మానవ అభివృద్ధి మరియు జలవిద్యుత్ వనరుల వినియోగంపై ప్రాథమిక పరిజ్ఞానం

1. జల శక్తి వనరులు
జలవిద్యుత్ వనరుల మానవ అభివృద్ధి మరియు వినియోగ చరిత్ర ప్రాచీన కాలం నాటిది. చైనా ప్రజా గణతంత్రం యొక్క పునరుత్పాదక శక్తి చట్టం యొక్క వ్యాఖ్యానం (జాతీయ ప్రజా కాంగ్రెస్ స్థాయీ సంఘం యొక్క చట్ట కార్యవర్గం ద్వారా సవరించబడింది) ప్రకారం, జలశక్తి యొక్క నిర్వచనం ఈ విధంగా ఉంది: గాలి మరియు సూర్యుని వేడి వలన నీరు ఆవిరై, నీటి ఆవిరి వర్షం మరియు మంచుగా ఏర్పడుతుంది. ఈ వర్షం మరియు మంచు పడటం వలన నదులు మరియు వాగులు ఏర్పడతాయి. నీటి ప్రవాహం శక్తిని ఉత్పత్తి చేస్తుంది, దీనినే జలశక్తి అంటారు.
సమకాలీన జలవిద్యుత్ వనరుల అభివృద్ధి మరియు వినియోగంలో ప్రధాన అంశం జలవిద్యుత్ వనరుల అభివృద్ధి మరియు వినియోగమే, అందువల్ల ప్రజలు సాధారణంగా జలశక్తి వనరులు, జలశక్తి వనరులు మరియు జలవిద్యుత్ శక్తి వనరులను పర్యాయపదాలుగా ఉపయోగిస్తారు. అయితే, వాస్తవానికి, జలవిద్యుత్ వనరులలో జల ఉష్ణ శక్తి వనరులు, జలశక్తి వనరులు మరియు సముద్రపు నీటి శక్తి వనరులు వంటి అనేక రకాల అంశాలు ఇమిడి ఉంటాయి.

(1) నీరు మరియు ఉష్ణ శక్తి వనరులు
నీరు మరియు ఉష్ణ శక్తి వనరులను సాధారణంగా సహజ వేడి నీటి బుగ్గలు అని పిలుస్తారు. ప్రాచీన కాలంలో, ప్రజలు స్నానపు గదులు నిర్మించుకోవడానికి, స్నానం చేయడానికి, అనారోగ్యాలకు చికిత్స చేసుకోవడానికి మరియు వ్యాయామం చేయడానికి సహజ వేడి నీటి బుగ్గల యొక్క నీరు మరియు ఉష్ణ వనరులను నేరుగా ఉపయోగించడం ప్రారంభించారు. ఆధునిక ప్రజలు కూడా విద్యుత్ ఉత్పత్తి మరియు వేడి చేయడం కోసం నీరు మరియు ఉష్ణ శక్తి వనరులను ఉపయోగిస్తున్నారు. ఉదాహరణకు, ఐస్‌లాండ్‌లో 2003లో 7.08 బిలియన్ కిలోవాట్ గంటల జలవిద్యుత్ ఉత్పత్తి జరిగింది, అందులో 1.41 బిలియన్ కిలోవాట్ గంటల విద్యుత్‌ను భూగర్భ ఉష్ణశక్తి (అంటే నీటి ఉష్ణ శక్తి వనరులు) ఉపయోగించి ఉత్పత్తి చేశారు. ఆ దేశ నివాసితులలో 86% మంది వేడి చేయడం కోసం భూగర్భ ఉష్ణశక్తిని (నీటి ఉష్ణ శక్తి వనరులను) ఉపయోగించారు. 25,000 కిలోవాట్ల స్థాపిత సామర్థ్యంతో యాంగ్‌బాజింగ్ విద్యుత్ కేంద్రం జిజాంగ్‌లో నిర్మించబడింది, ఇది కూడా విద్యుత్తును ఉత్పత్తి చేయడానికి భూగర్భ ఉష్ణశక్తిని (నీరు మరియు ఉష్ణ శక్తి వనరులను) ఉపయోగిస్తుంది. నిపుణుల అంచనా ప్రకారం, చైనాలో ప్రతి సంవత్సరం దాదాపు 100 మీటర్ల లోతులో నేల నుండి సేకరించగల అల్ప-ఉష్ణోగ్రత శక్తి (భూగర్భ జలాలను మాధ్యమంగా ఉపయోగించి) 150 బిలియన్ కిలోవాట్లకు చేరుకోగలదు. ప్రస్తుతం, చైనాలో భూఉష్ణ విద్యుత్ ఉత్పత్తి యొక్క స్థాపిత సామర్థ్యం 35300 కిలోవాట్లుగా ఉంది.
