Je to už 111 rokov, čo Čína začala stavať vodnú elektráreň shilongba, prvú vodnú elektráreň v roku 1910. Za týchto viac ako 100 rokov, z inštalovaného výkonu vodnej elektrárne shilongba iba 480 kW na 370 miliónov KW, je teraz na prvom mieste v roku svet, čínsky vodárenský a elektrotechnický priemysel dosiahol pozoruhodné úspechy.Sme v uhoľnom priemysle a viac-menej budeme počuť nejaké novinky o vodnej energii, ale o vodnej energetike toho veľa nevieme.
01 princíp výroby energie vodnej energie
Vodná energia je vlastne proces premeny potenciálnej energie vody na mechanickú energiu a potom z mechanickej energie na elektrickú energiu.Všeobecne povedané, je to použitie tečúcej riečnej vody na otáčanie motora na výrobu energie a energia obsiahnutá v rieke alebo v časti jej povodia závisí od objemu vody a poklesu.
Objem vody v rieke nekontroluje žiadna právnická osoba a pokles je v poriadku.Preto sa pri stavbe vodnej elektrárne môžete rozhodnúť postaviť priehradu a odviesť vodu na koncentráciu kvapky, aby ste zlepšili mieru využitia vodných zdrojov.
Prehradenie spočíva v vybudovaní priehrady v riečnom úseku s veľkým spádom, zriadení nádrže na uskladnenie vody a zvýšení hladiny, ako je vodná elektráreň Tri rokliny;Odklon sa vzťahuje na odvádzanie vody z hornej nádrže do dolnej cez odvádzací kanál, ako je vodná elektráreň Jinping II.
02 charakteristika vodnej energie
Medzi výhody vodnej energie patrí najmä ochrana a regenerácia životného prostredia, vysoká účinnosť a flexibilita, nízke náklady na údržbu a pod.
Ochrana životného prostredia a obnoviteľné zdroje by mali byť najväčšou výhodou vodnej energie.Vodná energia využíva iba energiu vo vode, nespotrebováva vodu a nespôsobuje znečistenie.
Agregát vodnej turbíny, hlavné energetické zariadenie výroby vodnej energie, je nielen efektívny, ale aj flexibilný pri spúšťaní a prevádzke.Dokáže rýchlo spustiť prevádzku zo statického stavu v priebehu niekoľkých minút a dokončiť úlohu zvýšenia a zníženia zaťaženia v priebehu niekoľkých sekúnd.Vodnú energiu možno použiť na vykonávanie úloh odstraňovania špičiek, frekvenčnej modulácie, pohotovostného režimu pri záťaži a pohotovosti pri haváriách energetického systému.
Výroba vodnej energie nespotrebováva palivo, nepotrebuje veľa pracovnej sily a zariadení investovaných do ťažby a prepravy paliva, má jednoduché vybavenie, málo operátorov, menej pomocnej energie, dlhú životnosť zariadení a nízke náklady na prevádzku a údržbu.Preto sú náklady na výrobu energie vo vodnej elektrárni nízke, čo je len 1/5-1/8 nákladov na tepelnú elektráreň, a miera využitia energie vodnej elektrárne je vysoká, až viac ako 85%, zatiaľ čo uhlie - účinnosť tepelnej energie tepelnej elektrárne je len asi 40%.
K nevýhodám vodnej energie patrí najmä to, že je značne ovplyvnená klímou, obmedzená geografickými podmienkami, veľké investície v ranom štádiu a poškodzovanie ekologického prostredia.
Vodnú energiu vo veľkej miere ovplyvňujú zrážky.Či je to v období sucha alebo v období mokra, je dôležitým referenčným faktorom pri obstarávaní energetického uhlia v tepelnej elektrárni.Výroba vodnej energie je stabilná podľa roku a provincie, ale závisí od „dňa“, kedy je uvedená v mesiaci, štvrťroku a regióne.Nemôže poskytnúť stabilnú a spoľahlivú energiu ako tepelnú energiu.
