జలవిద్యుత్ ఉత్పత్తి సూత్రం మరియు చైనాలో జలవిద్యుత్ అభివృద్ధి ప్రస్తుత పరిస్థితి విశ్లేషణ

1910లో చైనా మొట్టమొదటి జలవిద్యుత్ కేంద్రమైన షిలోంగ్‌బా జలవిద్యుత్ కేంద్రం నిర్మాణాన్ని ప్రారంభించి 111 సంవత్సరాలు గడిచింది. ఈ 100 సంవత్సరాలకు పైగా కాలంలో, కేవలం 480 కిలోవాట్ల స్థాపిత సామర్థ్యం గల షిలోంగ్‌బా జలవిద్యుత్ కేంద్రం నుండి, ప్రస్తుతం ప్రపంచంలోనే మొదటి స్థానంలో ఉన్న 370 మిలియన్ కిలోవాట్ల సామర్థ్యానికి చేరే వరకు, చైనా జల మరియు విద్యుత్ పరిశ్రమ అద్భుతమైన విజయాలను సాధించింది. మనం బొగ్గు పరిశ్రమలో ఉన్నందున, జలవిద్యుత్ గురించి అప్పుడప్పుడు కొన్ని వార్తలు వింటూనే ఉంటాం, కానీ జలవిద్యుత్ పరిశ్రమ గురించి మనకు పెద్దగా తెలియదు.

01 జలవిద్యుత్ యొక్క విద్యుత్ ఉత్పత్తి సూత్రం
జలవిద్యుత్ అంటే వాస్తవానికి నీటిలోని స్థితిశక్తిని యాంత్రిక శక్తిగా, ఆపై యాంత్రిక శక్తిని విద్యుత్ శక్తిగా మార్చే ప్రక్రియ. సాధారణంగా చెప్పాలంటే, విద్యుత్ ఉత్పత్తి కోసం ప్రవహించే నదీ జలాలను ఉపయోగించి మోటారును తిప్పడమే ఇది. ఒక నదిలో లేదా దాని పరీవాహక ప్రాంతంలోని ఒక భాగంలో ఉండే శక్తి, నీటి పరిమాణం మరియు పతనంపై ఆధారపడి ఉంటుంది.
నది నీటి పరిమాణం ఏ చట్టబద్ధమైన సంస్థ నియంత్రణలోనూ లేదు, మరియు నీటి ప్రవాహం సహజంగా ఉంటుంది. అందువల్ల, జలవిద్యుత్ కేంద్రాన్ని నిర్మించేటప్పుడు, నీటి వనరుల వినియోగ రేటును మెరుగుపరచడానికి, ఆనకట్టను నిర్మించి, నీటిని మళ్లించి, ప్రవాహాన్ని కేంద్రీకరించడాన్ని ఎంచుకోవచ్చు.
నదిలో ఎక్కువ లోతు ఉన్న భాగంలో ఆనకట్ట నిర్మించి, నీటిని నిల్వ చేయడానికి మరియు నీటి మట్టాన్ని పెంచడానికి ఒక జలాశయాన్ని ఏర్పాటు చేయడాన్ని డ్యామింగ్ అంటారు, ఉదాహరణకు త్రీ గోర్జెస్ జలవిద్యుత్ కేంద్రం; ఎగువన ఉన్న జలాశయం నుండి మళ్లింపు కాలువ ద్వారా దిగువకు నీటిని మళ్లించడాన్ని డైవర్షన్ అంటారు, ఉదాహరణకు జిన్‌పింగ్ II జలవిద్యుత్ కేంద్రం.

02 జలవిద్యుత్ లక్షణాలు
జలవిద్యుత్ యొక్క ప్రయోజనాలలో ప్రధానంగా పర్యావరణ పరిరక్షణ మరియు పునరుత్పత్తి, అధిక సామర్థ్యం మరియు సౌలభ్యం, తక్కువ నిర్వహణ ఖర్చు మొదలైనవి ఉన్నాయి.
