1、 Tài nguyên năng lượng nước
Lịch sử phát triển và sử dụng tài nguyên thủy điện của con người có từ thời xa xưa. Theo Giải thích Luật năng lượng tái tạo của Cộng hòa Nhân dân Trung Hoa (do Ủy ban công tác pháp luật của Ủy ban thường vụ Đại hội đại biểu nhân dân toàn quốc biên tập), định nghĩa về năng lượng nước là: sức nóng của gió và mặt trời khiến nước bốc hơi, hơi nước hình thành mưa và tuyết, mưa và tuyết rơi hình thành sông và suối, và dòng nước chảy tạo ra năng lượng, được gọi là năng lượng nước.
Nội dung chính của phát triển và sử dụng tài nguyên thủy điện hiện đại là phát triển và sử dụng tài nguyên thủy điện, vì vậy mọi người thường sử dụng tài nguyên thủy điện, tài nguyên thủy điện và tài nguyên thủy điện làm từ đồng nghĩa. Tuy nhiên, trên thực tế, tài nguyên thủy điện bao gồm nhiều nội dung như tài nguyên năng lượng thủy nhiệt, tài nguyên năng lượng thủy điện, tài nguyên năng lượng thủy điện và tài nguyên năng lượng nước biển.
（1） Tài nguyên nước và năng lượng nhiệt
Tài nguyên nước và năng lượng nhiệt thường được gọi là suối nước nóng tự nhiên. Vào thời cổ đại, con người bắt đầu sử dụng trực tiếp tài nguyên nước và nhiệt của suối nước nóng tự nhiên để xây dựng bồn tắm, tắm rửa, chữa bệnh và tập thể dục. Con người hiện đại cũng sử dụng tài nguyên nước và năng lượng nhiệt để phát điện và sưởi ấm. Ví dụ, Iceland đã sản xuất được 7,08 tỷ kilowatt giờ thủy điện vào năm 2003, trong đó 1,41 tỷ kilowatt giờ được tạo ra bằng năng lượng địa nhiệt (tức là tài nguyên năng lượng nhiệt nước). 86% cư dân của đất nước đã sử dụng năng lượng địa nhiệt (tài nguyên năng lượng nhiệt nước) để sưởi ấm. Nhà máy điện Yangbajing có công suất lắp đặt 25.000 kilowatt đã được xây dựng tại Xizang, nơi cũng sử dụng địa nhiệt (tài nguyên năng lượng nước và nhiệt) để tạo ra điện. Theo dự đoán của các chuyên gia, năng lượng nhiệt độ thấp (sử dụng nước ngầm làm môi trường) có thể được thu thập trong lòng đất trong phạm vi gần 100 mét ở Trung Quốc mỗi năm có thể đạt tới 150 tỷ kilowatt. Hiện nay, công suất lắp đặt điện địa nhiệt ở Trung Quốc là 35.300 kilowatt.
（2） Tài nguyên năng lượng thủy lực
Năng lượng thủy lực bao gồm động năng và thế năng của nước. Ở Trung Quốc cổ đại, các nguồn năng lượng thủy lực của các con sông, thác nước và thác nước chảy xiết được sử dụng rộng rãi để chế tạo máy móc như bánh xe nước, cối xay nước và cối xay nước để tưới tiêu, chế biến ngũ cốc và xay xát gạo. Vào những năm 1830, các trạm thủy lực đã được phát triển và sử dụng ở Châu Âu để cung cấp điện cho các ngành công nghiệp quy mô lớn như nhà máy xay bột, nhà máy bông và khai thác mỏ. Các tua bin nước hiện đại trực tiếp dẫn động máy bơm nước ly tâm để tạo ra lực ly tâm để nâng nước và tưới tiêu, cũng như các trạm bơm búa nước sử dụng dòng nước để tạo ra áp suất búa nước và tạo thành áp suất nước cao để nâng nước và tưới tiêu, tất cả đều là sự phát triển và sử dụng trực tiếp các nguồn năng lượng nước.
（3） Tài nguyên năng lượng thủy điện
Vào những năm 1880, khi điện được phát hiện, động cơ điện đã được sản xuất dựa trên lý thuyết điện từ và các nhà máy thủy điện được xây dựng để chuyển đổi năng lượng thủy lực của các nhà máy thủy điện thành năng lượng điện và cung cấp cho người dùng, mở ra một thời kỳ phát triển và sử dụng mạnh mẽ các nguồn năng lượng thủy điện.
