Հիդրոէներգիայի արտադրության սկզբունքը և Չինաստանում հիդրոէներգիայի զարգացման ներկա իրավիճակի վերլուծությունը

Արդեն 111 տարի է, ինչ Չինաստանը սկսել է Շիլոնգբա հիդրոէլեկտրակայանի շինարարությունը՝ առաջին հիդրոէլեկտրակայանը 1910 թվականին: Այս ավելի քան 100 տարիների ընթացքում Չինաստանի ջրի և էլեկտրաէներգիայի արդյունաբերությունը ուշագրավ ձեռքբերումներ է գրանցել շիլոնգբա հիդրոէլեկտրակայանի միայն 480 կՎտ-ից մինչև 370 միլիոն դրված հզորությամբ: KW, որը զբաղեցնում է առաջին տեղը աշխարհում։Մենք ածխի արդյունաբերության մեջ ենք, և հիդրոէներգիայի մասին որոշ նորություններ կլսենք, բայց հիդրոէներգետիկ ոլորտի մասին շատ բան չգիտենք:

Այսօր եկեք հակիրճ հասկանանք հիդրոէներգիան հիդրոէներգիայի սկզբունքներից և բնութագրերից և Չինաստանում հիդրոէներգիայի ներկայիս իրավիճակից ու զարգացման միտումից։

01 ՀԷԿ-ի էլեկտրաէներգիայի արտադրության սկզբունքը

Իրականում հիդրոէներգիան ջրի պոտենցիալ էներգիան մեխանիկական էներգիայի, իսկ հետո մեխանիկական էներգիայից էլեկտրական էներգիայի վերածելու գործընթաց է։Ընդհանուր առմամբ, հոսող գետի ջուրն օգտագործելն է՝ շարժիչը պտտելու համար էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար, և գետում կամ նրա ավազանի մի հատվածում պարունակվող էներգիան կախված է ջրի ծավալից և անկումից:

Գետի ջրաքանակը չի վերահսկվում ոչ մի իրավաբանական անձի կողմից, և անկումը նորմալ է։Հետևաբար, հիդրոէլեկտրակայաններ կառուցելիս կարելի է ընտրել ամբարտակի կառուցումը և շեղումը, որպեսզի կենտրոնացվի անկումը, որպեսզի բարելավվի ջրային ռեսուրսների օգտագործման մակարդակը:

Պատնեշավորումն այն է, որ մեծ անկումով պատնեշ կառուցվի, ջրամբար հիմնել՝ ջուրը կուտակելու և ջրի մակարդակը բարձրացնելու համար, ինչպիսին է «Երեք կիրճ» հիդրոէլեկտրակայանը;Դիվերսիան վերաբերում է վերին հոսանքի ջրամբարից դեպի ներքև ջրի շեղմանը դիվերսիոն ալիքով, ինչպիսին է Ջինփին II հիդրոէլեկտրակայանը:

02 հիդրոէներգիայի բնութագրերը

Հիդրոէներգետիկայի առավելությունները հիմնականում ներառում են շրջակա միջավայրի պահպանությունը և վերականգնումը, բարձր արդյունավետությունն ու ճկունությունը, պահպանման ցածր արժեքը և այլն:

Շրջակա միջավայրի պաշտպանությունը և վերականգնվող աղբյուրները պետք է լինեն հիդրոէներգետիկայի ամենամեծ առավելությունը:Հիդրոէներգիան օգտագործում է միայն ջրի էներգիան, չի սպառում ջուրը և չի առաջացնի աղտոտում:

Ջրային տուրբինային գեներատորների հավաքածուն՝ հիդրոէներգիայի արտադրության հիմնական ուժային սարքավորումը, ոչ միայն արդյունավետ է, այլև ճկուն է գործարկելու և գործելու համար:Այն կարող է արագ սկսել աշխատանքը ստատիկ վիճակից մի քանի րոպեում և մի քանի վայրկյանում ավարտել բեռի ավելացման և նվազեցման առաջադրանքը:Հիդրոէներգիան կարող է օգտագործվել էներգահամակարգի գագաթնակետային սափրվելու, հաճախականության մոդուլյացիայի, բեռնվածության սպասման և վթարային սպասման առաջադրանքները կատարելու համար:

Հիդրոէներգիայի արտադրությունը չի սպառում վառելիքը, կարիք չունի մեծ թվով աշխատուժի և սարքավորումների, որոնք ներդրված են հանքարդյունաբերության և վառելիքի փոխադրման մեջ, ունի պարզ սարքավորումներ, քիչ օպերատորներ, ավելի քիչ օժանդակ հզորություն, սարքավորումների երկար սպասարկման ժամկետ և ցածր շահագործման և պահպանման ծախսեր. ՀԷԿ-ի արտադրության արժեքը ցածր է, ՋԷԿ-ի միայն 1/5-1/8-ը, իսկ ՀԷԿ-ի էներգիայի օգտագործման մակարդակը բարձր է՝ մինչև 85%, ածուխով աշխատող էլեկտրակայանների ջերմային արդյունավետությունը. կազմում է ընդամենը մոտ 40%:

Հիդրոէներգետիկայի թերությունները հիմնականում ներառում են կլիմայի մեծ ազդեցությունը, սահմանափակված աշխարհագրական պայմաններով, վաղ փուլում մեծ ներդրումներ և էկոլոգիական միջավայրին հասցված վնաս:

Հիդրոէներգետիկայի վրա մեծապես ազդում են տեղումները։Անկախ նրանից, թե դա չոր և խոնավ սեզոն է, կարևոր տեղեկատու գործոն է ջերմային էլեկտրակայանների ածխի գնման համար:Հիդրոէներգիայի արտադրությունը կայուն է ըստ տարվա և գավառի, բայց դա կախված է «օրից», երբ այն մանրամասնվում է ամսվա, եռամսյակի և տարածաշրջանի վրա:Այն չի կարող ապահովել կայուն և հուսալի էներգիա, ինչպես ջերմային էներգիան:

Մեծ տարբերություններ կան հարավի և հյուսիսի միջև խոնավ և չոր սեզոնում:Այնուամենայնիվ, 2013-ից 2021 թվականներին յուրաքանչյուր ամսվա հիդրոէներգիայի արտադրության վիճակագրության համաձայն, ընդհանուր առմամբ, Չինաստանի խոնավ սեզոնը մոտավորապես հունիսից հոկտեմբեր է, իսկ չոր սեզոնը մոտավորապես դեկտեմբեր-փետրվար է:Այս երկուսի միջև էլեկտրաէներգիայի արտադրության տարբերությունը կարող է կրկնապատկվել:Միաժամանակ տեսնում ենք նաև, որ տեղադրված հզորության ավելացման ֆոնին այս տարվա հունվարից մարտ էներգաարտադրությունը զգալիորեն ցածր է նախորդ տարիների համեմատ, իսկ մարտ ամսվա էլեկտրաէներգիայի արտադրությունը նույնիսկ համարժեք է 2015թ. Սա բավական է, որպեսզի տեսնենք հիդրոէներգիայի «անկայունությունը»։

Հիդրոէներգիայի արտադրությունը յուրաքանչյուր ամսում 2013-ից 2021 թվականներին (100 մլն կվտ/ժամ)

Սահմանափակված է օբյեկտիվ պայմաններով.Այնտեղ, որտեղ ջուր կա, հիդրոէլեկտրակայաններ չեն կարող կառուցվել.Երկրաբանությունը, անկումը, հոսքի արագությունը, բնակիչների տեղափոխությունը և նույնիսկ վարչական բաժանումը սահմանափակում են ՀԷԿ-ի կառուցումը:Օրինակ, 1956 թվականին Ազգային Ժողովրդական Կոնգրեսում հիշատակված Հեյշանի կիրճի ջրի պահպանման նախագիծը չի ընդունվել Գանսուի և Նինգսիայի միջև շահերի վատ համաձայնեցման պատճառով:Մինչև այս տարի այն կրկին հայտնվեց երկու նիստերի առաջարկության մեջ, թե երբ կարող է սկսվել շինարարությունը, դեռևս հայտնի չէ։