పర్యావరణ పరిరక్షణ మరియు పునరుత్పాదకత అనేవి జలవిద్యుత్ యొక్క అతిపెద్ద ప్రయోజనం. జలవిద్యుత్ నీటిలోని శక్తిని మాత్రమే ఉపయోగిస్తుంది, నీటిని వినియోగించదు మరియు కాలుష్యాన్ని కలిగించదు.
జలవిద్యుత్ ఉత్పత్తిలో ప్రధాన శక్తి పరికరమైన వాటర్ టర్బైన్ జనరేటర్ సెట్, సమర్థవంతంగా ఉండటమే కాకుండా, ప్రారంభం మరియు నిర్వహణలో కూడా సౌకర్యవంతంగా ఉంటుంది. ఇది నిశ్చల స్థితి నుండి కొన్ని నిమిషాల్లోనే వేగంగా పనిచేయడం ప్రారంభించి, లోడ్‌ను పెంచడం మరియు తగ్గించడం వంటి పనులను కొన్ని సెకన్లలోనే పూర్తి చేయగలదు. విద్యుత్ వ్యవస్థలో పీక్ షేవింగ్, ఫ్రీక్వెన్సీ మాడ్యులేషన్, లోడ్ స్టాండ్‌బై మరియు యాక్సిడెంట్ స్టాండ్‌బై వంటి పనులను చేపట్టడానికి జలవిద్యుత్‌ను ఉపయోగించవచ్చు.
జలవిద్యుత్ ఉత్పత్తికి ఇంధనం అవసరం లేదు, ఇంధనాన్ని తవ్వడానికి మరియు రవాణా చేయడానికి ఎక్కువ మానవశక్తి మరియు సౌకర్యాల పెట్టుబడి అవసరం లేదు, దీనికి సరళమైన పరికరాలు, తక్కువ మంది ఆపరేటర్లు, తక్కువ సహాయక శక్తి అవసరం, పరికరాల సుదీర్ఘ సేవా జీవితం మరియు తక్కువ నిర్వహణ మరియు మరమ్మత్తు ఖర్చులు ఉంటాయి. అందువల్ల, జలవిద్యుత్ కేంద్రం యొక్క విద్యుత్ ఉత్పత్తి వ్యయం తక్కువగా ఉంటుంది, ఇది థర్మల్ విద్యుత్ కేంద్రం వ్యయంలో కేవలం 1/5 నుండి 1/8 వంతు మాత్రమే ఉంటుంది, మరియు జలవిద్యుత్ కేంద్రం యొక్క శక్తి వినియోగ రేటు 85% కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది, అయితే బొగ్గు ఆధారిత థర్మల్ విద్యుత్ కేంద్రం యొక్క శక్తి సామర్థ్యం కేవలం 40% మాత్రమే.

జలవిద్యుత్ యొక్క ప్రతికూలతలలో ప్రధానంగా వాతావరణం వల్ల ఎక్కువగా ప్రభావితం కావడం, భౌగోళిక పరిస్థితుల వల్ల పరిమితం కావడం, ప్రారంభ దశలో భారీ పెట్టుబడి మరియు పర్యావరణానికి నష్టం కలగడం వంటివి ఉన్నాయి.
జలవిద్యుత్ ఉత్పత్తి వర్షపాతంపై ఎక్కువగా ఆధారపడి ఉంటుంది. థర్మల్ పవర్ ప్లాంట్‌లకు బొగ్గు కొనుగోలు విషయంలో, పొడి కాలమా లేక వర్షాకాలమా అనేది ఒక ముఖ్యమైన సూచిక. జలవిద్యుత్ ఉత్పత్తి సంవత్సరం మరియు రాష్ట్రాన్ని బట్టి స్థిరంగా ఉంటుంది, కానీ నెల, త్రైమాసికం మరియు ప్రాంతం వారీగా చూస్తే అది "రోజు" మీద ఆధారపడి ఉంటుంది. ఇది థర్మల్ పవర్ లాగా స్థిరమైన మరియు నమ్మకమైన విద్యుత్‌ను అందించలేదు.
