Đã 111 năm kể từ khi Trung Quốc khởi công xây dựng trạm thủy điện shilongba, trạm thủy điện đầu tiên vào năm 1910. Trong hơn 100 năm này, ngành điện nước Trung Quốc đã đạt được những thành tựu đáng kể từ công suất lắp đặt của trạm thủy điện shilongba chỉ từ 480kw đến 370 triệu KW, đứng đầu thế giới.Chúng ta đang làm trong ngành than, sẽ nghe một số tin tức về thủy điện, nhưng chúng ta chưa biết nhiều về ngành thủy điện.
Hôm nay chúng ta hãy cùng nhau tìm hiểu sơ lược về thủy điện từ nguyên lý, đặc điểm của thủy điện và thực trạng cũng như xu hướng phát triển của thủy điện ở Trung Quốc.
01 nguyên lý phát điện của thủy điện
Thực chất, thủy điện là quá trình biến đổi thế năng của nước thành cơ năng, rồi từ cơ năng thành điện năng.Nói một cách tổng quát, nó là sử dụng nước sông chảy để quay động cơ để phát điện, và năng lượng chứa trong một con sông hoặc một phần lưu vực của nó phụ thuộc vào khối lượng và giọt nước.
Lượng nước của sông không được kiểm soát bởi pháp nhân, và việc giảm xuống là được.Vì vậy, khi xây dựng các trạm thủy điện, có thể lựa chọn xây dựng đập và dẫn dòng để tập trung nguồn nước nhằm nâng cao tỷ lệ sử dụng tài nguyên nước.
Đập đập là xây đập ở mức có độ sụt lớn, lập hồ chứa nước và nâng cao mực nước như: Thủy điện Tam Hiệp;Chuyển hướng là sự chuyển hướng của nước từ hồ chứa ở thượng nguồn về hạ lưu thông qua kênh dẫn dòng, chẳng hạn như trạm thủy điện Cận Bình II.
02 đặc điểm của thủy điện
Lợi thế của thủy điện chủ yếu bao gồm bảo vệ và tái tạo môi trường, hiệu quả cao và linh hoạt, chi phí bảo trì thấp, v.v.
Bảo vệ môi trường và tái tạo nên lợi thế lớn nhất của thủy điện.Thủy điện chỉ sử dụng năng lượng trong nước, không tiêu tốn nước, không gây ô nhiễm.
Tổ máy phát tua-bin nước, thiết bị phát điện chính của sản xuất thủy điện, không chỉ hiệu quả mà còn có thể khởi động và vận hành linh hoạt.Nó có thể nhanh chóng bắt đầu hoạt động từ trạng thái tĩnh trong vài phút và hoàn thành nhiệm vụ tăng giảm tải trong vài giây.Thủy điện có thể dùng để đảm nhận các công việc cạo đỉnh, điều tần, dự phòng phụ tải và dự phòng sự cố của hệ thống điện.
Sản xuất thủy điện không tiêu tốn nhiên liệu, không cần nhiều nhân lực và phương tiện đầu tư vào khai thác và vận chuyển nhiên liệu, có thiết bị đơn giản, ít người vận hành, ít điện phụ, tuổi thọ của thiết bị lâu dài và chi phí vận hành, bảo dưỡng thấp nên điện giá thành sản xuất của nhà máy thủy điện thấp, chỉ bằng 1 / 5-1 / 8 của nhà máy nhiệt điện, và tỷ lệ sử dụng năng lượng của nhà máy thủy điện cao, lên đến hơn 85%, Hiệu suất nhiệt của nhà máy nhiệt điện than là chỉ khoảng 40%.
Những bất lợi của thủy điện chủ yếu bao gồm ảnh hưởng lớn của khí hậu, hạn chế bởi điều kiện địa lý, đầu tư lớn trong giai đoạn đầu và tác hại đến môi trường sinh thái.
