Çin'in ilk hidroelektrik santrali olan Shilongba Hidroelektrik Santrali'nin inşaatına 1910 yılında başlanmasının üzerinden 111 yıl geçti. Bu 100 yılı aşkın sürede, Shilongba Hidroelektrik Santrali'nin kurulu kapasitesi sadece 480 kW iken, bugün dünyada birinci sırada yer alan 370 milyon kW'a ulaşarak Çin'in su ve elektrik endüstrisi kayda değer başarılara imza attı. Biz kömür endüstrisindeyiz ve hidroelektrik hakkında az çok haber duyuyoruz, ancak hidroelektrik endüstrisi hakkında çok fazla bilgimiz yok.
01 Hidroelektrik santrallerinin enerji üretim prensibi
Hidroelektrik enerji aslında suyun potansiyel enerjisini mekanik enerjiye, ardından da mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürme işlemidir. Genel olarak, akan nehir suyunu kullanarak motoru döndürüp enerji üretmektir ve bir nehirde veya havzasının bir bölümünde bulunan enerji, su hacmine ve su seviyesindeki düşüşe bağlıdır.
Nehrin su hacmi hiçbir tüzel kişi tarafından kontrol edilmemektedir ve su seviyesindeki düşüş sorun teşkil etmemektedir. Bu nedenle, bir hidroelektrik santrali inşa edilirken, su kaynaklarının kullanım oranını artırmak amacıyla baraj inşa edip suyu su seviyesi düşüşüne yönlendirmek tercih edilebilir.
Baraj yapımı, nehir yatağında büyük eğim bulunan bir bölüme baraj inşa etmek, su depolamak ve su seviyesini yükseltmek için bir rezervuar oluşturmaktır; örneğin Üç Boğaz Hidroelektrik Santrali. Su yönlendirme ise, suyun yukarı havzadaki rezervuardan aşağı havzaya bir yönlendirme kanalı aracılığıyla aktarılması anlamına gelir; örneğin Jinping II Hidroelektrik Santrali.
02 hidroelektrik enerjisinin özellikleri
Hidroelektrik enerjisinin avantajları başlıca çevre koruma ve yenilenebilirlik, yüksek verimlilik ve esneklik, düşük bakım maliyeti vb. özelliklerdir.
Hidroelektrik enerjisinin en büyük avantajı çevre koruma ve yenilenebilirlik olmalıdır. Hidroelektrik enerji sadece sudaki enerjiyi kullanır, su tüketmez ve kirliliğe neden olmaz.
Hidroelektrik enerji üretiminin ana güç ekipmanı olan su türbinli jeneratör seti, yalnızca verimli değil, aynı zamanda başlatma ve işletme açısından da esnektir. Statik durumdan birkaç dakika içinde hızla çalışmaya başlayabilir ve yükü artırma ve azaltma görevini birkaç saniye içinde tamamlayabilir. Hidroelektrik enerji, enerji sisteminin tepe yük azaltma, frekans modülasyonu, yük yedekleme ve kaza yedekleme görevlerini üstlenebilir.
Hidroelektrik enerji üretimi yakıt tüketmez, yakıtın çıkarılması ve taşınması için çok fazla insan gücü ve tesis yatırımı gerektirmez, basit ekipmanlara, az sayıda operatöre, daha az yardımcı güce, uzun ekipman ömrüne ve düşük işletme ve bakım maliyetlerine sahiptir. Bu nedenle, hidroelektrik santralinin enerji üretim maliyeti düşüktür, termik santralin maliyetinin sadece 1/5-1/8'i kadardır ve hidroelektrik santralinin enerji kullanım oranı %85'in üzerindedir, oysa kömürle çalışan termik santrallerin enerji verimliliği sadece yaklaşık %40'tır.
Hidroelektrik enerjisinin dezavantajları arasında başlıca iklimden büyük ölçüde etkilenmesi, coğrafi koşullarla sınırlı olması, ilk aşamada büyük yatırım gerektirmesi ve ekolojik çevreye zarar vermesi yer almaktadır.
Hidroelektrik enerji üretimi yağışlardan büyük ölçüde etkilenir. Kurak ve yağışlı mevsimler, termik santrallerin enerji kömürü tedarikinde önemli bir referans faktörüdür. Hidroelektrik enerji üretimi yıl ve bölgeye göre istikrarlıdır, ancak ay, çeyrek ve bölgeye göre detaylandırıldığında "gün"e bağlıdır. Termik santraller gibi istikrarlı ve güvenilir bir enerji sağlayamaz.