(2) జలశక్తి వనరులు
జలశక్తిలో నీటి గతిజ మరియు స్థితిజ శక్తి ఉంటాయి. ప్రాచీన చైనాలో, నీటిపారుదల, ధాన్యం శుద్ధి మరియు వరి పొట్టు తీయడం కోసం నీటి చక్రాలు, నీటి మిల్లులు వంటి యంత్రాలను నిర్మించడానికి ఉధృతంగా ప్రవహించే నదులు, జలపాతాలు మరియు వాగుల వంటి జలశక్తి వనరులను విస్తృతంగా ఉపయోగించుకున్నారు. 1830వ దశకంలో, ఐరోపాలో పిండి మిల్లులు, పత్తి మిల్లులు మరియు గనుల తవ్వకం వంటి భారీ పరిశ్రమలకు శక్తిని అందించడానికి జలశక్తి కేంద్రాలు అభివృద్ధి చేయబడి, ఉపయోగించబడ్డాయి. నీటిని పైకి ఎత్తడానికి మరియు నీటిపారుదల కోసం అపకేంద్ర బలాన్ని ఉత్పత్తి చేయడానికి అపకేంద్ర నీటి పంపులను నేరుగా నడిపే ఆధునిక నీటి టర్బైన్‌లు, అలాగే నీటి ప్రవాహాన్ని ఉపయోగించి వాటర్ హామర్ పీడనాన్ని సృష్టించి, నీటిని పైకి ఎత్తడానికి మరియు నీటిపారుదల కోసం అధిక నీటి పీడనాన్ని ఏర్పరిచే వాటర్ హామర్ పంప్ స్టేషన్‌లు అన్నీ జలశక్తి వనరుల ప్రత్యక్ష అభివృద్ధి మరియు వినియోగమే.
(3) జలవిద్యుత్ శక్తి వనరులు
1880వ దశకంలో, విద్యుత్తును కనుగొన్నప్పుడు, విద్యుదయస్కాంత సిద్ధాంతం ఆధారంగా విద్యుత్ మోటార్లను తయారు చేశారు. అలాగే, జలవిద్యుత్ కేంద్రాలలోని జలశక్తిని విద్యుత్ శక్తిగా మార్చి వినియోగదారులకు అందించడానికి జలవిద్యుత్ ప్లాంట్లను నిర్మించారు. ఇది జలవిద్యుత్ శక్తి వనరుల యొక్క ఉధృతమైన అభివృద్ధి మరియు వినియోగ కాలానికి నాంది పలికింది.
