Қытайдың 1910 жылы алғашқы су электр станциясының құрылысын бастағанына 111 жыл болды. Осы 100 жылдан астам уақыт ішінде Қытайдың су және электр өнеркәсібі Шилонгба су электр станциясының орнатылған қуаты бар болғаны 480 кВттан 370 миллионға дейін керемет жетістіктерге жетті. кВт, бұл әлемде бірінші орында.Біз көмір өнеркәсібінде жүрміз, су энергетикасы туралы біраз жаңалықтар еститін боламыз, бірақ гидроэнергетика туралы көп білмейміз.
Бүгін су энергетикасының принциптері мен ерекшеліктерінен және Қытайдағы гидроэнергетиканың қазіргі жағдайы мен даму тенденциясынан су энергетикасын қысқаша түсініп көрейік.
01 Гидроэнергетиканың электр энергиясын өндіру принципі
Шын мәнінде, гидроэнергетика судың потенциалдық энергиясын механикалық энергияға, содан кейін механикалық энергиядан электр энергиясына айналдыру процесі болып табылады.Жалпы айтқанда, ағып жатқан өзен суын электр қуатын өндіру үшін қозғалтқышты айналдыру үшін пайдалану болып табылады, ал өзендегі немесе оның бассейнінің бір бөлігіндегі энергия судың көлемі мен төмендеуіне байланысты.
Өзен суының көлемін заңды тұлға бақылай алмайды, ал судың түсуі қалыпты.Сондықтан су электр станцияларын салу кезінде су ресурстарын пайдалану коэффициентін жақсарту үшін құлдырауды шоғырландыру үшін бөгет салу және бұру таңдауға болады.
Бөгет салу - үлкен құлдыраумен жететін жерге бөгет салу, суды сақтау және су деңгейін көтеру үшін резервуар орнату, мысалы, Үш шатқал су электр станциясы;Ауыстыру деп суды бұру арнасы арқылы, мысалы, Цзиньпин II су электр станциясы арқылы жоғарғы су қоймасынан судың төменгі ағысқа бұрылуын айтады.
02 Гидроэнергетиканың сипаттамалары
Гидроэнергетиканың артықшылықтары негізінен қоршаған ортаны қорғау және қалпына келтіру, жоғары тиімділік пен икемділік, техникалық қызмет көрсетудің төмен құны және т.б.
Қоршаған ортаны қорғау және жаңартылатын энергия су энергетикасының ең үлкен артықшылығы болуы керек.Гидроэнергетика тек судағы энергияны пайдаланады, суды тұтынбайды және ластануды тудырмайды.
Гидроэнергетиканың негізгі энергетикалық жабдығы болып табылатын су турбиналық генератор жинағы тиімді ғана емес, сонымен қатар іске қосу және жұмыс істеуге икемді.Ол операцияны статикалық күйден бірнеше минут ішінде жылдам бастай алады және жүктемені арттыру және азайту тапсырмасын бірнеше секундта аяқтай алады.Гидроэнергияны ең жоғары қырыну, жиілікті модуляция, жүктемені күту және қуат жүйесінің апатты күту міндеттерін орындау үшін пайдалануға болады.
Гидроэнергетика отынды тұтынбайды, отынды өндіруге және тасымалдауға көп жұмыс күші мен құрылысты қажет етпейді, қарапайым жабдыққа ие, операторлар аз, қосалқы қуат аз, жабдықтың ұзақ қызмет ету мерзімі және пайдалану мен техникалық қызмет көрсету құны төмен, сондықтан электр қуаты су электр станциясының өндірістік құны төмен, жылу электр станциясының 1/5-1/8 ғана, ал су электр станциясының энергияны пайдалану коэффициенті жоғары, 85% -дан астам, көмірмен жұмыс істейтін электр станцияларының жылу тиімділігі шамамен 40% құрайды.
