Opbygning af et nyt elsystem er et komplekst og systematisk projekt. Det skal tage højde for koordineringen af strømforsyningssikkerhed og -stabilitet, den stigende andel af ny energi og samtidig systemets rimelige omkostninger. Det skal håndtere forholdet mellem ren transformation af termiske kraftenheder, ordnet indtrængning af vedvarende energi såsom vind og regn, opbygning af elnetkoordinering og gensidig bistandskapacitet samt rationel allokering af fleksible ressourcer. Den videnskabelige planlægning af konstruktionsstien for det nye elsystem er grundlaget for at nå målet om kulstofpeaking og kulstofneutralisering og er også grænsen og retningslinjen for udviklingen af forskellige enheder i det nye elsystem.
Ved udgangen af 2021 vil den installerede kulkraftkapacitet i Kina overstige 1,1 milliarder kilowatt, hvilket svarer til 46,67% af den samlede installerede kapacitet på 2,378 milliarder kilowatt, og den genererede kapacitet for kulkraft vil være 5042,6 milliarder kilowatt-timer, hvilket svarer til 60,06% af den samlede genererede kapacitet på 8395,9 milliarder kilowatt-timer. Presset på emissionsreduktion er enormt, så det er nødvendigt at reducere kapaciteten for at sikre forsyningssikkerheden. Den installerede kapacitet for vind- og solenergi er 635 millioner kilowatt, hvilket kun svarer til 11,14% af den samlede teknologisk udviklelige kapacitet på 5,7 milliarder kilowatt, og elproduktionskapaciteten er 982,8 milliarder kilowatt-timer, hvilket kun svarer til 11,7% af den samlede elproduktionskapacitet. Den installerede kapacitet og elproduktionskapaciteten for vind- og solenergi har et stort forbedringsrum og skal accelereres i elnettet. Der er en alvorlig mangel på ressourcer til systemfleksibilitet. Den installerede kapacitet af fleksible regulerede kraftkilder såsom pumpekraftværker og gasfyret kraftproduktion tegner sig kun for 6,1 % af den samlede installerede kapacitet. Især er den samlede installerede kapacitet af pumpekraftværker 36,39 millioner kilowatt, hvilket kun tegner sig for 1,53 % af den samlede installerede kapacitet. Der bør gøres en indsats for at fremskynde udvikling og konstruktion. Derudover bør digital simuleringsteknologi anvendes til at forudsige produktionen af ny energi på forsyningssiden, præcist styre og udnytte potentialet i efterspørgselsstyring og udvide andelen af fleksibel transformation af store brandgeneratoranlæg. Forbedre elnettets evne til at optimere ressourceallokeringen i et bredt interval for at håndtere problemet med utilstrækkelig systemreguleringskapacitet. Samtidig kan nogle hovedorganer i systemet levere tjenester med lignende funktioner, såsom konfiguration af energilagring og tilføjelse af forbindelseslinjer i elnettet, der kan forbedre den lokale strømstrøm, og konfiguration af pumpekraftværker kan erstatte nogle kondensatorer. I dette tilfælde afhænger den koordinerede udvikling af hvert emne, den optimale ressourceallokering og de økonomiske omkostningsbesparelser af videnskabelig og fornuftig planlægning og skal koordineres ud fra et større omfang og en længere tidsramme.
I den traditionelle elsystemæra, hvor "kilde følger belastning", er der nogle problemer med planlægningen af strømforsyning og elnet i Kina. I den nye elsystemæra med den fælles udvikling af "kilde, net, belastning og lagring" forstærkes vigtigheden af samarbejdsplanlægning yderligere. Pumpelagring, som en vigtig ren og fleksibel strømforsyning i elsystemet, spiller en vigtig rolle i at sikre sikkerheden i det store elnet, tjene et rent energiforbrug og optimere systemdriften. Endnu vigtigere er det, at vi styrker planlægningsvejledningen og fuldt ud overvejer forbindelsen mellem vores egen udvikling og konstruktionsbehovene i det nye elsystem. Siden staten indgik den "fjortende femårsplan" har den successivt udstedt dokumenter som den mellem- og langsigtede udviklingsplan for pumpekraftlagring (2021-2035), den mellem- og langsigtede udviklingsplan for brintenergiindustrien (2021-2035) og den vedvarende energiudviklingsplan for den "fjortende femårsplan" (FGNY [2021] nr. 1445), men de er begrænset til denne industri. Den "fjortende femårsplan" for kraftudvikling, som er af stor betydning for den overordnede planlægning og vejledning af kraftindustrien, er ikke officielt blevet offentliggjort. Det foreslås, at den nationale kompetente myndighed udsteder en mellem- og langsigtet plan for opførelsen af et nyt elsystem for at vejlede formuleringen og den løbende justering af andre planer i kraftindustrien for at nå målet om at optimere ressourceallokeringen.
