जलविद्युत उत्पादन का सिद्धांत और चीन में जलविद्युत विकास की वर्तमान स्थिति का विश्लेषण

चीन द्वारा 1910 में शिलोंगबा हाइड्रोपावर स्टेशन का निर्माण शुरू किए 111 साल हो चुके हैं। इन 100 से अधिक वर्षों में, चीन के पानी और बिजली उद्योग ने शिलोंगबा हाइड्रोपावर स्टेशन की केवल 480kw से 370 मिलियन की स्थापित क्षमता से उल्लेखनीय उपलब्धियां हासिल की हैं। KW, जो विश्व में प्रथम स्थान पर है।हम कोयला उद्योग में हैं, और हम जलविद्युत के बारे में कुछ खबरें सुनेंगे, लेकिन हम जलविद्युत उद्योग के बारे में ज्यादा नहीं जानते हैं।

आज, आइए जलविद्युत के सिद्धांतों और विशेषताओं और चीन में जलविद्युत की वर्तमान स्थिति और विकास की प्रवृत्ति से जलविद्युत को संक्षेप में समझते हैं।

01 जल विद्युत का विद्युत उत्पादन सिद्धांत

वास्तव में, जल विद्युत जल की स्थितिज ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में और फिर यांत्रिक ऊर्जा से विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करने की प्रक्रिया है।आम तौर पर, बिजली उत्पादन के लिए मोटर को चालू करने के लिए बहने वाले नदी के पानी का उपयोग करना है, और नदी या उसके बेसिन के एक हिस्से में निहित ऊर्जा पानी की मात्रा और बूंद पर निर्भर करती है।

नदी के पानी की मात्रा को किसी कानूनी व्यक्ति द्वारा नियंत्रित नहीं किया जाता है, और बूंद ठीक है।इसलिए, पनबिजली स्टेशनों का निर्माण करते समय, ड्रॉप को केंद्रित करने के लिए बांध निर्माण और मोड़ का चयन किया जा सकता है, ताकि जल संसाधनों की उपयोग दर में सुधार हो सके।

बांध बनाना बड़ी बूंद के साथ पहुंच में एक बांध बनाना है, पानी को स्टोर करने के लिए एक जलाशय स्थापित करना और जल स्तर को ऊपर उठाना है, जैसे थ्री गोरजेस हाइड्रोपावर स्टेशन;डायवर्सन का तात्पर्य अपस्ट्रीम जलाशय से पानी को डायवर्सन चैनल के माध्यम से डाउनस्ट्रीम की ओर मोड़ना है, जैसे कि जिनपिंग II हाइड्रोपावर स्टेशन।

जलविद्युत की 02 विशेषताएँ

जलविद्युत के लाभों में मुख्य रूप से पर्यावरण संरक्षण और पुनर्जनन, उच्च दक्षता और लचीलापन, कम रखरखाव लागत आदि शामिल हैं।

जलविद्युत का सबसे बड़ा लाभ पर्यावरण संरक्षण और नवीकरणीय होना चाहिए।जलविद्युत केवल पानी में ऊर्जा का उपयोग करता है, पानी की खपत नहीं करता है, और प्रदूषण का कारण नहीं बनता है।

जल टरबाइन जनरेटर सेट, पनबिजली उत्पादन का मुख्य बिजली उपकरण, न केवल कुशल है, बल्कि शुरू करने और संचालित करने के लिए भी लचीला है।यह कुछ ही मिनटों में स्थिर अवस्था से ऑपरेशन को जल्दी से शुरू कर सकता है और कुछ सेकंड में लोड बढ़ाने और घटाने के कार्य को पूरा कर सकता है।जलविद्युत का उपयोग पीक शेविंग, फ़्रीक्वेंसी मॉड्यूलेशन, लोड स्टैंडबाय और पावर सिस्टम के दुर्घटना स्टैंडबाय के कार्यों को करने के लिए किया जा सकता है।

जलविद्युत उत्पादन ईंधन की खपत नहीं करता है, बड़ी संख्या में जनशक्ति और खनन और परिवहन ईंधन में निवेश की गई सुविधाओं की आवश्यकता नहीं है, इसमें सरल उपकरण, कुछ ऑपरेटर, कम सहायक शक्ति, उपकरणों की लंबी सेवा जीवन और कम संचालन और रखरखाव लागत है, इसलिए बिजली हाइड्रोपावर स्टेशन की उत्पादन लागत कम है, थर्मल पावर स्टेशन के केवल 1 / 5-1 / 8, और हाइड्रोपावर स्टेशन की ऊर्जा उपयोग दर अधिक है, 85% से अधिक, कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्रों की थर्मल दक्षता लगभग 40% ही है।

