1. Vattenenergiresurser
Historien om mänsklig utveckling och utnyttjande av vattenkraftresurser går tillbaka till antiken. Enligt tolkningen av Folkrepubliken Kinas lag om förnybar energi (redigerad av den nationella folkkongressens ständiga kommittés lagarbetskommitté) är definitionen av vattenenergi: vindens och solens värme orsakar avdunstning av vatten, vattenånga bildar regn och snö, regn och snöfall bildar floder och bäckar, och vattenflödet producerar energi, vilket kallas vattenenergi.
Huvudinnehållet i modern utveckling och användning av vattenkraftresurser är utveckling och utnyttjande av vattenkraftresurser, så man använder vanligtvis vattenkraftresurser, hydrauliska kraftresurser och vattenkraftresurser som synonymer. I verkligheten omfattar dock vattenkraftresurser ett brett spektrum av innehåll, såsom vattenvärmeresurser, vattenenergiresurser, vattenkraftresurser och havsvattenenergiresurser.
(1) Vatten- och värmeenergiresurser
Vatten- och värmekällor är allmänt kända som naturliga varma källor. I antiken började människor direkt utnyttja vatten- och värmekällorna från naturliga varma källor för att bygga bad, behandla sjukdomar och motionera. Moderna människor använder även vatten- och värmekällor för kraftproduktion och uppvärmning. Island hade till exempel en vattenkraftproduktion på 7,08 miljarder kilowattimmar år 2003, varav 1,41 miljarder kilowattimmar genererades med geotermisk energi (dvs. vattentermiska energikällor). 86 % av landets invånare har använt geotermisk energi (vattentermiska energikällor) för uppvärmning. Yangbajing kraftverk med en installerad kapacitet på 25 000 kilowatt har byggts i Xizang, som också använder geotermisk energi (vatten- och värmeenergikällor) för att generera elektricitet. Enligt experters förutsägelser kan lågtemperaturenergin (med grundvatten som medium) som kan samlas upp av jorden inom nästan 100 meter i Kina varje år uppgå till 150 miljarder kilowatt. För närvarande är den installerade kapaciteten för geotermisk kraftproduktion i Kina 35 300 kilowatt.
(2) Hydrauliska energiresurser
Hydraulisk energi inkluderar vattnets kinetiska och potentiella energi. I det antika Kina användes de hydrauliska energiresurserna i turbulenta floder, vattenfall och vattenfall i stor utsträckning för att konstruera maskiner som vattenhjul, vattenkvarnar och vattenkvarnar för bevattning, spannmålsbearbetning och risskalning. På 1830-talet utvecklades och användes hydrauliska stationer i Europa för att förse storskaliga industrier som mjölkvarnar, bomullsfabriker och gruvdrift med kraft. De moderna vattenturbinerna som direkt driver centrifugalvattenpumpar för att generera centrifugalkraft för vattenlyftning och bevattning, samt vattenhammarpumpstationer som använder vattenflödet för att generera vattenhammartryck och bilda högt vattentryck för vattenlyftning och bevattning, är alla direkta utvecklingar och utnyttjande av vattenenergiresurser.
(3) Vattenkraftresurser
På 1880-talet, när elektriciteten upptäcktes, tillverkades elmotorer baserade på elektromagnetisk teori, och vattenkraftverk byggdes för att omvandla vattenkraftverkens hydrauliska energi till elektrisk energi och leverera den till användarna, vilket inledde en period av kraftig utveckling och utnyttjande av vattenkraftresurser.