Synergistisk udvikling af pumpelagring og ny energilagring
Ved udgangen af 2021 havde Kina taget 5,7297 millioner kilowatt ny energilagring i drift, herunder 89,7 % lithium-ion-batterier, 5,9 % blybatterier, 3,2 % trykluft og 1,2 % andre former. Den installerede kapacitet for pumpelagring er 36,39 millioner kilowatt, mere end seks gange så stor som den nye type energilagring. Både ny energilagring og pumpelagring er vigtige komponenter i det nye elsystem. Den fælles ordning i elsystemet kan udnytte deres respektive fordele og yderligere forbedre systemets reguleringskapacitet. Der er dog åbenlyse forskelle mellem de to i funktion og anvendelsesscenarier.
Ny energilagring refererer til nye energilagringsteknologier udover pumpelagring, herunder elektrokemisk energilagring, svinghjul, trykluft, brint (ammoniak) energilagring osv. De fleste nye energilagringskraftværker har fordelene ved kort byggeperiode og enkel og fleksibel placeringsvalg, men den nuværende økonomi er ikke ideel. Blandt dem er den elektrokemiske energilagringsskala generelt 10~100 MW, med en responshastighed på ti til hundredvis af millisekunder, høj energitæthed og god justeringsnøjagtighed. Den er primært egnet til distribuerede peak shaving-applikationsscenarier, normalt forbundet til lavspændingsdistributionsnetværket eller nye energistationer, og teknisk egnet til hyppige og hurtige justeringsmiljøer, såsom primærfrekvensmodulation og sekundærfrekvensmodulation. Trykluftlagring bruger luft som medium, som har egenskaber som stor kapacitet, mange opladnings- og afladningstider og lang levetid. Strømeffektiviteten er dog relativt lav. Trykluftlagring er den energilagringsteknologi, der ligner pumpelagring mest. For ørken, gobi, ørken og andre områder, hvor det ikke er egnet til pumpelagring, kan arrangementet med trykluftlagring effektivt samarbejde med forbruget af ny energi i store naturbaser med stort udviklingspotentiale. Brintenergi er en vigtig bærer til storstilet og effektiv udnyttelse af vedvarende energi. Dens storskala og langtidsholdbare energilagringsfunktioner kan fremme den optimale fordeling af heterogen energi på tværs af regioner og årstider. Det er en vigtig del af det fremtidige nationale energisystem og har brede anvendelsesmuligheder.
I modsætning hertil har pumpekraftværker høj teknisk modenhed, stor kapacitet, lang levetid, høj pålidelighed og god økonomi. De er velegnede til scenarier med stor efterspørgsel efter spidsbelastningskapacitet eller spidsbelastningseffekt og er forbundet til hovednettet på et højere spændingsniveau. I betragtning af kravene til kulstofspidser og kulstofneutralisering samt det faktum, at de tidligere udviklingsfremskridt er relativt bagud, er tempoet i standardiseret konstruktion af pumpekraftværker i Kina blevet yderligere accelereret for at accelerere udviklingsfremskridtet inden for pumpekraftværker og opnå kravene om hurtig stigning i den installerede kapacitet. Standardiseret konstruktion er en vigtig foranstaltning til at håndtere forskellige vanskeligheder og udfordringer, efter at pumpekraftværker går ind i spidsbelastningsperioden for udvikling, konstruktion og produktion. Det hjælper med at accelerere fremskridtene inden for udstyrsproduktion og forbedre kvaliteten, fremme sikkerheden og ordenen i infrastrukturbyggeri, forbedre effektiviteten af produktion, drift og styring og er en vigtig garanti for udviklingen af pumpekraftværker mod en lean-retning.
