1. Rasilimali za nishati ya maji
Historia ya maendeleo ya binadamu na matumizi ya rasilimali za umeme zilianza nyakati za kale. Kwa mujibu wa Ufafanuzi wa Sheria ya Nishati Mbadala ya Jamhuri ya Watu wa China (iliyohaririwa na Kamati ya Kufanya kazi ya Sheria ya Kamati ya Kudumu ya Bunge la Watu wa Kitaifa), ufafanuzi wa nishati ya maji ni: joto la upepo na jua husababisha uvukizi wa maji, mvuke wa maji hutengeneza mvua na theluji, kuanguka kwa mvua na theluji hufanya mito na vijito, na mtiririko wa maji huitwa nishati, ambayo huitwa nishati.
Yaliyomo kuu ya ukuzaji na utumiaji wa rasilimali ya kisasa ya nguvu ya maji ni ukuzaji na utumiaji wa rasilimali za umeme, kwa hivyo watu kwa kawaida hutumia rasilimali za maji, rasilimali za maji, na rasilimali za umeme kama visawe. Hata hivyo, kwa kweli, rasilimali za umeme wa maji zinajumuisha maudhui mbalimbali kama vile rasilimali za nishati ya maji, rasilimali za nishati ya maji, rasilimali za nishati ya maji, na rasilimali za nishati ya maji ya bahari.
(1) Rasilimali za maji na nishati ya joto
Rasilimali za maji na nishati ya joto hujulikana kama chemchemi za asili za moto. Katika nyakati za zamani, watu walianza kutumia moja kwa moja rasilimali za maji na joto za chemchemi za asili za moto kujenga bafu, kuoga, kutibu magonjwa, na mazoezi. Watu wa kisasa pia hutumia rasilimali za maji na mafuta kwa ajili ya uzalishaji wa nguvu na joto. Iceland, kwa mfano, ilikuwa na uzalishaji wa umeme wa maji wa saa za kilowati bilioni 7.08 mwaka 2003, ambapo saa za kilowati bilioni 1.41 zilizalishwa kwa kutumia nishati ya jotoardhi (yaani rasilimali za nishati ya maji ya joto). Asilimia 86 ya wakazi wa nchi hiyo wametumia nishati ya jotoardhi (rasilimali ya nishati ya maji ya joto) kwa ajili ya joto. Kituo cha umeme cha Yangbajing chenye uwezo uliowekwa wa kilowati 25000 kimejengwa huko Xizang, ambacho kinatumia pia jotoardhi (rasilimali ya maji na nishati ya joto) kuzalisha umeme. Kulingana na utabiri wa wataalamu, nishati ya joto la chini (kwa kutumia maji ya chini ya ardhi kama kati) ambayo inaweza kukusanywa na udongo ndani ya karibu mita 100 nchini China kila mwaka inaweza kufikia kilowati bilioni 150. Kwa sasa, uwezo uliowekwa wa uzalishaji wa nishati ya jotoardhi nchini China ni kilowati 35300.
(2) Rasilimali za nishati ya maji
Nishati ya maji ni pamoja na nishati ya kinetic na uwezo wa maji. Katika Uchina wa zamani, rasilimali za nishati ya majimaji ya mito yenye misukosuko, maporomoko ya maji, na maporomoko ya maji yalitumiwa sana kutengeneza mashine kama vile magurudumu ya maji, vinu vya maji, na vinu vya maji kwa umwagiliaji wa maji, usindikaji wa nafaka, na kukandia mpunga. Katika miaka ya 1830, vituo vya majimaji vilitengenezwa na kutumika katika Ulaya kutoa nguvu kwa viwanda vikubwa kama vile vya kusaga unga, pamba na uchimbaji madini. Mitambo ya kisasa ya maji ambayo huendesha moja kwa moja pampu za maji za centrifugal ili kuzalisha nguvu ya centrifugal kwa ajili ya kuinua maji na umwagiliaji, pamoja na vituo vya pampu za nyundo za maji ambazo hutumia mtiririko wa maji kuzalisha shinikizo la nyundo ya maji na kuunda shinikizo la juu la maji kwa ajili ya kuinua maji na umwagiliaji, yote ni maendeleo ya moja kwa moja na matumizi ya rasilimali za nishati ya maji.