Yağışlı ve kurak mevsimlerde Güney ve Kuzey arasında büyük farklılıklar vardır. Ancak, 2013-2021 yılları arasındaki her ay için hidroelektrik üretim istatistiklerine göre, Çin'de yağışlı mevsim genellikle Haziran-Ekim ayları, kurak mevsim ise genellikle Aralık-Şubat ayları arasındadır. İki dönem arasındaki fark iki katından fazla olabilir. Aynı zamanda, kurulu kapasitenin artmasına rağmen, bu yıl Ocak-Mart ayları arasındaki elektrik üretiminin önceki yıllara göre önemli ölçüde düşük olduğunu ve Mart ayındaki elektrik üretiminin 2015 yılındakiyle aynı seviyede olduğunu da görüyoruz. Bu, hidroelektrik enerjisinin "istikrarsızlığını" görmemiz için yeterlidir.
Nesnel koşullarla sınırlıdır. Hidroelektrik santralleri suyun olduğu her yere inşa edilemez. Bir hidroelektrik santralinin inşası jeoloji, eğim, debi, yerleşim yerlerinin yer değiştirmesi ve hatta idari bölümleme ile sınırlıdır. Örneğin, 1956'daki Ulusal Halk Kongresi'nde bahsedilen Heishan Boğazı su koruma projesi, Gansu ve Ningxia arasındaki çıkarların zayıf koordinasyonu nedeniyle onaylanmamıştır. Bu yılki iki oturumda yeniden gündeme gelene kadar, inşaatın ne zaman başlayabileceği hala bilinmiyor.
Hidroelektrik santralleri için gereken yatırım büyüktür. Hidroelektrik santrallerinin inşası için gereken toprak, kaya ve beton işleri çok büyüktür ve büyük yerleşim maliyetleri ödenmesi gerekir; ayrıca, erken yatırım sadece sermaye açısından değil, zaman açısından da önemlidir. Yerleşim ve çeşitli departmanların koordinasyonu gerekliliği nedeniyle, birçok hidroelektrik santralinin inşaat döngüsü planlanandan çok daha uzun sürecektir.
Yapım aşamasındaki Baihetan Hidroelektrik Santrali'ni örnek alacak olursak, proje 1958'de başlatılmış ve 1965'te "üçüncü beş yıllık plan"a dahil edilmiştir. Ancak, çeşitli aksaklıkların ardından, resmi olarak ancak Ağustos 2011'de başlatılmıştır. Bugüne kadar Baihetan Hidroelektrik Santrali tamamlanmamıştır. Ön tasarım ve planlama aşamaları hariç, gerçek inşaat döngüsü en az 10 yıl sürecektir.
Büyük barajlar, barajın üst kısımlarında geniş çaplı su baskınlarına neden olarak bazen ovalara, nehir vadilerine, ormanlara ve otlaklara zarar verir. Aynı zamanda, tesisin çevresindeki su ekosistemini de etkiler. Balıklar, su kuşları ve diğer hayvanlar üzerinde büyük bir etkisi vardır.
03 Çin'de hidroelektrik geliştirmenin mevcut durumu
Son yıllarda hidroelektrik enerji üretimi büyümesini sürdürdü, ancak son beş yıldaki büyüme oranı düşük.
2020 yılında hidroelektrik üretim kapasitesi 1355,21 milyar kWh olup, bir önceki yıla göre %3,9 artış göstermiştir. Bununla birlikte, 13. Beş Yıllık Plan döneminde rüzgar enerjisi ve optoelektronik hızla gelişerek planlama hedeflerini aşarken, hidroelektrik planlama hedeflerinin yalnızca yaklaşık yarısını tamamlayabilmiştir. Son 20 yılda, toplam enerji üretimindeki hidroelektrik payı nispeten istikrarlı kalmış ve %14-19 aralığında korunmuştur.
Çin'in enerji üretimindeki büyüme oranına bakıldığında, hidroelektrik enerjisinin büyüme oranının son beş yılda yavaşladığı ve temelde yaklaşık %5 seviyesinde kaldığı görülmektedir.
Bence yavaşlamanın nedenleri, bir yandan ekolojik çevreyi koruma ve onarma amacıyla hazırlanan 13. Beş Yıllık Plan'da açıkça belirtilen küçük hidroelektrik santrallerinin kapatılmasıdır. Sadece Sichuan eyaletinde bile onarılması ve devre dışı bırakılması gereken 4705 küçük hidroelektrik santrali bulunmaktadır;
Öte yandan, Çin'in büyük hidroelektrik santral geliştirme kaynakları yetersizdir. Çin, Üç Boğaz, Gezhouba, Wudongde, Xiangjiaba ve Baihetan gibi birçok hidroelektrik santrali inşa etmiştir. Büyük hidroelektrik santrallerinin yeniden inşası için kaynak olarak sadece Yarlung Zangbo Nehri'nin "büyük kıvrımı" kalmış olabilir. Ancak, bölgenin jeolojik yapısı, doğa koruma alanlarının çevresel kontrolü ve çevre ülkelerle ilişkileri nedeniyle, bu sorun daha önce çözülmesi zor bir konu olmuştur.