మనం ఇప్పుడు ప్రస్తావిస్తున్న జలశక్తి వనరులను సాధారణంగా జలవిద్యుత్ వనరులు అని పిలుస్తారు. నదీ జల వనరులతో పాటు, సముద్రంలో కూడా అపారమైన ఆటుపోట్లు, తరంగాలు, లవణ శక్తి మరియు ఉష్ణోగ్రత శక్తి ఉన్నాయి. ప్రపంచ సముద్ర జలశక్తి వనరులు 76 బిలియన్ కిలోవాట్లు అని అంచనా వేయబడింది, ఇది భూమిపై ఉన్న నదీ జలశక్తి యొక్క సైద్ధాంతిక నిల్వల కంటే 15 రెట్లు ఎక్కువ. వాటిలో, ఆటుపోట్ల శక్తి 3 బిలియన్ కిలోవాట్లు, తరంగ శక్తి 3 బిలియన్ కిలోవాట్లు, ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాస శక్తి 40 బిలియన్ కిలోవాట్లు మరియు లవణ వ్యత్యాస శక్తి 30 బిలియన్ కిలోవాట్లు. ప్రస్తుతం, మానవులు సముద్ర జలశక్తి వనరులను పెద్ద ఎత్తున వినియోగించుకోవడంలో, ఆటుపోట్ల శక్తి యొక్క అభివృద్ధి మరియు వినియోగ సాంకేతికత మాత్రమే ఆచరణాత్మక దశకు చేరుకుంది. ఇతర శక్తి వనరుల అభివృద్ధి మరియు వినియోగం సాంకేతిక మరియు ఆర్థిక సాధ్యతలో పురోగతి ఫలితాలను సాధించడానికి మరియు ఆచరణాత్మక అభివృద్ధి మరియు వినియోగాన్ని సాధించడానికి ఇంకా మరిన్ని పరిశోధనలు అవసరం. మనం సాధారణంగా ప్రస్తావించే సముద్ర శక్తి యొక్క అభివృద్ధి మరియు వినియోగం ప్రధానంగా ఆటుపోట్ల శక్తి యొక్క అభివృద్ధి మరియు వినియోగమే. భూమి యొక్క సముద్ర ఉపరితలంపై చంద్రుడు మరియు సూర్యుని ఆకర్షణ వలన నీటి మట్టంలో ఆవర్తన హెచ్చుతగ్గులు ఏర్పడతాయి, వీటిని సముద్రపు ఆటుపోట్లు అని పిలుస్తారు. సముద్రపు నీటిలోని ఈ హెచ్చుతగ్గులు ఆటుపోటు శక్తిని ఏర్పరుస్తాయి. సూత్రప్రాయంగా, ఆటుపోటు శక్తి అనేది ఆటుపోటు స్థాయిలలోని హెచ్చుతగ్గుల ద్వారా ఉత్పన్నమయ్యే ఒక యాంత్రిక శక్తి.
11వ శతాబ్దంలో టైడల్ మిల్లులు ఉనికిలోకి వచ్చాయి, మరియు 20వ శతాబ్దం ప్రారంభంలో, జర్మనీ మరియు ఫ్రాన్స్ చిన్న టైడల్ పవర్ స్టేషన్లను నిర్మించడం ప్రారంభించాయి.
ప్రపంచవ్యాప్తంగా వినియోగించుకోగల అలల శక్తి 1 బిలియన్ నుండి 1.1 బిలియన్ కిలోవాట్ల మధ్య ఉందని, దీని ద్వారా వార్షికంగా సుమారు 1240 బిలియన్ కిలోవాట్ గంటల విద్యుత్ ఉత్పత్తి జరుగుతుందని అంచనా. చైనా యొక్క వినియోగించుకోగల అలల శక్తి వనరులు 21.58 మిలియన్ కిలోవాట్ల స్థాపిత సామర్థ్యాన్ని మరియు 30 బిలియన్ కిలోవాట్ గంటల వార్షిక విద్యుత్ ఉత్పత్తిని కలిగి ఉన్నాయి.
ప్రస్తుతం ప్రపంచంలోనే అతిపెద్ద టైడల్ పవర్ స్టేషన్ ఫ్రాన్స్‌లోని రెన్నెస్ టైడల్ పవర్ స్టేషన్, దీని స్థాపిత సామర్థ్యం 240000 కిలోవాట్లు. చైనాలోని మొదటి టైడల్ పవర్ స్టేషన్, గ్వాంగ్‌డాంగ్‌లోని జిజౌ టైడల్ పవర్ స్టేషన్, 40 కిలోవాట్ల స్థాపిత సామర్థ్యంతో 1958లో నిర్మించబడింది. 1985లో నిర్మించిన జెజియాంగ్ జియాంగ్‌జియా టైడల్ పవర్ స్టేషన్, మొత్తం 3200 కిలోవాట్ల స్థాపిత సామర్థ్యంతో ప్రపంచంలో మూడవ స్థానంలో ఉంది.
