HPP Tři soutěsky | |
---|---|
čínština 三峽大壩 čínština 三峡大坝 | |
Země | Čína |
Umístění | sandouping |
Řeka | Jang-c'-ťiang |
Kaskáda | Kaskáda HPP na Yangtze |
Majitel | Čína Yangtze Power |
Postavení | v provozu od 04.07.2012 [1] |
Rok zahájení stavby | 1992 |
Roky uvádění jednotek do provozu | 2003-2012 |
Uvedení do provozu _ | 2003 |
Provozní organizace | Čína Yangtze Power |
Hlavní charakteristiky | |
Roční výroba elektřiny, mil. kWh | 111 800 [2] (2021) |
Typ elektrárny | přehrada |
Odhadovaná hlava , m | 80,6 |
Elektrický výkon, MW | 22 500 [1] |
Charakteristika zařízení | |
Typ turbíny | radiálně-axiální |
Průtok turbínami, m³/ s | 600-950 |
Výkon generátoru, MW | 32×700, 2×50 |
Hlavní budovy | |
Typ přehrady |
betonový gravitační přeliv |
Výška hráze, m | 185 |
Délka hráze, m | 2309 |
Brána |
dvouřadý, 5 komor 280×35×5 m lodní výtah 1 komora 120×18×3,5 m |
RU | 500 kV |
Na mapě | |
Mediální soubory na Wikimedia Commons |
Tři soutěsky ( čínsky trad. 三峽, ex. 三峡, pinyin Sānxiá , pall. Sanxia ) je gravitační přehradní vodní elektrárna na řece Yangtze v provincii Chu-pej v Číně . Je to největší světová elektrárna z hlediska instalovaného výkonu 22,5 GW [cca. 1] . Od roku 2014 je roční produkce elektrárny 90-100 miliard kWh [cca. 2] [3] . V důsledku monzunu se silnými dešti v roce 2020 dosáhla roční produkce rekordních 111,8 miliardy kWh , čímž překonala dosavadní světový rekord 103,1 miliardy kWh z roku 2016 [4] od Itaipu HPP .
Od roku 2018 jsou Tři soutěsky hmotnostně největší budovou na světě. Jeho betonová hráz je na rozdíl od Itaipu pevná a váží více než 65,5 milionů tun [cca. 3] [5] . Podle celkových nákladů na dílo se Tři soutěsky odhadují na 203 miliard juanů , tedy asi 30,5 miliardy dolarů , a jsou pátým nejdražším investičním projektem na světě v rámci projektu China River Diversion Project [6] . Nádrž tvořená přehradou obsahuje 39,3 km³ vody a je 27. největší na světě . K jejímu naplnění bylo z pobřežních oblastí přesídleno 1,3 milionu lidí, což bylo největší přesídlení v historii za účelem výstavby umělých staveb. Náklady na přesídlení lidí tvořily zhruba třetinu celkového rozpočtu stavby [1] .
Kromě výroby zelené elektřiny (a tím snížení emisí skleníkových plynů z tepelné elektrárny ) přehrada chrání města po proudu řeky před ničivými záplavami v Jang -c'-ťiang . Zvýšení hloubky řeky proti proudu také zlepšilo podmínky plavby; hydroelektrický komplex vybavený pěti plavebními komorami desetinásobně zvýšil obrat místního nákladu.
Projekt má také negativní důsledky: zaplavení úrodné půdy v oblastech proti proudu řeky, zadržování naplaveného bahna přehradou (a snížení přirozeného zúrodňování půdy v níže položených oblastech s předchozími každoročními záplavami Jang-c'-ťiang ), zaplavování archeologických nalezišť, zvýšené riziko sesuvů půdy a snížení biologické rozmanitosti . Pokud se přehrada protrhne, bude v záplavové zóně více než 360 milionů lidí, takže samotný objekt a okolní vody hlídá armáda ČLR pomocí helikoptér , vzducholodí , obrněných vozidel a robotů k odstraňování výbušných zařízení [7] .