Aynı zamanda, son 20 yıldaki enerji üretimindeki büyüme oranından da görülebileceği gibi, termik enerjinin büyüme oranı temelde toplam enerji üretiminin büyüme oranıyla senkronize olurken, hidroelektrik enerjinin büyüme oranı toplam enerji üretiminin büyüme oranıyla ilgisiz olup, "her yıl artış gösteriyor" durumunu ortaya koymaktadır. Termik enerjinin yüksek oranının nedenleri olsa da, bu durum bir ölçüde hidroelektrik enerjinin istikrarsızlığını da yansıtmaktadır.
Termik enerjinin payının azaltılması sürecinde hidroelektrik enerji büyük bir rol oynamamıştır. Hızlı bir şekilde gelişmesine rağmen, ulusal enerji üretimindeki büyük artışın arka planında ancak toplam enerji üretimindeki payını koruyabilmektedir. Termik enerjinin payındaki azalma esas olarak rüzgar enerjisi, fotovoltaik, doğal gaz, nükleer enerji gibi diğer temiz enerji kaynaklarından kaynaklanmaktadır.
Hidroelektrik kaynaklarının aşırı yoğunlaşması
Sichuan ve Yunnan eyaletlerinin toplam hidroelektrik üretimi, ulusal hidroelektrik üretiminin neredeyse yarısını oluşturmaktadır ve bunun sonucunda hidroelektrik kaynakları bakımından zengin bölgeler, yerel hidroelektrik üretimini absorbe edemeyebilir ve bu da enerji israfına yol açabilir. Çin'deki büyük nehir havzalarındaki atık su ve elektriğin üçte ikisi, yani 20,2 milyar kWh'ye kadar olan kısmı Sichuan eyaletinden gelirken, Sichuan eyaletindeki atık elektriğin yarısından fazlası Dadu Nehri'nin ana kolundan kaynaklanmaktadır.
Dünya genelinde, Çin'in hidroelektrik enerjisi son 10 yılda hızla gelişti. Çin, küresel hidroelektrik enerjisi büyümesini neredeyse kendi gücüyle yönlendirdi. Küresel hidroelektrik tüketimindeki büyümenin yaklaşık %80'i Çin'den kaynaklanıyor ve Çin'in hidroelektrik tüketimi küresel hidroelektrik tüketiminin %30'undan fazlasını oluşturuyor.
Ancak, Çin'in toplam birincil enerji tüketimindeki bu devasa hidroelektrik tüketiminin oranı, 2019'da %8'den az olup dünya ortalamasının sadece biraz üzerindedir. Kanada ve Norveç gibi gelişmiş ülkelerle karşılaştırıldığında bile, hidroelektrik tüketim oranı, gelişmekte olan bir ülke olan Brezilya'nınkinden çok daha düşüktür. Çin, 680 milyon kilovatlık hidroelektrik kaynaklarıyla dünyada birinci sırada yer almaktadır. 2020 yılına kadar hidroelektrik kurulu kapasitesi 370 milyon kilovata ulaşacaktır. Bu açıdan bakıldığında, Çin'in hidroelektrik endüstrisinin hala büyük bir gelişme potansiyeli bulunmaktadır.
04 Çin'de hidroelektrik enerjisinin gelecekteki gelişim trendi
Hidroelektrik enerjisi önümüzdeki birkaç yıl içinde büyümesini hızlandıracak ve toplam enerji üretimindeki payı artmaya devam edecektir.
Bir yandan, 14. Beş Yıllık Plan döneminde Çin'de 50 milyon kilovattan fazla hidroelektrik enerji santrali devreye alınabilir; bunlar arasında Üç Boğazlar Grubu'ndaki Wudongde ve Baihetan Hidroelektrik Santralleri ile Yalong Nehri'nin orta kesimindeki hidroelektrik santrali de bulunmaktadır. Dahası, Yarlung Zangbo Nehri'nin aşağı kesimlerindeki hidroelektrik geliştirme projesi de 14. Beş Yıllık Plan'a dahil edilmiş olup, 70 milyon kilovatlık teknik olarak işletilebilir kaynağa sahiptir; bu da üçten fazla Üç Boğazlar hidroelektrik santraline eşdeğerdir ve hidroelektrik enerjisinin yeniden büyük bir gelişme gösterdiği anlamına gelir.
Öte yandan, termik santrallerin ölçeğinin küçülmesi açıkça tahmin edilebilir bir durumdur. Çevre koruma, enerji güvenliği ve teknolojik gelişme açısından bakıldığında, termik santrallerin enerji alanındaki önemi azalmaya devam edecektir.
Önümüzdeki birkaç yıl içinde, hidroelektrik enerjisinin gelişim hızı hala yeni enerji kaynaklarıyla kıyaslanamaz. Hatta toplam enerji üretimindeki payında bile yeni enerji kaynaklarının gerisinde kalabilir. Eğer bu durum daha da uzarsa, yeni enerji kaynakları tarafından geçileceği söylenebilir.
Yayın tarihi: 12 Nisan 2022