Гидроэнергетиканың кемшіліктеріне негізінен климаттың үлкен әсері, географиялық жағдайлармен шектелуі, бастапқы кезеңде үлкен инвестициялау және экологиялық ортаға зиян келтіру жатады.
Гидроэнергетикаға жауын-шашын көп әсер етеді.Құрғақ маусымда немесе ылғалды маусымда жылу электр станцияларының электр көмірін сатып алуының маңызды анықтамалық факторы болып табылады.Гидроэнергия өндіру жыл мен облыс бойынша тұрақты, бірақ ол айға, тоқсанға және аймаққа егжей-тегжейлі көрсетілген «күнге» байланысты.Ол жылу қуаты сияқты тұрақты және сенімді қуатты қамтамасыз ете алмайды.
Ылғалды және құрғақ маусымда оңтүстік пен солтүстіктің арасында үлкен айырмашылықтар бар.Дегенмен, 2013 жылдан 2021 жылға дейін әр айда су энергиясын өндіру статистикасына сәйкес, тұтастай алғанда, Қытайдың ылғалды маусымы шамамен маусымнан қазанға дейін, ал құрғақ маусым шамамен желтоқсаннан ақпанға дейін.Екеуінің арасындағы электр энергиясын өндірудегі айырмашылық екі еседен көп болуы мүмкін.Сонымен қатар, орнатылған қуаттардың ұлғаюы аясында ағымдағы жылдың қаңтар-наурыз аралығындағы электр қуатын өндіру алдыңғы жылдармен салыстырғанда айтарлықтай төмендегенін, ал наурыздағы электр қуатын өндіру тіпті 2015 жылғымен тең екенін де көреміз. Бұл гидроэнергетиканың «тұрақсыздығын» көру үшін жеткілікті.
2013 жылдан 2021 жылға дейін әр айда су энергиясын өндіру (100 млн кВт/сағ)
Объективті жағдайлармен шектелген.Су бар жерде ГЭС салу мүмкін емес.Геология, құлдырау, ағынның жылдамдығы, тұрғындардың қоныс аударуы, тіпті әкімшілік бөлінуі ГЭС құрылысын шектейді.Мысалы, 1956 жылы Бүкілқытайлық халық өкілдері жиналысында айтылған Хэйшан шатқалындағы суды үнемдеу жобасы Ганьсу мен Нинся арасындағы мүдделердің нашар үйлестірілуіне байланысты қабылданбады.Осы жылға дейін бұл екі сессияның ұсынысында қайтадан пайда болды, құрылыстың қашан басталуы әлі белгісіз.
Гидроэнергетикаға қажетті инвестиция ауқымды.Су электр стансаларын салуға арналған топырақ пен бетон жұмыстары орасан зор, қоныс аудару үшін орасан зор шығындарды төлеуге тура келеді;Оның үстіне ерте салынған инвестиция тек капиталда ғана емес, сонымен бірге уақыт бойынша да көрінеді.Қоныс аудару және әртүрлі бөлімшелерді үйлестіру қажеттілігіне байланысты көптеген су электр станцияларының құрылыс циклі жоспарланғаннан әлдеқайда кешіктіріледі.
Мысал ретінде салынып жатқан Байхетан су электр станциясын алсақ, бұл жоба 1958 жылы басталып, 1965 жылы «үшінші бесжылдық жоспарына» енгізілді. Алайда, бірнеше бұралулардан кейін ол 2011 жылдың тамызына дейін ресми түрде іске қосылмады. Осы уақытқа дейін, Бәйхетан су электр станциясының құрылысы аяқталмаған.Алдын ала жобалық жоспарлауды қоспағанда, нақты құрылыс циклі кемінде 10 жылды алады.
Ірі су қоймалары бөгеттің жоғарғы ағысында ауқымды су басуды тудырады, кейде ойпаттарды, өзен аңғарларын, ормандар мен шабындықтарды зақымдайды.Сонымен бірге ол өсімдіктің айналасындағы су экожүйесіне де әсер етеді.Ол балыққа, суда жүзетін құстарға және басқа жануарларға үлкен әсер етеді.
