HPP Trei Chei | |
---|---|
Chineză 三峽大壩 Chineză 三峡大坝 | |
Țară | China |
Locație | sandouping |
Râu | Yangtze |
Cascadă | Cascada HPP pe Yangtze |
Proprietar | Puterea Chinei Yangtze |
stare | în funcțiune din 04.07.2012 [1] |
Anul începerii construcției | 1992 |
Ani de punere în funcțiune a unităților | 2003-2012 |
punerea în funcțiune _ | 2003 |
Organizarea operațională | Puterea Chinei Yangtze |
Principalele caracteristici | |
Producerea anuală de energie electrică, mln kWh | 111.800 [2] (2021) |
Tipul centralei electrice | baraj |
Cap estimat , m | 80,6 |
Putere electrica, MW | 22 500 [1] |
Caracteristicile echipamentului | |
Tip turbină | radial-axial |
Debitul prin turbine, m³/ s | 600-950 |
Puterea generatorului, MW | 32×700, 2×50 |
Clădiri principale | |
Tip baraj |
deversor gravitațional din beton |
Înălțimea barajului, m | 185 |
Lungimea barajului, m | 2309 |
Poarta de acces |
linie dublă, 5 camere 280×35×5 m lift navă 1 cameră 120×18×3,5 m |
RU | 500 kV |
Pe hartă | |
Fișiere media la Wikimedia Commons |
Cele Trei Chei ( trad. chineză 三峽, ex.三峡, pinyin Sānxiá , pall. Sanxia ) este o centrală hidroelectrică cu baraj gravitațional situat pe râul Yangtze în provincia Hubei , China . Este cea mai mare centrală electrică din lume în ceea ce privește capacitatea instalată de 22,5 GW [aprox. 1] . Din 2014, producția anuală a centralei a fost de 90-100 miliarde kWh [aprox. 2] [3] . Ca urmare a musonului din 2020 cu ploi abundente, producția anuală a atins un record de 111,8 miliarde kWh , depășind recordul mondial anterior de 103,1 miliarde kWh din 2016 [4] de către CHE Itaipu .
Începând cu 2018, Cele Trei Chei sunt cea mai mare clădire din lume în masă . Barajul său de beton , spre deosebire de Itaipu, este solid și cântărește mai mult de 65,5 milioane de tone [aprox. 3] [5] . Conform costului total al lucrării, Trei Chei este estimat la 203 miliarde de yuani , sau aproximativ 30,5 miliarde de dolari , și este al cincilea cel mai scump proiect de investiții din lume , ca parte a Proiectului China River Diversion [6] . Rezervorul format de baraj conține 39,3 km³ de apă și este al 27-lea ca mărime din lume . Pentru a-l umple, 1,3 milioane de oameni au fost relocați din zonele de coastă, ceea ce a fost cea mai mare strămutare din istorie pentru construcția de structuri artificiale. Costul relocarii oamenilor a reprezentat aproximativ o treime din bugetul total de constructii [1] .
Pe lângă generarea de energie electrică verde (și astfel reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră de la termocentrala ), barajul protejează orașele din aval de inundațiile devastatoare din Yangtze . Creșterea adâncimii râului în amonte a îmbunătățit și condițiile de navigație; complexul hidroelectric echipat cu cinci ecluze a crescut de zece ori cifra de afaceri locală a mărfurilor.
Proiectul are, de asemenea, consecințe negative: inundarea terenurilor fertile în zonele din amonte, reținerea nămolului aluvionar de către baraj (și o scădere a fertilizării naturale a terenurilor în zonele inferioare cu inundațiile anuale anterioare Yangtze ), inundarea siturilor arheologice, creșterea riscul alunecărilor de teren și scăderea biodiversității . Dacă barajul se rupe, peste 360 de milioane de oameni se vor afla în zona inundabilă, astfel încât obiectul în sine și apele din jur sunt patrulate de armata RPC folosind elicoptere , dirijabile , vehicule blindate și roboți pentru a curăța dispozitivele explozive [7] .
