Китайската метеорологична администрация заяви, че поради несигурността на климатичната система, изострена от глобалното затопляне, екстремно високите температури и изключително обилните валежи в Китай стават все по-чести и по-силни.
След Индустриалната революция, парниковите газове, произведени от човешката дейност, са довели до необичайно високи глобални температури, покачване на морското равнище, а екстремни метеорологични явления като дъждовни бури, наводнения и суши са се случвали в различни региони с по-висока гъстота и честота.
Световната здравна организация посочи, че покачващите се глобални температури и прекомерното изгаряне на изкопаеми горива са се превърнали в една от най-големите заплахи за човешкото здраве. Не само заплахата от топлинен удар, пулс и сърдечно-съдови заболявания, изменението на климата може да влоши състоянието на повече от 50% от известните човешки патогени.
Изменението на климата е основно предизвикателство пред човечеството в съвременната епоха. Като основен източник на парникови газове, Китай обяви целта за „въглероден пик и въглеродна неутралност“ през 2020 г., пое тържествен ангажимент пред международната общност, демонстрира отговорността и ангажираността на голяма държава, а също така отрази неотложната необходимост страната да насърчава трансформацията и модернизирането на икономическата структура и да насърчава хармоничното съвместно съществуване на човека и природата.
Предизвикателствата на турбулентността в енергийната система
Енергийната област е силно наблюдавано бойно поле за прилагането на „двоен въглерод“.
За всеки 1 градус по Целзий вдигане на средната глобална температура, въглищата допринасят с повече от 0,3 градуса по Целзий. За да се насърчи допълнително енергийната революция, е необходимо да се контролира потреблението на изкопаеми горива и да се ускори изграждането на нова енергийна система. През 2022-2023 г. Китай издаде над 120 политики за „двоен въглерод“, като особено акцентира върху ключовата подкрепа за развитието и използването на възобновяема енергия.
Благодарение на силното насърчаване на политиките, Китай се превърна в най-голямата страна в света по използване на нова енергия и възобновяема енергия. Според данни на Националната енергийна администрация, през първата половина на 2024 г. новият инсталиран капацитет за производство на електроенергия от възобновяема енергия в страната е бил 134 милиона киловата, което представлява 88% от новия инсталиран капацитет; производството на електроенергия от възобновяема енергия е било 1,56 трилиона киловатчаса, което представлява около 35% от общото производство на електроенергия.
Повече вятърна и фотоволтаична енергия се включват в електропреносната мрежа, което осигурява по-чиста зелена електроенергия за производството и живота на хората, но също така представлява предизвикателство за традиционния режим на работа на електропреносната мрежа.
Традиционният режим на захранване от електропреносната мрежа е мигновен и планиран. Когато включите захранването, това означава, че някой е изчислил предварително вашите нужди и едновременно с това някъде генерира електричество за вас. Кривата на производство на електроенергия от електроцентралата и кривата на пренос на електроенергия по преносния канал са планирани предварително според исторически данни. Дори ако търсенето на електроенергия внезапно се увеличи, то може да бъде задоволено навреме чрез стартиране на резервните топлоелектрически агрегати, така че да се постигне безопасна и стабилна работа на електропреносната система.
Въпреки това, с въвеждането на голям брой вятърни и фотоволтаични централи, кога и колко електроенергия може да се генерира се определя от времето, което е трудно за планиране. Когато метеорологичните условия са добри, новите енергийни блокове работят с пълен капацитет и генерират голямо количество зелена електроенергия, но ако търсенето не се увеличи, тази електроенергия не може да бъде свързана с интернет; когато търсенето на електроенергия е силно, се случва да вали и да е облачно, вятърните турбини не се въртят, фотоволтаичните панели не се нагряват и възниква проблем с прекъсване на електрозахранването.