03 Қытайдағы гидроэнергетика дамуының қазіргі жағдайы
Соңғы жылдары су электр энергиясын өндіру өсімін сақтап қалды, бірақ соңғы бес жылда өсу қарқыны төмен
2020 жылы су электр энергиясын өндіру қуаттылығы бір жылмен салыстырғанда 3,9%-ға артып, 1355,21 млрд кВт/сағ құрайды.Алайда, 13-бесжылдықта жел энергетикасы мен оптоэлектроника 13-бесжылдықта қарқынды дамып, жоспарлы көрсеткіштерден асып түсті, ал су энергетикасы жоспарлаудың жартысына жуығын ғана орындады.Соңғы 20 жылда электр энергиясын өндірудің жалпы көлеміндегі су энергетикасының үлесі салыстырмалы түрде тұрақты болды, 14%-19% деңгейінде сақталды.
Қытайдың электр энергиясын өндірудің өсу қарқынынан су энергетикасының өсу қарқыны соңғы бес жылда бәсеңдегенін, негізінен шамамен 5% деңгейінде сақталғанын көруге болады.
Менің ойымша, бәсеңдеудің себептері, бір жағынан, экологиялық ортаны қорғау және жөндеу жөніндегі 13-бесжылдықта нақты айтылған шағын су электр станцияларының тоқтауы.Тек Сычуань провинциясында жөндеуді және алып тастауды қажет ететін 4705 шағын су электр станциясы бар;
Екінші жағынан, Қытайда гидроэнергетиканы дамытудың үлкен ресурстары жетіспейді.Қытай Үш шатқал, Гечжоуба, Вудундэ, Сянцзяба және Байхетан сияқты көптеген су электр станцияларын салды.Үлкен су электр станцияларын қайта құру ресурстары тек Ярлунг Зангбо өзенінің «үлкен иілісі» болуы мүмкін.Дегенмен, аймақ геологиялық құрылымды, қорықтарды экологиялық бақылауды және қоршаған елдермен қарым-қатынасты қамтитындықтан, бұрын оны шешу қиын болды.
Сонымен қатар, соңғы 20 жылдағы электр энергиясын өндірудің өсу қарқынынан да көруге болады, жылу энергиясының өсу қарқыны негізінен жалпы электр энергиясын өндірудің өсу қарқынымен синхрондалады, ал гидроэнергетиканың өсу қарқыны электр энергиясын өндірудің жалпы көлеміне қатысты емес. «жыл сайын өсу» жағдайын көрсететін жалпы электр энергиясын өндірудің өсу қарқыны.Жылу қуатының жоғары үлес салмағының себептері болғанымен, ол белгілі бір дәрежеде су энергетикасының тұрақсыздығын да көрсетеді.
Электр энергиясын өндірудің өсуі
Электр қуатын өндіру үлесіне келетін болсақ, соңғы 20 жылда гидроэнергетика саласы қарқынды дамып, 2020 жылы гидроэнергетика өндірісі 2001 жылғыдан бес есе көп болса да, жалпы электр энергиясын өндірудегі үлестің өзгермегенін көреміз. айтарлықтай.
Жылу қуатының үлес салмағының азаюында гидроэнергетика үлкен рөл атқарған жоқ.Ол қарқынды дамып келе жатқанымен, ол ұлттық электр энергиясын өндірудің ауқымды өсуі аясында ғана жалпы электр өндірудегі өз үлесін сақтай алады.Жылу энергиясының үлес салмағының азаюы негізінен басқа таза энергия көздеріне, мысалы, жел энергиясы, фотоэлектрлік, табиғи газ, атом энергиясы және т.б.
