Minęło 111 lat, odkąd Chiny rozpoczęły budowę elektrowni wodnej Shilongba, pierwszej elektrowni wodnej w 1910 roku. W ciągu tych ponad 100 lat, od zainstalowanej mocy elektrowni wodnej Shilongba wynoszącej zaledwie 480 kW do 370 milionów KW, która obecnie zajmuje pierwsze miejsce w rankingu światowy przemysł wodno-elektryczny w Chinach osiągnął niezwykłe osiągnięcia.Jesteśmy w przemyśle węglowym i mniej więcej usłyszymy informacje o hydroenergetyce, ale niewiele wiemy o hydroenergetyce.
01 zasada wytwarzania energii z elektrowni wodnych
Energia wodna to tak naprawdę proces przekształcania energii potencjalnej wody w energię mechaniczną, a następnie z energii mechanicznej w energię elektryczną.Mówiąc najogólniej, jest to wykorzystanie płynącej wody rzecznej do napędzania silnika do wytwarzania energii, a energia zawarta w rzece lub odcinku jej dorzecza zależy od objętości i spadku wody.
Objętość wody w rzece nie jest kontrolowana przez osobę prawną, a spadek jest OK.Dlatego budując elektrownię wodną, można zdecydować się na budowę zapory i skierować wodę w celu skoncentrowania kropli, aby poprawić stopień wykorzystania zasobów wodnych.
Tamowanie polega na wybudowaniu tamy na odcinku rzeki o dużym spadku, założeniu zbiornika do magazynowania wody i podniesieniu poziomu wody, jak np. Elektrownia Wodna Trzech Przełomów;Przekierowanie odnosi się do przekierowania wody ze zbiornika górnego do dolnego przez kanał dywersyjny, taki jak elektrownia wodna Jinping II.
02 charakterystyka elektrowni wodnych
Zalety hydroenergetyki obejmują głównie ochronę i regenerację środowiska, wysoką wydajność i elastyczność, niskie koszty konserwacji i tak dalej.
Ochrona środowiska i odnawialne źródła energii powinny być największą zaletą energetyki wodnej.Energia wodna wykorzystuje tylko energię w wodzie, nie zużywa wody i nie powoduje zanieczyszczenia.
Turbina wodna, główne urządzenie energetyczne energetyki wodnej, jest nie tylko wydajna, ale również elastyczna w rozruchu i eksploatacji.Może szybko rozpocząć operację ze stanu statycznego w kilka minut i zakończyć zadanie zwiększania i zmniejszania obciążenia w kilka sekund.Energia wodna może być wykorzystywana do wykonywania zadań redukcji szczytów, modulacji częstotliwości, czuwania obciążenia i awaryjnego czuwania systemu elektroenergetycznego.
Elektrownia wodna nie zużywa paliwa, nie wymaga dużej siły roboczej i obiektów zainwestowanych w wydobycie i transport paliwa, ma prosty sprzęt, niewielu operatorów, mniej energii pomocniczej, długą żywotność sprzętu oraz niskie koszty eksploatacji i konserwacji.W związku z tym koszt produkcji energii w elektrowni wodnej jest niski, który wynosi tylko 1 / 5-1 / 8 kosztów elektrowni cieplnej, a stopień wykorzystania energii elektrowni wodnej jest wysoki, do ponad 85%, podczas gdy węgiel - sprawność cieplna opalanego elektrociepłowni wynosi tylko około 40%.
Wady hydroenergetyki to przede wszystkim duży wpływ klimatu, ograniczony warunkami geograficznymi, duże inwestycje na wczesnym etapie oraz niszczenie środowiska ekologicznego.
Na elektrownie wodne duży wpływ mają opady.Niezależnie od tego, czy jest to pora sucha, czy pora deszczowa, jest ważnym czynnikiem odniesienia dla zakupu węgla energetycznego w elektrowniach cieplnych.Produkcja energii wodnej jest stabilna w zależności od roku i województwa, ale zależy od „dnia”, w którym jest wyszczególniona w miesiącu, kwartale i regionie.Nie może zapewnić stabilnej i niezawodnej mocy, takiej jak moc cieplna.