Преди това изоставянето на вятърната и светлинната енергия в Гансу, Синцзян и други провинции с нова енергия беше свързано със сезонния недостиг на електроенергия в региона и неспособността на електропреносната мрежа да я абсорбира навреме. Неконтролируемостта на чистата енергия създава предизвикателства пред диспечерския контрол на електропреносната мрежа и увеличава оперативните рискове на енергийната система. Днес, когато хората са силно зависими от стабилно електрозахранване за производство и живот, всяко несъответствие между производството и потреблението на електроенергия ще има сериозни икономически и социални последици.
Съществува известна разлика между инсталирания капацитет на новата енергия и действителното производство на електроенергия, а търсенето на енергия от потребителите и генерираната от електроцентралите енергия не могат да постигнат „източник следва товара“ и „динамичен баланс“. „Свежата“ електроенергия трябва да се използва навреме или да се съхранява, което е необходимо условие за стабилната работа на добре организирана електроенергийна мрежа. За да се постигне тази цел, освен изграждането на точен модел за прогнозиране на чиста енергия чрез точен анализ на метеорологичните условия и историческите данни за производството на електроенергия, е необходимо и да се увеличи гъвкавостта на диспечерското управление на електроенергийната система чрез инструменти като системи за съхранение на енергия и виртуални електроцентрали. Страната набляга на „ускоряването на планирането и изграждането на нова енергийна система“, а съхранението на енергия е незаменима технология.
„Зелена банка“ в новата енергийна система
В условията на енергийната революция, важната роля на помпено-акумулиращите електроцентрали става все по-важна. Тази технология, зародила се в края на 19 век, първоначално е била създадена за регулиране на сезонните водни ресурси в реките за производство на електроенергия. Тя се е развила бързо и постепенно е узряла на фона на ускорената индустриализация и изграждането на атомни електроцентрали.
Принципът му е много прост. Два резервоара са изградени на планината и в подножието ѝ. Когато настъпи нощта или уикендът, търсенето на електроенергия намалява и евтината и излишна електроенергия се използва за изпомпване на вода към резервоара нагоре по течението; когато потреблението на електроенергия е в пика си, водата се освобождава за генериране на електроенергия, така че електроенергията да може да се пренастройва и разпределя във времето и пространството.
Като вековна технология за съхранение на енергия, помпено-акумулиращите системи (ПАС) са получили нова задача в процеса на „двоен въглерод“. Когато капацитетът за производство на електроенергия от фотоволтаични и вятърни системи е силен и търсенето на електроенергия от страна на потребителите е намалено, ПАС могат да съхраняват излишната електроенергия. Когато търсенето на електроенергия се увеличи, тя се освобождава, за да помогне на електропреносната мрежа да постигне баланс между търсенето и предлагането.
Гъвкава и надеждна е, с бързо стартиране и спиране. От стартирането до генерирането на енергия с пълно натоварване отнема по-малко от 4 минути. Ако в електропреносната мрежа възникне мащабна авария, помпено-акумулиращата електроцентрала може да се стартира бързо и да възстанови електрозахранването към мрежата. Счита се за последната „кибритена клечка“, която осветява тъмната електропреносна мрежа.
Като една от най-зрелите и широко използвани технологии за съхранение на енергия, помпено-акумулиращите системи в момента са най-голямата „батерия“ в света, представляваща повече от 86% от инсталирания капацитет за съхранение на енергия в света. В сравнение с новите технологии за съхранение на енергия, като електрохимично съхранение на енергия и съхранение на водородна енергия, помпено-акумулиращите системи имат предимствата на стабилна технология, ниска цена и голям капацитет.
Помпено-акумулиращата електроцентрала има проектен експлоатационен живот от 40 години. Тя може да работи от 5 до 7 часа на ден и да изпуска вода непрекъснато. Използва вода като „гориво“, има ниски експлоатационни и поддръжка разходи и не се влияе от колебанията в цените на суровини като литий, натрий и ванадий. Нейните икономически ползи и сервизни възможности са от решаващо значение за намаляване на разходите за зелена електроенергия и намаляване на въглеродните емисии от електроенергийната мрежа.