Samtidig værdsættes den diversificerede udvikling af pumpekraftværker også gradvist. Først og fremmest foreslår den mellem- og langsigtede plan for pumpekraftværker at styrke udviklingen af små og mellemstore pumpekraftværker. Små og mellemstore pumpekraftværker har fordelene ved rige ressourcer på stedet, fleksibelt layout, tæt nærhed til lastcentret og tæt integration med distribueret ny energi, hvilket er et vigtigt supplement til udviklingen af pumpekraftværker. For det andet skal udviklingen og anvendelsen af havvandspumpekraftværker undersøges. Det nettilsluttede forbrug af storstilet offshore vindkraft skal konfigureres med tilsvarende fleksible tilpasningsressourcer. Ifølge meddelelsen om offentliggørelse af resultaterne af ressourceoptællingen af havvandspumpekraftværker (GNXN [2017] nr. 68), der blev udstedt i 2017, er Kinas havvandspumpekraftværker hovedsageligt koncentreret i offshore- og øområderne i de fem østlige kystprovinser og de tre sydlige kystprovinser. Det har gode udviklingsmuligheder. Endelig betragtes den installerede kapacitet og udnyttelsestimerne som en helhed i kombination med reguleringsbehovet for elnettet. Med den stigende andel af ny energi og tendensen til at blive den primære energikilde i fremtiden, vil der blive et behov for stor kapacitet og langsigtet energilagring. På den kvalificerede stationslokation skal det overvejes behørigt at øge lagerkapaciteten og forlænge udnyttelsestiden, og det skal ikke være underlagt begrænsninger fra faktorer som f.eks. enhedskapacitetsomkostningsindekset og være adskilt fra systemets efterspørgsel.
I den nuværende situation, hvor Kinas elsystem i alvorlig grad mangler fleksible ressourcer, har pumpelagring og ny energilagring derfor brede udviklingsmuligheder. I henhold til forskellene i deres tekniske egenskaber, under forudsætning af fuld hensyntagen til forskellige adgangsscenarier, kombineret med de faktiske behov i det regionale elsystem og begrænset af sikkerhed, stabilitet, rent energiforbrug og andre randbetingelser, bør der udføres et fælles layout af kapacitet og layout for at opnå den optimale effekt.
Indflydelse af elprismekanismen på udvikling af pumpekraftværker
Pumpelagring betjener hele elsystemet, herunder strømforsyning, elnet og brugere, og alle parter drager fordel af det på en ikke-konkurrencepræget og ikke-eksklusiv måde. Fra et økonomisk perspektiv er de produkter, der leveres af pumpelagring, offentlige produkter i elsystemet og leverer offentlige tjenester til effektiv drift af elsystemet.
Før reformen af elsystemet udstedte staten politikker, der gjorde det klart, at pumpekraftværker primært betjener elnettet og primært drives af de virksomheder, der driver elnettet, på en samlet eller leaset måde. På det tidspunkt formulerede regeringen ensartet prisen på el til nettet og salgsprisen på el. Elnettets primære indtægt kom fra forskellen i købs- og salgspriser. Den eksisterende politik definerede i det væsentlige, at omkostningerne ved pumpekraftværker skulle inddrives fra forskellen i købs- og salgspriser på elnettet, og samlede opmudringskanalen.
Efter reformen af prisen på transmission og distribution af el, gjorde meddelelsen fra den nationale udviklings- og reformkommission om spørgsmål relateret til forbedring af prisdannelsesmekanismen for pumpekraftværker (FGJG [2014] nr. 1763) det klart, at den todelte elpris blev anvendt på pumpekraft, hvilket blev verificeret i henhold til princippet om rimelige omkostninger plus tilladt indkomst. Kapacitetsafgiften for el og pumpetabet for pumpekraftværker er inkluderet i den samlede opgørelse over driftsomkostningerne for det lokale provinsielle elnet (eller regionale elnet) som en justeringsfaktor for salgsprisen på el, men kanalen for omkostningstransmission er ikke udjævnet. Efterfølgende udstedte den nationale udviklings- og reformkommission dokumenter, der i 2016 og 2019 præciserede, at de relevante omkostninger ved pumpekraftværker ikke er inkluderet i den tilladte indkomst for elnetvirksomheder, og omkostningerne ved pumpekraftværker er ikke inkluderet i transmissions- og distributionsprisomkostningerne, hvilket yderligere afskærer vejen for at kanalisere omkostningerne ved pumpekraft. Derudover var udviklingsskalaen for pumpekraftværker i perioden med den "13. femårsplan" langt lavere end forventet på grund af utilstrækkelig forståelse af den funktionelle placering af pumpekraftværker på det tidspunkt og det enkelte investeringsemne.