Występują duże różnice między południem a północą w porze deszczowej i suchej.Jednak według statystyk dotyczących wytwarzania energii wodnej w każdym miesiącu od 2013 do 2021 roku, ogólnie rzecz biorąc, pora deszczowa w Chinach trwa od czerwca do października, a pora sucha od grudnia do lutego.Różnica między nimi może być ponad dwukrotnie większa.Jednocześnie widzimy też, że na tle rosnących mocy zainstalowanych produkcja energii od stycznia do marca tego roku jest znacznie niższa niż w latach poprzednich, a produkcja w marcu jest nawet równoważna tej z 2015 roku. To wystarczy, aby zobaczyć „niestabilność” energetyki wodnej.
Ograniczone obiektywnymi warunkami.Elektrownie wodne nie mogą być budowane tam, gdzie jest woda.Budowa elektrowni wodnej jest ograniczona geologią, spadkiem, natężeniem przepływu, relokacją mieszkańców, a nawet podziałem administracyjnym.Na przykład projekt ochrony wody Heishan Gorge wspomniany na Narodowym Kongresie Ludowym w 1956 roku nie został uchwalony z powodu słabej koordynacji interesów między Gansu i Ningxią.Dopóki nie pojawi się ponownie w propozycji dwóch sesji w tym roku, nadal nie wiadomo, kiedy budowa może się rozpocząć.
Inwestycja wymagana do elektrowni wodnych jest duża.Roboty ziemne i betonowe przy budowie elektrowni wodnych są ogromne i trzeba ponieść ogromne koszty przesiedlenia;Co więcej, wczesna inwestycja znajduje odzwierciedlenie nie tylko w kapitale, ale także w czasie.Ze względu na konieczność przesiedleń i koordynacji różnych działów, cykl budowy wielu elektrowni wodnych będzie znacznie opóźniony niż planowano.
Biorąc za przykład budowę elektrowni wodnej Baihetan, projekt został zainicjowany w 1958 r. i włączony do „trzeciego planu pięcioletniego” w 1965 r. Jednak po kilku zwrotach akcji oficjalnie rozpoczęto go dopiero w sierpniu 2011 r. Do tej pory Elektrownia wodna Baihetan nie została ukończona.Wyłączając projekt wstępny i planowanie, rzeczywisty cykl budowy potrwa co najmniej 10 lat.
Duże zbiorniki powodują masowe zalewanie górnych partii zapory, niszcząc niekiedy niziny, doliny rzeczne, lasy i łąki.Jednocześnie wpłynie również na ekosystem wodny wokół rośliny.Ma wielki wpływ na ryby, ptactwo wodne i inne zwierzęta.
03 aktualna sytuacja rozwoju energetyki wodnej w Chinach
W ostatnich latach energetyka wodna utrzymywała wzrost, ale tempo wzrostu w ostatnich pięciu latach jest niskie
W 2020 r. moc hydroenergetyczna wynosi 1355,21 mld kWh, co oznacza wzrost o 3,9% rok do roku.Jednak w okresie 13. planu pięcioletniego energetyka wiatrowa i optoelektronika rozwijały się szybko w okresie 13. planu pięcioletniego, przekraczając cele planowania, podczas gdy energetyka wodna zrealizowała tylko około połowy celów planowania.W ciągu ostatnich 20 lat udział hydroenergetyki w całkowitej produkcji energii był względnie stabilny, utrzymując się na poziomie 14% – 19%.
Z tempa wzrostu produkcji energii w Chinach widać, że tempo wzrostu hydroenergetyki zwolniło w ciągu ostatnich pięciu lat i zasadniczo utrzymało się na poziomie około 5%.
Myślę, że przyczyną spowolnienia jest z jednej strony wyłączenie małych elektrowni wodnych, o czym wyraźnie wspomina 13-letni plan pięcioletni ochrony i naprawy środowiska ekologicznego.W samej prowincji Syczuan jest 4705 małych elektrowni wodnych, które wymagają naprawy i wycofania;
Z drugiej strony, duże zasoby Chin na rozwój hydroenergetyki są niewystarczające.Chiny zbudowały wiele elektrowni wodnych, takich jak Three Gorges, Gezhouba, Wudongde, Xiangjiaba i Baihetan.Środkiem na odbudowę dużych elektrowni wodnych może być jedynie „duży zakręt” rzeki Yarlung Zangbo.Jednak, ponieważ region obejmuje budowę geologiczną, kontrolę środowiska rezerwatów przyrody i relacje z sąsiednimi krajami, wcześniej był trudny do rozwiązania.