(3) Rasilimali za nishati ya maji
Katika miaka ya 1880, wakati umeme ulipogunduliwa, motors za umeme zilitengenezwa kwa msingi wa nadharia ya sumakuumeme, na mitambo ya umeme wa maji ilijengwa ili kubadilisha nishati ya majimaji ya vituo vya umeme wa maji kuwa nishati ya umeme na kuipeleka kwa watumiaji, ikianzisha kipindi cha maendeleo ya nguvu na matumizi ya rasilimali za nishati ya maji.
Rasilimali za umeme wa maji tunazorejelea sasa kwa kawaida huitwa rasilimali za umeme wa maji. Mbali na rasilimali za maji ya mto, bahari pia ina maji mengi, mawimbi, chumvi na nishati ya joto. Inakadiriwa kuwa rasilimali za kimataifa za kufua umeme wa maji katika bahari ni kilowati bilioni 76, ambayo ni zaidi ya mara 15 ya hifadhi ya kinadharia ya umeme wa mto unaotokana na ardhi. Miongoni mwao, nishati ya mawimbi ni kilowati bilioni 3, nishati ya mawimbi ni kilowati bilioni 3, nishati ya tofauti ya joto ni kilowati bilioni 40, na nishati ya tofauti ya chumvi ni kilowati bilioni 30. Kwa sasa, ni teknolojia ya ukuzaji na matumizi ya nishati ya mawimbi pekee ndiyo imefikia hatua ya vitendo inayoweza kuendelezwa kwa kiwango kikubwa katika matumizi ya rasilimali za umeme wa maji baharini na wanadamu. Uendelezaji na utumiaji wa vyanzo vingine vya nishati bado unahitaji utafiti zaidi ili kufikia matokeo ya upembuzi yakinifu wa kiufundi na kiuchumi na kufikia maendeleo na matumizi ya vitendo. Ukuzaji na matumizi ya nishati ya bahari ambayo kwa kawaida tunarejelea ni hasa ukuzaji na matumizi ya nishati ya mawimbi. Mvuto wa Mwezi na Jua kwenye uso wa bahari ya Dunia husababisha mabadiliko ya mara kwa mara katika kiwango cha maji, kinachojulikana kama mawimbi ya bahari. Kubadilika kwa maji ya bahari hutengeneza nishati ya mawimbi. Kimsingi, nishati ya mawimbi ni nishati ya mitambo inayotokana na mabadiliko ya viwango vya maji.
Viwanda vya kusaga mawimbi vilionekana katika karne ya 11, na mwanzoni mwa karne ya 20, Ujerumani na Ufaransa zilianza kujenga vituo vidogo vya kuzalisha umeme.
Inakadiriwa kuwa nishati ya mawimbi inayoweza kutumiwa duniani ni kati ya kilowati bilioni 1 na 1.1, na uzalishaji wa umeme wa kila mwaka wa takriban saa za kilowati bilioni 1240. Rasilimali zinazoweza kutumika kwa nishati ya mawimbi ya China zina uwezo wa kilowati milioni 21.58 na uzalishaji wa umeme wa kila mwaka wa saa za kilowati bilioni 30.
Kituo kikubwa zaidi cha umeme duniani kwa sasa ni kituo cha nguvu cha Rennes nchini Ufaransa, chenye uwezo wa kusakinisha wa kilowati 240,000. Kituo cha kwanza cha umeme cha mawimbi nchini China, Kituo cha Umeme cha Jizhou Tidal huko Guangdong, kilijengwa mnamo 1958 kikiwa na uwezo wa kuweka kilowati 40. Kituo cha Umeme cha Tidal cha Zhejiang Jiangxia, kilichojengwa mwaka 1985, kina uwezo wa kusakinisha jumla ya kilowati 3200, na kushika nafasi ya tatu duniani.