जलविद्युत के नुकसान में मुख्य रूप से जलवायु से बहुत अधिक प्रभाव, भौगोलिक परिस्थितियों द्वारा सीमित, प्रारंभिक चरण में बड़े निवेश और पारिस्थितिक पर्यावरण को नुकसान शामिल हैं।

जलविद्युत वर्षा से बहुत प्रभावित होता है।चाहे वह शुष्क मौसम में हो और गीला मौसम थर्मल पावर प्लांटों की बिजली कोयला खरीद के लिए एक महत्वपूर्ण संदर्भ कारक है।जलविद्युत उत्पादन वर्ष और प्रांत के अनुसार स्थिर है, लेकिन यह "दिन" पर निर्भर करता है जब यह महीने, तिमाही और क्षेत्र के लिए विस्तृत होता है।यह तापीय शक्ति की तरह स्थिर और विश्वसनीय शक्ति प्रदान नहीं कर सकता है।

गीले मौसम और शुष्क मौसम में दक्षिण और उत्तर के बीच बहुत अंतर हैं।हालांकि, 2013 से 2021 तक प्रत्येक माह में जलविद्युत उत्पादन के आंकड़ों के अनुसार, कुल मिलाकर, चीन का गीला मौसम जून से अक्टूबर के आसपास है और शुष्क मौसम दिसंबर से फरवरी तक है।दोनों के बीच बिजली उत्पादन का अंतर दोगुने से भी ज्यादा हो सकता है।साथ ही, हम यह भी देख सकते हैं कि बढ़ती स्थापित क्षमता की पृष्ठभूमि में, इस साल जनवरी से मार्च तक बिजली उत्पादन पिछले वर्षों की तुलना में काफी कम है, और मार्च में बिजली उत्पादन 2015 के बराबर भी है। यह हमें जलविद्युत की "अस्थिरता" को देखने के लिए पर्याप्त है।

2013 से 2021 तक प्रत्येक माह में जल विद्युत उत्पादन (100 मिलियन kWh)

उद्देश्य शर्तों द्वारा सीमित।जहां पानी है वहां हाइड्रोपावर स्टेशन नहीं बनाए जा सकते।भूविज्ञान, बूंद, प्रवाह वेग, निवासियों का स्थानांतरण और यहां तक ​​कि प्रशासनिक विभाग सभी एक जल विद्युत स्टेशन के निर्माण को प्रतिबंधित करते हैं।उदाहरण के लिए, 1956 में नेशनल पीपुल्स कांग्रेस में उल्लिखित हेशन गॉर्ज जल संरक्षण परियोजना को गांसु और निंग्ज़िया के बीच हितों के खराब समन्वय के कारण पारित नहीं किया गया है।इस साल तक, यह दो सत्रों के प्रस्ताव में फिर से दिखाई दिया, जब निर्माण शुरू हो सकता है अभी भी अज्ञात है।

जलविद्युत के लिए आवश्यक निवेश बड़ा है।जलविद्युत स्टेशनों के निर्माण के लिए मिट्टी की चट्टान और कंक्रीट के काम बहुत बड़े हैं, और भारी पुनर्वास खर्च का भुगतान करना पड़ता है;इसके अलावा, शुरुआती निवेश न केवल पूंजी में, बल्कि समय में भी परिलक्षित होता है।विभिन्न विभागों के पुनर्वास और समन्वय की आवश्यकता के कारण, कई जलविद्युत स्टेशनों का निर्माण चक्र योजना की तुलना में बहुत अधिक विलंबित होगा।

एक उदाहरण के रूप में निर्माणाधीन बैहेटन हाइड्रोपावर स्टेशन को लेते हुए, परियोजना 1958 में शुरू की गई थी और 1965 में "तीसरी पंचवर्षीय योजना" में शामिल की गई थी। हालांकि, कई मोड़ और मोड़ के बाद, इसे आधिकारिक तौर पर अगस्त 2011 तक शुरू नहीं किया गया था। अब तक, बैहेतन जलविद्युत स्टेशन पूरा नहीं हुआ है।प्रारंभिक डिजाइन योजना को छोड़कर, वास्तविक निर्माण चक्र में कम से कम 10 वर्ष लगेंगे।

बड़े जलाशय बांध की ऊपरी पहुंच में बड़े पैमाने पर बाढ़ का कारण बनते हैं, कभी-कभी निचले इलाकों, नदी घाटियों, जंगलों और घास के मैदानों को नुकसान पहुंचाते हैं।साथ ही, यह पौधे के आसपास जलीय पारिस्थितिकी तंत्र को भी प्रभावित करेगा।इसका मछली, जलपक्षी और अन्य जानवरों पर बहुत प्रभाव पड़ता है।