Các nguồn thủy điện mà chúng ta đang nói đến hiện nay thường được gọi là tài nguyên thủy điện. Ngoài tài nguyên nước sông, đại dương còn chứa năng lượng thủy triều, sóng, muối và nhiệt độ khổng lồ. Người ta ước tính rằng các nguồn thủy điện đại dương toàn cầu là 76 tỷ kilowatt, gấp hơn 15 lần trữ lượng lý thuyết của thủy điện sông trên đất liền. Trong đó, năng lượng thủy triều là 3 tỷ kilowatt, năng lượng sóng là 3 tỷ kilowatt, năng lượng chênh lệch nhiệt độ là 40 tỷ kilowatt và năng lượng chênh lệch muối là 30 tỷ kilowatt. Hiện nay, chỉ có công nghệ phát triển và sử dụng năng lượng thủy triều đã đạt đến giai đoạn thực tế có thể được con người phát triển trên quy mô lớn trong việc sử dụng tài nguyên thủy điện biển. Việc phát triển và sử dụng các nguồn năng lượng khác vẫn cần được nghiên cứu thêm để đạt được kết quả đột phá về tính khả thi về mặt kỹ thuật và kinh tế và đạt được sự phát triển và sử dụng thực tế. Sự phát triển và sử dụng năng lượng đại dương mà chúng ta thường nói đến chủ yếu là sự phát triển và sử dụng năng lượng thủy triều. Sự hấp dẫn của Mặt trăng và Mặt trời đối với bề mặt biển của Trái đất gây ra những dao động định kỳ ở mực nước, được gọi là thủy triều đại dương. Sự dao động của nước biển tạo thành năng lượng thủy triều. Về nguyên tắc, năng lượng thủy triều là năng lượng cơ học được tạo ra bởi sự dao động của mực nước thủy triều.
Các nhà máy điện thủy triều xuất hiện vào thế kỷ 11, và vào đầu thế kỷ 20, Đức và Pháp bắt đầu xây dựng các nhà máy điện thủy triều nhỏ.
Người ta ước tính rằng năng lượng thủy triều có thể khai thác của thế giới là từ 1 tỷ đến 1,1 tỷ kilowatt, với sản lượng điện hàng năm khoảng 1240 tỷ kilowatt giờ. Tài nguyên năng lượng thủy triều có thể khai thác của Trung Quốc có công suất lắp đặt là 21,58 triệu kilowatt và sản lượng điện hàng năm là 30 tỷ kilowatt giờ.
Nhà máy điện thủy triều lớn nhất thế giới hiện nay là nhà máy điện thủy triều Rennes ở Pháp, với công suất lắp đặt là 240000 kilowatt. Nhà máy điện thủy triều đầu tiên ở Trung Quốc, Nhà máy điện thủy triều Jizhou ở Quảng Đông, được xây dựng vào năm 1958 với công suất lắp đặt là 40 kilowatt. Nhà máy điện thủy triều Zhejiang Jiangxia, được xây dựng vào năm 1985, có tổng công suất lắp đặt là 3200 kilowatt, đứng thứ ba trên thế giới.
Ngoài ra, tại các đại dương của Trung Quốc, trữ lượng năng lượng sóng là khoảng 12,85 triệu kilowatt, năng lượng thủy triều là khoảng 13,94 triệu kilowatt, năng lượng chênh lệch muối là khoảng 125 triệu kilowatt và năng lượng chênh lệch nhiệt độ là khoảng 1,321 tỷ kilowatt. Tóm lại, tổng năng lượng đại dương của Trung Quốc là khoảng 1,5 tỷ kilowatt, cao hơn gấp đôi trữ lượng lý thuyết là 694 triệu kilowatt của thủy điện sông trên đất liền và có triển vọng phát triển và sử dụng rộng rãi. Ngày nay, các quốc gia trên thế giới đang đầu tư mạnh vào nghiên cứu các phương pháp tiếp cận công nghệ để phát triển và sử dụng các nguồn năng lượng khổng lồ ẩn chứa trong đại dương.
2、 Tài nguyên năng lượng thủy điện
Tài nguyên năng lượng thủy điện thường đề cập đến việc sử dụng năng lượng tiềm năng và động năng của dòng nước sông để xả công và thúc đẩy sự quay của máy phát điện thủy điện để tạo ra điện. Sản xuất điện than, dầu, khí đốt tự nhiên và điện hạt nhân đòi hỏi phải tiêu thụ các nguồn nhiên liệu không tái tạo, trong khi sản xuất điện thủy điện không tiêu thụ tài nguyên nước, nhưng sử dụng năng lượng của dòng chảy sông.
（1） Tài nguyên năng lượng thủy điện toàn cầu
Tổng trữ lượng tài nguyên thủy điện ở các con sông trên toàn thế giới là 5,05 tỷ kilowatt, với sản lượng điện hàng năm lên tới 44,28 nghìn tỷ kilowatt giờ; Tài nguyên thủy điện có thể khai thác về mặt kỹ thuật là 2,26 tỷ kilowatt và sản lượng điện hàng năm có thể đạt tới 9,8 nghìn tỷ kilowatt giờ.
Năm 1878, Pháp đã xây dựng nhà máy thủy điện đầu tiên trên thế giới với công suất lắp đặt là 25 kilowatt. Cho đến nay, công suất thủy điện lắp đặt trên toàn thế giới đã vượt quá 760 triệu kilowatt, với sản lượng điện hàng năm là 3 nghìn tỷ kilowatt giờ.
