1. Zdroje vodnej energie
História ľudského rozvoja a využívania vodných zdrojov siaha až do staroveku. Podľa Výkladu zákona o obnoviteľnej energii Čínskej ľudovej republiky (vydaného Právnym výborom Stáleho výboru Národného ľudového kongresu) je definícia vodnej energie nasledovná: teplo vetra a slnka spôsobuje odparovanie vody, vodná para tvorí dážď a sneh, padajúci dážď a sneh tvoria rieky a potoky a tok vody produkuje energiu, ktorá sa nazýva vodná energia.
Hlavným obsahom súčasného rozvoja a využívania vodných zdrojov je rozvoj a využívanie vodných zdrojov, takže ľudia zvyčajne používajú pojmy vodné zdroje, hydraulické zdroje a hydroelektrické zdroje ako synonymá. V skutočnosti však hydroelektrické zdroje zahŕňajú širokú škálu obsahu, ako napríklad hydrotermálne energetické zdroje, hydroenergetické zdroje, hydroenergetické zdroje a energetické zdroje morskej vody.
(1) Zdroje vody a tepelnej energie
Zdroje vody a tepelnej energie sú všeobecne známe ako prírodné horúce pramene. V staroveku ľudia začali priamo využívať vodné a tepelné zdroje prírodných horúcich prameňov na výstavbu kúpeľov, kúpanie, liečbu chorôb a cvičenie. Moderní ľudia tiež využívajú vodné a tepelné zdroje na výrobu energie a vykurovanie. Napríklad Island mal v roku 2003 výrobu vodnej energie v objeme 7,08 miliardy kilowatthodín, z čoho 1,41 miliardy kilowatthodín bolo vyrobených pomocou geotermálnej energie (t. j. zdrojov tepelnej energie vody). 86 % obyvateľov krajiny využíva geotermálnu energiu (zdroje tepelnej energie vody) na vykurovanie. V Xizangu bola postavená elektráreň Yangbajing s inštalovaným výkonom 25 000 kilowattov, ktorá tiež využíva geotermálnu energiu (zdroje vody a tepelnej energie) na výrobu elektriny. Podľa predpovedí odborníkov môže nízkoteplotná energia (s využitím podzemnej vody ako média), ktorú dokáže pôda v Číne zachytiť do hĺbky takmer 100 metrov, dosiahnuť 150 miliárd kilowattov ročne. V súčasnosti je inštalovaná kapacita geotermálnej energie v Číne 35 300 kilowattov.
(2) Zdroje hydraulickej energie
Hydraulická energia zahŕňa kinetickú a potenciálnu energiu vody. V starovekej Číne sa zdroje hydraulickej energie z rozbúrených riek, vodopádov a vodopádov hojne využívali na stavbu strojov, ako sú vodné kolesá, vodné mlyny a vodné mlyny na zavlažovanie vodou, spracovanie obilia a lúpanie ryže. V 30. rokoch 19. storočia boli v Európe vyvinuté a využívané hydraulické stanice na zabezpečenie energie pre rozsiahle priemyselné odvetvia, ako sú mlyny na múku, bavlnárske závody a baníctvo. Moderné vodné turbíny, ktoré priamo poháňajú odstredivé vodné čerpadlá na generovanie odstredivej sily na zdvíhanie vody a zavlažovanie, ako aj čerpacie stanice s vodným rázom, ktoré využívajú prietok vody na generovanie tlaku vodného rázu a vytváranie vysokého tlaku vody na zdvíhanie vody a zavlažovanie, sú priamym rozvojom a využitím zdrojov vodnej energie.
(3) Zdroje vodnej energie
V 80. rokoch 19. storočia, keď bola objavená elektrina, sa elektromotory vyrábali na základe elektromagnetickej teórie a stavali sa vodné elektrárne na premenu hydraulickej energie vodných elektrární na elektrickú energiu a jej dodávanie užívateľom, čo viedlo k obdobiu intenzívneho rozvoja a využívania vodných energetických zdrojov.