వర్షాకాలం మరియు వేసవి కాలం విషయంలో దక్షిణాది, ఉత్తరాది ప్రాంతాల మధ్య చాలా తేడాలు ఉన్నాయి. అయితే, 2013 నుండి 2021 వరకు ప్రతి నెలా జరిగే జలవిద్యుత్ ఉత్పత్తి గణాంకాల ప్రకారం, స్థూలంగా చూస్తే, చైనాలో వర్షాకాలం సుమారుగా జూన్ నుండి అక్టోబర్ వరకు, వేసవి కాలం సుమారుగా డిసెంబర్ నుండి ఫిబ్రవరి వరకు ఉంటుంది. ఈ రెండింటి మధ్య వ్యత్యాసం రెట్టింపు కంటే ఎక్కువగా ఉండవచ్చు. అదే సమయంలో, పెరుగుతున్న స్థాపిత సామర్థ్యం నేపథ్యంలో, ఈ సంవత్సరం జనవరి నుండి మార్చి వరకు విద్యుత్ ఉత్పత్తి గత సంవత్సరాల కంటే గణనీయంగా తక్కువగా ఉందని, మరియు మార్చి నెలలో విద్యుత్ ఉత్పత్తి 2015 నాటి ఉత్పత్తికి సమానంగా ఉందని కూడా మనం గమనించవచ్చు. ఇది జలవిద్యుత్ రంగంలోని "అస్థిరత"ను మనకు స్పష్టంగా తెలియజేస్తుంది.

వాస్తవ పరిస్థితుల వల్ల పరిమితం. నీరు ఉన్నచోట జలవిద్యుత్ కేంద్రాలను నిర్మించలేరు. ఒక జలవిద్యుత్ కేంద్రం నిర్మాణం అనేది భూగర్భ శాస్త్రం, పల్లం, ప్రవాహ వేగం, నివాసితుల తరలింపు మరియు పరిపాలనా విభజన వంటి వాటి వల్ల కూడా పరిమితం అవుతుంది. ఉదాహరణకు, 1956లో జరిగిన జాతీయ ప్రజా కాంగ్రెస్‌లో ప్రస్తావించిన హెయిషాన్ గోర్జ్ జలవనరుల పరిరక్షణ ప్రాజెక్ట్, గాన్సు మరియు నింగ్జియా మధ్య ప్రయోజనాల సమన్వయం సరిగా లేకపోవడం వల్ల ఆమోదం పొందలేదు. ఈ సంవత్సరం రెండు సమావేశాల ప్రతిపాదనలో ఇది మళ్లీ కనిపించే వరకు, నిర్మాణం ఎప్పుడు ప్రారంభమవుతుందో ఇప్పటికీ తెలియదు.
జలవిద్యుత్ కోసం అవసరమైన పెట్టుబడి భారీగా ఉంటుంది. జలవిద్యుత్ కేంద్రాల నిర్మాణానికి అవసరమైన మట్టి, రాతి మరియు కాంక్రీట్ పనులు చాలా పెద్దవిగా ఉంటాయి, మరియు భారీ పునరావాస ఖర్చులను కూడా చెల్లించాల్సి ఉంటుంది; అంతేకాకుండా, ఈ ముందస్తు పెట్టుబడి కేవలం మూలధనం రూపంలోనే కాకుండా, సమయం రూపంలో కూడా ప్రతిఫలిస్తుంది. పునరావాసం మరియు వివిధ విభాగాల సమన్వయం అవసరం కారణంగా, అనేక జలవిద్యుత్ కేంద్రాల నిర్మాణ చక్రం ప్రణాళిక కంటే చాలా ఆలస్యం అవుతుంది.
నిర్మాణంలో ఉన్న బైహెటాన్ జలవిద్యుత్ కేంద్రాన్ని ఉదాహరణగా తీసుకుంటే, ఈ ప్రాజెక్టు 1958లో ప్రారంభమై, 1965లో "మూడవ పంచవర్ష ప్రణాళిక"లో చేర్చబడింది. అయితే, అనేక మలుపుల తర్వాత, ఇది ఆగస్టు 2011 వరకు అధికారికంగా ప్రారంభం కాలేదు. ఇప్పటి వరకు, బైహెటాన్ జలవిద్యుత్ కేంద్రం పూర్తి కాలేదు. ప్రాథమిక రూపకల్పన మరియు ప్రణాళికను మినహాయిస్తే, వాస్తవ నిర్మాణ చక్రానికి కనీసం 10 సంవత్సరాలు పడుతుంది.
