Kineska meteorološka uprava saopštila je da zbog neizvjesnosti klimatskog sistema koju pogoršava globalno zagrijavanje, ekstremno visoke temperature i ekstremno obilne padavine u Kini postaju sve češći i jači.
Od industrijske revolucije, staklenički plinovi proizvedeni ljudskim aktivnostima uzrokovali su abnormalno visoke globalne temperature, porast nivoa mora, a ekstremni vremenski uvjeti poput kiša, poplava i suša javljali su se u različitim regijama s većom gustoćom i učestalošću.
Svjetska zdravstvena organizacija istakla je da su porast globalnih temperatura i prekomjerno sagorijevanje fosilnih goriva postali jedna od najvećih prijetnji ljudskom zdravlju. Ne samo prijetnja toplotnog udara i kardiovaskularnih bolesti, klimatske promjene mogu uzrokovati pogoršanje stanja više od 50% poznatih ljudskih patogena.
Klimatske promjene su glavni izazov s kojim se čovječanstvo suočava u savremenom dobu. Kao glavni emiter stakleničkih plinova, Kina je 2020. godine objavila cilj "vrhunca ugljika i ugljične neutralnosti", svečano se obavezala međunarodnoj zajednici, pokazala odgovornost i predanost velike zemlje, a također je odrazila hitnu potrebu da zemlja promovira transformaciju i unapređenje ekonomske strukture i promovira skladan suživot čovjeka i prirode.
Izazovi turbulencije u elektroenergetskom sistemu
Energetsko područje je pomno praćeno bojno polje za implementaciju „dvostrukog ugljika“.
Za svaki porast prosječne globalne temperature od 1 stepen Celzijusa, ugalj doprinosi sa više od 0,3 stepena Celzijusa. Da bi se dalje promovisala energetska revolucija, potrebno je kontrolisati potrošnju fosilnih goriva i ubrzati izgradnju novog energetskog sistema. U periodu 2022-2023, Kina je izdala više od 120 politika „dvostrukog ugljika“, posebno naglašavajući ključnu podršku razvoju i korištenju obnovljivih izvora energije.
Zahvaljujući snažnoj promociji politika, Kina je postala najveća svjetska zemlja u korištenju nove energije i obnovljivih izvora energije. Prema podacima Nacionalne uprave za energetiku, u prvoj polovini 2024. godine, novi instalirani kapacitet za proizvodnju električne energije iz obnovljivih izvora energije u zemlji iznosio je 134 miliona kilovata, što čini 88% novih instaliranih kapaciteta; proizvodnja električne energije iz obnovljivih izvora energije iznosila je 1,56 biliona kilovat-sati, što čini oko 35% ukupne proizvodnje električne energije.
Sve više energije vjetra i fotonaponske energije uključuje se u elektroenergetsku mrežu, donoseći čistiju zelenu električnu energiju u proizvodnju i život ljudi, ali i dovodeći u pitanje tradicionalni način rada elektroenergetske mreže.
Tradicionalni način napajanja električnom mrežom je trenutni i planiran. Kada uključite struju, to znači da je neko unaprijed izračunao vaše potrebe i da negdje istovremeno proizvodi električnu energiju za vas. Kriva proizvodnje energije elektrane i krivulja prenosa energije prenosnog kanala su unaprijed planirane prema istorijskim podacima. Čak i ako potražnja za električnom energijom naglo poraste, potražnja se može na vrijeme zadovoljiti pokretanjem rezervnih termoelektrana, kako bi se postigao siguran i stabilan rad elektroenergetskog sistema.
Međutim, s uvođenjem velikog broja vjetroelektrana i fotonaponskih elektrana, kada i koliko električne energije se može generirati određeno je vremenskim prilikama, što je teško planirati. Kada su vremenski uslovi dobri, nove energetske jedinice rade punim kapacitetom i generiraju veliku količinu zelene električne energije, ali ako se potražnja ne poveća, ova električna energija se ne može povezati na internet; kada je potražnja za električnom energijom jaka, dešava se da bude kišovito i oblačno, vjetroturbine se ne okreću, fotonaponski paneli se ne zagrijavaju i dolazi do problema s nestankom struje.