Гидроэнергетикалық ресурстардың шамадан тыс шоғырлануы
Сычуань және Юньнань провинцияларының жалпы гидроэнергиялық өндірісі ұлттық су электр энергиясын өндірудің жартысына жуығын құрайды және осыдан туындайтын мәселе су энергетикалық ресурстарға бай аймақтардың жергілікті су энергиясын өндіруді сіңіре алмауы, нәтижесінде энергияның ысырап болуы мүмкін.Қытайдағы ірі өзен бассейндеріндегі ағынды су мен электр қуатының үштен екісі Сычуань провинциясынан келеді, 20,2 миллиард кВт/сағ, ал Сычуань провинциясындағы қалдық электр энергиясының жартысынан көбі Даду өзенінің негізгі ағынынан келеді.
Дүние жүзінде Қытайдың су энергетикасы соңғы 10 жылда қарқынды дамыды.Қытай жаһандық гидроэнергетиканың өсуіне дерлік түрткі болды.Әлемдік су энергиясын тұтыну өсімінің 80%-ға жуығы Қытайдан келеді, ал Қытайдың су энергиясын тұтынуы әлемдік су энергиясын тұтынудың 30%-дан астамын құрайды.
Дегенмен, Қытайдың жалпы бастапқы энергия тұтынуындағы мұндай орасан зор су энергиясын тұтынудың үлесі әлемдік орташа деңгейден сәл ғана жоғары, 2019 жылы 8%-дан аз. Тіпті Канада және Норвегия сияқты дамыған елдермен салыстырмаса да, су энергиясының үлесі. тұтыну дамып келе жатқан Бразилияға қарағанда әлдеқайда төмен.Қытайда 680 миллион киловатт су энергетикалық ресурстары бар, бұл әлемде бірінші орында.2020 жылға қарай гидроэнергетиканың белгіленген қуаты 370 миллион киловатт болады.Осы тұрғыдан алғанда, Қытайдың гидроэнергетика саласы әлі де дамуға үлкен мүмкіндіктерге ие.
04 Қытайдағы гидроэнергетиканың болашақ даму тенденциясы
Гидроэнергетика алдағы бірнеше жылда өз өсімін жылдамдатады және электр қуатын өндірудің жалпы көлеміндегі үлес салмағын арттыруды жалғастырады.
Бір жағынан, 14-бесжылдықта Қытайда 50 миллион киловатттан астам су электр қуатын пайдалануға беруге болады, соның ішінде Үш шатқал тобындағы Уудундэ және Байхетан су электр станциялары мен Ялун өзенінің су электр станциясының орта ағысында.Сонымен қатар, Ярлунг Зангбо өзенінің төменгі ағысындағы гидроэнергетиканы дамыту жобасы 70 миллион киловатт техникалық пайдалануға болатын ресурстармен 14-бесжылдық жоспарына енгізілді, бұл үштен астам Үш шатқал су электр станциясына тең. қайтадан үлкен дамуға жол ашады;
Екінші жағынан, жылу қуатының шкаласының төмендеуін болжауға болатыны анық.Қоршаған ортаны қорғау, энергетикалық қауіпсіздік және технологиялық даму тұрғысынан алғанда, жылу энергетикасы энергетика саласындағы маңыздылығын төмендете береді.
Алдағы бірнеше жылда су энергетикасының даму жылдамдығын жаңа энергетикамен салыстыруға болмайды.Тіпті электр қуатын өндірудің жалпы үлесінде де ол жаңа энергияның кешігіп шыққандары бойынша орын алуы мүмкін.Уақыт ұзартылса, оны жаңа қуат басып озады деп айтуға болады.
Бас электр қуатын жоспарлау институтының жоспарлау бөлімінің директоры Лю Шиюй 14-ші бесжылдықта Қытайдағы жаңа энергияның белгіленген қуаты 800 миллион кВт-тан асып, 29% құрайды деп болжайды;Жыл сайынғы электр энергиясын өндіру 1,5 триллион кВт/сағ-қа жетіп, су энергиясынан асып түседі.
Жіберу уақыты: 14 қаңтар 2022 ж