Jednocześnie z tempa wzrostu wytwarzania energii elektrycznej w ostatnich 20 latach można zauważyć, że tempo wzrostu mocy cieplnej jest zasadniczo zsynchronizowane z tempem wzrostu całkowitej produkcji energii, podczas gdy tempo wzrostu energii wodnej nie ma znaczenia dla tempo wzrostu produkcji energii elektrycznej ogółem, pokazujące stan „wzrostu co drugi rok”.Chociaż istnieją powody wysokiego udziału energii cieplnej, w pewnym stopniu odzwierciedla to również niestabilność hydroenergetyki.
W procesie zmniejszania udziału energii cieplnej energetyka wodna nie odegrała wielkiej roli.Chociaż rozwija się szybko, może utrzymać swój udział w całkowitej produkcji energii tylko w warunkach dużego wzrostu krajowej produkcji energii.Zmniejszenie udziału energii cieplnej wynika głównie z innych czystych źródeł energii, takich jak energia wiatrowa, fotowoltaika, gaz ziemny, energia jądrowa i tak dalej.
Nadmierna koncentracja zasobów hydroenergetycznych
Całkowita produkcja energii wodnej w prowincjach Syczuan i Yunnan stanowi prawie połowę krajowej produkcji hydroenergetycznej, a wynikającym z tego problemem jest to, że obszary bogate w zasoby hydroenergetyczne mogą nie być w stanie wchłonąć lokalnej produkcji hydroenergetycznej, co powoduje marnotrawstwo energii.Dwie trzecie ścieków i energii elektrycznej w głównych dorzeczach rzek w Chinach, do 20,2 miliarda kWh, pochodzi z prowincji Syczuan, podczas gdy ponad połowa energii elektrycznej odpadowej w prowincji Syczuan pochodzi z głównego nurtu rzeki Dadu.
W ciągu ostatnich 10 lat chińska elektrownia wodna szybko się rozwinęła.Chiny niemal o własnych siłach napędzały wzrost światowej energetyki wodnej.Prawie 80% wzrostu światowego zużycia energii wodnej pochodzi z Chin, a chińskie zużycie energii wodnej stanowi ponad 30% światowego zużycia energii wodnej.
Jednak udział tak ogromnego zużycia energii wodnej w całkowitym zużyciu energii pierwotnej w Chinach jest tylko nieznacznie wyższy niż średnia światowa, mniej niż 8% w 2019 r. Nawet jeśli nie w porównaniu z krajami rozwiniętymi, takimi jak Kanada i Norwegia, udział zużycia energii wodnej jest znacznie niższy niż w Brazylii, która również jest krajem rozwijającym się.Chiny dysponują 680 milionami kilowatów zasobów hydroenergetycznych, zajmując pierwsze miejsce na świecie.Do 2020 roku moc zainstalowana elektrowni wodnych wyniesie 370 mln kilowatów.Z tej perspektywy przemysł hydroenergetyczny Chin wciąż ma duże pole do rozwoju.
04 przyszły trend rozwoju energetyki wodnej w Chinach
Elektrownia wodna przyspieszy swój rozwój w ciągu najbliższych kilku lat i będzie nadal zwiększać udział w całkowitej produkcji energii.
Z jednej strony, w okresie czternastego planu pięcioletniego, w Chinach można uruchomić ponad 50 milionów kilowatów energii wodnej, w tym Wudongde, elektrownie wodne Baihetan grupy Three Gorges i elektrownie wodne na środkowym biegu rzeki Yalong.Co więcej, projekt rozwoju elektrowni wodnych w dolnym biegu rzeki Yarlung Zangbo został włączony do czternastego planu pięcioletniego, z 70 milionami kilowatów technicznie możliwych do wykorzystania zasobów, co odpowiada ponad trzem elektrowniom wodnym Three Gorges, co oznacza, że elektrownie wodne ponownie zapoczątkował wielki rozwój;
Z drugiej strony zmniejszenie skali mocy cieplnej jest oczywiście przewidywalne.Czy to z punktu widzenia ochrony środowiska, bezpieczeństwa energetycznego czy rozwoju technologicznego, energetyka cieplna będzie nadal zmniejszać swoje znaczenie w energetyce.
W ciągu najbliższych kilku lat tempo rozwoju hydroenergetyki nadal nie może być porównywane z tempem nowej energii.Nawet w proporcji całkowitej produkcji energii może zostać wyprzedzony przez spóźnialskich dostawców nowej energii.Jeśli czas się wydłuży, można powiedzieć, że wyprzedzi go nowa energia.
Czas publikacji: 12.04.-2022