Kwa kuongezea, katika bahari ya Uchina, akiba ya nishati ya mawimbi ni karibu kilowati milioni 12.85, nishati ya mawimbi ni karibu kilowati milioni 13.94, nishati ya tofauti ya chumvi ni karibu kilowati milioni 125, na nishati ya tofauti ya joto ni karibu kilowati bilioni 1.321. Kwa muhtasari, jumla ya nishati ya bahari nchini China ni takriban kilowati bilioni 1.5, ambayo ni zaidi ya mara mbili ya hifadhi ya kinadharia ya kilowati milioni 694 za umeme wa mto wa nchi kavu, na ina matarajio mapana ya maendeleo na matumizi. Siku hizi, nchi kote ulimwenguni zinawekeza sana katika kutafiti mbinu za kiteknolojia ili kukuza na kutumia rasilimali kubwa ya nishati iliyofichwa baharini.
2. Rasilimali za nishati ya maji
Rasilimali za nishati ya maji kwa ujumla hurejelea matumizi ya uwezo na nishati ya kinetic ya mtiririko wa maji ya mto ili kutekeleza kazi na kuendesha mzunguko wa jenereta za umeme wa maji ili kuzalisha umeme. Makaa ya mawe, mafuta, gesi asilia, na uzalishaji wa nishati ya nyuklia unahitaji matumizi ya rasilimali za mafuta zisizoweza kurejeshwa, wakati uzalishaji wa umeme wa maji hautumii rasilimali za maji, lakini hutumia nishati ya mtiririko wa mto.
(1) Rasilimali za Nishati ya Umeme wa Maji Duniani
Jumla ya akiba ya rasilimali za umeme wa maji katika mito duniani kote ni kilowati bilioni 5.05, na uzalishaji wa umeme wa kila mwaka wa hadi saa za kilowati trilioni 44.28; Rasilimali za umeme zinazotumiwa kitaalamu ni kilowati bilioni 2.26, na uzalishaji wa umeme kwa mwaka unaweza kufikia saa za kilowati trilioni 9.8.
Mnamo 1878, Ufaransa ilijenga kituo cha kwanza cha umeme cha maji duniani na uwezo uliowekwa wa kilowati 25. Kufikia sasa, uwezo wa umeme wa maji uliowekwa duniani kote umezidi kilowati milioni 760, na uzalishaji wa umeme wa kila mwaka wa kilowati trilioni 3.
(2) Rasilimali za umeme wa maji za China
China ni mojawapo ya nchi zenye rasilimali nyingi zaidi za nishati ya maji duniani. Kwa mujibu wa uchunguzi wa hivi karibuni wa rasilimali za nishati ya maji, hifadhi ya kinadharia ya nishati ya maji ya mto nchini China ni kilowati milioni 694, na uzalishaji wa nguvu wa kinadharia wa kila mwaka ni saa za kilowati trilioni 6.08, ikishika nafasi ya kwanza duniani kwa upande wa akiba ya nadharia ya nishati ya maji; Uwezo wa kitaalam unaoweza kunyonywa wa rasilimali ya maji ya China ni kilowati milioni 542, na uzalishaji wa umeme kwa mwaka wa saa za kilowati trilioni 2.47, na uwezo wa kunyonywa kiuchumi ni kilowati milioni 402, na uzalishaji wa umeme wa kila mwaka wa saa za kilowati trilioni 1.75, zote mbili zikiwa za kwanza duniani.
Mnamo Julai 1905, kituo cha kwanza cha umeme cha maji cha Uchina, Kituo cha Umeme wa Maji cha Guishan katika Mkoa wa Taiwan, kilijengwa kwa uwezo uliowekwa wa 500 kVA. Mnamo mwaka wa 1912, kituo cha kwanza cha kuzalisha umeme kwa maji katika Uchina Bara, Kituo cha Umeme wa Maji cha Shilongba huko Kunming, Mkoa wa Yunnan, kilikamilishwa kwa ajili ya uzalishaji wa umeme, na uwezo wa kusakinishwa wa kilowati 480. Mnamo 1949, uwezo uliowekwa wa umeme wa maji nchini ulikuwa kilowati 163,000; Kufikia mwisho wa 1999, ilikuwa imekua na kufikia kilowati milioni 72.97, ya pili baada ya Marekani na kushika nafasi ya pili duniani; Kufikia 2005, jumla ya uwezo uliowekwa wa umeme wa maji nchini China ulikuwa umefikia kilowati milioni 115, ikishika nafasi ya kwanza duniani, ikiwa ni asilimia 14.4 ya uwezo wa kufua umeme unaoweza kutumika na 20% ya jumla ya uwezo uliowekwa wa tasnia ya umeme ya kitaifa.
