أهم الحقائق عن سد الخوانق الثلاثة

ما هي أهم الحقائق عن سد الخوانق الثلاثة؟

سد الخوانق الثلاثة هو سد الجاذبية الكهرومائية الذي يمتد على نهر اليانغتسي بالقرب من بلدة ساندوبينغ في منطقة يلينغ ييتشانغ، مقاطعة هوبي وسط الصين أسفل مجرى المضائق الثلاثة، حيث يعتبر سد الخوانق الثلاثة أكبر محطة طاقة في العالم من حيث السعة المركبة (22500 ميغاوات) منذ عام 2012، وفي عام 2018 أنتج السد 101.6 تيراواط ساعة محطماً الرقم القياسي السابق، ولكنه لا يزال أقل قليلاً من سد إيتايبو الذي سجل الرقم القياسي العالمي في عام 2016 بعد إنتاج 103.1 تيراواط ساعة.

توليد وتوزيع الطاقة في سد الخوانق الثلاثة:

تتم إدارة عملية توليد الطاقة بواسطة شركة (China Yangtze Power)، وهي شركة فرعية مدرجة في شركة (China Three Gorges Corporation) (CTGC) وهي مؤسسة مركزية مملوكة للدولة تديرها (SASAC)، وسد الخوانق الثلاثة هو أكبر محطة للطاقة الكهرومائية في العالم بسعة 34 مولدا: 32 مولداً رئيسياً كل منها بسعة 700 ميغاواط ومولدين للطاقة كل منهما بسعة 50 ميغاواط بقدرة إجمالية 22500 ميغاواط، ومن بين هذه المولدات الـ 32 الرئيسية تم تركيب 14 مولداً في الجانب الشمالي من السد و12 في الجانب الجنوبي والستة المتبقية في محطة توليد الكهرباء، تحت الأرض في الجبل جنوب السد، حيث بلغ التوليد السنوي للكهرباء في عام 2018 101.6 تيراواط ساعة وهو 20 مرة أكثر من سد هوفر.

تزن المولدات الرئيسية حوالي 6000 طن لكل منها وهي مصممة لإنتاج أكثر من 700 ميغاواط من الطاقة، حيث يبلغ طول الرأس الهيدروليكي المصمم للمولد 80.6 متراً (264 قدماً)، ويتراوح معدل التدفق بين 600-950 متر مكعب في الثانية (21000-34000 قدم مكعب/ ثانية) حسب الرأس المتاح، فكلما زاد حجم الرأس قل الماء المطلوب للوصول إلى الطاقة الكاملة، ويستخدم (Three Gorges) توربينات فرانسيس، فيبلغ قطر التوربين 9.7/ 10.4 م (تصميم VGS/ تصميم Alstom) وسرعة الدوران 75 دورة في الدقيقة.

هذا يعني أنه من أجل توليد الطاقة عند 50 هرتز تحتوي دوارات المولد على 80 عموداً، فتبلغ الطاقة المقدرة 778 ميجا فولت أمبير بحد أقصى 840 ميجا فولت أمبير وعامل قدرة 0.9، حيث ينتج المولد طاقة كهربائية عند 20 كيلو فولت، ويتم بعد ذلك تصعيد الكهرباء المولدة إلى 500 كيلو فولت لنقلها عند 50 هرتز، القطر الخارجي للجزء الثابت للمولد 21.4/ 20.9 م، القطر الداخلي 18.5 / 18.8 م، فيبلغ ارتفاع الجزء الثابت وهو الأكبر من نوعه 3.1 / 3 م. تحمل الحمولة 5050/5500 طن، ويزيد متوسط ​​الكفاءة عن 94٪ ويصل إلى 96.5٪.

تم تصنيع المولدات من قبل شركتين مشتركتين: أحدهما (Alstom) ،(ABB Group) ،(Kvaerner) ،(Harbin Motor) الصينية، وفويث الأخرى جنرال إلكتريك سيمنز (اختصاراً باسم VGS) وشركة أورينتال موتور الصينية، حيث تم توقيع اتفاقية نقل التكنولوجيا مع العقد، ويتم تبريد معظم المولدات بالماء، وبعض الأحدث يتم تبريدها بالهواء وهي أبسط في التصميم والتصنيع وأسهل في الصيانة، وبدأ تشغيل أول مولد رئيسي في الجانب الشمالي في 10 يوليو 2003 دخل الجانب الشمالي حيز التشغيل الكامل في 7 سبتمبر 2005 بتنفيذ المولد رقم 9، ولم يتم الوصول إلى الطاقة الكاملة (9800 ميجاوات) إلا في 18 أكتوبر 2006 بعد أن وصل منسوب المياه إلى 156 متراً.