Ranije je napuštanje energije vjetra i svjetla u Gansuu, Xinjiangu i drugim novim energetskim provincijama bilo povezano sa sezonskim nedostatkom električne energije u regiji i nemogućnošću elektroenergetske mreže da je na vrijeme apsorbira. Nekontroliranost čiste energije donosi izazove dispečiranju elektroenergetske mreže i povećava operativne rizike elektroenergetskog sistema. Danas, kada su ljudi u velikoj mjeri ovisni o stabilnom snabdijevanju energijom za proizvodnju i život, svaka neusklađenost između proizvodnje i potrošnje energije imat će ozbiljne ekonomske i društvene posljedice.
Postoji određena razlika između instaliranog kapaciteta nove energije i stvarne proizvodnje energije, a potražnja za energijom korisnika i energija koju proizvode elektrane ne mogu postići "izvor prati opterećenje" i "dinamičku ravnotežu". "Svježa" električna energija mora se koristiti na vrijeme ili skladištiti, što je neophodan uslov za stabilan rad dobro organizovane elektroenergetske mreže. Da bi se postigao ovaj cilj, pored izgradnje tačnog modela predviđanja čiste energije kroz tačnu analizu vremenskih uslova i istorijskih podataka o proizvodnji energije, potrebno je i povećati fleksibilnost dispečiranja elektroenergetskog sistema putem alata kao što su sistemi za skladištenje energije i virtuelne elektrane. Država naglašava "ubrzanje planiranja i izgradnje novog energetskog sistema", a skladištenje energije je nezamjenjiva tehnologija.
„Zelena banka“ u novom energetskom sistemu
U okviru energetske revolucije, važna uloga reverzibilnih hidroelektrana postala je sve istaknutija. Ova tehnologija, koja je nastala krajem 19. stoljeća, prvobitno je izgrađena za regulaciju sezonskih vodnih resursa u rijekama radi proizvodnje električne energije. Brzo se razvijala i postepeno sazrijevala u kontekstu ubrzane industrijalizacije i izgradnje nuklearnih elektrana.
Njegov princip je vrlo jednostavan. Dva rezervoara su izgrađena na planini i u podnožju planine. Kada dođe noć ili vikend, potražnja za električnom energijom se smanjuje, a jeftina i višak električne energije se koristi za pumpanje vode do uzvodnog rezervoara; kada je potrošnja električne energije na vrhuncu, voda se ispušta za proizvodnju električne energije, tako da se električna energija može prilagoditi i distribuirati u vremenu i prostoru.
Kao stoljetna tehnologija skladištenja energije, pumpno-akumulacijsko skladištenje dobilo je novi zadatak u procesu "dvostrukog ugljika". Kada je kapacitet proizvodnje energije fotonaponskih i vjetroelektrana jak, a potražnja korisnika za električnom energijom smanjena, pumpno-akumulacijsko skladištenje može pohraniti višak električne energije. Kada se potražnja za električnom energijom poveća, električna energija se oslobađa kako bi se pomoglo elektroenergetskoj mreži da postigne ravnotežu ponude i potražnje.
Fleksibilan je i pouzdan, s brzim pokretanjem i zaustavljanjem. Potrebno je manje od 4 minute od pokretanja do proizvodnje energije punim opterećenjem. U slučaju velike nesreće u elektroenergetskoj mreži, pumpno-akumulacijska elektrana može se brzo pokrenuti i obnoviti napajanje električne mreže. Smatra se posljednjom "šibicom" koja osvijetli tamnu elektroenergetsku mrežu.
Kao jedna od najzrelijih i široko korištenih tehnologija skladištenja energije, pumpno skladištenje je trenutno najveća svjetska "baterija", koja čini više od 86% instaliranog kapaciteta skladištenja energije u svijetu. U poređenju sa novim sistemima za skladištenje energije kao što su elektrohemijsko skladištenje energije i skladištenje energije vodonikom, pumpno skladištenje ima prednosti stabilne tehnologije, niske cijene i velikog kapaciteta.
Projektovani vijek trajanja pumpno-akumulacijske elektrane je 40 godina. Može raditi 5 do 7 sati dnevno i kontinuirano prazniti vodu. Koristi vodu kao "gorivo", ima niske troškove rada i održavanja i na nju ne utiču fluktuacije cijena sirovina poput litijuma, natrijuma i vanadijuma. Njene ekonomske koristi i servisne mogućnosti su ključne za smanjenje troškova zelene električne energije i smanjenje emisija ugljika iz elektroenergetske mreže.