(3) Sifa za Nishati ya Umeme
Nishati ya maji huzalishwa upya mara kwa mara na mzunguko wa asili wa kihaidrolojia, na inaweza kuendelea kutumiwa na wanadamu. Watu mara nyingi hutumia maneno 'isiyoisha' kuelezea ufanyaji upyaji wa nishati ya umeme wa maji.
Nishati ya maji haitumii mafuta au kutoa vitu vyenye madhara wakati wa uzalishaji na uendeshaji. Gharama za usimamizi na uendeshaji wake, gharama za uzalishaji wa umeme, na athari za kimazingira ziko chini sana kuliko zile za uzalishaji wa nishati ya joto, na kuifanya kuwa chanzo cha nishati ya kijani cha bei ya chini.
Nishati ya maji ina utendaji mzuri wa udhibiti, uanzishaji wa haraka, na ina jukumu kubwa zaidi la kunyoa katika uendeshaji wa gridi ya nishati. Ni ya haraka na yenye ufanisi, inapunguza upotevu wa usambazaji wa umeme katika hali ya dharura na ajali, na kuhakikisha usalama wa usambazaji wa nishati.
Nishati ya maji na nishati ya madini ni ya nishati ya msingi inayotegemea rasilimali, ambayo inabadilishwa kuwa nishati ya umeme na kuitwa nishati ya pili. Ukuzaji wa nishati ya maji ni chanzo cha nishati ambacho hukamilisha maendeleo ya msingi ya nishati na uzalishaji wa nishati ya pili kwa wakati mmoja, na kazi mbili za ujenzi wa nishati ya msingi na ujenzi wa nishati ya pili; Hakuna haja ya uchimbaji wa madini ya nishati moja, usafirishaji, na mchakato wa kuhifadhi, kupunguza sana gharama za mafuta.
Ujenzi wa hifadhi kwa ajili ya kuendeleza umeme wa maji utabadilisha mazingira ya kiikolojia ya maeneo ya ndani. Kwa upande mmoja, inahitaji kuzamishwa kwa ardhi fulani, na kusababisha kuhamishwa kwa wahamiaji; Kwa upande mwingine, inaweza kurejesha hali ya hewa ndogo ya eneo, kuunda mazingira mapya ya ikolojia ya majini, kukuza maisha ya viumbe, na kuwezesha udhibiti wa mafuriko ya binadamu, umwagiliaji, utalii, na maendeleo ya meli. Kwa hivyo, katika upangaji wa miradi ya umeme wa maji, uzingatiaji wa jumla unapaswa kuzingatiwa ili kupunguza athari mbaya kwa mazingira ya ikolojia, na uendelezaji wa umeme wa maji una faida zaidi kuliko hasara.
Kutokana na faida za nishati ya umeme wa maji, nchi kote duniani sasa zinapitisha sera zinazoweka kipaumbele maendeleo ya nishati ya maji. Katika miaka ya 1990, nishati ya maji ilichangia 93.2% ya jumla ya uwezo uliowekwa wa Brazili, wakati nchi kama Norway, Uswizi, New Zealand, na Kanada zilikuwa na uwiano wa nguvu za maji wa zaidi ya 50%.
Mnamo mwaka wa 1990, uwiano wa uzalishaji wa umeme wa maji kwa umeme unaotumiwa katika baadhi ya nchi duniani ulikuwa 74% nchini Ufaransa, 72% nchini Uswisi, 66% nchini Japan, 61% nchini Paraguay, 55% nchini Marekani, 54% nchini Misri, 50% nchini Kanada, 17.3% nchini Brazili katika kipindi hicho, 16% nchini India, 16%.
Muda wa kutuma: Sep-24-2024