03 चीन में जलविद्युत विकास की वर्तमान स्थिति

हाल के वर्षों में, जलविद्युत उत्पादन ने विकास को बनाए रखा है, लेकिन हाल के पांच वर्षों में विकास दर कम है

2020 में, पनबिजली उत्पादन क्षमता 1355.21 बिलियन kwh होगी, जिसमें साल-दर-साल 3.9% की वृद्धि होगी।हालाँकि, 13वीं पंचवर्षीय योजना अवधि के दौरान, 13वीं पंचवर्षीय योजना अवधि के दौरान पवन ऊर्जा और ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स का तेजी से विकास हुआ, जो योजना के उद्देश्यों से अधिक था, जबकि पनबिजली ने केवल योजना के आधे उद्देश्यों को ही पूरा किया।पिछले 20 वर्षों में, कुल बिजली उत्पादन में पनबिजली का अनुपात अपेक्षाकृत स्थिर रहा है, जिसे 14% - 19% पर बनाए रखा गया है।

चीन की बिजली उत्पादन की वृद्धि दर से, यह देखा जा सकता है कि हाल के पांच वर्षों में जलविद्युत की विकास दर धीमी हो गई है, मूल रूप से लगभग 5% पर बनी हुई है।

मुझे लगता है कि मंदी के कारण एक तरफ, छोटे जल विद्युत का बंद होना है, जिसका स्पष्ट रूप से 13 वीं पंचवर्षीय योजना में पारिस्थितिक पर्यावरण की रक्षा और मरम्मत के लिए उल्लेख किया गया है।अकेले सिचुआन प्रांत में 4705 छोटे जल विद्युत स्टेशन हैं जिन्हें सुधारने और वापस लेने की आवश्यकता है;

दूसरी ओर, चीन के पास बड़े जलविद्युत विकास संसाधनों की कमी है।चीन ने थ्री गोरजेस, गेझोउबा, वुडोंगडे, जियांगजियाबा और बैहेटन जैसे कई जलविद्युत स्टेशन बनाए हैं।बड़े जलविद्युत स्टेशनों के पुनर्निर्माण के लिए संसाधन केवल यारलुंग ज़ंगबो नदी का "बड़ा मोड़" हो सकता है।हालाँकि, क्योंकि इस क्षेत्र में भूवैज्ञानिक संरचना, प्रकृति के भंडार का पर्यावरण नियंत्रण और आसपास के देशों के साथ संबंध शामिल हैं, इसलिए इसे पहले हल करना मुश्किल रहा है।

साथ ही, हाल के 20 वर्षों में बिजली उत्पादन की वृद्धि दर से यह भी देखा जा सकता है कि थर्मल पावर की वृद्धि दर मूल रूप से कुल बिजली उत्पादन की वृद्धि दर के साथ तालमेल बिठाती है, जबकि जल विद्युत की विकास दर अप्रासंगिक है। कुल बिजली उत्पादन की वृद्धि दर, "हर दूसरे साल बढ़ रही" की स्थिति को दर्शाती है।यद्यपि तापीय शक्ति के उच्च अनुपात के कारण हैं, यह कुछ हद तक जलविद्युत की अस्थिरता को भी दर्शाता है।

बिजली उत्पादन वृद्धि

बिजली उत्पादन के अनुपात के संदर्भ में, हम यह भी देख सकते हैं कि यद्यपि जल विद्युत उद्योग पिछले 20 वर्षों में तेजी से विकसित हुआ है, और 2020 में जल विद्युत उत्पादन 2001 में पांच गुना है, कुल बिजली उत्पादन में अनुपात नहीं बदला है। उल्लेखनीय रूप से।

तापीय शक्ति के अनुपात को कम करने की प्रक्रिया में जल विद्युत ने कोई बड़ी भूमिका नहीं निभाई है।यद्यपि यह तेजी से विकसित होता है, यह केवल राष्ट्रीय बिजली उत्पादन की बड़ी वृद्धि की पृष्ठभूमि के तहत कुल बिजली उत्पादन में अपना अनुपात बनाए रख सकता है।थर्मल पावर के अनुपात में कमी मुख्य रूप से अन्य स्वच्छ ऊर्जा स्रोतों, जैसे पवन ऊर्जा, फोटोवोल्टिक, प्राकृतिक गैस, परमाणु ऊर्जा आदि के कारण होती है।