దీనికి అదనంగా, చైనా సముద్రాలలో తరంగ శక్తి నిల్వలు సుమారు 12.85 మిలియన్ కిలోవాట్లు, ఆటుపోట్ల శక్తి సుమారు 13.94 మిలియన్ కిలోవాట్లు, లవణ వ్యత్యాస శక్తి సుమారు 125 మిలియన్ కిలోవాట్లు, మరియు ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాస శక్తి సుమారు 1.321 బిలియన్ కిలోవాట్లుగా ఉన్నాయి. సారాంశంలో, చైనాలోని మొత్తం సముద్ర శక్తి సుమారు 1.5 బిలియన్ కిలోవాట్లు, ఇది 694 మిలియన్ కిలోవాట్ల భూ నదీ జలవిద్యుత్ సిద్ధాంతపరమైన నిల్వ కంటే రెండింతలు ఎక్కువ, మరియు దీని అభివృద్ధికి, వినియోగానికి విస్తృత అవకాశాలు ఉన్నాయి. ఈ రోజుల్లో, ప్రపంచవ్యాప్తంగా ఉన్న దేశాలు సముద్రంలో దాగి ఉన్న అపారమైన శక్తి వనరులను అభివృద్ధి చేయడానికి మరియు వినియోగించుకోవడానికి సాంకేతిక విధానాలపై పరిశోధనలో భారీగా పెట్టుబడులు పెడుతున్నాయి.
2. జలవిద్యుత్ శక్తి వనరులు
జలవిద్యుత్ శక్తి వనరులు సాధారణంగా నదీ జల ప్రవాహం యొక్క స్థితిజ మరియు గతిజ శక్తిని ఉపయోగించి పనిని పూర్తి చేయడం మరియు విద్యుత్తును ఉత్పత్తి చేయడానికి జలవిద్యుత్ జనరేటర్ల భ్రమణాన్ని నడపడం అనే ప్రక్రియను సూచిస్తాయి. బొగ్గు, చమురు, సహజ వాయువు మరియు అణు విద్యుత్ ఉత్పత్తికి పునరుత్పాదకం కాని ఇంధన వనరుల వినియోగం అవసరం కాగా, జలవిద్యుత్ ఉత్పత్తి నీటి వనరులను వినియోగించకుండా, నదీ ప్రవాహ శక్తిని ఉపయోగించుకుంటుంది.
(1) ప్రపంచ జలవిద్యుత్ శక్తి వనరులు
ప్రపంచవ్యాప్తంగా నదులలో ఉన్న జలవిద్యుత్ వనరుల మొత్తం నిల్వలు 5.05 బిలియన్ కిలోవాట్లు కాగా, వీటి ద్వారా వార్షిక విద్యుత్ ఉత్పత్తి 44.28 ట్రిలియన్ కిలోవాట్ గంటల వరకు ఉంటుంది; సాంకేతికంగా వినియోగించుకోగల జలవిద్యుత్ వనరులు 2.26 బిలియన్ కిలోవాట్లు కాగా, వీటి ద్వారా వార్షిక విద్యుత్ ఉత్పత్తి 9.8 ట్రిలియన్ కిలోవాట్ గంటలకు చేరుకోగలదు.
1878లో, ఫ్రాన్స్ 25 కిలోవాట్ల స్థాపిత సామర్థ్యంతో ప్రపంచంలోనే మొట్టమొదటి జలవిద్యుత్ కేంద్రాన్ని నిర్మించింది. ఇప్పటివరకు, ప్రపంచవ్యాప్తంగా స్థాపిత జలవిద్యుత్ సామర్థ్యం 760 మిలియన్ కిలోవాట్లను మించిపోయింది, దీని వార్షిక విద్యుత్ ఉత్పత్తి 3 ట్రిలియన్ కిలోవాట్ గంటలుగా ఉంది.
