Jump to content

Гидроэлектростанция

Страница полузащита
(Перенаправлен из гидроэлектростанции )

Три плотины ущелье в центральном Китае является крупнейшим в мире мощным предприятием любого рода.

Гидроэлектростанция , или гидроэлектростанция , представляет собой электричество, генерируемое из гидроэнергетики (водоснабжение). в мире Гидроэнергетика поставляет 14% электричества , почти 4210 ТВЧ в 2023 году, [ 1 ] который является больше, чем все другие возобновляемые источники вместе, а также больше, чем ядерная энергия . [ 2 ] Гидроэнергетика может обеспечить большое количество низкоуглеродистого электроэнергии по спросу, что делает его ключевым элементом для создания безопасных и чистых систем подачи электроэнергии. [ 2 ] Гироэлектрическая электростанция, имеющая плотину и резервуар, является гибким источником, поскольку количество производимого электроэнергии может быть увеличено или уменьшено за секунды или минуты в ответ на изменяющийся спрос на электроэнергию. После того, как гидроэлектроэлектрический комплекс построен, он не производит прямые отходы и почти всегда излучает значительно меньше парниковых газов, чем ископаемого топлива . электроэнергии с использованием [ 3 ] Однако, когда он построен в районах по тропическим лесам , где часть леса затоплена, могут быть излучены значительные количества парниковых газов. [ 4 ]

Строительство гидроэлектростанции может оказывать значительное воздействие на окружающую среду, главным образом, потери пахотных земель и перемещения населения. [ 5 ] [ 6 ] Они также нарушают естественную экологию вовлеченной реки, затрагивая места обитания и экосистемы, а также залив и модели эрозии. В то время как плотины могут улучшить риски затопления, отказ плотины может быть катастрофическим.

В 2021 году глобальная установленная гидроэнергетическая электрическая емкость достигла почти 1400 ГВт, что является самым высоким среди всех технологий возобновляемых источников энергии. [ 7 ] Гидроэлектростанция играет ведущую роль в таких странах, как Бразилия, Норвегия и Китай. [ 8 ] Но есть географические ограничения и экологические проблемы. [ 9 ] Приливная сила может использоваться в прибрежных регионах.

Китай добавил 24 ГВт в 2022 году, что составляет почти три четверти глобальных добавок гидроэнергетики. Европа добавила 2 ГВт, наибольшее количество для региона с 1990 года. Между тем, глобально генерация гидроэнергетики увеличилась на 70 ТВтч (повышение 2%) в 2022 году и остается крупнейшим источником возобновляемой энергии, превосходя все другие технологии вместе взятые. [ 10 ]

История

Музейная гидроэлектростанция «под городом» в Ужисе , Сербия , построена в 1900 году. [ 11 ]

Гидроэнергетика использовалась с древних времен для измельчения муки и выполнения других задач. В конце 18 -го века гидравлическая власть обеспечила источник энергии, необходимый для начала промышленной революции . В середине 1700-х годов французский инженер de Bélidor гидраулику архитектуры вертикальной и горизонтальной ось Bernard гидравлические машины с оси с , в которой описаны Forest опубликовал в разработке заводской системы с современной практикой занятости. [ 12 ] В 1840 -х годах были разработаны гидравлические силовые сети для генерации и передачи гидроэлектростанции для конечных пользователей.

К концу 19 -го века электрический генератор был разработан и теперь может быть связан с гидравликой. [ 13 ] Растущий спрос, возникший в результате промышленной революции, также будет способствовать развитию. [ 14 ] В 1878 году была разработана первая в мире схема гидроэлектростанции в Cragside в Нортумберленде , Англия, Уильямом Армстронгом . Он был использован для питания одной дуговой лампы в его художественной галерее. [ 15 ] Старая электростанция Schoelkopf № 1 , США, недалеко от Ниагарского водопада , начала производить электроэнергию в 1881 году. Первая Эдисона гидроэлектростанция , на улице Вулкан , начала работать 30 сентября 1882 года в Апплтоне, штат Висконсин , с выходом из выхода с вывода с выводом с выходом с выходом. Около 12,5 киловатт. [ 16 ] К 1886 году в Соединенных Штатах и ​​Канаде было 45 гидроэлектростанций; и к 1889 году только в Соединенных Штатах было 200. [ 13 ]

Дом с водяным генератором Warwick Castle , используемый для генерации электричества для замка с 1894 по 1940 год.

В начале 20 -го века коммерческие компании в горах вблизи столичных районов строили многие небольшие гидроэлектростанции. Гренобль , Франция, провела международную выставку гидроэнергетики и туризма с более чем миллионом посетителей в 1925 году. К 1920 году, когда 40% энергетики, производимой в Соединенных Штатах, было гидроэлектростанцией, федеральный закон о энергетике был принят в действие. Закон создал Федеральную комиссию по энергетике для регулирования гидроэлектростанций на федеральной земле и воде. По мере того, как электростанции стали больше, связанные с ними плотины разработали дополнительные цели, включая контроль наводнений , орошение и навигацию . Федеральное финансирование стало необходимым для крупномасштабного развития, и корпорации, принадлежащие федеральному уровню, такие как Управление долины Теннесси (1933) и управление энергетикой Бонневилля (1937). были созданы [ 14 ] Кроме того, Бюро по мелиорации , которое начало серию западных ирригационных проектов США в начале 20 -го века, в настоящее время строило крупные гидроэлектростанции, такие как плотина Гувера 1928 года . [ 17 ] также Инженерный корпус армии Соединенных Штатов участвовал в гидроэлектростанции, завершив плотину Бонневилля в 1937 году и признан Законом о борьбе с наводнениями 1936 года в качестве главного федерального агентства по борьбе с наводнениями. [ 18 ]