Medzi juhom a severom sú veľké rozdiely v období vlhka a v období sucha.Podľa štatistík výroby vodnej energie v každom mesiaci od roku 2013 do roku 2021 je však obdobie dažďov v Číne celkovo približne od júna do októbra a obdobie sucha približne od decembra do februára.Rozdiel medzi nimi môže byť viac ako dvojnásobný.Zároveň vidíme, že na pozadí zvyšovania inštalovaného výkonu je výroba elektriny od januára do marca tohto roku výrazne nižšia ako v predchádzajúcich rokoch a výroba elektriny v marci je dokonca ekvivalentná s rokom 2015. To stačí na to, aby sme videli „nestabilitu“ vodnej energie.
Obmedzené objektívnymi podmienkami.Vodné elektrárne nemožno stavať tam, kde je voda.Výstavba vodnej elektrárne je limitovaná geológiou, spádom, prietokom, sťahovaním obyvateľov a dokonca aj administratívnym členením.Napríklad projekt zachovania vody v rokline Heishan, spomínaný na Národnom ľudovom kongrese v roku 1956, neprešiel z dôvodu zlej koordinácie záujmov medzi Gansu a Ningxiou.Kým sa tento rok opäť neobjaví v návrhu dvoch schôdzí, stále nie je známe, kedy sa môže začať s výstavbou.
Investície potrebné pre vodnú energiu sú veľké.Zemné kamene a betónové diela na výstavbu vodných elektrární sú obrovské a musia sa zaplatiť obrovské náklady na presídlenie;Navyše, skorá investícia sa neodráža len v kapitále, ale aj v čase.V dôsledku potreby presídľovania a koordinácie rôznych rezortov sa cyklus výstavby mnohých vodných elektrární výrazne oneskorí, ako sa plánovalo.
Ak si vezmeme ako príklad rozostavanú vodnú elektráreň Baihetan, projekt bol spustený v roku 1958 a zaradený do „tretieho päťročného plánu“ v roku 1965. Po niekoľkých zvratoch sa však oficiálne spustil až v auguste 2011. Doteraz Vodná elektráreň Baihetan nebola dokončená.Bez predbežného návrhu a plánovania bude skutočný cyklus výstavby trvať najmenej 10 rokov.
Veľké nádrže spôsobujú rozsiahle inundácie v hornom toku priehrady, niekedy poškodzujú nížiny, údolia riek, lesy a trávnaté plochy.Zároveň to ovplyvní aj vodný ekosystém v okolí rastliny.Má veľký vplyv na ryby, vodné vtáctvo a iné živočíchy.
03 súčasná situácia rozvoja vodnej energie v Číne
V posledných rokoch si výroba vodnej energie udržiava rast, ale tempo rastu za posledných päť rokov je nízke
V roku 2020 je kapacita výroby vodnej energie 1355,21 miliardy kwh s medziročným nárastom o 3,9 %.Počas obdobia 13. päťročného plánu sa však veterná energia a optoelektronika rýchlo rozvíjali počas obdobia 13. päťročného plánu, pričom prekročili ciele plánovania, zatiaľ čo vodná energia splnila len asi polovicu cieľov plánovania.Za posledných 20 rokov je podiel vodnej energie na celkovej výrobe elektriny relatívne stabilný, udržiava sa na úrovni 14 % – 19 %.
Z tempa rastu výroby elektrickej energie v Číne možno vidieť, že tempo rastu vodnej energie sa za posledných päť rokov spomalilo, v podstate sa udržiava na úrovni približne 5 %.
Myslím si, že dôvodom útlmu je na jednej strane odstávka malých vodných elektrární, ktorá je jasne uvedená v 13. päťročnom pláne na ochranu a opravu ekologického prostredia.Len v provincii Sichuan je 4705 malých vodných elektrární, ktoré je potrebné opraviť a stiahnuť;
Na druhej strane, veľké čínske zdroje na rozvoj vodnej energie sú nedostatočné.Čína postavila mnoho vodných elektrární, ako sú Tri rokliny, Gezhouba, Wudongde, Xiangjiaba a Baihetan.Zdrojom na rekonštrukciu veľkých vodných elektrární môže byť len „veľký ohyb“ rieky Yarlung Zangbo.Keďže však región zahŕňa geologickú štruktúru, environmentálnu kontrolu prírodných rezervácií a vzťahy s okolitými krajinami, bolo predtým ťažké ho vyriešiť.