(2) చైనా జలవిద్యుత్ వనరులు
ప్రపంచంలో అత్యంత సంపన్నమైన జలవిద్యుత్ శక్తి వనరులు కలిగిన దేశాలలో చైనా ఒకటి. జలవిద్యుత్ వనరులపై జరిగిన తాజా సర్వే ప్రకారం, చైనాలో నదీ జలాల శక్తి యొక్క సైద్ధాంతిక నిల్వలు 694 మిలియన్ కిలోవాట్లు కాగా, వార్షిక సైద్ధాంతిక విద్యుత్ ఉత్పత్తి 6.08 ట్రిలియన్ కిలోవాట్ గంటలుగా ఉంది. జలవిద్యుత్ సైద్ధాంతిక నిల్వల విషయంలో ఇది ప్రపంచంలోనే మొదటి స్థానంలో ఉంది; చైనా జలవిద్యుత్ వనరుల సాంకేతికంగా వినియోగించుకోగల సామర్థ్యం 542 మిలియన్ కిలోవాట్లు కాగా, దీని వార్షిక విద్యుత్ ఉత్పత్తి 2.47 ట్రిలియన్ కిలోవాట్ గంటలు. అలాగే, ఆర్థికంగా వినియోగించుకోగల సామర్థ్యం 402 ​​మిలియన్ కిలోవాట్లు కాగా, దీని వార్షిక విద్యుత్ ఉత్పత్తి 1.75 ట్రిలియన్ కిలోవాట్ గంటలు. ఈ రెండింటిలోనూ ఇది ప్రపంచంలోనే మొదటి స్థానంలో ఉంది.
1905 జూలైలో, చైనా యొక్క మొట్టమొదటి జలవిద్యుత్ కేంద్రం, తైవాన్ ప్రావిన్స్‌లోని గుయిషాన్ జలవిద్యుత్ కేంద్రం, 500 kVA స్థాపిత సామర్థ్యంతో నిర్మించబడింది. 1912లో, చైనా ప్రధాన భూభాగంలోని మొట్టమొదటి జలవిద్యుత్ కేంద్రం, యునాన్ ప్రావిన్స్‌లోని కున్మింగ్‌లో ఉన్న షిలోంగ్‌బా జలవిద్యుత్ కేంద్రం, 480 కిలోవాట్ల స్థాపిత సామర్థ్యంతో విద్యుత్ ఉత్పత్తి కోసం పూర్తి చేయబడింది. 1949లో, దేశంలో జలవిద్యుత్ స్థాపిత సామర్థ్యం 163000 కిలోవాట్లుగా ఉండేది; 1999 చివరి నాటికి, ఇది 72.97 మిలియన్ కిలోవాట్లకు అభివృద్ధి చెందింది, ఇది యునైటెడ్ స్టేట్స్ తర్వాత రెండవ స్థానంలో మరియు ప్రపంచంలో రెండవ స్థానంలో నిలిచింది; 2005 నాటికి, చైనాలో జలవిద్యుత్ మొత్తం స్థాపిత సామర్థ్యం 115 మిలియన్ కిలోవాట్లకు చేరుకుంది, ఇది ప్రపంచంలో మొదటి స్థానంలో నిలిచింది, వినియోగించదగిన జలవిద్యుత్ సామర్థ్యంలో 14.4% మరియు జాతీయ విద్యుత్ పరిశ్రమ మొత్తం స్థాపిత సామర్థ్యంలో 20% వాటాను కలిగి ఉంది.
(3) జలవిద్యుత్ శక్తి యొక్క లక్షణాలు
ప్రకృతి యొక్క జలచక్రం ద్వారా జలవిద్యుత్ శక్తి పదేపదే పునరుత్పత్తి అవుతుంది మరియు దీనిని మానవులు నిరంతరం ఉపయోగించుకోవచ్చు. జలవిద్యుత్ శక్తి యొక్క పునరుత్పాదకతను వర్ణించడానికి ప్రజలు తరచుగా 'అక్షయమైనది' అనే పదాన్ని ఉపయోగిస్తారు.
జలవిద్యుత్ శక్తి ఉత్పత్తి మరియు నిర్వహణ సమయంలో ఇంధనాన్ని వినియోగించదు లేదా హానికరమైన పదార్థాలను విడుదల చేయదు. దీని నిర్వహణ మరియు కార్యాచరణ ఖర్చులు, విద్యుత్ ఉత్పత్తి ఖర్చులు మరియు పర్యావరణ ప్రభావం థర్మల్ విద్యుత్ ఉత్పత్తితో పోలిస్తే చాలా తక్కువగా ఉంటాయి, అందువల్ల ఇది తక్కువ ఖర్చుతో కూడిన హరిత ఇంధన వనరుగా నిలుస్తుంది.
