Các dòng sông chảy dài hàng ngàn dặm, chứa đựng nguồn năng lượng khổng lồ. Việc phát triển và sử dụng năng lượng nước tự nhiên để sản xuất điện được gọi là thủy điện. Hai yếu tố cơ bản cấu thành năng lượng thủy điện là lưu lượng và cột nước. Lưu lượng được quyết định bởi chính dòng sông, và tỷ lệ sử dụng động năng khi trực tiếp sử dụng nước sông sẽ rất thấp, bởi vì không thể lắp đặt tuabin nước dọc toàn bộ đoạn sông.
Việc khai thác thủy lực chủ yếu sử dụng thế năng, và chắc chắn sẽ có sự hao hụt trong việc sử dụng thế năng. Tuy nhiên, độ dốc tự nhiên của các con sông thường hình thành dần dần dọc theo dòng chảy, và trong một khoảng cách tương đối ngắn, độ dốc tự nhiên của dòng nước tương đối thấp. Cần phải có các biện pháp kỹ thuật thích hợp để tăng độ dốc nhân tạo, tức là tập trung độ dốc tự nhiên phân tán để tạo thành cột nước có thể sử dụng được.
Ưu điểm của thủy điện
1. Tái tạo năng lượng nước
Năng lượng nước đến từ dòng chảy tự nhiên của sông ngòi, chủ yếu được hình thành bởi sự tuần hoàn của khí tự nhiên và nước. Sự tuần hoàn của nước cho phép năng lượng nước được tái chế và tái sử dụng, vì vậy năng lượng nước được gọi là “năng lượng tái tạo”. “Năng lượng tái tạo” có một vị trí độc đáo trong xây dựng năng lượng.
2. Tài nguyên nước có thể được sử dụng một cách toàn diện.
Thủy điện chỉ sử dụng năng lượng trong dòng chảy của nước và không tiêu thụ nước. Do đó, nguồn tài nguyên nước có thể được sử dụng một cách toàn diện, ngoài việc phát điện, còn có thể đồng thời phục vụ cho việc kiểm soát lũ lụt, tưới tiêu, vận tải đường thủy, cấp nước, nuôi trồng thủy sản, du lịch và các khía cạnh khác, hướng tới phát triển đa mục tiêu.
3. Điều tiết năng lượng nước
Năng lượng điện không thể lưu trữ, và quá trình sản xuất và tiêu thụ diễn ra đồng thời. Năng lượng nước có thể được lưu trữ trong các hồ chứa, được xây dựng theo nhu cầu của hệ thống điện. Các hồ chứa đóng vai trò như kho chứa năng lượng cho hệ thống điện. Việc điều tiết các hồ chứa giúp cải thiện khả năng điều chỉnh tải của hệ thống điện, tăng độ tin cậy và tính linh hoạt của nguồn cung cấp điện.
4. Tính thuận nghịch của quá trình phát điện thủy điện
Tuabin nước dẫn nước từ nơi cao xuống nơi thấp có thể tạo ra điện và chuyển đổi năng lượng nước thành năng lượng điện; ngược lại, nước ở các vùng thấp hơn được bơm bằng máy bơm điện và đưa lên các hồ chứa ở nơi cao hơn để tích trữ, chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng nước. Việc sử dụng tính thuận nghịch của quá trình phát điện thủy điện để xây dựng các nhà máy thủy điện tích năng đóng vai trò độc đáo trong việc nâng cao khả năng điều tiết tải của hệ thống điện.
5. Tính linh hoạt của quá trình vận hành đơn vị
Các tổ máy phát điện thủy điện có thiết bị đơn giản, vận hành linh hoạt và đáng tin cậy, rất thuận tiện để tăng hoặc giảm tải. Chúng có thể được khởi động hoặc dừng nhanh chóng theo nhu cầu của người sử dụng và dễ dàng đạt được tự động hóa. Chúng phù hợp nhất để thực hiện các nhiệm vụ giảm tải đỉnh và điều chỉnh tần số của hệ thống điện, cũng như phục vụ như nguồn dự phòng khẩn cấp, điều chỉnh tải và các chức năng khác. Chúng có thể tăng độ tin cậy của hệ thống điện, với lợi ích động vượt trội. Các nhà máy thủy điện là những đơn vị chịu tải động chính trong hệ thống điện.