Myšlenka postavit velkou přehradu na řece Jang-c'-ťiang byla původně předložena již v roce 1919 premiérem Kuomintangu Sun Yat-senem (ve své práci China's International Development). Uvedl, že v oblasti Tři soutěsky je přehrada schopna generovat 30 milionů koňských sil (22 GW ) [8] [1] . V roce 1932 vláda ROC , vedená Chiang Kai-shek , zahájila předběžné práce na plánech přehrady. V roce 1939, během čínsko-japonské války, japonské vojenské síly obsadily okres Yichang a zkontrolovaly oblast. Projekt japonské přehrady byl dokončen a očekávalo se pouze vítězství nad sjednocenou Čínou , aby mohla být zahájena jeho realizace. .
stavební inženýr Committee of Reclamation John Savage přehrady Asi 54 čínských inženýrů odjelo do USA na školení. Byly provedeny průzkumy území, některé ekonomické a jiné studie; projekční práce byly dokončeny. Ale vláda omezila práci v roce 1947 kvůli občanské válce [9] .
V roce 1949, po vítězství komunistů, Mao Ce-tung podpořil myšlenku výstavby přehrady u Tří soutěsek. Ale vzhledem k důsledkům občanské války a stavu průmyslu v té době si země nemohla dovolit tak rozsáhlý projekt.
V roce 1970 začala stavba menší vodní elektrárny Gezhouba těsně po proudu řeky; a po smrti Mao Ce-tunga se v souvislosti s rychlým růstem čínské ekonomiky na konci 70. let začaly představy o obří přehradě stávat skutečností. V roce 1988 byla dokončena VE Gezhouba, která se stala prvním velkým hydrotechnickým projektem ČLR na řece Jang-c'-ťiang. Následně v 90. a 20. století šly veškeré příjmy z výroby elektřiny z VE Gezhjobua na financování výstavby jejího staršího bratra, VE Tři soutěsky [1] .
V roce 1992 schválil stavbu přehrady Národní lidový parlament Číny : z 2 633 delegátů hlasovalo 1 776 pro, 177 proti, 664 se zdrželo hlasování a 25 členů nehlasovalo [10] . Stavba byla zahájena 14. prosince 1994. Očekávalo se, že VE bude plně funkční do roku 2009, ale další projekty, jako je podzemní hydroelektrárna, oddálily oficiální dokončení až do května 2012. Do října 2010 se hladina vody v nádrži zvedla odhadem na 175 m nad mořem [11] . V lednu 2016 byl otevřen poslední prvek hydroelektrického komplexu - lodní výtah pro osobní lodě o hmotnosti do 3 tisíc tun [12] .
Struktura zařízení HPP:
Hráz je 2309 m dlouhá a 181 m vysoká od skalního základu, je vyrobena z betonu a oceli . Projekt spotřeboval 27,2 milionu m³ betonu (rekordní množství na jeden projekt), 463 tisíc tun oceli [13] a přemístil asi 102,6 milionu m³ zeminy [14] [1] .
Ve třech objektech VE je umístěno 32 radiálně-axiálních hydraulických jednotek o výkonu 700 MW každý s konstrukční výškou 80,6 m. Dále byly uvedeny do provozu dva generátory pro vlastní potřebu elektrárny o výkonu 50 MW. . Od přidání podzemní elektrárny v roce 2012 je množství vyrobené elektřiny za rok více závislé na velikosti záplavy Yangtze , kterou dodatečné generátory energie umožňují.
Tlakové stavby VE tvoří velkou nádrž o ploše 1045 km² s užitnou kapacitou 22 km³. Při jeho vzniku bylo zaplaveno 27 820 hektarů obdělávané půdy, pod vodu se dostala města Wanxian a Wushan [15] . Maximální přípustná výška horní vody nad hladinou moře (LHL), rovna 175 m, byla poprvé dosažena v roce 2010 [11] . Nádrž je vyčerpatelná až na 145 m. Výška výdechu nad mořem je 66 m. Hladina hlavy se tak během roku pohybuje od 79 m do 109 m, maxima je dosaženo v letním monzunovém období . Vodní komplex je vybaven přelivem o kapacitě 116 000 m³/s.
Zpočátku vláda odhadovala náklady na projekt Three Gorges na 180 miliard jenů (26,9 miliardy $) [16] . Do konce roku 2008 dosáhly výdaje 148,365 miliardy jenů, z čehož 64,613 miliardy jenů bylo vynaloženo na výstavbu, 68,557 miliardy jenů na pomoc a přemístění postižených obyvatel a 15,195 miliardy jenů na splátky půjček [17] . V roce 2009 bylo rozhodnuto, že náklady na přehradu se vyplatí, když vyrobí 1 000 TWh elektřiny, což je 250 miliard jenů v čínských cenách elektřiny. Doba návratnosti byla podle propočtů deset let po zahájení plného provozu přehrady [16] , nicméně VE Tři soutěsky se plně zaplatila k 20. prosinci 2013 - 4 roky po spuštění prvních turbín. a rok po oficiálním uvedení do provozu [18] .