Thủy điện bị ảnh hưởng nhiều bởi lượng mưa.Cho dù là mùa khô và mùa mưa là một yếu tố tham khảo quan trọng cho việc mua than điện của các nhà máy nhiệt điện.Sản lượng thủy điện ổn định theo năm và theo tỉnh, nhưng phụ thuộc vào “ngày” cụ thể đến tháng, quý và khu vực.Nó không thể cung cấp nguồn điện ổn định và đáng tin cậy như nhiệt điện.
Có sự khác biệt lớn giữa miền Nam và miền Bắc về mùa mưa và mùa khô.Tuy nhiên, theo thống kê sản lượng thủy điện từng tháng từ năm 2013 đến năm 2021, tính chung, mùa mưa của Trung Quốc vào khoảng tháng 6 đến tháng 10 và mùa khô vào khoảng tháng 12 đến tháng 2.Sự khác biệt về sản lượng điện giữa cả hai có thể tăng hơn gấp đôi.Đồng thời, chúng ta cũng có thể thấy rằng trong bối cảnh công suất lắp máy ngày càng tăng, sản lượng phát điện từ tháng 1 đến tháng 3 năm nay thấp hơn đáng kể so với các năm trước, sản lượng điện phát tháng 3 thậm chí tương đương năm 2015. Điều này đủ cho chúng ta thấy sự “bất ổn” của thủy điện.
Sản lượng thủy điện mỗi tháng từ năm 2013 đến năm 2021 (100 triệu kwh)
Bị giới hạn bởi các điều kiện khách quan.Không thể xây dựng các trạm thủy điện ở nơi có nước.Địa chất, độ sụt, lưu tốc dòng chảy, việc di dời dân cư và thậm chí cả sự phân chia hành chính đều hạn chế việc xây dựng một nhà máy thủy điện.Ví dụ, dự án bảo tồn nước Heishan Gorge được đề cập tại Đại hội đại biểu nhân dân toàn quốc năm 1956 đã không được thông qua vì sự phối hợp lợi ích giữa Cam Túc và Ninh Hạ kém.Cho đến năm nay, nó đã xuất hiện trở lại trong đề xuất của hai phiên họp, Khi nào việc xây dựng có thể bắt đầu vẫn là một ẩn số.
Đầu tư cho thủy điện là lớn.Đất đá và các công trình bê tông để xây dựng các nhà máy thủy điện là rất lớn, và phải trả chi phí tái định cư rất lớn;Hơn nữa, việc đầu tư sớm không chỉ thể hiện ở nguồn vốn mà còn thể hiện ở thời gian.Do nhu cầu tái định cư và sự phối hợp của nhiều ban ngành, chu kỳ xây dựng của nhiều công trình thủy điện sẽ bị chậm lại nhiều so với kế hoạch.
Lấy nhà máy thủy điện Baihetan đang xây dựng làm ví dụ, dự án được khởi xướng từ năm 1958 và nằm trong “kế hoạch 5 năm thứ ba” vào năm 1965. Tuy nhiên, sau nhiều lần xoay chuyển, mãi đến tháng 8 năm 2011, dự án mới chính thức được khởi công. Trạm thủy điện Baihetan vẫn chưa hoàn thành.Không bao gồm quy hoạch thiết kế sơ bộ, chu kỳ xây dựng thực tế sẽ mất ít nhất 10 năm.
Các hồ chứa lớn gây ra ngập lụt quy mô lớn ở vùng thượng lưu của đập, đôi khi làm hỏng các vùng đất thấp, thung lũng sông, rừng và đồng cỏ.Đồng thời, nó cũng sẽ ảnh hưởng đến hệ sinh thái thủy sinh xung quanh nhà máy.Nó có tác động lớn đến cá, chim nước và các động vật khác.