През юли 2024 г. в Гуандун официално беше публикуван първият провинциален план за прилагане на помпено-акумулиращите електроцентрали в моята страна, който ще участва на пазара на електроенергия. Помпено-акумулиращите електроцентрали ще търгуват цялата електроенергия на място по нов начин на „котиране на количество и котировка“, както и ще „изпомпват вода за съхранение на електроенергия“ и „освобождават вода за получаване на електроенергия“ ефективно и гъвкаво на пазара на електроенергия, играейки нова роля за съхранение и достъп до нова енергийна „зелена банка за електроенергия“ и откривайки нов път за получаване на пазарно ориентирани ползи.
„Ще формулираме научно стратегии за котиране, ще участваме активно в търговията с електроенергия, ще подобрим цялостната ефективност на блоковете и ще се стремим да получаваме стимулиращи ползи от електроенергията и таксите за електроенергия, като същевременно насърчаваме увеличаването на дела на новото потребление на енергия“, каза Уанг Бей, заместник-генерален мениджър на отдела за планиране и финансиране на съхранението на енергия на Южната енергийна мрежа.
Зрялата технология, огромният капацитет, гъвкавото съхранение и достъп, дълготрайната продукция, ниската цена през целия жизнен цикъл и все по-усъвършенстваните пазарно ориентирани механизми превърнаха помпено-акумулиращите системи в най-икономичния и практичен „универсален“ инструмент в процеса на енергийната революция, играейки ключова роля в насърчаването на ефективното използване на възобновяема енергия и осигуряването на безопасността и стабилността на енергийната система.
Спорни големи проекти
На фона на преструктурирането на националната енергийна структура и бързото развитие на новата енергия, помпено-акумулиращите електроцентрали (ПАВЦ) предизвикаха строителен бум. През първата половина на 2024 г. кумулативният инсталиран капацитет на ПАВЦ в Китай достигна 54,39 милиона киловата, а темпът на растеж на инвестициите се увеличи с 30,4 процентни пункта спрямо същия период на миналата година. През следващите десет години инвестиционното пространство на страната ми за ПАВЦ ще бъде близо един трилион юана.
През август 2024 г. Централният комитет на ККП и Държавният съвет публикуваха „Становище за ускоряване на всеобхватната зелена трансформация на икономическото и социалното развитие“. До 2030 г. инсталираният капацитет на помпено-акумулиращите електроцентрали ще надхвърли 120 милиона киловата.
Въпреки че се появяват възможности, те също така създават проблема с прегряване на инвестициите. Изграждането на помпено-акумулиращи електроцентрали е сложна и трудна системна инженерна работа, включваща множество звена, като например регулации, подготвителна работа и одобрение. В условията на инвестиционен бум някои местни власти и собственици често пренебрегват научния характер на избора на място и насищането на капацитета и прекомерно преследват скоростта и мащаба на разработване на проекта, което води до редица негативни ефекти.
Изборът на място за помпено-акумулиращи електроцентрали трябва да вземе предвид геоложките условия, географското местоположение (близо до центъра на натоварване, близо до енергийната база), екологичната червена линия, спада на напора, придобиването на земя и имиграцията, както и други фактори. Неразумното планиране и разположение ще доведат до това изграждането на електроцентрали да не отговаря на реалните нужди на електропреносната мрежа или да бъде неизползваемо. Не само че разходите за строителство и експлоатация ще бъдат трудни за поемане за известно време, но ще има и проблеми като нарушаване на екологичната червена линия по време на строителството; след завършване, ако техническите и експлоатационните нива не са на ниво, това ще създаде рискове за безопасността.