Zdroje financování přehrady byly: Fond výstavby tří soutěsek, příjmy z vodní elektrárny Gezhouba , úvěry od Čínské rozvojové banky , úvěry od čínských a zahraničních komerčních bank, podnikové dluhopisy , příjmy ze samotné přehrady před a po jejím plné zprovoznění. Byly také stanoveny příplatky: každé provincii přijímající elektřinu z elektrárny Tři soutěsky byla účtována přirážka 7 ¥ za MWh a ve všech ostatních provinciích, kromě Tibetské autonomní prefektury , přirážka 4 ¥ za MWh [ 19] .
VE Tři soutěsky má pro čínskou ekonomiku velký význam, protože pokrývá každoroční nárůst spotřeby elektřiny. Elektrárna se spolu s vodní elektrárnou Gezhouba na dolním toku stala centrem propojeného energetického systému Číny. Původně se očekávalo, že vodní elektrárna pokryje 10 % čínských energetických potřeb. Během 20 let výstavby však spotřeba elektřiny rostla rychlejším tempem a v roce 2012 vyrobila vodní elektrárna pouze 1,7 % veškeré čínské elektřiny (98,1 z 4692,8 TWh) [20] [21] .
Přehrada reguluje vodní režim Yangtze, který za posledních 2000 let utrpěl více než 200 ničivých povodní. Ve 20. století způsobily katastrofální záplavy řeky smrt asi půl milionu lidí. V roce 1991 dosáhly škody způsobené řáděním vodního živlu 250 miliard ¥ (což odpovídá nákladům na výstavbu vodní elektrárny). Povodeň v roce 2010 si však nevyžádala oběti a významné škody. Sypaná hráz i samotná přehrada se tak úspěšně vyrovnávají s funkcemi, které jim byly přiděleny [15] [1] .
Vybavení hydroelektrického komplexu plavebními komorami a vytvořením nádrže zlepšily podmínky pro plavbu v této části Yangtze. Obrat přepravy v tomto úseku vzrostl z 10-18 milionů tun ročně na 100 milionů tun ročně, přičemž ceny dopravy klesly o více než třetinu. Tyto skutečnosti do značné míry přispěly k rychlému ekonomickému rozvoji západních (vzhledem k přehradě) oblastí Číny, především města Chongqing [1] .
Hlavní generátory elektrárny váží každý 6000 tun s projektovaným výkonem 700 MW. Konstrukční výška pro hlavní generátory je 80,6 m. Rychlost proudění vody se pohybuje od 600 do 950 m³/s v závislosti na spádu proudu (od 79 do 109 m). Čím větší je proudová výška, tím menší průtok vody je zapotřebí k dosažení projektovaného výkonu. Tři generátory Gorges používají radiálně-axiální turbíny (Francisovy turbíny) . Průměry turbín se pohybují od 9,7 do 10,4 m (v závislosti na jedné ze dvou konstrukčních variant) a konstrukční rychlost otáčení je 75 ot./min. V souladu s tím mají rotory generátoru pro výrobu proudu o frekvenci 50 Hz 80 pólů . Jmenovitý výkon generátorů je 778 MW, maximální 840 MW a účiník 0,9. Generátory vyrábějí elektřinu o napětí 20 kV. Poté je generované napětí zvyšováno transformátory až na 500 kV a následně přenášeno do sítě o frekvenci 50 Hz. Vnější průměr statoru je od 21,4 do 20,9 m, vnitřní průměr je od 18,5 do 18,8 m a výška je 3-3,1 m. Tyto rozměry činí tyto generátory největšími svého druhu. Referenční zatížení generátorů je 5050-5500 tun, průměrná účinnost je 94 % s maximem 96,5 % [22] .
Generátory byly vyrobeny ve dvou provedeních dvěma společnými skupinami: jednou z nich je Alstom , ABB Group , Kvaerner a čínská společnost „Haerbin Motor“; druhý je Voith , General Electric , Siemens a čínská společnost Oriental Motor. Spolu se smlouvou byla podepsána dohoda o technologické spolupráci mezi skupinami. Většina generátorů je chlazena vodou . Některé z novějších modelů mají vzduchový typ , jehož výhodou je snadné navrhování, výroba a údržba [23] .
