Den kinesiske meteorologiske administration udtalte, at på grund af usikkerheden i klimasystemet, forværret af global opvarmning, bliver Kinas ekstreme høje temperaturer og ekstremt kraftige nedbørshændelser hyppigere og kraftigere.
Siden den industrielle revolution har drivhusgasser produceret af menneskelige aktiviteter ført til unormalt høje globale temperaturer, stigende havniveauer, og ekstremt vejr som regnskyl, oversvømmelser og tørke er forekommet i forskellige regioner med højere tæthed og hyppighed.
Verdenssundhedsorganisationen (WHO) påpegede, at stigende globale temperaturer og overdreven afbrænding af fossile brændstoffer er blevet en af de største trusler mod menneskers sundhed. Ikke blot truslen om hedeslag, hedeslag og hjerte-kar-sygdomme, men klimaændringer kan også forværre mere end 50 % af kendte menneskelige patogener.
Klimaforandringer er en stor udfordring, som menneskeheden står over for i moderne tid. Som en stor udleder af drivhusgasser annoncerede Kina målet om "kulstoftop og kulstofneutralitet" i 2020, afgav en højtidelig forpligtelse over for det internationale samfund, demonstrerede et stort lands ansvar og engagement og afspejlede også det presserende behov for, at landet fremmer transformationen og opgraderingen af den økonomiske struktur og fremmer en harmonisk sameksistens mellem menneske og natur.
Turbulensudfordringer i elsystemet
Energifeltet er en meget overvåget slagmark for implementeringen af "dobbelt kulstof".
For hver stigning på 1 grad Celsius i den globale gennemsnitstemperatur bidrager kul med mere end 0,3 grader Celsius. For yderligere at fremme energirevolutionen er det nødvendigt at kontrollere forbruget af fossile brændstoffer og fremskynde opbygningen af et nyt energisystem. I 2022-2023 udstedte Kina mere end 120 "dobbeltkulstof"-politikker, der især understregede den centrale støtte til udvikling og udnyttelse af vedvarende energi.
Takket være den stærke politikfremme er Kina blevet verdens største land inden for brug af ny energi og vedvarende energi. Ifølge data fra den nationale energiadministration var landets nye installerede kapacitet inden for vedvarende energiproduktion i første halvdel af 2024 134 millioner kilowatt, hvilket tegner sig for 88 % af den nye installerede kapacitet; vedvarende energiproduktion var 1,56 billioner kilowatt-timer, hvilket tegner sig for omkring 35 % af den samlede elproduktion.
Mere vindkraft og solcelleanlæg indarbejdes i elnettet, hvilket bringer renere grøn elektricitet til folks produktion og liv, men udfordrer også elnettets traditionelle driftsform.
Den traditionelle strømforsyningstilstand i elnettet er øjeblikkelig og planlagt. Når du tænder for strømmen, betyder det, at nogen har beregnet dine behov på forhånd og samtidig producerer elektricitet til dig et sted. Kraftværkets kraftproduktionskurve og transmissionskurven for transmissionskanalen er planlagt på forhånd i henhold til historiske data. Selv hvis efterspørgslen efter elektricitet pludselig stiger, kan efterspørgslen imødekommes i tide ved at starte backup-termiske kraftværker for at opnå sikker og stabil drift af elnettet.
Men med introduktionen af et stort antal vindkraftanlæg og solceller bestemmes hvornår og hvor meget elektricitet der kan genereres af vejret, hvilket er vanskeligt at planlægge. Når vejrforholdene er gode, kører de nye energienheder med fuld kapacitet og genererer en stor mængde grøn elektricitet, men hvis efterspørgslen ikke stiger, kan denne elektricitet ikke tilsluttes internettet. Når efterspørgslen efter elektricitet er stærk, kan det være regnfuldt og overskyet, vindmøllerne tænder ikke, solcellepanelerne varmes ikke op, og der opstår problemer med strømafbrydelser.
Tidligere var opgivelsen af vind og lys i Gansu, Xinjiang og andre nye energiprovinser relateret til den sæsonbestemte mangel på elektricitet i regionen og elnettets manglende evne til at absorbere den i tide. Den ukontrollerbare ren energi bringer udfordringer med sig for elnettets fordeling og øger driftsrisiciene i elsystemet. I dag, hvor folk er stærkt afhængige af en stabil strømforsyning til produktion og liv, vil enhver uoverensstemmelse mellem elproduktion og elforbrug have alvorlige økonomiske og sociale konsekvenser.