పెద్ద జలాశయాలు ఆనకట్ట ఎగువ ప్రాంతాలలో భారీ ముంపునకు కారణమవుతాయి, కొన్నిసార్లు లోతట్టు ప్రాంతాలు, నదీ లోయలు, అడవులు మరియు గడ్డి మైదానాలకు నష్టం కలిగిస్తాయి. అదే సమయంలో, ఇది ప్లాంట్ చుట్టూ ఉన్న జల జీవావరణ వ్యవస్థను కూడా ప్రభావితం చేస్తుంది. ఇది చేపలు, నీటి పక్షులు మరియు ఇతర జంతువులపై తీవ్ర ప్రభావాన్ని చూపుతుంది.

03 చైనాలో జలవిద్యుత్ అభివృద్ధి ప్రస్తుత పరిస్థితి
ఇటీవలి సంవత్సరాలలో జలవిద్యుత్ ఉత్పత్తి వృద్ధిని కొనసాగించింది, కానీ గత ఐదేళ్లలో వృద్ధి రేటు తక్కువగా ఉంది.
2020లో, జలవిద్యుత్ ఉత్పత్తి సామర్థ్యం 1355.21 బిలియన్ కిలోవాట్ గంటలు (kwh)గా ఉంది, ఇది గతేడాదితో పోలిస్తే 3.9% పెరుగుదలను నమోదు చేసింది. అయితే, 13వ పంచవర్ష ప్రణాళిక కాలంలో, పవన విద్యుత్ మరియు ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్స్ రంగాలు ప్రణాళికా లక్ష్యాలను మించి వేగంగా అభివృద్ధి చెందగా, జలవిద్యుత్ రంగం మాత్రం ప్రణాళికా లక్ష్యాలలో సుమారు సగాన్ని మాత్రమే పూర్తి చేసింది. గత 20 సంవత్సరాలుగా, మొత్తం విద్యుత్ ఉత్పత్తిలో జలవిద్యుత్ వాటా 14% – 19% మధ్య సాపేక్షంగా స్థిరంగా కొనసాగుతోంది.

చైనా విద్యుత్ ఉత్పత్తి వృద్ధి రేటును పరిశీలిస్తే, గత ఐదేళ్లలో జలవిద్యుత్ వృద్ధి రేటు మందగించి, ప్రాథమికంగా సుమారు 5% వద్ద నిలిచిపోయిందని గమనించవచ్చు.
ఈ మందగమనానికి కారణాలు, ఒకవైపు, చిన్న జలవిద్యుత్ కేంద్రాలను మూసివేయడం అని నేను భావిస్తున్నాను, పర్యావరణాన్ని పరిరక్షించడానికి మరియు పునరుద్ధరించడానికి ఉద్దేశించిన 13వ పంచవర్ష ప్రణాళికలో ఇది స్పష్టంగా పేర్కొనబడింది. ఒక్క సిచువాన్ ప్రావిన్స్‌లోనే 4705 చిన్న జలవిద్యుత్ కేంద్రాలు ఉన్నాయి, వాటిని సరిదిద్ది, ఉపసంహరించుకోవలసి ఉంది;
మరోవైపు, చైనా యొక్క భారీ జలవిద్యుత్ అభివృద్ధి వనరులు సరిపోవు. చైనా త్రీ గోర్జెస్, గెజౌబా, వుడాంగ్డే, జియాంగ్జియాబా మరియు బైహెటాన్ వంటి అనేక జలవిద్యుత్ కేంద్రాలను నిర్మించింది. భారీ జలవిద్యుత్ కేంద్రాల పునర్నిర్మాణానికి వనరులు యార్లంగ్ జాంగ్బో నది యొక్క "పెద్ద వంపు" మాత్రమే కావచ్చు. అయితే, ఈ ప్రాంతంలో భౌగోళిక నిర్మాణం, ప్రకృతి సంరక్షణ కేంద్రాల పర్యావరణ నియంత్రణ మరియు చుట్టుపక్కల దేశాలతో సంబంధాలు వంటి అంశాలు ఇమిడి ఉన్నందున, గతంలో దీనిని పరిష్కరించడం కష్టంగా ఉండేది.