Ideea construirii unui baraj mare pe râul Yangtze a fost propusă inițial încă din 1919 de prim-ministrul Kuomintangului Sun Yat-sen (în lucrarea sa China's International Development). El a afirmat că în zona celor Trei Chei barajul este capabil să genereze 30 de milioane de cai putere (22 GW ) [8] [1] . În 1932, guvernul Republicii Moldova , condus de Chiang Kai-shek , a început lucrările preliminare la planurile pentru baraj. În 1939, în timpul războiului chino-japonez, forțele militare japoneze au ocupat județul Yichang și au inspectat zona. Proiectul barajului japonez a fost finalizat și era de așteptat să înceapă implementarea sa doar o victorie asupra Chinei unite . .
inginerul structural al ComitetuluiJohn Savage baraj Aproximativ 54 de ingineri chinezi au mers în SUA pentru pregătire. Au fost efectuate sondaje ale zonei, unele studii economice și altele; lucrările de proiectare au fost finalizate. Dar guvernul a restrâns munca în 1947 din cauza războiului civil [9] .
În 1949, după victoria comuniștilor, Mao Zedong a susținut ideea construirii unui baraj la Cele Trei Chei. Dar, având în vedere consecințele războiului civil și starea industriei la acea vreme, țara nu și-a putut permite atunci un proiect atât de mare.
În 1970, a început construcția centralei hidroelectrice Gezhouba , mai mică, chiar în aval de râu; iar după moartea lui Mao Zedong, în legătură cu creșterea rapidă a economiei chineze la sfârșitul anilor 1970, ideile unui baraj uriaș au început să devină realitate. În 1988, CHE Gezhouba a fost finalizată, devenind primul proiect hidrotehnic major al RPC pe râul Yangtze. Ulterior, în anii 1990 și 2000, toate veniturile din producția de energie electrică din CHE Gezhjobua au mers pentru finanțarea construcției fratelui său mai mare, CHE Trei Chei [1] .
În 1992, Parlamentul Național Popular al Chinei a aprobat construcția barajului: din 2.633 de delegați, 1.776 au votat pentru, 177 au votat împotrivă, 664 s-au abținut, iar 25 de membri nu au votat [10] . Construcția a început pe 14 decembrie 1994. Se preconiza că CHE va fi pe deplin operațională până în 2009, dar proiecte suplimentare, cum ar fi o unitate hidroelectrică subterană, au amânat finalizarea oficială până în mai 2012. Până în octombrie 2010, nivelul apei din rezervor se ridicase la aproximativ 175 m deasupra nivelului mării [11] . În ianuarie 2016, a fost deschis ultimul element al complexului hidroelectric - un lift pentru nave de pasageri cu o greutate de până la 3 mii de tone [12] .
Structura instalațiilor HPP:
Barajul are o lungime de 2309 m și o înălțime de 181 m de la baza stâncii, din beton și oțel . Proiectul a folosit 27,2 milioane m³ de beton (o cantitate record pentru un singur proiect), 463 mii tone de oțel [13] și a mutat aproximativ 102,6 milioane m³ de pământ [14] [1] .
În trei clădiri ale CHE sunt amplasate 32 de unități hidraulice radial-axiale cu o capacitate de 700 MW fiecare cu o înălțime de proiectare de 80,6 m. Au fost puse în funcțiune și două generatoare pentru nevoile proprii ale centralei, cu o capacitate de 50 MW fiecare. . De la adăugarea centralei subterane în 2012, cantitatea de energie electrică generată pe an depinde mai mult de mărimea inundației Yangtze , pe care o permit generatoarele de energie suplimentare.