Stillet over for dette dilemma blev udtalelserne fra den nationale udviklings- og reformkommission om yderligere forbedring af prismekanismen for pumpekraft (FGJG [2021] nr. 633) lanceret i maj 2021. Denne politik har videnskabeligt defineret elprispolitikken for pumpekraft. På den ene side, i kombination med den objektive kendsgerning, at den offentlige egenskab ved pumpekraft er stærk, og omkostningerne ikke kan dækkes gennem elektricitet, blev driftsperiodeprissætningsmetoden brugt til at verificere kapacitetsprisen og dække den gennem transmissions- og distributionsprisen. På den anden side, kombineret med tempoet i elmarkedsreformen, udforskes spotmarkedet for elpriser. Indførelsen af politikken har kraftigt stimuleret investeringsvilligheden hos sociale subjekter og lagt et solidt fundament for den hurtige udvikling af pumpekraft. Ifølge statistikker har kapaciteten af pumpekraftprojekter, der er sat i drift, under opførelse og under promovering, nået 130 millioner kilowatt. Hvis alle projekter under opførelse og under promovering sættes i drift inden 2030, er dette højere end forventningen om, at "120 millioner kilowatt vil blive sat i produktion inden 2030" i den mellem- og langsigtede udviklingsplan for pumpekraft (2021-2035). Sammenlignet med den traditionelle fossile energiproduktionsmetode er de marginale omkostninger ved elproduktion fra ny energi såsom vind og el næsten nul, men de tilsvarende systemforbrugsomkostninger er enorme og mangler en mekanisme for allokering og transmission. I dette tilfælde, i processen med energitransformation, er der behov for politisk støtte og vejledning i den tidlige udviklingsfase for ressourcer med stærke offentlige egenskaber såsom pumpekraft for at sikre en hurtig udvikling af industrien. Under det objektive miljø, hvor Kinas udvikling af pumpekraft er relativt bagud, og klimaneutraliseringsperioden for kulstofspidserne er relativt kort, har indførelsen af den nye elprispolitik spillet en vigtig rolle i at fremme udviklingen af pumpekraftindustrien.
Transformationen af energiforsyningssiden fra konventionel fossil energi til intermitterende vedvarende energi medfører, at de primære elpriser ændrer sig fra omkostningerne ved fossile brændstoffer til omkostningerne ved vedvarende energi og fleksibel regulering af ressourceudnyttelse. På grund af transformationens vanskeligheder og langsigtede karakter vil etableringsprocessen for Kinas kulbaserede kraftproduktionssystem og det nye kraftsystem baseret på vedvarende energi sameksistere i lang tid, hvilket kræver, at vi yderligere styrker klimamålet om kulstofpeakning og kulstofneutralisering. I begyndelsen af energitransformationen bør infrastrukturopbygning, der har ydet store bidrag til at fremme ren energitransformation, være politisk drevet og markedsdrevet. Reducere indblanding og forkert vejledning fra kapitalgevinstsøgning i den overordnede strategi og sikre den korrekte retning for ren og lavemissionsenergitransformation.
Med den fulde udvikling af vedvarende energi og gradvist at blive den vigtigste strømleverandør, forbedres og modnes opbygningen af Kinas elmarked også konstant. Fleksible reguleringsressourcer vil blive den primære efterspørgsel i det nye elsystem, og udbuddet af pumpekraftværker og ny energilagring vil være mere tilstrækkeligt. På det tidspunkt vil opførelsen af vedvarende energi og fleksible reguleringsressourcer primært blive drevet af markedskræfterne. Prismekanismen for pumpekraftværker og andre hovedelementer vil virkelig afspejle forholdet mellem markedets udbud og efterspørgsel og dermed afspejle fuld konkurrenceevne.