Гидроэнергетические станции продолжали становиться все больше в течение 20 -го века. Гидроэнергетика была названа «белым углем». [ 19 ] электростанция Гувер плотины Начальная 1345 МВт была крупнейшей в мире гидроэлектростанцией в 1936 году; Это было затмило на 6 809 МВт плотиной Гранд Кули в 1942 году. [ 20 ] Плотина Итайпу открылась в 1984 году в Южной Америке как крупнейшая, производящая 14 ГВт , но была превзошла в 2008 году тремя плотиной ущелье в Китае при 22,5 ГВт . Гидроэлектростанция в конечном итоге обеспечит некоторые страны, в том числе Норвегию , Демократическую Республику Конго , Парагвай и Бразилию , с более чем 85% их электроэнергии.

Будущий потенциал

В 2021 году Международное энергетическое агентство (IEA) заявило, что необходимы больше усилий, чтобы помочь ограничить изменение климата . [ 21 ] Некоторые страны высоко развили свой гидроэнергетический потенциал и имеют очень мало места для роста: Швейцария производит 88% своего потенциала и в Мексике 80%. [ 22 ] В 2022 году IEA выпустил основной прогноз 141 ГВт, генерируемый гидроэнергетикой в ​​течение 2022–2027 годов, что немного ниже, чем развертывание, достигнутое в 2017–2022 годах. Поскольку экологические разрешения и время строительства являются длинными, они оценивают гидроэнергетический потенциал, потенциал останется ограниченным, и в ускоренном случае лишь 40 ГВт считается возможным. [ 7 ]

Модернизация существующей инфраструктуры

В 2021 году МЭА заявила, что требуются реконструкции крупных модернизации. [ 2 ] : 67 

Генерирующие методы

Поперечное сечение обычной гидроэлектростанции
Накачанный хранение
Заряд
Прилив

Обычные (плотины)

Большая часть гидроэлектростанции исходит от потенциальной энергии воды затухающей , управляющей водной турбиной и генератором . Мощность, извлеченная из воды, зависит от объема и разницы в высоте между источником и оттоком воды. Эта разница высоты называется головой . Большая труба (« Penstock ») доставляет воду от резервуара в турбину. [ 23 ]

Накачанный хранение

Этот метод производит электроэнергию для удовлетворения высоких пиковых требований, перемещающую воду между резервуарами на разных высотах. В моменты низкого электрического спроса на избыточная генерация используется для перекачки воды в более высокий резервуар, что обеспечивает побочную реакцию спроса . [ 2 ] Когда спрос становится больше, вода выпускается обратно в нижний водохранилище через турбину. В 2021 году схемы накачанного хранилища предоставили почти 85% мирового хранения энергии в мире 190 ГВт сетки [ 2 ] и улучшить суточный коэффициент мощности системы генерации. Насое хранилище не является источником энергии и появляется в виде отрицательного числа в списках. [ 24 ]

Заряд

Гидроэлектростанции с рельефом-это те, у кого есть малые или нет вместимости резервуара, так что в этот момент доступна только вода, поступающая вверх по течению, и любое избыточное приложение должно пройти неиспользованную. Постоянный запас воды из озера или существующего водохранилища вверх по течению является значительным преимуществом при выборе участков для реле. [ 25 ]

Прилив

Приливная электростанция использует ежедневное подъем и падение водой океана из -за прилива; Такие источники очень предсказуемы, и если условия позволяют построить резервуары, также могут быть отправлены для генерации энергии в течение высоких периодов спроса. Менее распространенные типы гидроэлектростанций используют кинетическую энергию воды или не намеленные источники, такие как водосточные колеса . Приливная сила жизнеспособна в относительно небольшом количестве мест по всему миру. [ 26 ]

Размеры, типы и возможности гидроэлектростанций

Классификация гидроэнергетических растений начинается с двух категорий верхнего уровня: [ 27 ]

  • небольшие гидроэнергетические растения (SHP) и
  • Большие гидроэнергетические растения (LHP).

Классификация растения в качестве SHP или LHP в основном основана на его емкости на табличке , порог варьируется в зависимости от страны, но в любом случае растение с мощностью 50 МВт или более считается LHP. [ 28 ] Например, для Китая SHP Power ниже 25 МВт, для Индии - ниже 15 МВт, большая часть Европы - ниже 10 МВт. [ 29 ]

Категории SHP и LHP дополнительно подразделяются на многие подкатегории, которые не являются взаимоисключающими. [ 28 ] Например, гидроэлектростанция с низким содержанием головы с гидростатической головкой из нескольких метров до нескольких десятков метров может быть классифицирована как SHP или LHP. [ 30 ] Другое различие между SHP и LHP - степень регуляции потока воды: типичный SHP, в первую очередь, использует природную сброс воды с очень небольшим количеством регуляции по сравнению с LHP. Следовательно, термин SHP часто используется в качестве синонима для релевой электростанции . [ 28 ]

Большие объекты

Крупнейшими производителями электроэнергии в мире являются гидроэлектростанция, с некоторыми гидроэлектростанциями, способными генерировать более чем вдвое больше установленных мощностей текущих крупнейших ядерных электростанций .

Хотя официального определения не существует для диапазона мощностей крупных гидроэлектростанций, объекты из более чем нескольких сотен мегаватт, как правило, считаются большими гидроэлектростанциями.