Der er en vis forskel mellem den installerede kapacitet af ny energi og den faktiske elproduktion, og brugernes elbehov og den strøm, der genereres af kraftværker, kan ikke opnå "kilde følger belastning" og "dynamisk balance". Den "friske" elektricitet skal bruges i tide eller lagres, hvilket er en nødvendig betingelse for en stabil drift af et velorganiseret elnet. For at nå dette mål er det, udover at opbygge en præcis model for ren energiforudsigelse gennem nøjagtig analyse af vejr- og historiske elproduktionsdata, også nødvendigt at øge fleksibiliteten i elsystemets fordeling gennem værktøjer som energilagringssystemer og virtuelle kraftværker. Landet lægger vægt på "at fremskynde planlægningen og konstruktionen af et nyt energisystem", og energilagring er en uundværlig teknologi.
"Grøn Bank" i det nye energisystem
Under energirevolutionen er pumpekraftværkers vigtige rolle blevet stadig mere fremtrædende. Denne teknologi, der blev født i slutningen af det 19. århundrede, blev oprindeligt bygget til at regulere sæsonbestemte vandressourcer i floder for at generere elektricitet. Den har udviklet sig hurtigt og gradvist modnet på baggrund af accelereret industrialisering og opførelse af atomkraftværker.
Princippet er meget simpelt. Der bygges to reservoirer på bjerget og ved foden af bjerget. Når natten eller weekenden kommer, falder efterspørgslen efter elektricitet, og den billige og overskydende elektricitet bruges til at pumpe vand til reservoiret opstrøms. Når elforbruget er på sit højeste, frigives vandet for at generere elektricitet, så elektriciteten kan justeres og distribueres i tid og rum.
Som en århundrede gammel energilagringsteknologi har pumpelagring fået en ny opgave i processen med "dobbelt kulstof". Når elproduktionskapaciteten fra solcelle- og vindkraft er stærk, og brugerens elbehov reduceres, kan pumpelagring lagre overskydende elektricitet. Når efterspørgslen efter elektricitet stiger, frigives elektriciteten for at hjælpe elnettet med at opnå balance mellem udbud og efterspørgsel.
Den er fleksibel og pålidelig med hurtig start og stop. Det tager mindre end 4 minutter fra start til fuld belastning af strømproduktionen. Hvis der sker en større ulykke i elnettet, kan pumpelagring starte hurtigt og genoprette strømforsyningen til elnettet. Det betragtes som den sidste "tændstik" til at oplyse det mørke elnet.
Som en af de mest modne og udbredte energilagringsteknologier er pumpelagring i øjeblikket verdens største "batteri" og tegner sig for mere end 86 % af verdens installerede energilagringskapacitet. Sammenlignet med ny energilagring såsom elektrokemisk energilagring og brintenergilagring har pumpelagring fordelene ved stabil teknologi, lave omkostninger og stor kapacitet.
Et pumpekraftværk har en designlevetid på 40 år. Det kan køre 5 til 7 timer om dagen og aflade kontinuerligt. Det bruger vand som "brændstof", har lave drifts- og vedligeholdelsesomkostninger og påvirkes ikke af prisudsving på råmaterialer som lithium, natrium og vanadium. Dets økonomiske fordele og serviceegenskaber er afgørende for at reducere omkostningerne ved grøn elektricitet og reducere CO2-udledningen fra elnettet.
I juli 2024 blev mit lands første provinsielle implementeringsplan for pumpekraftværkers deltagelse i elmarkedet officielt udstedt i Guangdong. Pumpekraftværker vil handle al elektricitet på stedet på en ny måde med "at tilbyde mængde og tilbud", og "pumpe vand for at lagre elektricitet" og "frigive vand for at opnå elektricitet" effektivt og fleksibelt på elmarkedet, hvilket spiller en ny rolle med at lagre og få adgang til ny energi som en "grøn elbank" og åbner en ny vej til at opnå markedsorienterede fordele.
"Vi vil videnskabeligt formulere tilbudsstrategier, aktivt deltage i elhandel, forbedre enhedernes samlede effektivitet og stræbe efter at opnå incitamentsfordele fra elektricitet og eltakst, samtidig med at vi fremmer stigningen i andelen af nyt energiforbrug," sagde Wang Bei, vicedirektør for energilagringsplanlægning og finansafdelingen i Southern Power Grid.
Moden teknologi, enorm kapacitet, fleksibel lagring og adgang, langvarig produktion, lave omkostninger gennem hele livscyklussen og stadigt forbedrede markedsorienterede mekanismer har gjort pumpelagring til den mest økonomiske og praktiske "allrounder" i energirevolutionens proces og spiller en nøglerolle i at fremme effektiv udnyttelse af vedvarende energi og sikre elsystemets sikkerhed og stabilitet.
Kontroversielle store projekter
På baggrund af tilpasningen af den nationale energistruktur og den hurtige udvikling af ny energi har pumpekraftværker indvarslet et byggeboom. I første halvdel af 2024 nåede den samlede installerede kapacitet for pumpekraft i Kina 54,39 millioner kilowatt, og investeringsvækstraten steg med 30,4 procentpoint i forhold til samme periode sidste år. I de næste ti år vil mit lands investeringsrum for pumpekraft være tæt på en billion yuan.