Zároveň z tempa rastu výroby elektriny za posledných 20 rokov možno vidieť, že tempo rastu tepelnej energie je v zásade synchronizované s tempom rastu celkovej výroby elektriny, zatiaľ čo tempo rastu vodnej energie je pre miera rastu celkovej výroby energie, ktorá ukazuje stav „rastúca každý druhý rok“.Vysoký podiel tepelnej energie má síce svoje dôvody, ale do určitej miery odráža aj nestabilitu vodnej energie.
V procese znižovania podielu tepelnej energie nezohrala vodná energia veľkú úlohu.Hoci sa rýchlo rozvíja, svoj podiel na celkovej výrobe elektriny si môže udržať len na pozadí veľkého nárastu výroby elektriny v krajine.Zníženie podielu tepelnej energie je spôsobené najmä inými čistými zdrojmi energie, ako je veterná energia, fotovoltaika, zemný plyn, jadrová energia a pod.
Nadmerná koncentrácia vodných zdrojov
Celková výroba vodnej energie v provinciách Sichuan a Yunnan predstavuje takmer polovicu národnej výroby vodnej energie a výsledným problémom je, že oblasti bohaté na zdroje vodnej energie nemusia byť schopné absorbovať miestnu výrobu vodnej energie, čo vedie k plytvaniu energiou.Dve tretiny odpadovej vody a elektriny v povodiach veľkých riek v Číne pochádza z provincie Sichuan, až 20,2 miliardy kwh, zatiaľ čo viac ako polovica odpadovej elektriny v provincii Sichuan pochádza z hlavného toku rieky Dadu.
Celosvetovo sa čínska vodná energia za posledných 10 rokov rýchlo rozvinula.Čína takmer poháňala rast globálnej vodnej energie svojou vlastnou silou.Takmer 80 % rastu celosvetovej spotreby vodnej energie pochádza z Číny a spotreba vodnej energie v Číne predstavuje viac ako 30 % celosvetovej spotreby vodnej energie.
Podiel takejto obrovskej spotreby vodnej energie na celkovej spotrebe primárnej energie v Číne je však len o niečo vyšší ako svetový priemer, v roku 2019 je to menej ako 8 %. Aj keď to nie je v porovnaní s vyspelými krajinami ako Kanada a Nórsko, podiel spotreby vodnej energie je oveľa nižšia ako v Brazílii, ktorá je tiež rozvojovou krajinou.Čína má 680 miliónov kilowattov vodných zdrojov, čo je prvé miesto na svete.Do roku 2020 bude inštalovaný výkon vodnej energie 370 miliónov kilowattov.Z tohto pohľadu má čínsky vodný priemysel stále veľký priestor na rozvoj.
04 budúci vývojový trend vodnej energie v Číne
Vodná energia v najbližších rokoch zrýchli svoj rast a bude sa naďalej zvyšovať v podiele na celkovej výrobe elektriny.
Na jednej strane, počas obdobia 14. päťročného plánu môže byť v Číne spustených do prevádzky viac ako 50 miliónov kilowattov vodnej energie, vrátane vodných elektrární Wudongde, Baihetan zo skupiny Tri rokliny a vodnej elektrárne na strednom toku rieky Yalong.Okrem toho bol do 14. päťročného plánu zahrnutý projekt rozvoja vodnej energie na dolnom toku rieky Yarlung Zangbo so 70 miliónmi kilowattov technicky využiteľných zdrojov, čo zodpovedá viac ako trom vodným elektrárňam Tri rokliny, čo znamená, že vodná energia znamenala opäť veľký rozvoj;
Na druhej strane je zníženie rozsahu tepelnej energie samozrejme predvídateľné.Či už z pohľadu ochrany životného prostredia, energetickej bezpečnosti a technologického rozvoja, tepelná energetika bude naďalej znižovať svoj význam v oblasti energetiky.
V najbližších rokoch sa rýchlosť rozvoja vodnej energie stále nedá porovnávať s rýchlosťou rozvoja novej energie.Dokonca aj v pomere k celkovej výrobe elektriny ho môžu predbehnúť oneskorenci s novou energiou.Ak sa čas predĺži, dá sa povedať, že ho dobehne nová energia.
Čas odoslania: 12. apríla 2022