जलविद्युत संसाधनों की अत्यधिक सांद्रता

सिचुआन और युन्नान प्रांतों की कुल जल विद्युत उत्पादन राष्ट्रीय जल विद्युत उत्पादन का लगभग आधा हिस्सा है, और परिणामी समस्या यह है कि जल विद्युत संसाधनों से समृद्ध क्षेत्र स्थानीय जल विद्युत उत्पादन को अवशोषित करने में सक्षम नहीं हो सकते हैं, जिसके परिणामस्वरूप ऊर्जा की बर्बादी होती है।चीन में प्रमुख नदी घाटियों में दो तिहाई अपशिष्ट जल और बिजली सिचुआन प्रांत से आती है, जो 20.2 बिलियन kwh तक है, और सिचुआन प्रांत में आधे से अधिक अपशिष्ट बिजली दादू नदी की मुख्य धारा से आती है।

दुनिया भर में, चीन की जलविद्युत पिछले 10 वर्षों में तेजी से विकसित हुई है।चीन ने वैश्विक जलविद्युत के विकास को लगभग संचालित कर दिया है।वैश्विक जलविद्युत खपत की वृद्धि का लगभग 80% चीन से आता है, और चीन की जल विद्युत खपत वैश्विक जल विद्युत खपत का 30% से अधिक है।

हालांकि, चीन की कुल प्राथमिक ऊर्जा खपत में इतनी बड़ी जलविद्युत खपत का अनुपात विश्व औसत से थोड़ा अधिक है, 2019 में 8% से कम है। भले ही इसकी तुलना कनाडा और नॉर्वे जैसे विकसित देशों से न की जाए, जलविद्युत का अनुपात खपत एक विकासशील देश ब्राजील की तुलना में बहुत कम है।चीन के पास 680 मिलियन किलोवाट जलविद्युत संसाधन हैं, जो दुनिया में पहले स्थान पर है।2020 तक पनबिजली की स्थापित क्षमता 370 मिलियन किलोवाट हो जाएगी।इस दृष्टिकोण से, चीन के जलविद्युत उद्योग में अभी भी विकास की बहुत गुंजाइश है।

04 चीन में जलविद्युत के भविष्य के विकास की प्रवृत्ति

जलविद्युत अगले कुछ वर्षों में अपने विकास में तेजी लाएगा और कुल बिजली उत्पादन के अनुपात में वृद्धि जारी रखेगा।

एक ओर, 14वीं पंचवर्षीय योजना अवधि के दौरान, चीन में 50 मिलियन किलोवाट से अधिक जलविद्युत का संचालन किया जा सकता है, जिसमें थ्री गोरजेस समूह के वुडोंगडे और बैहेटन हाइड्रोपावर स्टेशन और यालोंग नदी जलविद्युत स्टेशन के मध्य पहुंच शामिल हैं।इसके अलावा, यारलुंग ज़ंगबो नदी की निचली पहुंच में जलविद्युत विकास परियोजना को 14वीं पंचवर्षीय योजना में शामिल किया गया है, जिसमें तकनीकी रूप से दोहन योग्य संसाधनों के 70 मिलियन किलोवाट हैं, जो तीन से अधिक थ्री गॉर्ज जलविद्युत स्टेशनों के बराबर है, इसका मतलब है कि जलविद्युत फिर से महान विकास की शुरूआत करेगा;

दूसरी ओर, थर्मल पावर स्केल में कमी स्पष्ट रूप से अनुमानित है।चाहे पर्यावरण संरक्षण, ऊर्जा सुरक्षा और तकनीकी विकास के दृष्टिकोण से, थर्मल पावर बिजली क्षेत्र में इसके महत्व को कम करना जारी रखेगी।

अगले कुछ वर्षों में, जलविद्युत की विकास गति की तुलना अभी भी नई ऊर्जा से नहीं की जा सकती है।कुल बिजली उत्पादन के अनुपात में भी, इसे नई ऊर्जा के देर से आने वालों द्वारा स्थान दिया जा सकता है।यदि समय बढ़ा दिया जाए तो यह कहा जा सकता है कि यह नई ऊर्जा से आगे निकल जाएगा।

जनरल इलेक्ट्रिक पावर प्लानिंग इंस्टीट्यूट के योजना विभाग के निदेशक लियू शियू ने भविष्यवाणी की है कि 14 वीं पंचवर्षीय योजना अवधि के दौरान, चीन में नई ऊर्जा की स्थापित क्षमता 800 मिलियन किलोवाट से अधिक हो जाएगी, जो 29% है;वार्षिक बिजली उत्पादन पनबिजली को पार करते हुए 1.5 ट्रिलियन kwh तक पहुंच जाता है।