U julu 2024. godine, u Guangdongu je zvanično objavljen prvi provincijski plan implementacije za pumpno-akumulacijske elektrane u mojoj zemlji za učešće na tržištu električne energije. Pumpo-akumulacijske elektrane će trgovati svom električnom energijom na licu mjesta na novi način „kotiranja količine i kotacije“, te će „pumpati vodu za skladištenje električne energije“ i „ispuštati vodu za dobijanje električne energije“ efikasno i fleksibilno na tržištu električne energije, igrajući novu ulogu skladištenja i pristupa novoj energetskoj „banci zelene električne energije“ i otvarajući novi put za ostvarivanje tržišno orijentisanih koristi.
„Naučno ćemo formulisati strategije kotiranja, aktivno učestvovati u trgovanju električnom energijom, poboljšati sveobuhvatnu efikasnost jedinica i nastojati da ostvarimo podsticajne pogodnosti od električne energije i naknada za električnu energiju, istovremeno podstičući povećanje udjela nove potrošnje energije“, rekao je Wang Bei, zamjenik generalnog direktora Odjela za planiranje i finansije skladištenja energije Južne elektroenergetske mreže.
Zrela tehnologija, ogroman kapacitet, fleksibilno skladištenje i pristup, dugotrajna proizvodnja, niski troškovi tokom cijelog životnog ciklusa i sve poboljšaniji tržišno orijentisani mehanizmi učinili su pumpno-akumulacijske hidroelektrane najekonomičnijim i najpraktičnijim "svestranim" uređajem u procesu energetske revolucije, igrajući ključnu ulogu u promovisanju efikasnog korištenja obnovljivih izvora energije i osiguravanju sigurnosti i stabilnosti elektroenergetskog sistema.
Kontroverzni veliki projekti
U kontekstu prilagođavanja nacionalne energetske strukture i brzog razvoja novih izvora energije, reverzibilne hidroelektrane su izazvale građevinski bum. U prvoj polovini 2024. godine, kumulativni instalirani kapacitet reverzibilnih hidroelektrana u Kini dostigao je 54,39 miliona kilovata, a stopa rasta investicija porasla je za 30,4 procentna poena u odnosu na isti period prošle godine. U narednih deset godina, investicioni prostor moje zemlje za reverzibilne hidroelektrane biće blizu jednog biliona juana.
U augustu 2024. godine, Centralni komitet KPK i Državno vijeće izdali su „Mišljenja o ubrzanju sveobuhvatne zelene transformacije ekonomskog i društvenog razvoja“. Do 2030. godine, instalirani kapacitet reverzibilnih elektrana će premašiti 120 miliona kilovata.
Iako se prilike pojavljuju, one također uzrokuju problem pregrijanih investicija. Izgradnja reverzibilnih hidroelektrana je rigorozan i složen sistemski inženjering, koji uključuje višestruke veze poput propisa, pripremnih radova i odobrenja. U vrijeme investicijskog buma, neke lokalne samouprave i vlasnici često zanemaruju naučnu prirodu odabira lokacije i zasićenja kapaciteta, te pretjerano teže brzini i obimu razvoja projekta, što donosi niz negativnih efekata.
Prilikom odabira lokacije za reverzibilne elektrane potrebno je uzeti u obzir geološke uslove, geografsku lokaciju (blizu centra opterećenja, blizu energetske baze), ekološku crvenu liniju, pad pritiska, eksproprijaciju zemljišta i imigraciju, te druge faktore. Nerazumno planiranje i raspored će uzrokovati da izgradnja elektrana bude izvan stvarnih potreba elektroenergetske mreže ili neupotrebljiva. Ne samo da će troškovi izgradnje i rada biti teško podnošljivi neko vrijeme, već će se pojaviti i problemi poput prekoračenja ekološke crvene linije tokom izgradnje; nakon završetka, ako tehnički nivoi, nivoi rada i održavanja nisu na nivou standarda, to će uzrokovati sigurnosne rizike.
