1, Rasilimali za nishati ya maji
Historia ya maendeleo ya binadamu na matumizi ya rasilimali za umeme wa maji inaanzia nyakati za kale. Kulingana na Tafsiri ya Sheria ya Nishati Mbadala ya Jamhuri ya Watu wa China (iliyohaririwa na Kamati ya Utendaji ya Sheria ya Kamati ya Kudumu ya Bunge la Kitaifa la Watu), ufafanuzi wa nishati ya maji ni: joto la upepo na jua husababisha uvukizi wa maji, mvuke wa maji huunda mvua na theluji, mvua na theluji huunda mito na vijito, na mtiririko wa maji hutoa nishati, ambayo huitwa nishati ya maji.
Maudhui makuu ya uundaji na utumiaji wa rasilimali za umeme wa maji za kisasa ni uundaji na utumiaji wa rasilimali za umeme wa maji, kwa hivyo watu kwa kawaida hutumia rasilimali za umeme wa maji, rasilimali za umeme wa maji, na rasilimali za umeme wa maji kama visawe. Hata hivyo, kwa kweli, rasilimali za umeme wa maji zinajumuisha maudhui mbalimbali kama vile rasilimali za nishati ya maji na joto, 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 maji za asili. Katika nyakati za kale, watu walianza kutumia moja kwa moja rasilimali za maji na joto za chemchemi za maji za asili kujenga bafu, kuoga, kutibu magonjwa, na kufanya mazoezi. Watu wa kisasa pia hutumia rasilimali za maji na nishati ya joto kwa ajili ya uzalishaji wa umeme na kupasha joto. Kwa mfano, Iceland ilikuwa na uzalishaji wa umeme wa maji wa saa za kilowati bilioni 7.08 mwaka wa 2003, ambapo saa za kilowati bilioni 1.41 zilizalishwa kwa kutumia nishati ya jotoardhi (yaani rasilimali za nishati ya jotoardhi ya maji). 86% ya wakazi wa nchi hiyo wametumia nishati ya jotoardhi (rasilimali za nishati ya jotoardhi ya maji) kwa ajili ya kupasha joto. Kituo cha umeme cha Yangbajing chenye uwezo uliowekwa wa kilowati 25000 kimejengwa Xizang, ambacho pia hutumia rasilimali za jotoardhi (rasilimali za maji na nishati ya jotoardhi) kuzalisha umeme. Kulingana na utabiri wa wataalamu, nishati ya jotoardhi ya chini (kwa kutumia maji ya ardhini kama njia) 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 umeme wa jotoardhi nchini China ni kilowati 35300.
（2） Rasilimali za nishati ya majimaji
Nishati ya majimaji inajumuisha nishati ya kinetiki na inayowezekana ya maji. Katika Uchina wa kale, rasilimali za nishati ya majimaji ya mito yenye misukosuko, maporomoko ya maji, na maporomoko ya maji zilitumika sana kujenga mitambo kama vile magurudumu ya maji, vinu vya maji, na vinu vya maji kwa ajili ya umwagiliaji wa maji, usindikaji wa nafaka, na maganda ya mchele. Katika miaka ya 1830, vituo vya majimaji vilitengenezwa na kutumika barani Ulaya kutoa umeme kwa viwanda vikubwa kama vile vinu vya unga, vinu vya pamba, na uchimbaji madini. Mitambo ya kisasa ya maji ambayo huendesha moja kwa moja pampu za maji za centrifugal ili kutoa nguvu ya centrifugal kwa ajili ya kuinua na kumwagilia maji, pamoja na vituo vya kusukuma maji vya nyundo vinavyotumia mtiririko wa maji kutoa shinikizo la maji na kuunda shinikizo la maji kubwa kwa ajili ya kuinua na kumwagilia maji, vyote 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, mota za umeme zilitengenezwa kwa kuzingatia 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, na hivyo kusababisha kipindi cha maendeleo makubwa na matumizi ya rasilimali za nishati ya umeme wa maji.
Rasilimali za umeme wa maji tunazozungumzia sasa kwa kawaida huitwa rasilimali za umeme wa maji. Mbali na rasilimali za maji ya mto, bahari pia ina nishati kubwa ya mawimbi, mawimbi, chumvi na halijoto. Inakadiriwa kuwa rasilimali za umeme wa maji wa baharini duniani ni kilowati bilioni 76, ambayo ni zaidi ya mara 15 ya akiba ya kinadharia ya umeme wa maji wa mto unaotegemea ardhi. Miongoni mwao, nishati ya mawimbi ni kilowati bilioni 3, nishati ya mawimbi ni kilowati bilioni 3, nishati ya tofauti ya halijoto ni kilowati bilioni 40, na nishati ya tofauti ya chumvi ni kilowati bilioni 30. Kwa sasa, ni teknolojia ya maendeleo na matumizi ya nishati ya mawimbi pekee ambayo imefikia hatua ya vitendo ambayo inaweza kuendelezwa kwa kiwango kikubwa katika matumizi ya rasilimali za maji za baharini na wanadamu. Maendeleo na matumizi ya vyanzo vingine vya nishati bado yanahitaji utafiti zaidi ili kufikia matokeo ya mafanikio katika uwezekano wa kiufundi na kiuchumi na kufikia maendeleo na matumizi ya vitendo. Maendeleo na matumizi ya nishati ya bahari ambayo kwa kawaida tunayarejelea ni hasa maendeleo na matumizi ya nishati ya mawimbi. Kivutio cha Mwezi na Jua kwenye uso wa bahari ya Dunia husababisha kushuka kwa mara kwa mara katika kiwango cha maji, kinachojulikana kama mawimbi ya bahari. Kubadilika kwa maji ya bahari huunda nishati ya mawimbi. Kimsingi, nishati ya mawimbi ni nishati ya kimakanika inayotokana na kubadilika kwa viwango vya mawimbi.