Vodné zdroje, o ktorých teraz hovoríme, sa zvyčajne nazývajú vodné zdroje. Okrem riečnych vodných zdrojov obsahuje oceán aj obrovské množstvo energie prílivu, vĺn, soli a teploty. Odhaduje sa, že globálne oceánske vodné zdroje predstavujú 76 miliárd kilowattov, čo je viac ako 15-krát viac ako teoretické zásoby pozemných riečnych vodných zdrojov. Z nich energia prílivu predstavuje 3 miliardy kilowattov, energia vĺn 3 miliardy kilowattov, energia teplotného rozdielu 40 miliárd kilowattov a energia rozdielu soli 30 miliárd kilowattov. V súčasnosti iba technológia rozvoja a využitia energie prílivu dosiahla praktickú fázu, ktorá umožňuje rozsiahle využívanie morských vodných zdrojov ľuďmi. Rozvoj a využitie iných zdrojov energie si stále vyžaduje ďalší výskum, aby sa dosiahli prelomové výsledky v technickej a ekonomickej uskutočniteľnosti a dosiahol sa praktický rozvoj a využitie. Rozvoj a využitie energie oceánov, o ktorom zvyčajne hovoríme, je hlavne rozvoj a využitie energie prílivu a odlivu. Príťažlivosť Mesiaca a Slnka k zemskému morskému povrchu spôsobuje periodické kolísanie hladiny vody, známe ako príliv a odliv. Kolísanie morskej vody vytvára energiu prílivu a odlivu. V princípe je energia prílivu a odlivu mechanická energia generovaná kolísaním hladiny prílivu a odlivu.
Prílivové mlyny sa objavili v 11. storočí a začiatkom 20. storočia začali Nemecko a Francúzsko stavať malé prílivové elektrárne.
Odhaduje sa, že svetová využiteľná energia prílivu a odlivu sa pohybuje medzi 1 miliardou a 1,1 miliardami kilowattov s ročnou výrobou energie približne 1 240 miliárd kilowatthodín. Využiteľné zdroje energie prílivu a odlivu v Číne majú inštalovanú kapacitu 21,58 milióna kilowattov a ročnú výrobu energie 30 miliárd kilowatthodín.
Najväčšou prílivovou elektrárňou na svete je v súčasnosti prílivová elektráreň Rennes vo Francúzsku s inštalovaným výkonom 240 000 kilowattov. Prvá prílivová elektráreň v Číne, prílivová elektráreň Jizhou v provincii Guangdong, bola postavená v roku 1958 s inštalovaným výkonom 40 kilowattov. Prílivová elektráreň Zhejiang Jiangxia, postavená v roku 1985, má celkový inštalovaný výkon 3 200 kilowattov, čo ju radí na tretie miesto na svete.
Okrem toho, v čínskych oceánoch sú zásoby energie vĺn približne 12,85 milióna kilowattov, energie prílivu a odlivu približne 13,94 milióna kilowattov, energie rozdielu solí približne 125 miliónov kilowattov a energie rozdielu teplôt približne 1,321 miliardy kilowattov. Celkovo je celková energia oceánov v Číne približne 1,5 miliardy kilowattov, čo je viac ako dvojnásobok teoretickej rezervy 694 miliónov kilowattov vodnej energie z pozemných riek a má široké možnosti rozvoja a využitia. V súčasnosti krajiny na celom svete investujú značné prostriedky do výskumu technologických prístupov k rozvoju a využitiu obrovských energetických zdrojov ukrytých v oceáne.
2. Zdroje vodnej energie
Vodné energetické zdroje sa vo všeobecnosti vzťahujú na využitie potenciálnej a kinetickej energie prúdu rieky na vykonávanie práce a pohon rotácie vodných generátorov na výrobu elektriny. Výroba energie z uhlia, ropy, zemného plynu a jadra si vyžaduje spotrebu neobnoviteľných palivových zdrojov, zatiaľ čo výroba vodnej energie nespotrebúva vodné zdroje, ale využíva energiu prúdu rieky.
(1) Globálne zdroje vodnej energie
Celkové zásoby vodnej energie v riekach na celom svete predstavujú 5,05 miliardy kilowattov s ročnou výrobou energie až 44,28 bilióna kilowatthodín; Technicky využiteľné vodné zdroje predstavujú 2,26 miliardy kilowattov a ročná výroba energie môže dosiahnuť 9,8 bilióna kilowatthodín.
V roku 1878 postavilo Francúzsko prvú vodnú elektráreň na svete s inštalovaným výkonom 25 kilowattov. Doteraz inštalovaný výkon vodnej energie na celom svete presiahol 760 miliónov kilowattov s ročnou výrobou energie 3 bilióny kilowatthodín.