„Još uvijek postoje slučajevi gdje je odabir lokacije za neke projekte nerazuman.“ Lei Xingchun, zamjenik generalnog direktora odjela za infrastrukturu kompanije Southern Grid Energy Storage, rekao je: „Suština reverzibilne elektrane je da zadovolji potrebe elektroenergetske mreže i osigura pristup nove energije mreži. Odabir lokacije i kapacitet reverzibilne elektrane moraju se odrediti na osnovu karakteristika distribucije energije, karakteristika rada elektroenergetske mreže, raspodjele opterećenja snage i strukture električne energije.“
„Projekat je velikih razmjera i zahtijeva mnogo početnih ulaganja. Još je potrebnije ojačati komunikaciju i koordinaciju s odjelima za prirodne resurse, ekološku zaštitu, šumarstvo, travnjake, zaštitu voda i drugim odjelima, te dobro se povezati s crvenom linijom ekološke zaštite i srodnim planovima“, dodao je Jiang Shuwen, šef odjela za planiranje kompanije Southern Grid Energy Storage.
Investicije u izgradnju od desetina milijardi ili čak desetina milijardi, površina izgradnje od stotina hektara rezervoara i period izgradnje od 5 do 7 godina također su razlozi zašto mnogi ljudi kritiziraju pumpno-akumulacijske hidroelektrane jer nisu „ekonomične i ekološki prihvatljive“ u usporedbi s drugim načinima skladištenja energije.
Ali u stvari, u poređenju sa ograničenim vremenom pražnjenja i 10-godišnjim radnim vijekom hemijskog skladištenja energije, stvarni vijek trajanja pumpno-akumulacijskih elektrana može doseći 50 godina ili čak i duže. Sa skladištenjem energije velikog kapaciteta, neograničenom učestalošću pumpanja i nižom cijenom po kilovat-satu, njihova ekonomska efikasnost je i dalje mnogo veća od drugih načina skladištenja energije.
Zheng Jing, viši inženjer u Kineskom institutu za vodne resurse i planiranje i projektovanje hidroenergije, proveo je studiju: „Analiza ekonomske efikasnosti projekta pokazuje da je nivelisani trošak po kilovat-satu reverzibilnih elektrana 0,207 juana/kWh. Nivelisani trošak po kilovat-satu elektrohemijskog skladištenja energije iznosi 0,563 juana/kWh, što je 2,7 puta više od troška reverzibilnih elektrana.“
„Elektrohemijsko skladištenje energije je u posljednjih nekoliko godina brzo poraslo, ali postoje razne skrivene opasnosti. Neophodno je kontinuirano produžavati životni ciklus, smanjivati jediničnu cijenu, povećavati veličinu elektrane i konfigurirati funkciju podešavanja faze iz perspektive osiguranja sigurnosti, tako da se može usporediti s reverzibilnim elektranama“, istakao je Zheng Jing.
Izgradite elektranu, uljepšajte zemlju
Prema podacima kompanije Southern Power Grid Energy Storage, u prvoj polovini 2024. godine, kumulativna proizvodnja energije u reverzibilnim elektranama u južnoj regiji iznosila je skoro 6 milijardi kWh, što je ekvivalentno potražnji za električnom energijom 5,5 miliona stambenih korisnika za pola godine, što predstavlja povećanje od 1,3% u odnosu na prethodnu godinu; broj pokrenutih jedinica za proizvodnju energije premašio je 20.000 puta, što predstavlja povećanje od 20,9% u odnosu na prethodnu godinu. U prosjeku, svaka jedinica svake elektrane generiše vršnu snagu više od 3 puta dnevno, što značajno doprinosi stabilnom pristupu čiste energije elektroenergetskoj mreži.
Na osnovu pomaganja elektroenergetskoj mreži da poboljša svoj kapacitet skladištenja energije za smanjenje vršnih opterećenja i obezbijedi čistu električnu energiju za društveni i ekonomski razvoj, Southern Power Grid Energy Storage je posvećen izgradnji prekrasnih elektrana i pružanju „zelenih, otvorenih i zajedničkih“ ekoloških i ekoloških proizvoda lokalnom stanovništvu.
Svakog proljeća, planine su pune cvjetova trešnje. Biciklisti i planinari odlaze u okrug Shenzhen Yantian da se prijave. Ogledajući se u jezeru i planinama, šetajući u moru cvjetova trešnje, osjećate se kao da ste u raju. Ovo je gornji rezervoar pumpno-akumulacijske elektrane Shenzhen, prve pumpno-akumulacijske elektrane izgrađene u centru grada u zemlji, i "park planina i mora" u ustima turista.