Vinu vya maji vya Tidal vilionekana katika karne ya 11, na mwanzoni mwa karne ya 20, Ujerumani na Ufaransa zilianza kujenga vituo vidogo vya umeme vya maji.
Inakadiriwa kuwa nishati ya mawimbi inayoweza kunyonywa duniani ni kati ya kilowati bilioni 1 na bilioni 1.1, huku uzalishaji wa umeme wa kila mwaka wa takriban saa za kilowati bilioni 1240. Rasilimali zinazoweza kunyonywa za nishati ya mawimbi nchini China zina uwezo wa kilowati milioni 21.58 na uzalishaji wa umeme wa kilowati bilioni 30 kwa mwaka.
Kituo kikubwa zaidi cha umeme wa mawimbi duniani kwa sasa ni kituo cha umeme wa mawimbi cha Rennes nchini Ufaransa, chenye uwezo wa kilowati 240000. Kituo cha kwanza cha umeme wa mawimbi nchini China, Kituo cha Umeme cha Jizhou Tidal huko Guangdong, kilijengwa mwaka wa 1958 kikiwa na uwezo wa kilowati 40. Kituo cha Umeme cha Zhejiang Jiangxia Tidal, kilichojengwa mwaka wa 1985, kina uwezo wa jumla wa kilowati 3200, kikiwa cha tatu duniani.
Kwa kuongezea, katika bahari za China, akiba ya nishati ya mawimbi ni takriban kilowati milioni 12.85, nishati ya mawimbi ni takriban kilowati milioni 13.94, nishati ya tofauti ya chumvi ni takriban kilowati milioni 125, na nishati ya tofauti ya halijoto ni takriban 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 akiba ya kinadharia ya kilowati milioni 694 za umeme wa maji wa mto wa ardhini, na ina matarajio mapana ya maendeleo na matumizi. Siku hizi, nchi kote ulimwenguni zinawekeza sana katika kutafiti mbinu za kiteknolojia za kukuza na kutumia rasilimali kubwa za nishati zilizofichwa baharini.
2, Rasilimali za nishati ya maji
Rasilimali za nishati ya maji kwa ujumla hurejelea matumizi ya nishati inayowezekana na ya kinetiki ya mtiririko wa maji ya mto ili kutoa kazi na kuendesha mzunguko wa jenereta za umeme wa maji ili kuzalisha umeme. Makaa ya mawe, mafuta, gesi asilia, na uzalishaji wa umeme wa nyuklia huhitaji matumizi ya rasilimali za mafuta zisizoweza kutumika tena, huku uzalishaji wa umeme wa maji hautumii rasilimali za maji, bali hutumia nishati ya mtiririko wa mto.
(1) Rasilimali za Nishati ya Maji Duniani
Jumla ya akiba ya rasilimali za umeme wa maji katika mito duniani kote ni kilowati bilioni 5.05, huku uzalishaji wa umeme wa kila mwaka wa hadi saa za kilowati trilioni 44.28; Rasilimali za umeme wa maji zinazoweza kutumika kitaalamu ni kilowati bilioni 2.26, na uzalishaji wa umeme wa kila mwaka unaweza kufikia saa za kilowati trilioni 9.8.
Mnamo 1878, Ufaransa ilijenga kituo cha kwanza cha umeme wa maji duniani chenye uwezo wa kilowati 25. Hadi sasa, uwezo wa umeme wa maji uliowekwa duniani kote umezidi kilowati milioni 760, huku uzalishaji wa umeme wa kila mwaka wa kilowati trilioni 3 kwa saa.
(2) Rasilimali za umeme wa maji za China
China ni mojawapo ya nchi zenye rasilimali tajiri zaidi za nishati ya umeme wa maji duniani. Kulingana na utafiti wa hivi karibuni wa rasilimali za umeme wa maji, akiba ya kinadharia ya nishati ya maji ya mto nchini China ni kilowati milioni 694, na uzalishaji wa umeme wa kinadharia wa kila mwaka ni saa za kilowati trilioni 6.08, ikishika nafasi ya kwanza duniani kwa upande wa akiba ya kinadharia ya umeme wa maji; Uwezo unaoweza kutumika kitaalamu wa rasilimali za umeme wa maji za China ni kilowati milioni 542, huku uzalishaji wa umeme wa kila mwaka wa kilowati trilioni 2.47, na uwezo unaoweza kutumika kiuchumi ni kilowati milioni 402, huku uzalishaji wa umeme wa kila mwaka wa kilowati trilioni 1.75, zote zikiwa nafasi ya kwanza duniani.