Structurile de presiune ale HPP formează un rezervor mare cu o suprafață de 1045 km², cu o capacitate utilă de 22 km³. Când a fost creat, 27.820 de hectare de teren cultivat au fost inundate, orașele Wanxian și Wushan au intrat în apă [15] . Înălțimea maximă admisă a apei deasupra nivelului mării (LHL), egală cu 175 m, a fost atinsă pentru prima dată în 2010 [11] . Rezervorul poate fi epuizat până la 145 m. Înălțimea țevii de evacuare deasupra nivelului mării este de 66 m. Astfel, nivelul capului în timpul anului variază de la 79 m la 109 m, maximul fiind atins în timpul sezonului muson de vară . Complexul hidroelectric este dotat cu un deversor cu o capacitate de 116.000 m³/s.
Inițial, guvernul a estimat costul proiectului Three Gorges la 180 de miliarde de yeni (26,9 miliarde de dolari) [16] . Până la sfârșitul anului 2008, cheltuielile au ajuns la 148,365 miliarde ¥, din care 64,613 miliarde ¥ au fost cheltuiți pentru construcție, 68,557 miliarde ¥ pentru ajutor și relocare pentru rezidenții afectați și 15,195 miliarde ¥ pentru rambursarea împrumuturilor [17] . În 2009, s-a stabilit că costul barajului se va plăti atunci când acesta va genera 1.000 TWh de energie electrică, ceea ce reprezintă 250 de miliarde de yeni la prețul electricității chinezești. Conform calculelor, perioada de amortizare a fost de zece ani de la începerea funcționării integrale a barajului [16] , cu toate acestea, CHE Trei Chei și-a achitat integral până la 20 decembrie 2013 - la 4 ani de la punerea în funcțiune a primelor turbine. iar la un an de la punerea în funcţiune oficială [18] .
Sursele de finanțare ale barajului au fost: Fondul de construcție a celor Trei Chei, venituri din hidrocentrala Gezhouba , împrumuturi de la China Development Bank , împrumuturi de la bănci comerciale chineze și străine, obligațiuni corporative , venituri primite de la barajul în sine înainte și după acesta. punerea în funcțiune completă. Au fost, de asemenea, stabilite suprataxe: fiecare provincie care a primit energie electrică de la CHE Trei Chei a primit o suprataxă de 7 ¥ per MWh, iar în toate celelalte provincii, cu excepția Prefecturii Autonome Tibet , o suprataxă de 4 ¥ per MWh [19] .
CHE Trei Chei este de mare importanță pentru economia chineză, acoperind creșterea anuală a consumului de energie electrică. Centrala electrică, împreună cu centrala hidroelectrică Gezhouba din aval, a devenit centrul sistemului energetic interconectat al Chinei. Inițial, centrala hidroelectrică era de așteptat să acopere 10% din necesarul de electricitate al Chinei. Cu toate acestea, peste 20 de ani de construcție, consumul de energie electrică a crescut într-un ritm mai rapid, iar în 2012, centrala hidroelectrică a generat doar 1,7% din toată energia electrică chineză (98,1 din 4692,8 TWh) [20] [21] .
Barajul reglementează regimul apei din Yangtze, care a suferit peste 200 de inundații devastatoare în ultimii 2.000 de ani. În secolul al XX-lea, inundațiile catastrofale ale râului au provocat moartea a aproximativ jumătate de milion de oameni. În 1991, pagubele cauzate de dezordinea elementului de apă s-au ridicat la 250 de miliarde de ¥ (care echivalează cu costul construirii unei centrale hidroelectrice). Cu toate acestea, inundația din 2010 nu a dus la victime și pagube semnificative. Astfel, deversorul și barajul în sine fac față cu succes funcțiilor care le sunt atribuite [15] [1] .
Echiparea complexului hidroelectric cu ecluze și formarea unui rezervor au îmbunătățit condițiile de navigație în această parte a Yangtze. Cifra de afaceri de marfă în această secțiune a crescut de la 10-18 milioane de tone pe an la 100 de milioane de tone pe an, în timp ce prețurile de transport au scăzut cu peste o treime. Aceste fapte au contribuit în mare măsură la dezvoltarea economică rapidă a regiunilor vestice (în raport cu barajul) ale Chinei, în primul rând orașul Chongqing [1] .