(2) Čínske vodné zdroje
Čína je jednou z krajín s najbohatšími zdrojmi vodnej energie na svete. Podľa najnovšieho prieskumu vodných zdrojov sú teoretické zásoby energie riečnej vody v Číne 694 miliónov kilowattov a ročná teoretická výroba energie je 6,08 bilióna kilowatthodín, čo je na prvom mieste na svete z hľadiska teoretických zásob vodnej energie. Technicky využiteľná kapacita vodných zdrojov Číny je 542 miliónov kilowattov s ročnou výrobou energie 2,47 bilióna kilowatthodín a ekonomicky využiteľná kapacita je 402 miliónov kilowattov s ročnou výrobou energie 1,75 bilióna kilowatthodín, čo je na prvom mieste na svete.
V júli 1905 bola postavená prvá vodná elektráreň v Číne, vodná elektráreň Guishan v provincii Taiwan, s inštalovaným výkonom 500 kVA. V roku 1912 bola dokončená prvá vodná elektráreň v pevninskej Číne, vodná elektráreň Shilongba v Kunmingu v provincii Yunnan, na výrobu elektriny s inštalovaným výkonom 480 kilowattov. V roku 1949 dosiahol inštalovaný výkon vodnej energie v krajine 163 000 kilowattov; do konca roka 1999 dosiahol 72,97 milióna kilowattov, čo je druhé miesto za Spojenými štátmi a druhé miesto na svete; do roku 2005 dosiahol celkový inštalovaný výkon vodnej energie v Číne 115 miliónov kilowattov, čo je prvé miesto na svete, čo predstavuje 14,4 % využiteľnej kapacity vodnej energie a 20 % celkovej inštalovanej kapacity národného energetického priemyslu.
(3) Charakteristika vodnej energie
Vodná energia sa opakovane regeneruje v rámci hydrologického cyklu prírody a ľudia ju môžu neustále využívať. Ľudia často používajú frázu „nevyčerpateľná“ na opis obnoviteľnosti vodnej energie.
Vodná energia nespotrebúva palivo ani počas výroby a prevádzky neuvoľňuje škodlivé látky. Jej náklady na správu a prevádzku, náklady na výrobu energie a vplyv na životné prostredie sú oveľa nižšie ako pri výrobe tepelnej energie, čo z nej robí lacný zelený zdroj energie.
Vodná energia má dobrý regulačný výkon, rýchly štart a zohráva úlohu pri odstraňovaní špičiek v prevádzke elektrickej siete. Je rýchla a efektívna, znižuje straty energie v núdzových a havarijných situáciách a zaisťuje bezpečnosť dodávok energie.
Vodná energia a energia z nerastných surovín patria do primárnej energie založenej na zdrojoch, ktorá sa premieňa na elektrickú energiu a nazýva sa sekundárna energia. Rozvoj vodnej energie je zdroj energie, ktorý súčasne zabezpečuje rozvoj primárnej energie aj výrobu sekundárnej energie s dvojitou funkciou výstavby primárnej a sekundárnej energie; nie je potrebný jediný proces ťažby, prepravy a skladovania energetických nerastov, čo výrazne znižuje náklady na palivo.
Výstavba nádrží pre rozvoj vodnej energie zmení ekologické prostredie miestnych oblastí. Na jednej strane si vyžaduje zaplavenie časti územia, čo vedie k presídleniu imigrantov. Na druhej strane môže obnoviť mikroklímu regiónu, vytvoriť nové vodné ekologické prostredie, podporiť prežitie organizmov a uľahčiť ochranu pred povodňami, zavlažovanie, cestovný ruch a rozvoj lodnej dopravy. Preto by sa pri plánovaní projektov vodnej energie mala venovať celková pozornosť minimalizácii nepriaznivého vplyvu na ekologické prostredie a rozvoj vodnej energie má viac výhod ako nevýhod.
Vďaka výhodám vodnej energie teraz krajiny na celom svete prijímajú politiky, ktoré uprednostňujú rozvoj vodnej energie. V 90. rokoch 20. storočia predstavovala vodná energia 93,2 % celkovej inštalovanej kapacity Brazílie, zatiaľ čo krajiny ako Nórsko, Švajčiarsko, Nový Zéland a Kanada mali pomer vodnej energie viac ako 50 %.
V roku 1990 bol podiel výroby vodnej energie na využiteľnej elektrine v niektorých krajinách sveta 74 % vo Francúzsku, 72 % vo Švajčiarsku, 66 % v Japonsku, 61 % v Paraguaji, 55 % v Spojených štátoch, 54 % v Egypte, 50 % v Kanade, 17,3 % v Brazílii, 11 % v Indii a 6,6 % v Číne v rovnakom období.
Čas uverejnenia: 24. septembra 2024