Հիդրոէներգետիկայի համար պահանջվող ներդրումները մեծ են։ՀԷԿ-երի կառուցման հողային ապարների և բետոնային աշխատանքները հսկայական են, վերաբնակեցման հսկայական ծախսեր պետք է վճարվեն.Ավելին, վաղ ներդրումը ոչ միայն արտացոլվում է կապիտալում, այլև ժամանակի մեջ։Տարբեր գերատեսչությունների վերաբնակեցման և համակարգման անհրաժեշտության պատճառով շատ հիդրոէլեկտրակայանների կառուցման ցիկլը նախատեսվածից շատ կձգձգվի։

Որպես օրինակ վերցնելով կառուցվող «Բայհեթան» հիդրոէլեկտրակայանը՝ նախագիծը մեկնարկել է 1958 թվականին և ներառվել «երրորդ հնգամյա պլանում» 1965 թվականին: Այնուամենայնիվ, մի քանի շրջադարձերից հետո այն պաշտոնապես չի սկսվել մինչև 2011 թվականի օգոստոսը: Բայհեթան հիդրոէլեկտրակայանը չի ավարտվել.Չհաշված նախնական նախագծման պլանավորումը, շինարարության իրական ցիկլը կտևի առնվազն 10 տարի:

Խոշոր ջրամբարները ամբարտակի վերին հոսանքներում լայնածավալ ջրհեղեղներ են առաջացնում՝ երբեմն վնասելով հարթավայրերը, գետերի հովիտները, անտառները և խոտածածկ տարածքները:Միևնույն ժամանակ, դա կազդի նաև բույսի շրջակայքի ջրային էկոհամակարգի վրա:Այն մեծ ազդեցություն ունի ձկների, ջրային թռչունների և այլ կենդանիների վրա։

03 Չինաստանում հիդրոէներգետիկայի զարգացման ներկա իրավիճակը

Վերջին տարիներին հիդրոէներգիայի արտադրությունը պահպանել է աճը, սակայն վերջին հինգ տարիների աճի տեմպերը ցածր են

2020 թվականին հիդրոէներգիայի արտադրության հզորությունը կկազմի 1355,21 մլրդ կվտ/ժ, տարեկան կտրվածքով 3,9% աճով։Այնուամենայնիվ, 13-րդ հնգամյա պլանի ժամանակաշրջանում հողմային էներգիան և օպտոէլեկտրոնիկան արագ զարգացան 13-րդ հնգամյա պլանի ընթացքում՝ գերազանցելով պլանավորման նպատակները, մինչդեռ հիդրոէներգիան ավարտեց պլանավորման նպատակների միայն կեսը:Վերջին 20 տարիների ընթացքում հիդրոէներգիայի մասնաբաժինը էլեկտրաէներգիայի ընդհանուր արտադրությունում եղել է համեմատաբար կայուն՝ պահպանվելով 14-19%-ի սահմաններում:

Չինաստանի էլեկտրաէներգիայի արտադրության աճի տեմպերից կարելի է տեսնել, որ հիդրոէներգիայի աճի տեմպերը վերջին հինգ տարիներին դանդաղել են՝ հիմնականում պահպանվելով մոտ 5%-ի սահմաններում:

Կարծում եմ, որ դանդաղման պատճառները մի կողմից փոքր ՀԷԿ-երի դադարեցումն է, որը հստակ նշված է էկոլոգիական միջավայրի պաշտպանության և վերանորոգման 13-րդ հնգամյա ծրագրում։Միայն Սիչուան նահանգում կան 4705 փոքր հիդրոէլեկտրակայաններ, որոնք պետք է վերանորոգվեն և դուրս բերվեն.