అదే సమయంలో, గత 20 సంవత్సరాల విద్యుత్ ఉత్పత్తి వృద్ధి రేటును పరిశీలిస్తే, థర్మల్ విద్యుత్ వృద్ధి రేటు ప్రాథమికంగా మొత్తం విద్యుత్ ఉత్పత్తి వృద్ధి రేటుతో సమకాలీనంగా ఉందని, అయితే జలవిద్యుత్ వృద్ధి రేటు మొత్తం విద్యుత్ ఉత్పత్తి వృద్ధి రేటుతో సంబంధం లేకుండా "ఒక సంవత్సరం విడిచి ఒక సంవత్సరం పెరుగుతున్న" స్థితిని చూపుతోందని కూడా గమనించవచ్చు. థర్మల్ విద్యుత్ అధిక నిష్పత్తికి కారణాలు ఉన్నప్పటికీ, ఇది కొంతవరకు జలవిద్యుత్ యొక్క అస్థిరతను కూడా ప్రతిబింబిస్తుంది.
థర్మల్ విద్యుత్ వాటా తగ్గుతున్న ప్రక్రియలో జలవిద్యుత్ పెద్ద పాత్ర పోషించలేదు. ఇది వేగంగా అభివృద్ధి చెందుతున్నప్పటికీ, జాతీయ విద్యుత్ ఉత్పత్తిలో భారీ పెరుగుదల నేపథ్యంలో మొత్తం విద్యుత్ ఉత్పత్తిలో తన వాటాను మాత్రమే నిలబెట్టుకోగలుగుతోంది. థర్మల్ విద్యుత్ వాటా తగ్గడానికి ప్రధాన కారణం పవన విద్యుత్, ఫోటోవోల్టాయిక్, సహజ వాయువు, అణుశక్తి వంటి ఇతర స్వచ్ఛమైన ఇంధన వనరులే.

జలవిద్యుత్ వనరుల అధిక కేంద్రీకరణ
సిచువాన్ మరియు యునాన్ ప్రావిన్సుల మొత్తం జలవిద్యుత్ ఉత్పత్తి, జాతీయ జలవిద్యుత్ ఉత్పత్తిలో దాదాపు సగం వాటాను కలిగి ఉంది. దీని ఫలితంగా, జలవిద్యుత్ వనరులు సమృద్ధిగా ఉన్న ప్రాంతాలు స్థానిక జలవిద్యుత్ ఉత్పత్తిని వినియోగించుకోలేకపోవడం ఒక సమస్యగా మారింది, దీనివల్ల శక్తి వృధా అవుతుంది. చైనాలోని ప్రధాన నదీ పరీవాహక ప్రాంతాలలో వృధా అయ్యే నీరు మరియు విద్యుత్‌లో మూడింట రెండు వంతులు, అంటే 20.2 బిలియన్ కిలోవాట్ గంటల వరకు, సిచువాన్ ప్రావిన్స్ నుండే వస్తుంది. అదే సమయంలో, సిచువాన్ ప్రావిన్స్‌లో వృధా అయ్యే విద్యుత్‌లో సగానికి పైగా దాదు నది ప్రధాన ప్రవాహం నుండే వస్తుంది.
ప్రపంచవ్యాప్తంగా, గత 10 సంవత్సరాలలో చైనా జలవిద్యుత్ రంగం వేగంగా అభివృద్ధి చెందింది. ప్రపంచ జలవిద్యుత్ వృద్ధిని చైనా దాదాపుగా తన సొంత బలంతోనే నడిపించింది. ప్రపంచ జలవిద్యుత్ వినియోగ వృద్ధిలో దాదాపు 80% చైనా నుండే వస్తుంది, మరియు ప్రపంచ జలవిద్యుత్ వినియోగంలో చైనా వాటా 30% కంటే ఎక్కువగా ఉంది.