كما تعمل المولدات الرئيسية الـ 12 في الجانب الجنوبي، فبدأ العملية في 11 يونيو/ حزيران 2007، وبدأ الآخر في 30 أكتوبر/ تشرين الأول 2008، وبدأت المحطة السادسة العمل في 18 ديسمبر 2007، ورفع قدرتها إلى 14.1 جيجاوات متجاوزة أخيراً سد إيتايبو (14.0 جيجاواط) ، لتصبح أكبر محطة طاقة مائية في العالم من حيث القدرة، فكانت المولدات الرئيسية الستة تحت الأرض قيد التشغيل أيضاً، ممَّا رفع قدرتها إلى 22.5 جيجاوات، وبعد تسع سنوات من البناء والتركيب والاختبار أصبحت محطة الطاقة تعمل بكامل طاقتها بحلول يوليو عام 2012.

بحلول 16 أغسطس 2011 أنتجت المحطة 500 تيراواط ساعة من الكهرباء، وفي يوليو 2008 أنتجت 10.3 تيراواط ساعة من الكهرباء، وهو أول شهر لها أكثر من 10 تيراواط ساعة، وفي 30 يونيو 2009 بعد زيادة معدل تدفق النهر إلى أكثر من 24000 متر مكعب/ ثانية، تم تشغيل جميع المولدات البالغ عددها 28، لتنتج فقط 16100 ميجاوات؛ لأن الرأس المتاح خلال موسم الفيضان غير كافٍ، وخلال فيضان أغسطس 2009 وصل المصنع لأول مرة إلى أقصى إنتاج له لفترة قصيرة.

خلال موسم الجفاف من نوفمبر إلى مايو، يكون إنتاج الطاقة مقيداً بمعدل تدفق النهر، كما هو موضح في الرسوم البيانية على اليمين، فعندما يكون هناك تدفق كافٍ، فيكون خرج الطاقة محدوداً بقدرة توليد المحطة، وتم حساب منحنيات خرج الطاقة القصوى بناءً على متوسط ​​معدل التدفق في موقع السد، بافتراض أن منسوب المياه 175 متراً والكفاءة الإجمالية للمحطة 90.15٪، كما تم الحصول على ناتج الطاقة الفعلي في عام 2008 بناءً على الكهرباء الشهرية المرسلة إلى الشبكة.

وصل سد الخوانق الثلاثة إلى أقصى مستوى تصميم لخزان المياه يبلغ 175 متراً (574 قدماً) لأول مرة في 26 أكتوبر 2010، حيث تم تحقيق القدرة السنوية لتوليد الطاقة البالغة 84.7 تيراواط ساعة، حيث تبلغ طاقتها التوليدية مجتمعة 22.5 مليون كيلو وات/ ساعة وقدرة توليد سنوية مصممة تبلغ 88.2 مليار كيلو وات/ ساعة، وفي عام 2012 أنتجت وحدات التوليد الـ 32 في السد 98.1 تيراواط ساعة من الكهرباء، والتي تمثل 14٪ من إجمالي توليد الطاقة المائية في الصين.

في عام 2018 أنتج السد رقماً قياسيًا جديدًا قدره 103.1 تيراواط ساعة من الكهرباء، وبين عامي 2010 (التصميم الأول – الحد الأقصى لمستوى مياه الخزان) و2019، أنتج السد 92 تيراواط ساعة من الكهرباء في المتوسط ​​سنوياً، وفي المرتبة الثانية بعد سد إيتايبو بمعدل 92.8 تيراواط ساعة من الكهرباء سنوياً خلال نفس الفترة.

دفعت شركة (State Grid Corporation) ،(China Southern Power Grid) سعراً ثابتاً قدره 250 ين لكل ميجاوات ساعة (35.7 دولاراً أمريكياً) حتى 2 يوليو 2008، ومنذ ذلك الحين اختلف السعر حسب المقاطعة من 228.7 ين ياباني إلى 401.8 ين ياباني لكل ميجاوات ساعة، فالعملاء ذوو الأجور المرتفعة، مثل شنغهاي يحظون بالأولوية، وتسع مقاطعات ومدينتان تستهلكان الطاقة من السد، وبلغت تكلفة البنية التحتية لتوزيع ونقل الطاقة حوالي 34.387 مليار يوان، حيث تم الانتهاء من البناء في ديسمبر 2007 قبل عام واحد من الموعد المحدد.