I august 2024 udsendte CPC's centralkomité og statsrådet "Udtalelser om fremskyndelse af den omfattende grønne transformation af økonomisk og social udvikling". I 2030 vil den installerede kapacitet af pumpekraftværker overstige 120 millioner kilowatt.
Selvom mulighederne opstår, skaber de også problemer med overophedede investeringer. Opførelsen af pumpekraftværker er en streng og kompleks systemudvikling, der involverer flere led såsom reguleringer, forberedende arbejde og godkendelse. I investeringsboomet ignorerer nogle lokale myndigheder og ejere ofte den videnskabelige karakter af valg af lokation og kapacitetsmætning og forfølger i overdrevent hastigheden og omfanget af projektudviklingen, hvilket medfører en række negative effekter.
Ved valg af placering for pumpekraftværker skal der tages hensyn til geologiske forhold, geografisk placering (tæt på lastcentret, tæt på energibasen), økologisk rød linje, trykfald, jorderhvervelse og indvandring og andre faktorer. Urimelig planlægning og layout vil medføre, at opførelsen af kraftværker ikke opfylder elnettets faktiske behov eller bliver ubrugelig. Ikke alene vil bygge- og driftsomkostningerne være vanskelige at fordøje i et stykke tid, men der vil endda være problemer såsom indgreb i den økologiske røde linje under byggeriet. Hvis de tekniske, drifts- og vedligeholdelsesniveauer efter færdiggørelsen ikke er på niveau, vil det medføre sikkerhedsrisici.
"Der er stadig nogle tilfælde, hvor valget af lokation for nogle projekter er urimeligt." Lei Xingchun, vicedirektør for infrastrukturafdelingen hos Southern Grid Energy Storage Company, sagde: "Essensen af et pumpekraftværk er at imødekomme elnettets behov og sikre adgang til ny energi til nettet. Valget af lokation og kapaciteten for pumpekraftværket skal bestemmes ud fra karakteristikaene for strømfordeling, elnettets driftskarakteristika, effektfordeling og effektstruktur."
"Projektet er stort i omfang og kræver en stor initial investering. Det er endnu mere nødvendigt at styrke kommunikationen og koordineringen med afdelinger inden for naturressourcer, økologisk miljø, skovbrug, græsarealer, vandbesparelser og andre afdelinger, og at gøre et godt stykke arbejde med at forbinde sig med den økologiske beskyttelses røde linje og relaterede planer," tilføjede Jiang Shuwen, leder af planlægningsafdelingen hos Southern Grid Energy Storage Company.
Byggeinvesteringer på titusindvis af milliarder eller endda titusindvis af milliarder, byggearealet på hundredvis af hektar reservoirer og byggeperioden på 5 til 7 år er også grundene til, at mange kritiserer pumpelagring for ikke at være "økonomisk og miljøvenlig" sammenlignet med anden energilagring.
Men sammenlignet med de begrænsede udladningstider og 10-årige driftslevetid for kemisk energilagring kan den faktiske levetid for pumpekraftværker nå op på 50 år eller endnu længere. Med energilagring med stor kapacitet, ubegrænset pumpefrekvens og lavere omkostninger pr. kilowatt-time er dens økonomiske effektivitet stadig meget højere end anden energilagring.
Zheng Jing, senioringeniør ved China Institute of Water Resources and Hydropower Planning and Design, har lavet en undersøgelse: "En analyse af projektets økonomiske effektivitet viser, at de niveaubaserede omkostninger pr. kilowatt-time for pumpekraftværker er 0,207 yuan/kWh. De niveaubaserede omkostninger pr. kilowatt-time for elektrokemisk energilagring er 0,563 yuan/kWh, hvilket er 2,7 gange så høje som for pumpekraftværker."
"Elektrokemisk energilagring er vokset hurtigt i skala i de senere år, men der er forskellige skjulte farer. Det er nødvendigt løbende at forlænge livscyklussen, reducere enhedsomkostningerne og øge kraftværkets skala samt konfigurere fasejusteringsfunktionen ud fra et sikkerhedsperspektiv, så den kan sammenlignes med pumpekraftværker," påpegede Zheng Jing.
Byg et kraftværk, forskønn landet
Ifølge data fra Southern Power Grid Energy Storage var den samlede elproduktion fra pumpekraftværker i den sydlige region i første halvdel af 2024 næsten 6 milliarder kWh, hvilket svarer til elforbruget fra 5,5 millioner private brugere i et halvt år, en stigning på 1,3 % i forhold til året før. Antallet af opstartede kraftproduktionsenheder oversteg 20.000, en stigning på 20,9 % i forhold til året før. I gennemsnit genererer hver enhed på hvert kraftværk spidsbelastning mere end 3 gange om dagen, hvilket yder et vigtigt bidrag til den stabile adgang til ren energi til elnettet.