Մյուս կողմից, Չինաստանը հիդրոէներգետիկայի զարգացման մեծ ռեսուրսների պակաս ունի։Չինաստանը կառուցել է բազմաթիվ հիդրոէլեկտրակայաններ, ինչպիսիք են Երեք կիրճերը, Գեժուբան, Վուդոնգդե, Սյանցզյաբան և Բայհեթանը:Խոշոր հիդրոէլեկտրակայանների վերակառուցման ռեսուրսները կարող են լինել միայն Յարլուն Զանգբո գետի «մեծ ոլորանը»։Սակայն, քանի որ տարածաշրջանը ներառում է երկրաբանական կառուցվածք, բնական արգելոցների բնապահպանական հսկողություն և հարակից երկրների հետ հարաբերություններ, նախկինում դա դժվար էր լուծել:

Միևնույն ժամանակ, վերջին 20 տարիների ընթացքում էլեկտրաէներգիայի արտադրության աճի տեմպերից երևում է նաև, որ ջերմային էներգիայի աճի տեմպերը հիմնականում համաժամանակացված են էլեկտրաէներգիայի արտադրության ընդհանուր աճի տեմպերի հետ, մինչդեռ հիդրոէներգիայի աճի տեմպերը կապ չունեն. էլեկտրաէներգիայի արտադրության ընդհանուր աճի տեմպը, որը ցույց է տալիս «յուրաքանչյուր տարի աճող» վիճակը։Թեև ջերմային էներգիայի բարձր համամասնության պատճառները կան, այն նաև որոշակիորեն արտացոլում է հիդրոէներգիայի անկայունությունը:

Էլեկտրաէներգիայի արտադրության աճ

Էլեկտրաէներգիայի արտադրության համամասնությամբ մենք կարող ենք նաև տեսնել, որ չնայած հիդրոէներգետիկ արդյունաբերությունը արագ զարգացել է վերջին 20 տարում, և 2020 թվականին հիդրոէներգիայի արտադրությունը հինգ անգամ գերազանցում է 2001 թվականին, ընդհանուր էներգիայի արտադրության համամասնությունը չի փոխվել: զգալիորեն.

Ջերմային էներգիայի համամասնության նվազման գործընթացում հիդրոէներգիան մեծ դեր չի խաղացել։Չնայած այն արագ է զարգանում, այն կարող է պահպանել իր մասնաբաժինը ընդհանուր էներգիայի արտադրության մեջ միայն ազգային էներգիայի արտադրության մեծ աճի ֆոնի վրա:Ջերմային էներգիայի համամասնության կրճատումը հիմնականում պայմանավորված է մաքուր էներգիայի այլ աղբյուրներով, ինչպիսիք են հողմային էներգիան, ֆոտովոլտային, բնական գազը, միջուկային էներգիան և այլն:

Հիդրոէներգետիկ ռեսուրսների չափազանց մեծ կենտրոնացում

Սիչուան և Յուննան նահանգների հիդրոէներգիայի ընդհանուր արտադրությունը կազմում է ազգային հիդրոէներգիայի արտադրության գրեթե կեսը, և արդյունքում խնդիրն այն է, որ հիդրոէներգետիկ ռեսուրսներով հարուստ տարածքները կարող են չկարողանալ կլանել տեղական հիդրոէներգիայի արտադրությունը, ինչը հանգեցնում է էներգիայի վատնման:Չինաստանի խոշոր գետերի ավազաններում կեղտաջրերի և էլեկտրաէներգիայի երկու երրորդը գալիս է Սիչուան նահանգից՝ մինչև 20,2 միլիարդ կվտ/ժամ, իսկ Սիչուան նահանգում թափոնների էլեկտրաէներգիայի կեսից ավելին ստացվում է Դադու գետի հիմնական հոսքից:

Ամբողջ աշխարհում Չինաստանի հիդրոէներգիան արագ զարգացել է վերջին 10 տարում։Չինաստանը գրեթե խթանել է համաշխարհային հիդրոէներգիայի աճը:Հիդրոէներգիայի համաշխարհային սպառման աճի գրեթե 80%-ը գալիս է Չինաստանից, իսկ Չինաստանի հիդրոէներգիայի սպառումը կազմում է հիդրոէներգիայի համաշխարհային սպառման ավելի քան 30%-ը։

