба в Куньмине, провинция Юньнань, с установленной мощностью 480 киловатт. В 1949 году установленная мощность гидроэнергетики в стране составляла 163000 киловатт; к концу 1999 года она достигла 72,97 миллионов киловатт, уступая только Соединенным Штатам и занимая второе место в мире; к 2005 году общая установленная мощность гидроэнергетики в Китае достигла 115 миллионов киловатт, заняв первое место в мире, что составляет 14,4% от эксплуатируемой мощности гидроэнергетики и 20% от общей установленной мощности национальной электроэнергетики.
（3）Характеристики гидроэлектроэнергии
Гидроэлектроэнергия многократно восстанавливается с помощью гидрологического цикла природы и может непрерывно использоваться людьми. Люди часто используют фразу «неисчерпаемый», чтобы описать возобновляемость гидроэлектроэнергии.
Гидроэлектроэнергия не потребляет топливо и не выделяет вредных веществ в процессе производства и эксплуатации. Расходы на ее управление и эксплуатацию, затраты на производство электроэнергии и воздействие на окружающую среду намного ниже, чем у тепловой энергетики, что делает ее недорогим источником зеленой энергии.
Гидроэнергетика имеет хорошие показатели регулирования, быстрый запуск и играет роль пикового сглаживания в работе электросети. Она быстра и эффективна, снижает потери электроэнергии в аварийных и чрезвычайных ситуациях и обеспечивает безопасность электроснабжения.
Гидроэлектроэнергия и минеральная энергия относятся к первичной энергии на основе ресурсов, которая преобразуется в электрическую энергию и называется вторичной энергией. Развитие гидроэлектроэнергии является источником энергии, который одновременно завершает как развитие первичной энергии, так и производство вторичной энергии, с двойной функцией строительства первичной энергии и строительства вторичной энергии; Нет необходимости в едином процессе добычи, транспортировки и хранения минеральной энергии, что значительно снижает затраты на топливо.
Строительство водохранилищ для развития гидроэнергетики изменит экологическую среду местных территорий. С одной стороны, это требует затопления части земель, что приведет к переселению иммигрантов; с другой стороны, это может восстановить микроклимат региона, создать новую водную экологическую среду, способствовать выживанию организмов и облегчить контроль за наводнениями, орошение, туризм и развитие судоходства. Поэтому при планировании гидроэнергетических проектов следует уделять всеобщее внимание минимизации неблагоприятного воздействия на экологическую среду, а развитие гидроэнергетики имеет больше преимуществ, чем недостатков.
Благодаря преимуществам гидроэнергетики страны по всему миру теперь принимают политику, которая отдает приоритет развитию гидроэнергетики. В 1990-х годах гидроэнергетика составляла 93,2% от общей установленной мощности Бразилии, в то время как в таких странах, как Норвегия, Швейцария, Новая Зеландия и Канада, гидроэнергетические коэффициенты превышали 50%.
В 1990 году доля выработки гидроэлектроэнергии в общем объеме электроэнергии, пригодной для использования, в некоторых странах мира составляла: во Франции — 74%, в Швейцарии — 72%, в Японии — 66%, в Парагвае — 61%, в США — 55%, в Египте — 54%, в Канаде — 50%, в Бразилии — 17,3%, в Индии — 11% и в Китае — 6,6% за тот же период.
Время публикации: 24-сен-2024