„Все още има случаи, в които изборът на място за някои проекти е неразумен.“ Лей Синчун, заместник-генерален мениджър на отдела за инфраструктура на Southern Grid Energy Storage Company, каза: „Същността на помпено-акумулиращата електроцентрала е да обслужва нуждите на електроенергийната мрежа и да осигурява достъпа на нова енергия до мрежата. Изборът на място и капацитетът на помпено-акумулиращата електроцентрала трябва да се определят въз основа на характеристиките на разпределението на електроенергията, характеристиките на работа на електроенергийната мрежа, разпределението на натоварването на мощността и структурата на мощността.“
„Проектът е мащабен и изисква много първоначални инвестиции. Още по-необходимо е да се засили комуникацията и координацията с отделите за природни ресурси, екологична среда, горско стопанство, пасища, опазване на водите и други, както и да се свърши добра работа по свързването с червената линия за екологична защита и свързаните с нея планове“, добави Дзян Шууен, ръководител на отдела за планиране на компанията за съхранение на енергия Southern Grid.
Инвестициите в строителството от десетки милиарди или дори десетки милиарди, строителната площ от стотици хектари резервоари и периодът на строителство от 5 до 7 години също са причините, поради които много хора критикуват помпено-акумулиращите електроцентрали, че не са „икономични и екологични“ в сравнение с други системи за съхранение на енергия.
Но всъщност, в сравнение с ограниченото време за разреждане и 10-годишния експлоатационен живот на химическите акумулатори на енергия, реалният експлоатационен живот на помпено-акумулиращите електроцентрали може да достигне 50 години или дори повече. С голям капацитет за съхранение на енергия, неограничена честота на изпомпване и по-ниска цена на киловатчас, икономическата им ефективност е все още много по-висока от другите акумулатори на енергия.
Джън Дзин, старши инженер в Китайския институт за водни ресурси и планиране и проектиране на водноелектрически централи, е провел проучване: „Анализът на икономическата ефективност на проекта показва, че изравнената цена на киловатчас на помпено-акумулиращите електроцентрали е 0,207 юана/kWh. Изравнената цена на киловатчас на електрохимичното съхранение на енергия е 0,563 юана/kWh, което е 2,7 пъти повече от това на помпено-акумулиращите електроцентрали.“
„Електрохимичното съхранение на енергия се разрасна бързо по мащаб през последните години, но съществуват различни скрити опасности. Необходимо е непрекъснато да се удължава жизненият цикъл, да се намаляват разходите за единица, да се увеличава мащабът на електроцентралата и да се конфигурира функцията за фазово регулиране от гледна точка на осигуряване на безопасност, така че да може да бъде сравнима с помпено-акумулиращите електроцентрали“, посочи Джън Дзин.
Постройте електроцентрала, разкрасете земята
Според данните на Southern Power Grid Energy Storage, през първата половина на 2024 г. кумулативното производство на електроенергия от помпено-акумулиращите електроцентрали в южния регион е било близо 6 милиарда kWh, което се равнява на търсенето на електроенергия от 5,5 милиона битови потребители за половин година, което е увеличение с 1,3% на годишна база; броят на стартиращите енергийни блокове е надхвърлил 20 000 пъти, което е увеличение с 20,9% на годишна база. Средно всеки блок от всяка електроцентрала генерира пикова мощност повече от 3 пъти на ден, което прави важен принос за стабилния достъп на чиста енергия до електропреносната мрежа.
Въз основа на подпомагането на електропреносната мрежа да подобри капацитета си за съхранение на енергия за намаляване на пиковите натоварвания и да осигури чиста електроенергия за социално и икономическо развитие, Southern Power Grid Energy Storage е ангажирана с изграждането на красиви електроцентрали и предоставянето на „зелени, отворени и споделени“ екологични и екологични продукти за местните хора.
Всяка пролет планините са пълни с черешови цветове. Велосипедисти и туристи посещават район Янтян в Шънджън, за да се отбият. Отразявайки езерото и планините, разхождайки се в морето от черешови цветове, сякаш са в рай. Това е горният резервоар на помпено-акумулиращата електроцентрала Шънджън, първата помпено-акумулираща електроцентрала, построена в центъра на града в страната, и „планинският и морски парк“ в устата на туристите.