В настоящее время только семь объектов более 10 ГВт ( 10000 МВт ) работают по всему миру, см. Таблицу ниже. [ 31 ]

Классифицировать Станция Страна Расположение Емкость ( MW )
1. Три ущелья плотина  Китай 30 ° 49′15 ″ с.ш. 111 ° 00′08 ″ E / 30,82083 ° N 111,0022222 ° E / 30,82083; 111.00222 ( плотина три ущелья ) 22,500
2. Baihetan Dam  Китай 27 ° 13′23 ″ с.ш. 102 ° 54′11 ″ E / 27,22306 ° N 102,90306 ° E / 27,22306; 102,90306 ( плотина три ущелья ) 16,000
3. Плотина Итайпу  Бразилия
 Парагвай
25 ° 24′31 ″ S 54 ° 35′21 ″ W / 25,40861 ° S 54,58917 ° W / -25,40861; -54.58917 ( плотина Итайпу ) 14,000
4. Плотина Xiluodu  Китай 28 ° 15 ″ 103 ° 38 ″ 58 ″ / / 28,2572 ° С. 103,64744 ч / 28,2572; 103,64944 ( 10 13,860
5. Белу Монте  Бразилия 03 ° 06′57 ″ S 51 ° 47′45 ″ W / 3,11583 ° S 51,79583 ° W / -3,11583; -51.79583 ( плотина Белу Монте ) 11,233
6. Гури Плотина  Венесуэла 07 ° 45′59 ″ с.ш. 62 ° 59′57 ″ со / 7,76639 ° С. 62,9917 ° С / 7,76639; -62.99917 ( плотина Гури ) 10,235
7. Вудонгде  Китай 26 ° 20′2 ″ с.ш. 102 ° 37′48 ″ E / 26,33389 ° N 102,63000 ° E / 26,33389; 102,63000 ( плотина трех ущелье ) 10,200
Панорамный вид на плотину Итайпу , с водостоками (закрытыми во время фотографии) слева. В 1994 году Американское общество инженеров -строителей избрало плотину Итайпу одним из семи чудес современного мира . [ 32 ]

Маленький

Small Hydro - это гидроэлектростанция в масштабе, обслуживающей небольшую общинную или промышленную установку. Определение небольшого гидроэлектрического проекта варьируется, но генерирующая емкость до 10 мегаватт (МВт) обычно принимается в качестве верхнего предела. Это может быть растянуто до 25 МВт и 30 МВт в Канаде и Соединенных Штатах. [ 33 ] [ 34 ]

Микроидрогибл во Вьетнаме
Пико гидроэлектроэлектричество в Мондулкири , Камбоджа

Небольшие гидроэлектростанции могут быть подключены к обычным сети электрического распределения в качестве источника недорогих возобновляемых источников энергии. В качестве альтернативы, небольшие гидроэлектростанции могут быть построены в изолированных областях, которые были бы неэкономичными для обслуживания из сетки или в областях, где нет национальной сети электротехники. Поскольку небольшие гидроэлектростанции обычно имеют минимальные резервуары и гражданские строительные работы, они считаются относительно низким воздействием на окружающую среду по сравнению с большим гидроэнергетиком. Это снижение воздействия на окружающую среду сильно зависит от баланса между потоком потока и производством энергии. [ Цитация необходима ]

Микро

Micro Hydro означает установки гидроэлектроэлектрической мощности , которые обычно производят до 100 кВт мощности. Эти инсталляции могут обеспечить питание для изолированного дома или небольшого сообщества или иногда подключены к электроэнергии. Есть много этих установок по всему миру, особенно в развивающихся странах, поскольку они могут обеспечить экономичный источник энергии без покупки топлива. [ 35 ] Micro Hydro Systems дополняют фотоэлектрические системы солнечной энергии, потому что во многих областях поток воды и, следовательно, доступная гидроэнергетика, является самым высоким зимой, когда солнечная энергия как минимум.

Пико

Pico Hydro - это гидроэлектроэлектрическая выработка до 5 кВт . Это полезно в небольших отдаленных сообществах, которые требуют лишь небольшого количества электроэнергии. Например, проект проекта Pico Hydro Pico Hydro Pico Pico Pico Project Pico Hydro Pico Project Project в Кении поставляет 57 домов (например, пара огней и телефонное зарядное устройство или небольшое телевидение/радио). [ 36 ] Даже более мелкие турбины 200–300 Вт могут привести к тому, что несколько домов в развивающейся стране с падением всего на 1 м (3 фута). Настройка Pico-Hydro, как правило, является зарядным рельефом , что означает, что плотины не используются, а скорее трубки отвлекают часть потока, отбросьте его вниз по градиенту и через турбину, прежде чем вернуть ее в поток.

Подполье

Подземная электростанция обычно используется на больших помещениях и использует большую естественную разницу в высоте между двумя водными путями, такими как водопад или горное озеро. Туннель построен, чтобы взять воду из высокого резервуара до генерирующего зала, построенного в пещере недалеко от самой низкой точки водяного туннеля, и горизонтальной хвостовой расы, снимающей воду в нижнюю часть водного пути.

Измерение скорости хвостовой и предварительной баки на станции генерирующего известняка в Манитобе , Канада .

Расчет доступной мощности

Простая формула для аппроксимации производства электроэнергии на гидроэлектростанции - это:

где

Эффективность часто выше (то есть ближе к 1) с более крупными и более современными турбинами. Годовая производство электроэнергии зависит от доступного водоснабжения. В некоторых установках скорость потока воды может варьироваться в течение 10: 1 в течение года. [ Цитация необходима ]

Характеристики

Преимущества

Электростанция Ffestiniog может генерировать 360 МВт электроэнергии в течение 60 секунд после возникновения спроса.