జలవిద్యుత్ శక్తికి మంచి నియంత్రణ పనితీరు, వేగవంతమైన ప్రారంభం ఉంటాయి మరియు ఇది పవర్ గ్రిడ్ నిర్వహణలో పీక్ షేవింగ్ పాత్రను పోషిస్తుంది. ఇది వేగవంతమైనది మరియు సమర్థవంతమైనది, అత్యవసర మరియు ప్రమాద పరిస్థితులలో విద్యుత్ సరఫరా నష్టాలను తగ్గిస్తుంది మరియు విద్యుత్ సరఫరా భద్రతను నిర్ధారిస్తుంది.
జలవిద్యుత్ శక్తి మరియు ఖనిజ శక్తి వనరుల ఆధారిత ప్రాథమిక శక్తికి చెందినవి, వీటిని విద్యుత్ శక్తిగా మార్చి ద్వితీయ శక్తి అని పిలుస్తారు. జలవిద్యుత్ శక్తి అభివృద్ధి అనేది ప్రాథమిక శక్తి అభివృద్ధి మరియు ద్వితీయ శక్తి ఉత్పత్తి రెండింటినీ ఏకకాలంలో పూర్తి చేసే ఒక శక్తి వనరు. దీనికి ప్రాథమిక శక్తి నిర్మాణం మరియు ద్వితీయ శక్తి నిర్మాణం అనే రెండు విధులు ఉంటాయి; దీనివల్ల శక్తి ఖనిజాల వెలికితీత, రవాణా మరియు నిల్వ ప్రక్రియ అవసరం ఉండదు, తద్వారా ఇంధన ఖర్చులు గణనీయంగా తగ్గుతాయి.
జలవిద్యుత్ అభివృద్ధి కోసం జలాశయాల నిర్మాణం స్థానిక ప్రాంతాల పర్యావరణాన్ని మారుస్తుంది. ఒకవైపు, దీనివల్ల కొంత భూమి మునిగిపోవాల్సి వస్తుంది, ఫలితంగా వలసదారులను వేరే చోటికి తరలించాల్సి వస్తుంది; మరోవైపు, ఇది ఆ ప్రాంతం యొక్క సూక్ష్మ వాతావరణాన్ని పునరుద్ధరించగలదు, ఒక కొత్త జల పర్యావరణాన్ని సృష్టించగలదు, జీవుల మనుగడను ప్రోత్సహించగలదు, మరియు మానవ వరద నియంత్రణ, నీటిపారుదల, పర్యాటకం, మరియు నౌకా రవాణా అభివృద్ధిని సులభతరం చేయగలదు. అందువల్ల, జలవిద్యుత్ ప్రాజెక్టుల ప్రణాళికలో, పర్యావరణంపై ప్రతికూల ప్రభావాన్ని తగ్గించడానికి సమగ్రంగా దృష్టి పెట్టాలి, మరియు జలవిద్యుత్ అభివృద్ధి వల్ల నష్టాల కంటే ప్రయోజనాలే ఎక్కువ.
జలవిద్యుత్ శక్తి వల్ల కలిగే ప్రయోజనాల కారణంగా, ప్రపంచవ్యాప్తంగా ఉన్న దేశాలు ఇప్పుడు జలవిద్యుత్ అభివృద్ధికి ప్రాధాన్యతనిచ్చే విధానాలను అవలంబిస్తున్నాయి. 1990వ దశకంలో, బ్రెజిల్ మొత్తం స్థాపిత సామర్థ్యంలో జలవిద్యుత్ వాటా 93.2%గా ఉండగా, నార్వే, స్విట్జర్లాండ్, న్యూజిలాండ్ మరియు కెనడా వంటి దేశాలలో జలవిద్యుత్ నిష్పత్తి 50% కంటే ఎక్కువగా ఉంది.
1990లో, ప్రపంచంలోని కొన్ని దేశాలలో వినియోగించదగిన విద్యుత్తులో జలవిద్యుత్ ఉత్పత్తి నిష్పత్తి అదే కాలంలో ఫ్రాన్స్‌లో 74%, స్విట్జర్లాండ్‌లో 72%, జపాన్‌లో 66%, పరాగ్వేలో 61%, యునైటెడ్ స్టేట్స్‌లో 55%, ఈజిప్ట్‌లో 54%, కెనడాలో 50%, బ్రెజిల్‌లో 17.3%, భారతదేశంలో 11% మరియు చైనాలో 6.6%గా ఉంది.