De vattenkraftresurser vi nu refererar till kallas vanligtvis vattenkraftresurser. Förutom flodvattenresurser innehåller havet även enorm tidvatten-, våg-, salt- och temperaturenergi. Det uppskattas att de globala havsvattenkraftresurserna är 76 miljarder kilowatt, vilket är mer än 15 gånger de teoretiska reserverna för landbaserad flodvattenkraft. Bland dessa är tidvattenenergi 3 miljarder kilowatt, vågenergi 3 miljarder kilowatt, temperaturskillnadsenergi 40 miljarder kilowatt och saltskillnadsenergi 30 miljarder kilowatt. För närvarande har endast utvecklings- och utnyttjandetekniken för tidvattenenergi nått ett praktiskt stadium som kan utvecklas i stor skala för att utnyttja marina vattenkraftresurser av människor. Utvecklingen och utnyttjandet av andra energikällor behöver fortfarande ytterligare forskning för att uppnå banbrytande resultat inom teknisk och ekonomisk genomförbarhet och uppnå praktisk utveckling och utnyttjande. Utvecklingen och utnyttjandet av havsenergi som vi vanligtvis refererar till är huvudsakligen utvecklingen och utnyttjandet av tidvattenenergi. Månens och solens attraktion till jordens havsyta orsakar periodiska fluktuationer i vattennivån, så kallade havstidvatten. Fluktuationer i havsvatten bildar tidvattenenergi. I princip är tidvattenenergi en mekanisk energi som genereras av fluktuationer i tidvattennivåer.
Tidvattenkvarnar dök upp på 1100-talet, och i början av 1900-talet började Tyskland och Frankrike bygga små tidvattenkraftverk.
Det uppskattas att världens utvinningsbara tidvattenenergi ligger mellan 1 miljard och 1,1 miljarder kilowatt, med en årlig kraftproduktion på cirka 1 240 miljarder kilowattimmar. Kinas utvinningsbara tidvattenenergiresurser har en installerad kapacitet på 21,58 miljoner kilowatt och en årlig kraftproduktion på 30 miljarder kilowattimmar.
Världens största tidvattenkraftverk för närvarande är tidvattenkraftverket i Rennes i Frankrike, med en installerad kapacitet på 240 000 kilowatt. Det första tidvattenkraftverket i Kina, Jizhou Tidal Power Station i Guangdong, byggdes 1958 med en installerad kapacitet på 40 kilowatt. Zhejiang Jiangxia Tidal Power Station, byggt 1985, har en total installerad kapacitet på 3 200 kilowatt, vilket är det tredje största i världen.
Dessutom är reserverna av vågenergi i Kinas hav cirka 12,85 miljoner kilowatt, tidvattenenergi cirka 13,94 miljoner kilowatt, saltskillnadsenergi cirka 125 miljoner kilowatt och temperaturskillnadsenergi cirka 1,321 miljarder kilowatt. Sammanfattningsvis är den totala havsenergin i Kina cirka 1,5 miljarder kilowatt, vilket är mer än dubbelt så mycket som den teoretiska reserven på 694 miljoner kilowatt landvattenkraft, och har breda utvecklings- och utnyttjandemöjligheter. Numera investerar länder runt om i världen kraftigt i forskning om tekniska metoder för att utveckla och utnyttja de enorma energiresurser som finns gömda i havet.
2. Vattenkraftresurser
Vattenkraftresurser avser i allmänhet användningen av potentiell och kinetisk energi från flodvattenflödet för att avge arbete och driva rotationen av vattenkraftgeneratorer för att generera elektricitet. Kol-, olja-, naturgas- och kärnkraftproduktion kräver förbrukning av icke-förnybara bränsleresurser, medan vattenkraftproduktion inte förbrukar vattenresurser utan utnyttjar energin från flodflödet.
(1) Globala vattenkraftresurser
De totala reserverna av vattenkraftresurser i floder världen över är 5,05 miljarder kilowatt, med en årlig kraftproduktion på upp till 44,28 biljoner kilowattimmar. De tekniskt utnyttbara vattenkraftresurserna är 2,26 miljarder kilowatt, och den årliga kraftproduktionen kan uppgå till 9,8 biljoner kilowattimmar.
År 1878 byggde Frankrike världens första vattenkraftverk med en installerad kapacitet på 25 kilowatt. Hittills har den installerade vattenkraftkapaciteten världen över överstigit 760 miljoner kilowatt, med en årlig kraftproduktion på 3 biljoner kilowattimmar.