Principalele generatoare ale centralei electrice cântăresc 6.000 de tone fiecare cu o putere proiectată de 700 MW. Înălțimea de proiectare pentru generatoarele principale este de 80,6 m. Viteza de curgere a apei variază de la 600 la 950 m³/s, în funcție de înălțimea curentului (de la 79 la 109 m). Cu cât înălțimea curentului este mai mare, cu atât este necesar un debit mai mic de apă pentru a obține puterea de proiectare. Generatoarele Three Gorges folosesc turbine radial-axiale (turbine Francis) . Diametrele turbinei variază de la 9,7 la 10,4 m (în funcție de una dintre cele două opțiuni de proiectare), iar viteza de rotație proiectată este de 75 rpm. În conformitate cu aceasta, pentru producerea de curent la o frecvență de 50 Hz, rotoarele generatorului au 80 de poli . Puterea nominală a generatoarelor este de 778 MW, maxima este de 840 MW, iar factorul de putere este de 0,9. Generatoarele produc energie electrică la o tensiune de 20 kV. Apoi tensiunea generată este mărită de transformatoare până la 500 kV și apoi transferată în rețea la o frecvență de 50 Hz. Diametrul exterior al statorului este de la 21,4 la 20,9 m, diametrul interior este de la 18,5 la 18,8 m, iar înălțimea este de 3-3,1 m. Astfel de dimensiuni fac din aceste generatoare cele mai mari de acest fel. Sarcina de referință a generatoarelor este de 5050-5500 tone, randamentul mediu este de 94% cu maxim 96,5% [22] .
Generatoarele au fost fabricate în două modele de două grupuri de joint venture: unul dintre ele este Alstom , ABB Group , Kvaerner și compania chineză „Haerbin Motor”; celălalt este Voith , General Electric , Siemens și compania chineză Oriental Motor. Odată cu contractul a fost semnat un acord de cooperare tehnologică între grupuri. Majoritatea generatoarelor sunt răcite cu apă . Unele dintre modelele mai noi au tipul de aer , care are avantajul de a fi ușor de proiectat, fabricat și întreținut [23] .
În iulie 2008, producția lunară de energie hidroelectrică a depășit pentru prima dată bara de 10 TWh (10,3 TWh) [24] . La 30 iunie 2009, după ce debitul Yangtze a depășit 24.000 m³/s, toate cele 28 de generatoare au fost pornite, producând doar 16.100 MW, deoarece capacitatea instalată a generatoarelor nu era încă suficientă pentru a atrage debitul crescut în perioada de inundație. [25] . În timpul inundațiilor din august 2009, hidrocentrala a atins pentru prima dată puterea maximă de 18.200 MW pentru o perioadă scurtă [26] .
În timpul sezonului uscat din noiembrie până în mai, capacitatea de generare a hidroenergiei este limitată de volumul debitului râului, așa cum se vede în diagramele din dreapta. Când există un debit suficient, puterea de ieșire este limitată de capacitățile generatoarelor. Curbele de putere maximă au fost calculate pe baza debitului mediu, presupunând un nivel al apei de 175 m și un randament brut al centralei de 90,15%. Capacitatea reală în 2008 a fost calculată din energia electrică lunară trimisă în rețea [27] [28] .
Nivelul maxim calculat al apei de 175 m a fost atins pentru prima dată la 26 octombrie 2010, în același an realizându-se producția anuală estimată de 84,7 TWh [11] . În 2012, 32 de unități electrice HPP au produs un record mondial de 98,1 TWh de energie electrică, care a reprezentat 14% din generarea tuturor HPP din China [3] . Până în august 2011, CHE producea 500 TWh de energie electrică [29] .