（2） Tài nguyên thủy điện của Trung Quốc
Trung Quốc là một trong những quốc gia có nguồn tài nguyên thủy điện phong phú nhất thế giới. Theo khảo sát mới nhất về tài nguyên thủy điện, trữ lượng lý thuyết của năng lượng nước sông ở Trung Quốc là 694 triệu kilowatt, và sản lượng điện lý thuyết hàng năm là 6,08 nghìn tỷ kilowatt giờ, đứng đầu thế giới về trữ lượng lý thuyết thủy điện; Công suất khai thác kỹ thuật của tài nguyên thủy điện của Trung Quốc là 542 triệu kilowatt, với sản lượng điện hàng năm là 2,47 nghìn tỷ kilowatt giờ, và công suất khai thác kinh tế là 402 triệu kilowatt, với sản lượng điện hàng năm là 1,75 nghìn tỷ kilowatt giờ, cả hai đều đứng đầu thế giới.
Tháng 7 năm 1905, nhà máy thủy điện đầu tiên của Trung Quốc là Nhà máy thủy điện Guishan ở tỉnh Đài Loan được xây dựng với công suất lắp đặt là 500 kVA. Năm 1912, nhà máy thủy điện đầu tiên ở Trung Quốc đại lục là Nhà máy thủy điện Shilongba ở Côn Minh, tỉnh Vân Nam đã hoàn thành để phát điện, với công suất lắp đặt là 480 kilowatt. Năm 1949, công suất lắp đặt thủy điện trong nước là 163000 kilowatt; đến cuối năm 1999, đã phát triển lên 72,97 triệu kilowatt, chỉ đứng sau Hoa Kỳ và đứng thứ hai thế giới; đến năm 2005, tổng công suất lắp đặt thủy điện của Trung Quốc đã đạt 115 triệu kilowatt, đứng đầu thế giới, chiếm 14,4% công suất thủy điện có thể khai thác và 20% tổng công suất lắp đặt của ngành điện quốc gia.
（3） Đặc điểm của năng lượng thủy điện
Năng lượng thủy điện được tái tạo liên tục theo chu trình thủy văn của thiên nhiên và có thể được con người sử dụng liên tục. Người ta thường dùng cụm từ "vô tận" để mô tả khả năng tái tạo của năng lượng thủy điện.
Năng lượng thủy điện không tiêu thụ nhiên liệu hoặc thải ra các chất độc hại trong quá trình sản xuất và vận hành. Chi phí quản lý và vận hành, chi phí phát điện và tác động đến môi trường của nó thấp hơn nhiều so với phát điện nhiệt, khiến nó trở thành nguồn năng lượng xanh có chi phí thấp.
Năng lượng thủy điện có hiệu suất điều tiết tốt, khởi động nhanh, đóng vai trò cắt đỉnh trong vận hành lưới điện, nhanh chóng và hiệu quả, giảm tổn thất cung cấp điện trong các tình huống khẩn cấp và tai nạn, đảm bảo an toàn cung cấp điện.
Năng lượng thủy điện và năng lượng khoáng sản thuộc về năng lượng sơ cấp dựa trên tài nguyên, được chuyển đổi thành năng lượng điện và được gọi là năng lượng thứ cấp. Phát triển năng lượng thủy điện là nguồn năng lượng hoàn thành đồng thời cả phát triển năng lượng sơ cấp và sản xuất năng lượng thứ cấp, có chức năng kép là xây dựng năng lượng sơ cấp và xây dựng năng lượng thứ cấp; Không cần một quá trình khai thác khoáng sản, vận chuyển và lưu trữ năng lượng duy nhất, giúp giảm đáng kể chi phí nhiên liệu.
Việc xây dựng hồ chứa để phát triển thủy điện sẽ làm thay đổi môi trường sinh thái của các khu vực địa phương. Một mặt, nó đòi hỏi phải ngập một số vùng đất, dẫn đến việc di dời người nhập cư; mặt khác, nó có thể khôi phục vi khí hậu của khu vực, tạo ra môi trường sinh thái dưới nước mới, thúc đẩy sự tồn tại của các sinh vật và tạo điều kiện cho việc kiểm soát lũ lụt của con người, tưới tiêu, du lịch và phát triển vận tải biển. Do đó, trong quá trình lập kế hoạch các dự án thủy điện, cần cân nhắc tổng thể đến việc giảm thiểu tác động xấu đến môi trường sinh thái và phát triển thủy điện có nhiều ưu điểm hơn nhược điểm.
Do những lợi thế của năng lượng thủy điện, các quốc gia trên thế giới hiện đang áp dụng các chính sách ưu tiên phát triển thủy điện. Vào những năm 1990, thủy điện chiếm 93,2% tổng công suất lắp đặt của Brazil, trong khi các quốc gia như Na Uy, Thụy Sĩ, New Zealand và Canada có tỷ lệ thủy điện trên 50%.
Năm 1990, tỷ lệ sản xuất thủy điện so với điện năng khai thác ở một số nước trên thế giới là 74% ở Pháp, 72% ở Thụy Sĩ, 66% ở Nhật Bản, 61% ở Paraguay, 55% ở Hoa Kỳ, 54% ở Ai Cập, 50% ở Canada, 17,3% ở Brazil, 11% ở Ấn Độ và 6,6% ở Trung Quốc trong cùng kỳ.
Thời gian đăng: 24-09-2024