03 thực trạng phát triển thủy điện ở Trung Quốc
Trong những năm gần đây, sản lượng thủy điện duy trì được tốc độ tăng trưởng, nhưng tốc độ tăng trưởng trong 5 năm gần đây là thấp
Năm 2020, công suất phát thủy điện là 1355,21 tỷ kwh, tăng 3,9% so với cùng kỳ năm trước.Tuy nhiên, trong thời kỳ Kế hoạch 5 năm lần thứ 13, điện gió và Quang điện tử đã phát triển nhanh chóng trong thời kỳ kế hoạch 5 năm lần thứ 13, vượt mục tiêu quy hoạch, trong khi thủy điện mới chỉ hoàn thành khoảng một nửa mục tiêu quy hoạch.Trong hơn 20 năm qua, tỷ trọng thủy điện trong tổng sản lượng điện tương đối ổn định, duy trì ở mức 14% - 19%.
Từ tốc độ tăng trưởng sản lượng điện của Trung Quốc, có thể thấy tốc độ tăng trưởng thủy điện đã chậm lại trong 5 năm gần đây, về cơ bản duy trì ở mức khoảng 5%.
Tôi cho rằng lý do của sự chậm lại, một mặt là do việc ngừng hoạt động của các thủy điện nhỏ, đã được đề cập rõ ràng trong kế hoạch 5 năm bảo vệ và sửa chữa môi trường sinh thái lần thứ 13.Riêng tỉnh Tứ Xuyên có 4705 trạm thủy điện nhỏ cần được chấn chỉnh và thu hồi;
Mặt khác, Trung Quốc đang thiếu các nguồn tài nguyên phát triển thủy điện lớn.Trung Quốc đã xây dựng nhiều trạm thủy điện như Tam Hiệp, Gezhouba, Wudongde, Xiangjiaba và Baihetan.Các nguồn lực để tái thiết các trạm thủy điện lớn có thể chỉ là “khúc quanh lớn” của sông Yarlung Zangbo.Tuy nhiên, do khu vực này liên quan đến cấu trúc địa chất, kiểm soát môi trường của các khu bảo tồn thiên nhiên và mối quan hệ với các nước xung quanh, nên trước đây rất khó giải quyết.
Đồng thời, qua tốc độ tăng trưởng sản lượng điện trong 20 năm gần đây, tốc độ tăng trưởng nhiệt điện về cơ bản đồng bộ với tốc độ tăng tổng sản lượng điện, trong khi tốc độ tăng trưởng thủy điện không liên quan đến tốc độ tăng tổng sản lượng điện, thể hiện trạng thái “tăng hàng năm”.Mặc dù có những nguyên nhân dẫn đến tỷ trọng nhiệt điện cao nhưng nó cũng phản ánh tính bất ổn của thủy điện ở một mức độ nhất định.
Tăng trưởng sản xuất điện
Xét về tỷ trọng sản lượng điện, chúng ta cũng có thể thấy rằng mặc dù ngành thủy điện đã phát triển nhanh chóng trong 20 năm qua và sản lượng thủy điện năm 2020 gấp 5 lần năm 2001 nhưng tỷ trọng trong tổng sản lượng điện không thay đổi. đáng kể.
Trong quá trình giảm dần tỷ trọng nhiệt điện, thủy điện chưa đóng vai trò to lớn.Mặc dù phát triển nhanh chóng nhưng nó chỉ có thể duy trì tỷ trọng trong tổng sản lượng điện trong bối cảnh sản lượng điện quốc gia tăng mạnh.Tỷ trọng nhiệt điện giảm chủ yếu do các nguồn năng lượng sạch khác như phong điện, quang điện, khí đốt tự nhiên, năng lượng hạt nhân, v.v.