(2) Kinas vattenkraftresurser
Kina är ett av de länder med de rikaste vattenkraftresurserna i världen. Enligt den senaste undersökningen av vattenkraftresurser är de teoretiska reserverna av flodvattenenergi i Kina 694 miljoner kilowatt, och den årliga teoretiska kraftproduktionen är 6,08 biljoner kilowattimmar, vilket rankas först i världen när det gäller teoretiska vattenkraftreserver. Den tekniskt utnyttjbara kapaciteten för Kinas vattenkraftresurser är 542 miljoner kilowatt, med en årlig kraftproduktion på 2,47 biljoner kilowattimmar, och den ekonomiskt utnyttjbara kapaciteten är 402 miljoner kilowatt, med en årlig kraftproduktion på 1,75 biljoner kilowattimmar, vilket båda rankas först i världen.
I juli 1905 byggdes Kinas första vattenkraftverk, Guishan vattenkraftverk i Taiwanprovinsen, med en installerad kapacitet på 500 kVA. År 1912 färdigställdes det första vattenkraftverket på det kinesiska fastlandet, Shilongba vattenkraftverk i Kunming, Yunnanprovinsen, för kraftproduktion, med en installerad kapacitet på 480 kilowatt. År 1949 var den installerade vattenkraftkapaciteten i landet 163 000 kilowatt. I slutet av 1999 hade den utvecklats till 72,97 miljoner kilowatt, näst efter USA och rankad tvåa i världen. År 2005 hade den totala installerade vattenkraftkapaciteten i Kina nått 115 miljoner kilowatt, vilket var den första i världen och stod för 14,4 % av den utnyttjbara vattenkraftkapaciteten och 20 % av den totala installerade kapaciteten i den nationella kraftindustrin.
(3) Egenskaper hos vattenkraft
Vattenkraft regenereras upprepade gånger med naturens hydrologiska kretslopp och kan kontinuerligt användas av människor. Människor använder ofta frasen "outtömlig" för att beskriva vattenkraftens förnybarhet.
Vattenkraft förbrukar inte bränsle eller släpper ut skadliga ämnen under produktion och drift. Dess förvaltnings- och driftskostnader, kraftproduktionskostnader och miljöpåverkan är mycket lägre än för värmekraft, vilket gör den till en billig grön energikälla.
Vattenkraft har god regleringsprestanda, snabb uppstart och spelar en roll i toppavregleringen av elnätets drift. Den är snabb och effektiv, vilket minskar strömförluster i nöd- och olyckssituationer och säkerställer strömförsörjningens säkerhet.
Vattenkraft och mineralenergi tillhör resursbaserad primärenergi, som omvandlas till elektrisk energi och kallas sekundär energi. Vattenkraftutveckling är en energikälla som fullbordar både primärenergiutveckling och sekundär energiproduktion samtidigt, med dubbla funktioner för primärenergikonstruktion och sekundär energikonstruktion; Inget behov av en enda process för energimineralutvinning, transport och lagring, vilket kraftigt minskar bränslekostnaderna.
Byggandet av reservoarer för vattenkraftutveckling kommer att förändra den ekologiska miljön i lokala områden. Å ena sidan kräver det att en del mark sänks under vattenytan, vilket resulterar i att immigranter flyttar; å andra sidan kan det återställa regionens mikroklimat, skapa en ny akvatisk ekologisk miljö, främja organismers överlevnad och underlätta mänsklig översvämningskontroll, bevattning, turism och utveckling av sjöfart. Därför bör man vid planering av vattenkraftprojekt beakta övergripande hänsyn till att minimera den negativa påverkan på den ekologiska miljön, och vattenkraftutveckling har fler fördelar än nackdelar.
På grund av fördelarna med vattenkraft antar länder runt om i världen nu en politik som prioriterar utvecklingen av vattenkraft. På 1990-talet stod vattenkraft för 93,2 % av Brasiliens totala installerade kapacitet, medan länder som Norge, Schweiz, Nya Zeeland och Kanada hade vattenkraftkvoter på över 50 %.
År 1990 var andelen vattenkraftproduktion i förhållande till utnyttjbar elektricitet i vissa länder i världen 74 % i Frankrike, 72 % i Schweiz, 66 % i Japan, 61 % i Paraguay, 55 % i USA, 54 % i Egypten, 50 % i Kanada, 17,3 % i Brasilien, 11 % i Indien och 6,6 % i Kina under samma period.
Publiceringstid: 24 sep-2024