يتم توزيع الطاقة على خطوط نقل متعددة بقدرة 500 كيلو فولت، ثلاثة خطوط تيار مباشر (DC) إلى شبكة شرق الصين تحمل 7200 ميغاواط: الخوانق الثلاثة – شنغهاي (3000 ميغاواط)، (HVDC Three Gorges – Changzhou (3000 MW) ، و(HVDC Gezhouba) – شنغهاي (1200 ميجاوات) خطوط التيار المتردد (AC) لشبكة الصين الوسطى تبلغ طاقتها الإجمالية 12000 ميجاوات، وخط نقل التيار المستمر (HVDC Three Gorges – Guangdong to the South China Grid) لديه قدرة 3000 ميجاوات.

كان من المتوقع أن يوفر السد 10٪ من طاقة الصين، ومع ذلك فقد زاد الطلب على الكهرباء بسرعة أكبر، ممَّا كان متوقعاً في السابق، حتى أنها تعمل بكامل طاقتها في المتوسط​​، فهي تدعم فقط حوالي 1.7٪ من الطلب على الكهرباء في الصين في عام 2011، عندما بلغ الطلب الصيني على الكهرباء 4692.8 تيراواط ساعة.

تأثير سد الخوانق الثلاثة على البيئة:

وفقاً للجنة الوطنية للتنمية والإصلاح، سينتج 366 جراماً من الفحم 1 كيلو وات ساعة من الكهرباء خلال عام 2006، ومن عام 2003 إلى عام 2007 بلغ إنتاج الطاقة 84 مليون طن من الفحم القياسي، حيث تم تحديد خطرين بشكل فريد مع السد، أحدهما أن توقعات الترسيب غير متفق عليها، والآخر هو أن السد يقع على صدع زلزالي، وبالمستويات الحالية 80٪ من الأراضي في المنطقة تعاني من التآكل، ممَّا يؤدي إلى إيداع حوالي 40 مليون طن من الرواسب في نهر اليانغتسي سنوياً، ونظرًا لأن التدفق أبطأ فوق السد، فإن الكثير من هذه الرواسب ستستقر الآن هناك بدلاً من التدفق في اتجاه مجرى النهر، وستكون هناك رواسب أقل في اتجاه مجرى النهر.

تسبب التآكل في الخزان الناجم عن ارتفاع المياه في حدوث انهيارات أرضية كبيرة متكررة أدت إلى اضطراب ملحوظ في سطح الخزان، بما في ذلك حادثتان في مايو 2009 عندما سقط ما بين 20000 و50000 متر مكعب (26000 و 65000 متر مكعب) من المواد مضيق ووشيا الذي غمرته الفيضانات، وأيضاً في الأشهر الأربعة الأولى من عام 2010 كان هناك 97 انهياراً أرضياً كبيراً.

حفز السد تحسين معالجة مياه الصرف الصحي في المنبع حول تشونغتشينغ وضواحيها، وفقًا لوزارة حماية البيئة، واعتباراً من أبريل 2007 يمكن لأكثر من 50 مصنعاً جديداً معالجة 1.84 مليون طن يومياً، أي 65 ٪ من إجمالي الاحتياجات، وتمت إضافة حوالي 32 مكب قمامة، والتي يمكن أن تعالج 7664.5 طن من النفايات الصلبة كل يوم، ويتم إطلاق أكثر من مليار طن من مياه الصرف سنوياً في النهر، والذي كان من المرجح أن يتم جرفه بعيداً قبل إنشاء الخزان، وقد أدى ذلك إلى ترك المياه تبدو راكدة وملوثة وعكرة.

في عام 1997 كانت منطقة الخوانق الثلاثة تحتوي على 10٪ تشجير بانخفاض عن 20٪ في الخمسينيات.، حيث اقترحت الأبحاث التي أجرتها منظمة الأمم المتحدة للأغذية والزراعة أن منطقة آسيا والمحيط الهادي ستكسب بشكل عام حوالي 6000 كيلومتر مربع (2300 ميل مربع) من الغابات بحلول عام 2008، وهذا تغيير كبير عن صافي الخسارة البالغ 13000 كيلومتر مربع (5000 ميل مربع) من الغابات كل عام في التسعينيات، فهذا يرجع إلى حد كبير إلى جهود الصين الكبيرة لإعادة التحريج، فقد تسارع هذا بعد فيضانات نهر اليانغتسي عام 1998، ممَّا أقنع الحكومة بضرورة استعادة الغطاء الشجري خاصة في حوض نهر اليانغتسي عند منبع سد الخوانق الثلاثة.