Гибкость

Гидроэнергетика является гибким источником электроэнергии, поскольку станции могут быть очень быстро вверх и вниз, чтобы адаптироваться к изменению потребностей в энергии. [ 31 ] Гидро турбины имеют время запуска заказа в несколько минут. [ 37 ] Хотя мощность батареи быстрее, его емкость крошечная по сравнению с Hydro. [ 2 ] Требуется менее 10 минут, чтобы донести большинство гидро-единиц от холодного запуска до полной нагрузки; Это быстрее, чем ядерная и почти вся энергия ископаемого топлива. [ 38 ] Выработка электроэнергии также может быть быстро уменьшена, когда есть избыточная выработка электроэнергии. [ 39 ] Следовательно, ограниченная мощность гидроэнергетических единиц, как правило, не используется для производства базовой мощности, за исключением освобождения пула наводнений или удовлетворения потребностей вниз по течению. [ 40 ] Вместо этого он может служить резервной копией для негидрогенераторов. [ 39 ]

Высокая стоимость мощности

Основным преимуществом обычных гидроэлектростанций с резервуарами является их способность хранить воду по низкой стоимости для отправки позже в качестве чистой электроэнергии высокой стоимости. В 2021 году МЭА подсчитал, что «резервуары всех существующих обычных гидроэнергетических заводов могут хранить в общей сложности 1500 тераватт-часов (TWH) электрической энергии в одном полном цикле», который был «примерно в 170 раз больше энергии, чем глобальный флот накачанный хранение гидроэнергетических растений ». [ 2 ] Ожидается, что емкость для хранения аккумуляторов не нагревает насосное хранилище в течение 2020 -х годов. [ 2 ] При использовании в качестве пиковой мощности для удовлетворения спроса гидроэлектростанция имеет более высокое значение, чем мощность базовой нагрузки , и гораздо более высокое значение по сравнению с прерывистыми источниками энергии, такими как ветер и солнечная энергия.

Гидроэлектростанции имеют давнюю экономическую жизнь, а некоторые заводы все еще работают через 50–100 лет. [ 41 ] Затраты на эксплуатацию рабочей силы также обычно низкие, так как заводы автоматизированы и имеют мало персонала на месте во время обычной работы.

Если плотина служит нескольким целям, гидроэлектростанция может быть добавлена ​​с относительно низкой стоимостью строительства, обеспечивая полезный поток выручки для компенсации затрат на работу плотины. Было подсчитано, что продажа электроэнергии с плотины трех ущелье покроет затраты на строительство после 5-8 лет полной генерации. [ 42 ] Тем не менее, некоторые данные показывают, что в большинстве стран крупные гидроэнергетические плотины будут слишком дорогими и займет слишком много времени, чтобы построить, чтобы обеспечить положительный скорректированный риск, если только соответствующие меры по управлению рисками не будут выполнены. [ 43 ]

Пригодность для промышленного применения

В то время как многие гидроэлектростанции поставляют общественные электроэнергии, некоторые созданы для обслуживания конкретных промышленных предприятий. выделенные гидроэлектростанции часто создаются для обеспечения существенного количества электроэнергии, необходимых для алюминиевых Например, электролитических растений. Плотина Гранд Кули переключилась на поддержку Alcoa Aluminium в Беллингхеме, штат Вашингтон , США, для американских самолетов Второй мировой войны , прежде чем ей было разрешено обеспечить орошение и власть гражданам (в дополнение к алюминиевой власти) после войны. В Суринаме было построено водохранилище Брокопондо для обеспечения электричества для алюминиевой промышленности Alcoa . Новой Зеландии была Электростанция построена для подачи электроэнергии в алюминиевый плавиль в Tiwai Point .

Увеличенные CO 2 выбросы

Поскольку гидроэлектростанции не используют топливо, выработка электроэнергии не производит углекислый газ . В то время как углекислый газ первоначально производится во время строительства проекта, а некоторый метан ежегодно отдается резервуарами, Hydro имеет один из самых низких выбросов парниковых газов в течение всего низкого жизненного цикла для производства электроэнергии. [ 44 ] Низкое воздействие гидроэлектростанции на парниковых газах обнаружено, особенно в умеренном климате . Большие воздействия на выбросы парниковых газов обнаруживаются в тропических областях, потому что резервуары электростанций в тропических областях производят большее количество метана , чем в умеренных районах. [ 45 ]

Как и другие источники, не являющееся ископаемым топливом, гидроэнергетика также не имеет выбросов диоксида серы, оксидов азота или других частиц.

Другое использование резервуара

Водохранилища, созданные гидроэлектростанциями, часто предоставляют средства для водных видов спорта и сами становятся туристическими достопримечательностями. В некоторых странах аквакультура в водохранилищах распространена. Многоцелевые плотины, установленные для орошения, поддерживают сельское хозяйство с относительно постоянным водоснабжением. Большие гидро плотины могут контролировать наводнения, что в противном случае повлияло бы на людей, живущих ниже проекта. [ 46 ] Управление плотинами, которые также используются для других целей, таких как орошение , является сложным. [ 2 ]

Недостатки

В 2021 году IEA призвала к «надежным стандартам устойчивости для всех развития гидроэнергетики с упорядоченными правилами и правилами». [ 2 ]

Ущерб экосистеме и потерю земли

Плотина Мероу в Судане . Гидроэлектростанции, которые используют плотины, погружают большие площади земли из -за требования резервуара . Эти изменения в цвете земли или альбедо , наряду с определенными проектами, которые одновременно погружают тропические леса, в этих конкретных случаях могут привести к глобальному воздействию потепления или эквивалентным парниковым газам в области гидроэлектростанций, потенциально превышающему действия угольных электростанций.