V červenci 2008 měsíční výroba vodní energie poprvé překročila hranici 10 TWh (10,3 TWh) [24] . Dne 30. června 2009, poté, co průtok Yangtze přesáhl 24 000 m³/s, bylo spuštěno všech 28 generátorů, které vyráběly pouze 16 100 MW, protože instalovaný výkon generátorů ještě nestačil na čerpání zvýšeného průtoku během období povodní. [25] . Při povodních v srpnu 2009 vodní elektrárna poprvé na krátkou dobu dosáhla maximálního výkonu 18 200 MW [26] .
Během období sucha od listopadu do května je kapacita výroby vodní energie omezena objemem průtoku řeky, jak je vidět na diagramech vpravo. Při dostatečném průtoku je výstupní výkon omezen schopnostmi generátorů. Křivky maximálního výkonu byly vypočteny na základě průměrného průtoku za předpokladu hladiny vody 175 m a hrubé účinnosti elektrárny 90,15 %. Skutečná kapacita v roce 2008 byla odvozena z měsíční elektřiny odeslané do sítě [27] [28] .
Výpočtová maximální hladina vody 175 m byla poprvé dosažena 26. října 2010, během téhož roku byla realizována odhadovaná roční výroba 84,7 TWh [11] . V roce 2012 vyrobilo 32 energetických bloků VE světový rekord 98,1 TWh elektřiny, což představovalo 14 % výroby všech VE v Číně [3] . Do srpna 2011 VE vyrobila 500 TWh elektřiny [29] .
Rok | Počet pohonných jednotek | TWh | |
---|---|---|---|
2003 | 6 | 8,607 | |
2004 | jedenáct | 39,155 | |
2005 | čtrnáct | 49,090 | |
2006 | čtrnáct | 49,250 | |
2007 | 21 | 61 600 | |
2008 | 26 | 80,812 | [třicet] |
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] |
Do července 2008 státní společnosti State Grid Corporation of China a China Southern Power Grid platily HPP paušální 2,5 rublů za kWh) Nyní se provinční sazba pohybuje od 228,7 do 401,8 jenů za MWh. Vysoce platící spotřebitelé, jako je Šanghaj , dostávají přednost v distribuci elektřiny [42] .
Pro přenos elektřiny z VE ke spotřebitelům bylo vybudováno 9 484 km vedení vysokého napětí , z toho 6 519 km střídavého proudu 500 kV a 2 965 km vedení stejnosměrného proudu ± 500 kV a vyšších . Celkový instalovaný výkon transformátorů pro střídavé napětí je 22,75 GVA a pro stejnosměrný systém 18 GW . Celkem 15 vedení vysokého napětí odbočuje z vodní elektrárny do 10 různých provincií v Číně. Výstavba celého transformátoru a dopravní energetické sítě z vodní elektrárny stála 34,387 miliard ¥. Jeho stavba byla dokončena v prosinci 2007 – rok před plánovaným termínem [1] .
V blízkosti přehrady jsou uspořádány dvě řady zdymadel ( 30°50′12″ N 111°01′10″ E ). Každý z nich se skládá z pěti kroků a má dobu průchodu přibližně 4 hodiny. Plavební komory umožňují proplouvání lodí s výtlakem ne větším než deset tisíc tun [43] . Plavební komory jsou 280 m dlouhé, 35 m široké a 5 m hluboké [44] [45] . To je o 30 m delší než zdymadla St. Lawrence Seaway , ale dvakrát tak hluboké. Před výstavbou přehrady byl maximální obrat nákladu v úseku Tři soutěsky 18,0 milionů tun ročně. Od roku 2004 do roku 2007 činil obrat plavebními komorami celkem 198 mil. t. Kapacita řeky vzrostla šestinásobně a náklady na přepravu poklesly o 25 %. Předpokládá se, že propustnost plavebních komor dosáhne 100 milionů tun ročně [46] .
Brány jsou typem bezdušových bran. Brány jsou velmi zranitelná kloubová konstrukce, jejich selhání povede k narušení fungování celého závitu zámku. Přítomnost dvou závitů, odděleně pro zvedání a spouštění, poskytuje efektivnější provoz ve srovnání s možností, kdy jeden závit slouží střídavě pro zvedání a spouštění lodí.