Forstå korrekt effekten af pumpet lagring af kulstofemissioner
Pumpekraftværker har betydelige fordele ved energibesparelser og emissionsreduktion. I det traditionelle elsystem afspejles pumpekraftværkers rolle i energibesparelse og emissionsreduktion primært i to aspekter. Det første er at erstatte termisk kraft i systemet til regulering af spidsbelastning, generere strøm ved spidsbelastning, reducere antallet af opstarter og nedlukninger af termiske kraftenheder til regulering af spidsbelastning og pumpe vand ved lav belastning for at reducere trykbelastningsområdet for termiske kraftenheder og dermed spille en rolle i energibesparelse og emissionsreduktion. Det andet er at spille en rolle som sikkerheds- og stabilitetsstøtte såsom frekvensmodulation, fasemodulation, rotationsreserve og nødreserve, og at øge belastningshastigheden for alle termiske kraftenheder i systemet, når termiske kraftenheder udskiftes til nødreserve, for at reducere kulforbruget i termiske kraftenheder og opnå en rolle i energibesparelse og emissionsreduktion.
Med opførelsen af et nyt elsystem viser energibesparelsen og emissionsreduceringen af pumpekraftværker nye karakteristika i forhold til det eksisterende grundlag. På den ene side vil det spille en større rolle i spidsbelastningsafbalancering for at hjælpe med storstilet vindkraft og andet nyt energinettilsluttet forbrug, hvilket vil medføre enorme emissionsreducerende fordele for systemet som helhed. På den anden side vil det spille en sikker og stabil støttende rolle, såsom frekvensmodulation, fasemodulation og roterende standby, for at hjælpe systemet med at overvinde problemer som ustabil produktion af ny energi og mangel på inerti forårsaget af den høje andel af effektelektronisk udstyr, yderligere forbedre penetrationsandelen af ny energi i elsystemet og dermed reducere emissioner forårsaget af fossilt energiforbrug. De faktorer, der påvirker reguleringsbehovet for elsystemet, omfatter belastningskarakteristika, andelen af nye nettilslutninger og regional ekstern kraftoverførsel. Med opførelsen af et nyt elsystem vil virkningen af nye nettilslutninger på reguleringsbehovet for elsystemet gradvist overstige belastningskarakteristikaene, og pumpekraftværkers rolle i reduktion af kulstofemissioner i denne proces vil være mere betydelig.
Kina har kort tid og en tung opgave med at opnå kulstofpeak og kulstofneutralisering. Den Nationale Udviklings- og Reformkommission har udstedt planen om forbedring af den dobbelte kontrol af energiforbrugsintensitet og totalmængde (FGHZ [2021] nr. 1310) for at tildele emissionskontrolindikatorer til alle dele af landet for at kontrollere energiforbruget på en rimelig måde. Derfor bør det emne, der kan spille en rolle i emissionsreduktion, evalueres korrekt og gives behørig opmærksomhed. Imidlertid er fordelene ved reduktion af kulstofemissioner ved pumpelagring på nuværende tidspunkt ikke blevet korrekt anerkendt. For det første mangler de relevante enheder det institutionelle grundlag, såsom kulstofmetodologi, i energistyringen af pumpekraftværker, og for det andet er de funktionelle principper for pumpekraftværker i andre områder af samfundet uden for elindustrien stadig ikke godt forstået, hvilket har ført til, at nogle pilotprojekter med handel med kulstofemissioner for pumpekraftværker i øjeblikket regnskabsfører CO2-emissioner i henhold til retningslinjerne for virksomhedens (enheds) regnskabsføring og rapportering af kuldioxidemissioner, og at al pumpet elektricitet bruges som emissionsberegningsgrundlag. Pumpekraftværket er blevet en "nøgleudledningsenhed", hvilket medfører en masse ulemper for den normale drift af pumpekraftværket og også forårsager stor misforståelse hos offentligheden.
For korrekt at forstå effekten af pumpekraftværker på reduktion af CO2-emissioner og udjævne dens energiforbrugsstyringsmekanisme, er det nødvendigt at etablere en anvendelig metode i kombination med de samlede fordele ved pumpekraftværker på elsystemet for reduktion af CO2-emissioner, kvantificere fordelene ved pumpekraftværker på reduktion af CO2-emissioner og danne en intern udligning af den utilstrækkelige kvote, som kan bruges til eksterne CO2-markedstransaktioner. På grund af den uklare start af CCER og 5%-begrænsningen på emissionskompensation er der dog også usikkerheder i metodeudviklingen. Baseret på den nuværende faktiske situation anbefales det, at den omfattende konverteringseffektivitet eksplicit tages som den primære kontrolindikator for det samlede energiforbrug og energibesparelsesmål for pumpekraftværker på nationalt niveau for at reducere begrænsningerne for en sund udvikling af pumpekraftværker i fremtiden.
Opslagstidspunkt: 29. november 2022