Крупные резервуары, связанные с традиционными гидроэлектростанциями, приводят к погружению обширных районов перед плотинами, иногда разрушая биологически богатые и продуктивные леса низменной и речной долины, болота и пастбища. Заталкивание прерывает поток рек и может нанести вред местным экосистемам, а строительство больших плотин и резервуаров часто включает в себя смещение людей и дикую природу. [ 31 ] Потеря земли часто усугубляется фрагментацией среды обитания окружающих районов, вызванных резервуаром. [ 47 ]

Гидроэлектростанции могут быть разрушительными для окружающих водных экосистем как вверх, так и ниже по течению от участка завода. Генерация гидроэлектростанции изменяет среду вниз по течению реки. Вода, выходящая из турбины, обычно содержит очень небольшое подвесное осадок, что может привести к исчезновению русле рек и потерь берега рек. [ 48 ] Турбины также убьют большие части проходящей через фауну, например, 70% угря, проходящего турбину, погибнут немедленно. [ 49 ] [ 50 ] [ 51 ] Поскольку турбинные ворота часто открываются периодически, наблюдаются быстрые или даже ежедневные колебания речного потока. [ 52 ]

Засуха и потеря воды путем испарения

Засуха и сезонные изменения в количестве осадков могут серьезно ограничить гидроэнергетику. [ 2 ] Вода также может быть потеряна путем испарения. [ 53 ]

Залив и нехватка потока

Когда вода течет, она обладает способностью транспортировать частицы более тяжелых, чем у себя вниз по течению. Это оказывает негативное влияние на плотины и впоследствии их электростанции, особенно на реках или в зонах водосбора с высоким силоком. Siltation может заполнить резервуар и уменьшить его способность контролировать наводнения, а также вызывая дополнительное горизонтальное давление на верхнюю часть плотины. В конце концов, некоторые резервуары могут полны отложений и бесполезных или переоцененных во время наводнения и провального. [ 54 ] [ 55 ]

Изменения в количестве речного потока будут коррелировать с количеством энергии, производимой плотиной. Потоки Нижней реки уменьшат количество живого хранения в водохранилище, поэтому уменьшая количество воды, которая может использоваться для гидроэлектростанции. Результатом уменьшенного потока реки может быть нехватка мощности в областях, которые сильно зависят от гидроэлектростанции. Риск нехватки потока может увеличиться в результате изменения климата . [ 56 ] Одно исследование из реки Колорадо в Соединенных Штатах показывает, что скромные изменения климата, такие как повышение температуры в 2 градусах Цельсия, что приводит к снижению осадков на 10%, могут снизить сток реки до 40%. [ 56 ] Бразилия , в частности, уязвима из -за его тяжелой зависимости от гидроэлектростанции, поскольку повышение температуры, более низкий поток воды и изменения в режиме осадков может снизить общее производство энергии на 7% в год к концу столетия. [ 56 ]

Выбросы метана (из резервуаров)

Плотина Гувера в Соединенных Штатах представляет собой большой обычный загрязненный гидросвязанный объект с установленной мощностью 2080 МВт .

Более низкие положительные воздействия обнаруживаются в тропических областях. В районах по тропическим лесам , где необходимо затопление части леса, было отмечено, что резервуары электростанций производят значительное количество метана . [ 57 ] Это связано с растительным материалом в затопленных районах, разлагающихся в анаэробной среде и формирует метатан, парниковой газ . Согласно отчету Всемирной комиссии по плотинам , [ 58 ] Если резервуар большой по сравнению с генерирующей способностью (менее 100 Вт на квадратный метр площади поверхности), и никакой очистки лесов в этом районе не было предпринято до обездоленности резервуара, выбросы парниковых газов из резервуара могут быть выше, чем, чем, чем, чем те из обычной нефтяной термо генерирования. [ 59 ]

Однако в бореальных водохранилищах Канады и Северной Европы выбросы парниковых газов обычно составляют только от 2% до 8% любого вида обычной тепловой генерации ископаемого топлива. Новый класс подводных операций по лесозаготовке, которая нацелена на утонувшие леса, может смягчить эффект распада леса. [ 60 ]

Перемещение

Другим недостатком гидроэлектростанций является необходимость переезда людей, живущих там, где планируются резервуары. В 2000 году Всемирная комиссия по плотинам подсчитала, что плотины физически перемещали 40–80 миллионов человек по всему миру. [ 61 ]

Риск неудачи

Поскольку крупные обычные затратываемые гидроэлектростанции удерживают большие объемы воды, неудача из-за плохого строительства, стихийных бедствий или саботажа может быть катастрофическим для поселений и инфраструктуры вниз по реке.

Во время Тайфуна Нина в 1975 году плотина Банцяо в южном Китае потерпела неудачу, когда дождь на сумму более года упал в течение 24 часов (см. Сбой плотины Банкяо 1975 года ). Получившиеся наводнение привело к гибели 26 000 человек и еще 145 000 от эпидемий. Миллионы остались бездомными.