Tập trung quá mức tài nguyên thủy điện
Tổng sản lượng thủy điện của các tỉnh Tứ Xuyên và Vân Nam chiếm gần một nửa sản lượng thủy điện toàn quốc, và vấn đề dẫn đến là các khu vực giàu tài nguyên thủy điện có thể không hấp thụ được thủy điện địa phương, dẫn đến lãng phí năng lượng.Hai phần ba lượng nước thải và điện trên các lưu vực sông lớn ở Trung Quốc đến từ tỉnh Tứ Xuyên, lên tới 20,2 tỷ kwh, và hơn một nửa lượng điện thải ở tỉnh Tứ Xuyên đến từ dòng chính sông Dadu.
Trên thế giới, thủy điện của Trung Quốc đã phát triển nhanh chóng trong 10 năm qua.Trung Quốc gần như đã thúc đẩy sự tăng trưởng của thủy điện toàn cầu.Gần 80% tăng trưởng tiêu thụ thủy điện toàn cầu đến từ Trung Quốc, và tiêu thụ thủy điện của Trung Quốc chiếm hơn 30% tổng tiêu thụ thủy điện toàn cầu.
Tuy nhiên, tỷ trọng tiêu thụ thủy điện khổng lồ như vậy trong tổng tiêu thụ năng lượng sơ cấp của Trung Quốc chỉ cao hơn một chút so với mức trung bình thế giới, chưa đến 8% vào năm 2019. Thậm chí nếu không so sánh với các nước phát triển như Canada và Na Uy, tỷ trọng thủy điện tiêu thụ thấp hơn nhiều so với Brazil, một quốc gia đang phát triển.Trung Quốc có nguồn tài nguyên thủy điện 680 triệu kilowatt, đứng đầu thế giới.Đến năm 2020, công suất lắp đặt của thủy điện là 370 triệu KW.Theo quan điểm này, ngành thủy điện của Trung Quốc vẫn còn nhiều dư địa để phát triển.
04 xu hướng phát triển thủy điện trong tương lai của Trung Quốc
Thủy điện sẽ tăng tốc trong vài năm tới và tiếp tục tăng tỷ trọng trong tổng sản lượng điện.
Một mặt, trong giai đoạn Kế hoạch 5 năm lần thứ 14, hơn 50 triệu kilowatt thủy điện có thể được đưa vào vận hành ở Trung Quốc, bao gồm các nhà máy thủy điện Wudongde và Baihetan thuộc nhóm Tam Hiệp và trạm thủy điện trung lưu sông Yalong.Hơn nữa, dự án phát triển thủy điện ở hạ lưu sông Yarlung Zangbo đã được đưa vào kế hoạch 5 năm lần thứ 14, với 70 triệu kilowatt tài nguyên có thể khai thác kỹ thuật, tương đương với hơn ba trạm thủy điện Tam Hiệp, điều này có nghĩa là thủy điện sẽ mở ra sự phát triển vượt bậc một lần nữa;
Mặt khác, việc giảm quy mô nhiệt điện rõ ràng là có thể dự đoán được.Liệu dưới góc độ bảo vệ môi trường, an ninh năng lượng và phát triển công nghệ, nhiệt điện sẽ tiếp tục giảm tầm quan trọng trong lĩnh vực điện năng.
Trong vài năm tới, tốc độ phát triển của thủy điện vẫn chưa thể so sánh với tốc độ phát triển của năng lượng mới.Ngay cả trong tỷ lệ tổng sản lượng điện, nó có thể được xếp hạng bởi những người đi sau của năng lượng mới.Nếu kéo dài thời gian, có thể nói sẽ bị năng lượng mới vượt qua.
Liu Shiyu, giám đốc bộ phận kế hoạch của Viện Quy hoạch Điện lực Tổng hợp, dự đoán rằng trong giai đoạn Kế hoạch 5 năm lần thứ 14, công suất lắp đặt của năng lượng mới ở Trung Quốc sẽ vượt quá 800 triệu KW, chiếm 29%;Sản lượng điện hàng năm đạt 1,5 nghìn tỷ kwh, vượt qua cả thủy điện.
Thời gian đăng: Jan-14-2022