Помпено-акумулиращата електроцентрала в Шънджън е включила екологични концепции в началото на планирането си. Съоръженията и оборудването за опазване на околната среда и пестене на водите са проектирани, построени и пуснати в експлоатация едновременно с проекта. Проектът е спечелил награди като „Национален проект за качество“ и „Национален демонстрационен проект за опазване на почвата и водите“. След пускането на електроцентралата в експлоатация, China Southern Power Grid Energy Storage подобри ландшафта на горния резервоар, характеризиращ се с „деиндустриализация“, до стандарта на екологичен парк и си сътрудничи с областното управление на Янтян за засаждане на черешови цветове около горния резервоар, създавайки визитната картичка на Янтян – „град на планината, морето и цветята“.
Акцентът върху екологичната защита не е специален случай само на помпено-акумулиращата електроцентрала в Шенжен. China Southern Power Grid Energy Storage е формулирала строги системи за управление на зеленото строителство и стандарти за оценка през целия процес на изграждане на проекта; всеки проект съчетава околната природна среда, културните характеристики и съответните планове на местната власт, и определя специални разходи за възстановяване и подобряване на екологичната среда в бюджета за опазване на околната среда, за да се осигури хармоничното интегриране на индустриалния ландшафт на проекта и околната екологична среда.
„Помпено-акумулиращите електроцентрали имат сравнително високи изисквания за избор на място. С цел избягване на екологични червени линии, ако в строителната зона има редки защитени растения или древни дървета, е необходимо предварително да се свържем с горския отдел и да предприемем защитни мерки под ръководството на горския отдел, за да осъществим защита на място или защита от миграция“, каза Дзян Шууен.
Във всяка помпено-акумулираща електроцентрала на Southern Power Grid Energy Storage можете да видите огромен електронен екран, който показва данни в реално време, като например съдържание на отрицателни йони, качество на въздуха, ултравиолетови лъчи, температура, влажност и др. в околната среда. „Това е, което поискахме да наблюдаваме сами, за да могат заинтересованите страни ясно да видят качеството на околната среда в електроцентралата.“ Дзян Шууен каза: „След изграждането на помпено-акумулиращите електроцентрали Янцзян и Мейджоу, чаплите, известни като „птици за наблюдение на околната среда“, дойдоха да се катерят на групи, което е най-интуитивното разпознаване на качеството на екологичната среда, като например качеството на въздуха и водата в резервоара в района на електроцентралата.“
От построяването на първата мащабна помпено-акумулираща електроцентрала в Китай в Гуанджоу през 1993 г., Southern Power Grid Energy Storage е натрупала солиден опит в реализирането на зелени проекти през целия им жизнен цикъл. През 2023 г. компанията стартира „Методи за управление на зеленото строителство и показатели за оценка на помпено-акумулиращи електроцентрали“, които изясняват отговорностите и стандартите за оценка на зеленото строителство на всички участващи в проекта звена по време на строителния процес. Програмата има практически цели и методи за изпълнение, което е от голямо значение за насочване на индустрията към прилагане на екологична защита.
Помпено-акумулиращите електроцентрали са построени от нулата и много технологии и управление нямат прецеденти, които да следват. Разчита се на лидери в индустрията, като Southern Power Grid Energy Storage, за да стимулират индустриалните вериги нагоре и надолу по веригата, за да внедряват непрекъснати иновации, да изследват, проверяват и насърчават индустриалната модернизация стъпка по стъпка. Екологичната защита също е неразделна част от устойчивото развитие на помпено-акумулиращата индустрия. Тя не само представлява отговорността на компанията, но и подчертава „зелената“ стойност и златното съдържание на този проект за съхранение на зелена енергия.
Часовникът за въглеродна неутралност бие, а развитието на възобновяемата енергия продължава да постига нови пробиви. Ролята на помпено-акумулиращите електроцентрали като „регулатори“, „енергийни банки“ и „стабилизатори“ в баланса на натоварването на електроенергийната мрежа става все по-важна.
Време на публикуване: 05 февруари 2025 г.