Создание плотины в геологически неуместном месте может вызвать бедствия, такие как катастрофы 1963 года на плотине Ваджонт в Италии, где погибли почти 2000 человек. [ 62 ]

во Провал плотины Малпапса Фреюсе на французской Ривьере (Кот д'Азур), Южная Франция, рухнула 2 декабря 1959 года, убив 423 человека в результате наводнения. [ 63 ]

Меньшие плотины и средства микро -гидроэлектростанции создают меньший риск, но могут сформировать продолжающиеся опасности даже после вывода из эксплуатации. Например, небольшая глиняная насыпания Келли Барнс Плотина потерпела неудачу в 1977 году, через двадцать лет после того, как ее электростанция была выведена из эксплуатации, что привело к 39 смерти. [ 64 ]

Сравнение и взаимодействие с другими методами выработки электроэнергии

Гидроэлектростанция устраняет выбросы дымовых газов от сжигания ископаемого топлива , включая загрязнители, такие как диоксид серы , оксид азота , угарный угар , пыль и ртуть в угле . Гидроэлектростанция также избегает опасности добычи угля и косвенных последствий выбросов угля. В 2021 году МЭА заявила, что правительственная энергетическая политика должна «оценить стоимость многочисленных общественных преимуществ, предоставляемых гидроэнергетическими заводами». [ 2 ]

Ядерная энергетика

Ядерная энергия относительно негибкая; Хотя он может разумно сократить свой выход. Поскольку в стоимости ядерной энергетики преобладают высокие затраты на инфраструктуру, стоимость энергии на единицу значительно увеличивается с низким производством. Из -за этого ядерная энергия в основном используется для базовой нагрузки . В отличие от этого, гидроэлектростанция может обеспечить пиковую мощность при гораздо более низкой стоимости. Таким образом, гидроэлектростанция часто используется для дополнения ядерных или других источников для следующей нагрузки . Примеры страны, в которых они сочетаются в почти 50/50 акциях, включают электрическую сетку в Швейцарии , сектор электроэнергии в Швеции и в меньшей степени, Украину и сектор электроэнергии в Финляндии .

Ветряная сила

Мощность ветра проходит предсказуемые различия по сезону, но прерывится ежедневно . Максимальная генерация ветра имеет небольшую связь с пиковым ежедневным потреблением электроэнергии, ветер может пиковать ночью, когда мощность не требуется или остается еще в течение дня, когда спрос на электричество является самым высоким. Иногда погодные модели могут привести к низкому ветру в течение нескольких дней или недель за один раз, гидроэлектростанция, способное хранить недели производства, полезен для создания баланса в сетке. Пиковая энергия ветра может быть смещена минимальной гидроэнергетикой, а минимальный ветер может быть смещен с максимальной гидроэнергетикой. Таким образом, легко регулируемый характер гидроэлектростанции используется для компенсации прерывистой природы энергии ветра. И наоборот, в некоторых случаях мощность ветра может использоваться для запасной воды для последующего использования в сухие сезоны.

Примером этого является торговля Норвегией со Швецией, Данией, Нидерландами, Германией и Великобританией. [ 65 ] [ 66 ] Норвегия составляет 98% гидроэнергетики, в то время как у его соседей из рамки ветра есть энергия. В областях, у которых нет гидроэнергетики, накачанное хранилище выполняет аналогичную роль, но при гораздо более высокой стоимости и на 20% меньше эффективности. [ Цитация необходима ]

Гидроэнергетика по стране

Доля производства электроэнергии от гидроэнергетики, 2022 [ 67 ]
Ежегодное генерация гидроэлектростанций по континенту [ 68 ]
Гидрогенерация по стране, 2021 год [ 68 ]

В 2022 году гидроизита генерировал 4289 ТВЧ, 15% от общего объема электроэнергии и половины возобновляемых источников энергии. Из общего числа мира Китай (30%) произвел больше всего, а затем Бразилия (10%), Канада (9,2%), Соединенные Штаты (5,8%) и Россия (4,6%).

Paraguay производит почти все свои электричества от Hydro и экспортирует гораздо больше, чем использует. [ 69 ] Более крупные заводы, как правило, строятся и управляются национальными правительствами, поэтому большая часть мощностей (70%) владеет публичной, несмотря на то, что большинство заводов (почти 70%) принадлежат и эксплуатируются частным сектором по состоянию на 2021 год. [ 2 ]

В следующей таблице перечислены эти данные для каждой страны:

Данные поставляются от Ember датируются до 2023 года, если не указано иное. [ 68 ] Включает только страны с более чем 1 ТВтч поколений. Ссылки для каждого местоположения перейдите на соответствующую страницу гидроэлектростанции, когда доступно.