6. Chi phí thấp và hiệu quả cao của sản xuất thủy điện
Thủy điện không tiêu thụ nhiên liệu, không cần đầu tư nhiều nhân lực và cơ sở vật chất cho việc khai thác và vận chuyển nhiên liệu. Thiết bị đơn giản, ít người vận hành, ít điện năng phụ trợ, tuổi thọ thiết bị cao và chi phí vận hành, bảo trì thấp. Do đó, chi phí sản xuất điện năng của các nhà máy thủy điện thấp, chỉ bằng 1/5 đến 1/8 so với nhà máy điện sử dụng nhiên liệu hóa thạch. Ngoài ra, hiệu suất sử dụng năng lượng của các nhà máy thủy điện cao, đạt hơn 85%, trong khi đó của nhà máy điện sử dụng nhiên liệu hóa thạch chỉ khoảng 40%.
7. Điều này có lợi cho việc cải thiện môi trường sinh thái.
Việc sản xuất điện thủy điện không gây ô nhiễm môi trường. Diện tích mặt nước rộng lớn của hồ chứa điều chỉnh vi khí hậu của khu vực và sự phân bố dòng chảy theo thời gian và không gian, góp phần cải thiện môi trường sinh thái của các khu vực xung quanh. Đối với các nhà máy điện than, cứ mỗi tấn than nguyên liệu cần thải ra khoảng 30kg SO2 và hơn 30kg bụi mịn. Theo thống kê của 50 nhà máy điện than quy mô lớn và vừa trên toàn quốc, 90% các nhà máy này thải ra SO2 với nồng độ hơn 860mg/m3, đây là mức độ ô nhiễm rất nghiêm trọng. Trong bối cảnh thế giới ngày càng quan tâm đến các vấn đề môi trường, việc đẩy nhanh tiến độ xây dựng thủy điện và tăng tỷ trọng thủy điện ở Trung Quốc có ý nghĩa rất lớn trong việc giảm thiểu ô nhiễm môi trường.
Nhược điểm của thủy điện
Đầu tư một lần rất lớn – công tác san lấp mặt bằng và đổ bê tông quy mô lớn cho việc xây dựng các nhà máy thủy điện; hơn nữa, nó sẽ gây ra thiệt hại đáng kể do lũ lụt và đòi hỏi chi phí tái định cư khổng lồ; thời gian xây dựng cũng dài hơn so với xây dựng các nhà máy nhiệt điện, ảnh hưởng đến vòng quay vốn xây dựng. Ngay cả khi một phần đầu tư vào các dự án thủy lợi được chia sẻ bởi các bộ phận hưởng lợi khác nhau, đầu tư trên mỗi kilowatt thủy điện vẫn cao hơn nhiều so với nhiệt điện. Tuy nhiên, trong vận hành tương lai, khoản tiết kiệm chi phí vận hành hàng năm sẽ được bù đắp theo từng năm. Thời gian bồi thường tối đa cho phép liên quan đến trình độ phát triển của quốc gia và chính sách năng lượng. Nếu thời gian bồi thường ngắn hơn giá trị cho phép, việc tăng công suất lắp đặt của nhà máy thủy điện được coi là hợp lý.
Nguy cơ hư hỏng – Do lũ lụt, các đập ngăn giữ một lượng lớn nước, thiên tai, thiệt hại do con người gây ra và chất lượng xây dựng kém, có thể gây ra hậu quả thảm khốc cho các khu vực và cơ sở hạ tầng ở hạ lưu. Những sự cố như vậy có thể ảnh hưởng đến nguồn cung cấp điện, động thực vật, và cũng có thể gây ra thiệt hại và thương vong đáng kể.
Tác động tiêu cực đến hệ sinh thái – Các hồ chứa lớn gây ra lũ lụt trên diện rộng ở thượng nguồn đập, đôi khi phá hủy vùng đất thấp, rừng thung lũng và đồng cỏ. Đồng thời, nó cũng ảnh hưởng đến hệ sinh thái thủy sinh xung quanh nhà máy. Điều này có tác động đáng kể đến cá, chim nước và các loài động vật khác.
Thời gian đăng bài: 03/04/2023