An | Numărul de unități de putere | TWh | |
---|---|---|---|
2003 | 6 | 8.607 | |
2004 | unsprezece | 39.155 | |
2005 | paisprezece | 49.090 | |
2006 | paisprezece | 49.250 | |
2007 | 21 | 61.600 | |
2008 | 26 | 80.812 | [treizeci] |
2009 | 26 | 79.470 | [31] |
2010 | 26 | 84.370 | [32] |
2011 | 29 | 78.290 | [33] |
2012 | 32 | 98.100 | [34] |
2013 | 32 | 83.270 | [35] |
2014 | 32 | 98.800 | [36] |
2015 | 32 | 87.000 | [37] |
2016 | 32 | 93.500 | [38] |
2017 | 32 | 97.600 | [39] |
2018 | 32 | 101,60 | [40] |
2019 | 32 | 96.880 | |
2020 | 32 | 111.800 | |
2021 | 32 | 103.649 | [41] |
Până în iulie 2008, companiile de stat State Grid Corporation of China și China Southern Power Grid plăteau HPP-urilor 2,5 ruble pe kWh) Acum, tariful provincial variază de la 228,7 ¥ la 401,8 ¥ per MWh. Consumatorii bine plătiți, precum Shanghai , primesc prioritate în distribuția de energie electrică [42] .
Pentru transmiterea energiei electrice de la CHE către consumatori, au fost construite 9.484 km de linii electrice de înaltă tensiune , inclusiv 6.519 km de curent alternativ de 500 kV și 2.965 km de linii de curent continuu de ± 500 kV și mai mare . Capacitatea totală instalată a transformatoarelor pentru tensiune AC este de 22,75 GVA , iar pentru sistemul DC - 18 GW . În total, 15 linii de înaltă tensiune diverg de la centrala hidroelectrică către 10 provincii diferite din China. Construcția întregii rețele de transformare și transport de energie de la hidrocentrala a costat 34,387 miliarde ¥. Construcția sa a fost finalizată în decembrie 2007 - cu un an înainte de termen [1] .
Două șiruri de ecluze sunt dispuse lângă baraj ( 30°50′12″ N 111°01′10″ E ). Fiecare dintre ele constă din cinci trepte și are un timp de trecere de aproximativ 4 ore. Ecluzele permit trecerea navelor cu o deplasare de cel mult zece mii de tone [43] . Camerele ecluzei au 280 m lungime, 35 m lățime și 5 m adâncime [44] [45] . Acesta este cu 30 m mai lung decât ecluzele Căii Maritime St. Lawrence , dar de două ori mai adânc. Înainte de construcția barajului, rulajul maxim de marfă în secțiunea Trei Chei era de 18,0 milioane de tone pe an. Din 2004 până în 2007, cifra de afaceri prin ecluze a fost de 198 milioane de tone, capacitatea râului a crescut de șase ori, în timp ce costul transportului a scăzut cu 25%. Se presupune că capacitatea de debit a ecluzelor va ajunge la 100 de milioane de tone pe an [46] .
Gateway-urile sunt un tip de gateway-uri tubeless. Porțile sunt o structură articulată foarte vulnerabilă, eșecul lor va duce la întreruperea funcționării întregului fir al închizătorului. Prezența a două fire, separat pentru ridicare și coborâre, asigură o funcționare mai eficientă în comparație cu opțiunea când un fir servește alternativ pentru ridicarea și coborârea navelor.
Pe lângă ecluze, hidrocentrala este dotată cu un lift de nave pentru nave cu o deplasare de până la 3.000 de tone [47] (proiectul inițial prevedea un lift cu o capacitate de transport de 11.500 de tone). Înălțimea de ridicare variază în funcție de nivelurile piscinelor superioare și inferioare, înălțimea maximă este de 113 m [48] , iar dimensiunea camerei de ridicare este de 120 × 18 × 3,5 m. După punere în funcțiune, liftul va muta navele în 30–40 de minute, comparativ cu 3-4 ore dacă au trecut prin ecluze [49] . În timpul proiectării și construcției sale, principala dificultate a fost necesitatea asigurării funcționării în condiții de modificări semnificative ale nivelului apei. Este necesar să se asigure funcționarea ascensorului pentru nave în condițiile în care nivelul apei se poate deplasa în decurs de 12 m pe partea din aval și 30 m pe partea din amonte.