అయితే, చైనా మొత్తం ప్రాథమిక శక్తి వినియోగంలో ఇంత భారీ జలవిద్యుత్ వినియోగం వాటా ప్రపంచ సగటు కంటే కొద్దిగా మాత్రమే ఎక్కువ, 2019లో ఇది 8% కంటే తక్కువ. కెనడా మరియు నార్వే వంటి అభివృద్ధి చెందిన దేశాలతో పోల్చకపోయినా, అభివృద్ధి చెందుతున్న దేశమైన బ్రెజిల్‌తో పోలిస్తే జలవిద్యుత్ వినియోగ వాటా చాలా తక్కువ. చైనా 680 మిలియన్ కిలోవాట్ల జలవిద్యుత్ వనరులతో ప్రపంచంలో మొదటి స్థానంలో ఉంది. 2020 నాటికి, జలవిద్యుత్ స్థాపిత సామర్థ్యం 370 మిలియన్ కిలోవాట్లకు చేరుకుంటుంది. ఈ దృక్కోణంలో చూస్తే, చైనా జలవిద్యుత్ పరిశ్రమకు అభివృద్ధి చెందడానికి ఇంకా చాలా అవకాశం ఉంది.

04 చైనాలో జలవిద్యుత్ భవిష్యత్ అభివృద్ధి ధోరణి
రాబోయే కొన్నేళ్లలో జలవిద్యుత్ వృద్ధి వేగవంతమవుతుంది మరియు మొత్తం విద్యుత్ ఉత్పత్తిలో దాని వాటా పెరుగుతూనే ఉంటుంది.
ఒకవైపు, 14వ పంచవర్ష ప్రణాళిక కాలంలో, త్రీ గోర్జెస్ గ్రూప్‌లోని వుడాంగ్‌డే, బైహెటాన్ జలవిద్యుత్ కేంద్రాలు మరియు యాలాంగ్ నది మధ్య భాగంలోని జలవిద్యుత్ కేంద్రంతో సహా, చైనాలో 50 మిలియన్ కిలోవాట్లకు పైగా జలవిద్యుత్‌ను వినియోగంలోకి తీసుకురావచ్చు. అంతేకాకుండా, యార్లంగ్ జాంగ్బో నది దిగువ భాగంలోని జలవిద్యుత్ అభివృద్ధి ప్రాజెక్టును 14వ పంచవర్ష ప్రణాళికలో చేర్చారు. దీనిలో సాంకేతికంగా వినియోగించుకోగల 70 మిలియన్ కిలోవాట్ల వనరులు ఉన్నాయి, ఇది మూడు త్రీ గోర్జెస్ జలవిద్యుత్ కేంద్రాలకు సమానం. దీని అర్థం జలవిద్యుత్ రంగం మరోసారి గొప్ప అభివృద్ధిని సాధించింది;
మరోవైపు, థర్మల్ విద్యుత్ పరిమాణం తగ్గడం స్పష్టంగా ఊహించదగినదే. పర్యావరణ పరిరక్షణ, ఇంధన భద్రత మరియు సాంకేతిక అభివృద్ధి దృక్కోణాల నుండి చూసినా, విద్యుత్ రంగంలో థర్మల్ విద్యుత్ ప్రాముఖ్యత క్రమంగా తగ్గుతూనే ఉంటుంది.
రాబోయే కొన్నేళ్లలో, జలవిద్యుత్ అభివృద్ధి వేగాన్ని నూతన ఇంధన రంగంతో పోల్చలేము. మొత్తం విద్యుత్ ఉత్పత్తి నిష్పత్తిలో కూడా, ఆలస్యంగా రంగంలోకి దిగిన నూతన ఇంధన రంగాల చేతిలో ఇది వెనుకబడవచ్చు. కాలం గడిచే కొద్దీ, నూతన ఇంధన రంగం చేతిలో ఇది పూర్తిగా అధిగమించబడుతుందని చెప్పవచ్చు.