Экономика

Средневзвешенная стоимость капитала является основным фактором. [ 2 ]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ «Глобальный обзор электричества 2024» . Эмбер ​2024-05-07 . Получено 2024-09-02 .
  2. ^ Jump up to: а беременный в дюймовый и фон глин час я Дж k л м не «Отчет о специальном рынке гидроэнергетики - анализ» . IEA . 30 июня 2021 года . Получено 2022-01-30 .
  3. ^ Возобновляемые источники отчета о статусе 2011 года, стр. 25, гидроэнергетика , REN21 , опубликован 2011, доступ к 2016-02-19.
  4. ^ Де Фария, Фелипе А.М.; Джарамильо, Полина; Савакучи, Энрике О; Ричи, Джеффри Э; Баррос, Натан (2015-12-01). «Оценка выбросов парниковых газов из будущих гидроэлектростанций Амазонки» . Экологические исследования . 10 (12): 124019. Bibcode : 2015erl .... 10l4019d . doi : 10.1088/1748-9326/10/12/124019 . ISSN   1748-9326 .
  5. ^ Fearnside, Philip M. (1989-07-01). «Бразильская плотина Балбина: окружающая среда против наследия фараонов в Амазонии» . Управление окружающей средой . 13 (4): 401–423. Bibcode : 1989enman..13..401f . doi : 10.1007/bf01867675 . ISSN   1432-1009 . S2CID   154405904 .
  6. ^ Ярдли, Джим (2007-11-19). «Проекты Китая плотины критиковали за их человеческие расходы» . New York Times . ISSN   0362-4331 . Получено 2023-04-21 .
  7. ^ Jump up to: а беременный IEA (2022), возобновляемые источники энергии 2022, IEA, Paris https://www.iea.org/reports/renewables-2022 , лицензия: cc по 4.0
  8. ^ «BP Статистический обзор World Energy 2019» (PDF) . Б. ​Получено 28 марта 2020 года .
  9. ^ «Большие гидроэнергетические плотины, не устойчивые в развивающемся мире» . BBC News . 5 ноября 2018 года . Получено 27 марта 2020 года .
  10. ^ «Гидроэлектростанция» . IEA - Международное энергетическое агентство . 28 апреля 2024 года.
  11. ^ Одна из старейших гидроэлектростанций в Европе, построенная на принципах Теслы , исследования в истории машин и механизмов: Материалы HMM2012, Teun Koetsier and Marco Ceccarelli, 2012.
  12. ^ Максин Берг, Эпоха производителей, 1700-1820: промышленность, инновации и работа в Британии (Routledge, 2005).
  13. ^ Jump up to: а беременный «История гидроэнергетики» . Министерство энергетики США.
  14. ^ Jump up to: а беременный «Гидроэлектростанция» . Водяная энциклопедия.
  15. ^ Ассоциация промышленной археологии (1987). Промышленная археология обзор, тома 10-11 . Издательство Оксфордского университета. п. 187.
  16. ^ «Гидроэлектростанция - энергия от падающей воды» . Clara.net.
  17. ^ «Закон о проекте Boulder Canyon» (PDF) . 21 декабря 1928 года. Архивировано из оригинала (PDF) 13 июня 2011 года.
  18. ^ Эволюция Закона о борьбе с наводнениями 1936 года, Джозеф Л. Арнольд , Инженерный корпус армии Соединенных Штатов , 1988 г. Архивировал 2007-08-23 на машине Wayback
  19. ^ «Гидроэнергетика». Книга знаний . Тол. 9 (1945 Ed.). п. 3220.
  20. ^ «Гувер плотина и озеро Мид» . США Бюро по мелиорации.
  21. ^ «Гидроэнергетика - анализ» . IEA . Получено 2022-01-30 .
  22. ^ «Основы возобновляемой энергии: гидроэнергетика» (PDF) . Iea.org . Международное энергетическое агентство . Архивировано из оригинала (PDF) 2017-03-29 . Получено 2017-01-16 .
  23. ^ «Гидроэлектростанция - генерация возобновляемой энергии» . www.electricityforum.com .
  24. ^ «Накачанный хранилище, объяснил» . Архивировано из оригинала 31 декабря 2012 года.
  25. ^ «Гидроэнергетика Round River идет с потоком» . 31 января 2012 года.
  26. ^ «Энергетические ресурсы: приливная власть» . www.darvill.clara.net .
  27. ^ Kuriiqiii & Jurasz 2022 , стр. 505–506.
  28. ^ Jump up to: а беременный в Приходите и Jurasz 2022 , с. 505
  29. ^ Нельсон, VC (2011). Введение в возобновляемую энергию . Тейлор и Фрэнсис. п. 246. ISBN  978-1-4398-3450-3 Полем Получено 2024-04-27 .
  30. ^ Kuriiqii & Jurasz 2022 , p. 506
  31. ^ Jump up to: а беременный в Хемант Кумар (март 2021 г.). «Самые большие гидроэлектростанции в мире» . Получено 2022-02-05 .
  32. ^ Папа, Грегори Т. (декабрь 1995 г.), «Семь чудес современного мира» , Популярная механика , с. 48–56
  33. ^ Возобновляемые источники энергии Global Status Report за 2006 год Архивировано 18 июля 2011 года в The Wayback Machine , REN21 , опубликован в 2006 году.
  34. ^ Возобновляемые источники энергии Global Status Report 2009 Архивировано 18 июля 2011 года в The Wayback Machine , Ren21 , опубликован 2009 год.
  35. ^ «Micro Hydro в борьбе с бедностью» . Tve.org. Архивировано из оригинала 2012-04-26 . Получено 2012-07-22 .
  36. ^ "Pico Hydro Power" . T4CD.org. Архивировано из оригинала на 2009-07-31 . Получено 2010-07-16 .
  37. ^ Роберт А. Хаггинс (1 сентября 2010 г.). Хранение энергии . Спрингер. п. 60. ISBN  978-1-4419-1023-3 .
  38. ^ «Около 25% американских электростанций могут запуститься в течение часа - сегодня в энергетическом управлении энергетической информации (EIA)» . www.eia.gov . Получено 2022-01-30 .