Mnamo Julai 1905, kituo cha kwanza cha umeme wa maji nchini China, Kituo cha Umeme cha Guishan Hydroelectric katika Mkoa wa Taiwan, kilijengwa kwa uwezo wa kVA 500. Mnamo 1912, kituo cha kwanza cha umeme wa maji nchini China Bara, Kituo cha Umeme cha Shilongba Hydropower huko Kunming, Mkoa wa Yunnan, kilikamilishwa kwa ajili ya uzalishaji wa umeme, kikiwa na uwezo wa kilowati 480. Mnamo 1949, uwezo wa umeme wa maji uliowekwa nchini ulikuwa kilowati 163000; Kufikia mwisho wa 1999, kilikuwa kimekua hadi kilowati milioni 72.97, cha pili kwa Marekani na cha pili duniani; Kufikia 2005, uwezo wa jumla wa umeme wa maji uliowekwa nchini China ulikuwa umefikia kilowati milioni 115, kikiwa cha kwanza duniani, kikichangia 14.4% ya uwezo wa umeme wa maji unaoweza kutumika na 20% ya jumla ya uwezo wa sekta ya umeme ya kitaifa.
（3） Sifa za Nishati ya Maji
Nishati ya maji huzaliwa upya mara kwa mara kwa mzunguko wa maji wa asili, na inaweza kutumika na wanadamu kila mara. Mara nyingi watu hutumia msemo 'usioisha' kuelezea uwezo wa kuzaliwa upya wa nishati ya maji.
Nishati ya maji haitumii mafuta au kutoa vitu vyenye madhara wakati wa uzalishaji na uendeshaji. Gharama zake za usimamizi na uendeshaji, gharama za uzalishaji wa umeme, na athari za kimazingira ni za chini sana kuliko zile za uzalishaji wa umeme wa joto, na kuifanya kuwa chanzo cha nishati ya kijani kibichi cha gharama nafuu.
Nishati ya maji ina utendaji mzuri wa udhibiti, inaanzisha haraka, na ina jukumu kubwa la kunyoa katika uendeshaji wa gridi ya umeme. Ni ya haraka na yenye ufanisi, inapunguza upotevu wa usambazaji wa umeme katika hali za dharura na ajali, na inahakikisha usalama wa usambazaji wa umeme.
Nishati ya umeme wa maji na nishati ya madini ni mali ya nishati ya msingi inayotegemea rasilimali, ambayo hubadilishwa kuwa nishati ya umeme na kuitwa nishati ya sekondari. Uundaji wa nishati ya umeme wa maji ni chanzo cha nishati kinachokamilisha uundaji wa nishati ya msingi na uzalishaji wa nishati ya sekondari kwa wakati mmoja, ukiwa na kazi mbili za ujenzi wa nishati ya msingi na ujenzi wa nishati ya sekondari; Hakuna haja ya mchakato mmoja wa uchimbaji madini, usafirishaji, na uhifadhi wa nishati, na hivyo kupunguza gharama za mafuta kwa kiasi kikubwa.
Ujenzi wa mabwawa kwa ajili ya uendelezaji wa umeme wa maji utabadilisha mazingira ya ikolojia ya maeneo ya ndani. Kwa upande mmoja, inahitaji ardhi kuzama, na kusababisha kuhamishwa kwa wahamiaji; Kwa upande mwingine, inaweza kurejesha hali ya hewa ndogo ya eneo hilo, kuunda mazingira mapya ya ikolojia ya majini, kukuza uhai wa viumbe hai, na kuwezesha udhibiti wa mafuriko ya binadamu, umwagiliaji, utalii, na maendeleo ya meli. Kwa hivyo, katika kupanga miradi ya umeme wa maji, kuzingatia kwa ujumla kunapaswa kutolewa 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 maji, nchi kote ulimwenguni sasa zinapitisha sera zinazopa kipaumbele maendeleo ya umeme wa maji. Katika miaka ya 1990, umeme wa maji ulichangia 93.2% ya jumla ya uwezo wa Brazili uliowekwa, huku nchi kama vile Norway, Uswisi, New Zealand, na Kanada zikiwa na uwiano wa umeme wa maji wa zaidi ya 50%.
Mnamo 1990, uwiano wa uzalishaji wa umeme wa maji kwa umeme unaoweza kutumika katika baadhi ya nchi duniani ulikuwa 74% nchini Ufaransa, 72% nchini Uswisi, 66% nchini Japani, 61% nchini Paraguay, 55% nchini Marekani, 54% nchini Misri, 50% nchini Kanada, 17.3% nchini Brazili, 11% nchini India, na 6.6% nchini China katika kipindi hicho hicho.
Muda wa chapisho: Septemba-24-2024