Primele teste ale liftului navei au avut loc pe 15 iulie 2016, timp în care nava de marfă a fost ridicată până la izvor , timpul de ridicare a fost de 8 minute [50] . În octombrie, a început să funcționeze cel mai mare lift de nave din lume de la cea mai mare centrală electrică din lume [51] .
Există planuri de a construi șine de cale ferată pentru a transporta nave peste baraj. Pentru a face acest lucru, vor pune șine scurte pe ambele maluri ale râului. Secțiunea feroviară nordică de 88 km va rula din zona portului Taipingxi din partea de nord a Yangtze, de la baraj prin gara Yichang East până la zona portului Baiyang Tianqiahe din orașul Baiyan [52] . Secțiunea sudică de 95 km va merge de la Maoping (partea din amonte a barajului) prin gara Yichang South până la Zhitseng [52] .
La sfârșitul anului 2012 au început lucrările pregătitoare pentru amenajarea acestor linii de cale ferată [53] .
Ținând cont de faptul că în China se ard 366 g de cărbune pentru a genera 1 kWh de energie electrică [54] , s-a presupus că punerea în funcțiune a centralei ar duce la o reducere a consumului de cărbune cu 31 de milioane de tone pe an, datorită la care nu ar fi emis cărbune în atmosferă.100 de milioane de tone de gaze cu efect de seră , milioane de tone de praf, 1 milion de tone de dioxid de sulf, 370 de mii de tone de oxid de azot etc. din Yangtze datorită creării unui rezervor va permite trecerea pe râu a unor nave mult mai mari, ceea ce va da, de asemenea, reducerea emisiilor în atmosferă de produse de ardere a combustibililor fosili [55] [56] [46] .
În același timp, mulți oameni de știință subliniază posibilele consecințe negative ale construcției de hidrocentrale. Înainte de construcția barajului Yangtze și a afluenților săi, erodarea malurilor, a efectuat anual milioane de tone de sedimente . Datorită blocării canalelor, această cantitate va fi redusă semnificativ, ceea ce se crede că duce la o mai mare vulnerabilitate a zonelor din aval la inundații, precum și la modificări ale diversității speciilor [57] [58] . S-a remarcat că construcția barajului nu poate decât să dăuneze unui număr de specii biologice care locuiesc pe râu și zonele adiacente. În special, inundațiile zonelor umede unde această pasăre rară iernează pot cauza pagube semnificative populației de Macara Siberiană practic dispărută [59] . Este de așteptat ca schimbarea temperaturii și a regimului apei din cauza construcției celor Trei Chei să afecteze inevitabil o serie de specii de pești care trăiesc în Yangtze, în special familia sturionilor . În ceea ce privește delfinul de râu chinez , care cel mai probabil s-a stins la începutul construcției centralei hidroelectrice, se crede că construcția barajului va pune capăt supraviețuirii acestei specii [60] [61] .
În cazul unei defecțiuni a barajului, aproximativ 360 de milioane de oameni pot fi expuși riscului de a cădea în zona inundabilă.
Conform calculelor NASA , în timpul formării rezervorului, creșterea a 39 de miliarde de tone de apă la o înălțime de până la 175 m deasupra nivelului mării a crescut momentul de inerție al Pământului și a redus viteza de rotație a acestuia , crescând astfel durata de ziua cu 0,06 microsecunde [62] [63] .
"Sanxia"
Rezervor
Modelul unei părți din structurile Sanxia
![]() | |
---|---|
Dicționare și enciclopedii | |
În cataloagele bibliografice |
Lacuri și rezervoare din China | |
---|---|
Cele mai mari cinci lacuri de apă dulce | |
Cele mai mari cinci lacuri sărate | |
Parcuri nationale |
|
Zone umede |
|
rezerve |
|
Cinci cele mai mari rezervoare |
|