Այնուամենայնիվ, Չինաստանի առաջնային էներգիայի ընդհանուր սպառման մեջ նման հսկայական հիդրոէներգիայի սպառման տեսակարար կշիռը միայն մի փոքր ավելի է համաշխարհային միջինից՝ 8%-ից պակաս 2019 թվականին: Նույնիսկ եթե այն չի համեմատվում զարգացած երկրների հետ, ինչպիսիք են Կանադան և Նորվեգիան, հիդրոէներգիայի համամասնությունը: սպառումը շատ ավելի ցածր է, քան զարգացող երկրի՝ Բրազիլիայի սպառումը:Չինաստանն ունի 680 միլիոն կիլովատ հիդրոէներգետիկ ռեսուրսներ՝ զբաղեցնելով առաջին տեղը աշխարհում։Մինչեւ 2020 թվականը հիդրոէլեկտրակայանի դրվածքային հզորությունը կկազմի 370 մլն կՎտ։Այս տեսակետից Չինաստանի հիդրոէներգետիկ արդյունաբերությունը դեռ զարգացման մեծ տեղ ունի։

04 Չինաստանում հիդրոէներգիայի ապագա զարգացման միտումը

Հիդրոէներգիան կարագացնի իր աճը առաջիկա մի քանի տարիների ընթացքում և կշարունակի աճել էլեկտրաէներգիայի ընդհանուր արտադրության համամասնությամբ:

Մի կողմից, 14-րդ հնգամյա պլանի ընթացքում Չինաստանում կարող է շահագործման հանձնվել ավելի քան 50 միլիոն կիլովատ հիդրոէներգիա, ներառյալ «Երեք կիրճ» խմբի Վուդոնգդե և Բայհեթան հիդրոէլեկտրակայանները և Յալոնգ գետի հիդրոէլեկտրակայանի միջին հոսանքները:Ավելին, Յարլուն Զանգբո գետի ստորին հոսանքի հիդրոէներգիայի զարգացման նախագիծը ներառվել է 14-րդ հնգամյա ծրագրում՝ 70 միլիոն կիլովատ տեխնիկապես շահագործվող ռեսուրսներով, ինչը համարժեք է երեքից ավելի «Երեք կիրճ» հիդրոէլեկտրակայաններին։ Սա նշանակում է, որ հիդրոէներգիան։ նորից մեծ զարգացում կբերի.

Մյուս կողմից, ջերմային էներգիայի մասշտաբի նվազումն ակնհայտորեն կանխատեսելի է։Անկախ նրանից, թե շրջակա միջավայրի պահպանության, էներգետիկ անվտանգության և տեխնոլոգիական զարգացման տեսանկյունից, ջերմային էներգիան կշարունակի նվազեցնել իր նշանակությունը էներգետիկ ոլորտում:

Առաջիկա մի քանի տարիների ընթացքում հիդրոէներգետիկայի զարգացման արագությունը դեռևս չի կարող համեմատվել նոր էներգիայի հետ։Նույնիսկ ընդհանուր էներգիայի արտադրության համամասնությամբ, այն կարող է դասակարգվել նոր էներգիայի ուշացածների կողմից:Եթե ​​ժամանակը երկարացվի, կարելի է ասել, որ նոր էներգիայով կանցնի։

Էլեկտրաէներգիայի ընդհանուր պլանավորման ինստիտուտի պլանավորման բաժնի տնօրեն Լյու Շիյուն կանխատեսում է, որ 14-րդ հնգամյա պլանի ընթացքում Չինաստանում նոր էներգիայի դրված հզորությունը կգերազանցի 800 մլն ԿՎտ-ը՝ կազմելով 29%;Էլեկտրաէներգիայի տարեկան արտադրությունը հասնում է 1,5 տրիլիոն կվտ/ժամի՝ գերազանցելով հիդրոէներգիայից։