  39. ^ Jump up to: а беременный Бент Сёренсен (2004). Возобновляемая энергия: его физика, инженерия, использование, воздействие на окружающую среду, экономика и аспекты планирования . Академическая пресса. С. 556–. ISBN  978-0-12-656153-1 .
  40. ^ Геологическая служба (США) (1980). Геологическая служба Профессиональная статья . Правительственная типография США. п. 10
  41. ^ Гидроэнергетика - способ стать независимым от ископаемой энергии? Архивировано 28 мая 2008 г. на машине Wayback
  42. ^ «Помимо трех ущелье в Китае» . WaterPowerMagazine.com. 2007-01-10. Архивировано из оригинала 2011-06-14.
  43. ^ Ансар, Атиф; Flyvbjerg, согнутый; Будцье, Александр; Ланн, Даниэль (март 2014 г.). «Должны ли мы строить больше больших плотин? Фактические затраты на развитие гидроэнергетического мегапроекта». Энергетическая политика . 69 : 43–56. Arxiv : 1409.0002 . Bibcode : 2014enpol..69 ... 43a . doi : 10.1016/j.enpol.2013.10.069 . S2CID   55722535 . SSRN   2406852 .
  44. ^ «Отчет о состоянии гидроэнергетики 2018 года: секторные тенденции и идеи» (PDF) . Международная ассоциация гидроэнергетики . 2018. с. 16 ​Получено 19 марта 2022 года .
  45. ^ Верли, Бернхард (1 сентября 2011 г.). «Climate Science: возобновляемая, но не содержащая углерод». Природа Геонаука . 4 (9): 585–586. Bibcode : 2011natge ... 4..585w . doi : 10.1038/ngeo1226 .
  46. ^ Аткинс, Уильям (2003). «Гидроэлектростанция». Вода: наука и проблемы . 2 : 187–191.
  47. ^ Роббинс, Пол (2007). «Гидроэнергетика». Энциклопедия окружающей среды и общества . 3
  48. ^ «Проблемы седиментации с плотинами» . Internationalrivers.org. Архивировано из оригинала 2010-10-01 . Получено 2010-07-16 .
  49. ^ «Потеря европейского серебряного угря, проходя мимо гидроэнергетической станции | Запросить PDF» .
  50. ^ «Каждая пятая рыба умирает от прохождения гидроэлектростанции» .
  51. ^ «Еще один гвоздь в гробу для исчезающих угрей» . 26 августа 2019 года.
  52. ^ Глова, Сара Э.; Kneale, Andrea J.; Уоткинсон, Дуглас А.; Гамри, Хайтам К.; Эндерс, Ева С.; Джардин, Тимоти Д. (10 февраля 2023 г.). «Применение 2D-гидродинамической модели для оценки риска рыб вниз по течению от гидропиковой гидроэлектростанции» . Экогидрология . E2530. doi : 10.1002/eco.2530 . S2CID   256818410 .
  53. ^ Джон Макник и другие, обзор эксплуатационных факторов потребления воды и снятия средств для технологий, выращивающих электроэнергию , Национальная лаборатория возобновляемой энергии, технический отчет NREL/TP-6A20-50900.
  54. ^ Патрик Джеймс, Х Чансен (1998). «Тематические тематические исследования в области силока и эрозии водосбора» (PDF) . Великобритания: Публикации Темпуса. С. 265–275. Архивировано из оригинала (PDF) на 2009-09-02.
  55. ^ Șentürk, Fuat (1994). Гидравлика плотин и водохранилищ (ссылка. Изд.). Highlands Ranch, Colo.: Публикации водных ресурсов. п. 375. ISBN  0-918334-80-2 .
  56. ^ Jump up to: а беременный в Frauke Urban и Tom Mitchell 2011. Изменение климата, бедствия и выработка электроэнергии архивировали 20 сентября 2012 года на The Wayback Machine . Лондон: институт зарубежного развития и Институт исследований в области развития
  57. ^ «Преднамеренное утопление тропического леса Бразилии ухудшает изменение климата» , Даниэль Гроссман 18 сентября 2019 года, новый ученый ; Получено 30 сентября 2020 года
  58. ^ "WCD Findal Report" . Плотины. 2000-11-16. Архивировано из оригинала 2013-08-21.
  59. ^ Грэм-Роу, Дункан (24 февраля 2005 г.). «Грязная секрета гидроэлектроэлектрической мощности раскрыта» . Newscientist.com .
  60. ^ " Трит пила рыбы " Приклеенный. 2006-11-1
  61. ^ «Брифинг Всемирной комиссии по плотинам» . Internationalrivers.org. 2008-02-29. Архивировано из оригинала 2008-09-13 . Получено 2008-09-03 .
  62. ^ Ссылки могут быть найдены в списке неудач плотины .
  63. ^ Бруэль, Фрэнк. "Катастрофа Малпапса в Получено 2 сентября
  64. ^ Toccoa Plup USGS Историческое место, полученное 02SEP2009
  65. ^ «Норвегия - это самая дешевая европейская батарея » . Sintef.no . 18 декабря 2014 года.
  66. ^ «Германия и Норвегия Комиссия Nordlink Power Cable» . Силовая технология . 2021-05-28 . Получено 2022-01-29 .
  67. ^ «Доля производства электроэнергии от гидроэнергетики» . Наш мир в данных . Получено 15 августа 2023 года .
  68. ^ Jump up to: а беременный в «Ежегодные данные о электричестве» . ember-climate.org . 6 декабря 2023 года . Получено 20 августа 2024 года .
  69. ^ «Парагвай: значительный экспортер электроэнергии, но граждане страдают от перебоев» . Dialogo China . 14 июня 2022 года . Получено 30 декабря 2023 года .

Источники

Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 5a7dcf4bda17db6dfc2a68323286a8c0__1725489900
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/5a/c0/5a7dcf4bda17db6dfc2a68323286a8c0.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Hydroelectricity - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)