Shenzhen Pumped Storage Elektrana je na početku planiranja uključila koncepte zelene ekologije. Objekti i oprema za zaštitu okoliša i očuvanje vode projektovani su, izgrađeni i pušteni u rad istovremeno s projektom. Projekt je osvojio nagrade kao što su "Nacionalni projekt kvalitete" i "Nacionalni demonstracijski projekt očuvanja tla i vode". Nakon što je elektrana puštena u rad, China Southern Power Grid Energy Storage unaprijedio je krajolik "deindustrijalizacije" gornjeg područja rezervoara standardom ekološkog parka i sarađivao s vladom okruga Yantian na sadnji cvjetova trešnje oko gornjeg rezervoara, stvarajući posjetnicu Yantiana "grad planina, mora i cvijeća".
Naglasak na ekološkoj zaštiti nije poseban slučaj elektrane Shenzhen Pumped Storage. China Southern Power Grid Energy Storage formulirao je stroge sisteme upravljanja zelenom gradnjom i standarde evaluacije tokom cijelog procesa izgradnje projekta; svaki projekat kombinuje okolno prirodno okruženje, kulturne karakteristike i relevantne planove lokalne samouprave, te u budžetu za zaštitu okoliša postavlja posebne troškove za obnovu i poboljšanje ekološkog okruženja kako bi se osigurala skladna integracija industrijskog pejzaža projekta i okolnog ekološkog okruženja.
„Reverzibilne hidroelektrane imaju relativno visoke zahtjeve za odabir lokacije. Kako bi se izbjegle ekološke crvene linije, ako se u području gradnje nalaze rijetke zaštićene biljke ili drevna stabla, potrebno je unaprijed komunicirati sa odjelom za šumarstvo i poduzeti zaštitne mjere pod vodstvom odjela za šumarstvo kako bi se provela zaštita na licu mjesta ili zaštita od migracije“, rekao je Jiang Shuwen.
U svakoj pumpno-akumulacijskoj elektrani kompanije Southern Power Grid Energy Storage možete vidjeti ogroman elektronski ekran koji prikazuje podatke u realnom vremenu, kao što su sadržaj negativnih jona, kvalitet vazduha, ultraljubičasto zračenje, temperatura, vlažnost itd. u okolini. „Ovo je ono što smo tražili da sami pratimo, kako bi zainteresovane strane mogle jasno vidjeti kvalitet okoline u elektrani.“ Jiang Shuwen je rekao: „Nakon izgradnje pumpno-akumulacijskih elektrana Yangjiang i Meizhou, čaplje, poznate kao 'ptice za praćenje okoline', došle su se smjestiti u grupama, što je najintuitivniji način prepoznavanja kvaliteta ekološke okoline, kao što su kvalitet vazduha i vode u rezervoarima u području elektrane.“
Od izgradnje prve velike pumpno-akumulacijske elektrane u Kini u Guangzhouu 1993. godine, Southern Power Grid Energy Storage je akumulirao zrelo iskustvo u implementaciji zelenih projekata tokom cijelog životnog ciklusa. Kompanija je 2023. godine pokrenula „Metode upravljanja zelenom gradnjom i indikatore evaluacije za pumpno-akumulacijske elektrane“, koje su pojasnile odgovornosti i standarde evaluacije zelene gradnje svih jedinica koje učestvuju u projektu tokom procesa izgradnje. Program ima praktične ciljeve i metode implementacije, što je od velikog značaja za usmjeravanje industrije ka implementaciji ekološke zaštite.
Reverzibilne elektrane su izgrađene od nule, a mnoge tehnologije i upravljanje nemaju presedane koje bi trebalo slijediti. Oslanja se na lidere u industriji, kao što je Southern Power Grid Energy Storage, da pokreću uzvodne i nizvodne industrijske lance kako bi kontinuirano inovirali, istraživali, provjeravali i promovirali industrijsku nadogradnju korak po korak. Zaštita okoliša je također neizostavan dio održivog razvoja industrije reverzibilnih elektrana. Ona ne samo da predstavlja odgovornost kompanije, već i ističe „zelenu“ vrijednost i zlatni sadržaj ovog projekta skladištenja zelene energije.
Sat za neutralnost ugljika zvoni, a razvoj obnovljivih izvora energije nastavlja ostvarivati nove prodore. Uloga reverzibilnih elektrana kao "regulatora", "elektrana za napajanje" i "stabilizatora" u ravnoteži opterećenja elektroenergetske mreže postaje sve istaknutija.
Vrijeme objave: 05.02.2025.