Kromě plavebních komor je vodní elektrárna vybavena lodním výtahem pro lodě o výtlaku do 3 000 tun [47] (původní projekt počítal s výtahem o nosnosti 11 500 tun). Výška zdvihu se liší v závislosti na úrovních horního a dolního bazénu, maximální výška je 113 m [48] , velikost zdvihací komory je 120 × 18 × 3,5 m. Po zprovoznění bude lodní výtah přemisťovat lodě v 30–40 minut, ve srovnání se 3–4 hodinami, pokud se pohybovali zámky [49] . Při jeho projektování a výstavbě byla hlavním problémem nutnost zajistit provoz v podmínkách výrazných změn vodních hladin. Je nutné zajistit provoz lodního výtahu v podmínkách, kdy se hladina vody může pohybovat do 12 m na straně po proudu a 30 m na straně po proudu.
První zkoušky lodního výtahu proběhly 15. července 2016, při kterých byla nákladní loď zvednuta k hornímu toku , doba zdvihu byla 8 minut [50] . V říjnu zahájil provoz největší lodní výtah na světě v největší světové elektrárně [51] .
Existují plány na vybudování železničních tratí pro přepravu lodí přes přehradu. K tomu se chystají položit krátké koleje na obou stranách řeky. Severní železniční úsek o délce 88 km bude probíhat z přístavní oblasti Taipingxi na severní straně Yangtze, nahoru od přehrady přes železniční stanici Yichang East do přístavní oblasti Baiyang Tianqiahe ve městě Baiyan [52] . Jižní část o délce 95 km povede z Maopingu (proti proudu přehrady) přes železniční stanici Yichang South do Zhitseng [52] .
Koncem roku 2012 byly zahájeny přípravné práce na pokládce těchto železničních tratí [53] .
S přihlédnutím ke skutečnosti, že v Číně se na výrobu 1 kWh elektřiny spálí 366 g uhlí [54] , se předpokládalo, že uvedení elektrárny do provozu povede ke snížení spotřeby uhlí o 31 milionů tun ročně, v důsledku do kterého by se do atmosféry nedostalo uhlí 100 milionů tun skleníkových plynů , miliony tun prachu, 1 milion tun oxidu siřičitého, 370 tisíc tun oxidu dusíku atd. Bylo také oznámeno, že nárůst hladiny Yangtze díky vytvoření nádrže umožní mnohem větším plavidlům proplouvat řekou, což také sníží emise produktů spalování fosilních paliv do atmosféry [55] [56] [46] .
Mnoho vědců přitom poukazuje na možné negativní důsledky výstavby vodních elektráren. Před výstavbou přehrady Jang-c'-ťiang a jejích přítoků, erodujících břehy, se ročně nanášely miliony tun sedimentů . V důsledku zablokování kanálů se toto množství výrazně sníží, což pravděpodobně povede k větší zranitelnosti oblastí po proudu povodněmi a také ke změnám v druhové diverzitě [57] [58] . Bylo konstatováno, že stavba přehrady nemůže jinak než poškodit řadu biologických druhů obývajících řeku a přilehlé oblasti. Zejména zaplavení mokřadů, kde tento vzácný pták zimuje, může způsobit značné škody na populaci prakticky vyhynulého jeřába sibiřského [59] . Očekává se, že změna teploty a vodního režimu v důsledku výstavby Tří soutěsek nevyhnutelně ovlivní řadu druhů ryb žijících v Jang-c'-ťiang, zejména čeleď jeseterovitých . Pokud jde o delfína čínského , který s největší pravděpodobností vyhynul zahájením výstavby vodní elektrárny, předpokládá se, že stavba přehrady definitivně ukončí přežití tohoto druhu [60] [61]. .
V případě selhání přehrady může být asi 360 milionů lidí ohroženo pádem do záplavové zóny.
Podle výpočtů NASA při formování nádrže stoupnutí 39 miliard tun vody do výšky až 175 m nad mořem zvýšilo moment setrvačnosti Země a snížilo rychlost její rotace , čímž se prodloužila doba trvání den o 0,06 mikrosekund [62] [63] .
"Sanxia"
Nádrž
Model části staveb Sanxia
![]() | |
---|---|
Slovníky a encyklopedie | |
V bibliografických katalozích |
Jezera a nádrže v Číně | |
---|---|
Pět největších sladkovodních jezer | |
Pět největších solných jezer | |
národní parky |
|
Mokřady |
|
rezervy |
|
Pět největších nádrží |
|