Med udgangspunkt i at hjælpe elnettet med at forbedre sin spidsbelastningskapacitet og levere ren elektricitet til social og økonomisk udvikling, er Southern Power Grid Energy Storage forpligtet til at opføre smukke kraftværker og levere "grønne, åbne og delte" økologiske og miljømæssige produkter til lokalbefolkningen.
Hvert forår er bjergene fulde af kirsebærblomster. Cyklister og vandrere tager til Shenzhen Yantian-distriktet for at tjekke ind. De reflekterer over søen og bjergene, slentrer i havet af kirsebærblomster, som var de i et paradis. Dette er det øvre reservoir af Shenzhen Pumped Storage Power Station, det første pumpekraftværk bygget i landets bymidte, og "bjerg- og havparken" i turisternes mund.
Shenzhen Pumped Storage Power Station indarbejdede grønne, økologiske koncepter i begyndelsen af planlægningen. Miljøbeskyttelses- og vandbesparelsesfaciliteter og -udstyr blev designet, konstrueret og sat i drift samtidig med projektet. Projektet har vundet priser som "National Quality Project" og "National Soil and Water Conservation Demonstration Project". Efter at kraftværket blev sat i drift, opgraderede China Southern Power Grid Energy Storage "deindustrialiserings"-landskabet i det øvre reservoirområde med standarden for en økologisk park og samarbejdede med Yantian District Government om at plante kirsebærblomster omkring det øvre reservoir og skabe Yantian-visitkortet "bjerg-, hav- og blomsterbyen".
Vægten på økologisk beskyttelse er ikke et særtilfælde for Shenzhen Pumped Storage Power Station. China Southern Power Grid Energy Storage har formuleret strenge grønne byggestyringssystemer og evalueringsstandarder gennem hele projektets byggeproces; hvert projekt kombinerer det omgivende naturlige miljø, kulturelle karakteristika og relevante planer fra den lokale regering og fastsætter særlige udgifter til genopretning og forbedring af det økologiske miljø i miljøbeskyttelsesbudgettet for at sikre en harmonisk integration af projektets industrielle landskab og det omgivende økologiske miljø.
"Pumpkraftværker har relativt høje krav til valg af placering. For at undgå økologiske røde linjer er det nødvendigt at kommunikere med skovforvaltningen på forhånd, hvis der er sjældne beskyttede planter eller gamle træer i byggeområdet, og træffe beskyttelsesforanstaltninger under skovforvaltningens vejledning for at udføre beskyttelse på stedet eller migrationsbeskyttelse," sagde Jiang Shuwen.
På hvert pumpekraftværk fra Southern Power Grid Energy Storage kan man se en enorm elektronisk skærm, der offentliggør realtidsdata såsom indhold af negative ioner, luftkvalitet, ultraviolette stråler, temperatur, fugtighed osv. i miljøet. "Det er dette, vi bad os om at overvåge, så interessenterne tydeligt kan se kraftværkets miljøkvalitet." Jiang Shuwen sagde: "Efter opførelsen af Yangjiang og Meizhou pumpekraftværker kom hejrer, kendt som 'miljøovervågningsfugle', til at raste i grupper, hvilket er den mest intuitive genkendelse af den økologiske miljøkvalitet såsom luft- og reservoirvandkvalitet i kraftværksområdet."
Siden opførelsen af det første store pumpekraftværk i Kina i Guangzhou i 1993 har Southern Power Grid Energy Storage opbygget moden erfaring med, hvordan man implementerer grønne projekter gennem hele livscyklussen. I 2023 lancerede virksomheden "Grønne byggestyringsmetoder og evalueringsindikatorer for pumpekraftværker", som præciserede ansvaret og evalueringsstandarderne for grønt byggeri for alle deltagende enheder i projektet under byggeprocessen. Det har praktiske mål og implementeringsmetoder, hvilket er af stor betydning for at vejlede branchen i at implementere økologisk beskyttelse.
Pumpekraftværker er blevet bygget fra bunden, og mange teknologier og forvaltninger har ingen præcedenser at følge. Det er afhængigt af brancheledere som Southern Power Grid Energy Storage til at drive de opstrøms og nedstrøms industrielle kæder til løbende at innovere, udforske og verificere samt fremme industriel opgradering trin for trin. Økologisk beskyttelse er også en uundværlig del af den bæredygtige udvikling af pumpekraftværksindustrien. Det repræsenterer ikke kun virksomhedens ansvar, men fremhæver også den "grønne" værdi og guldindholdet i dette grønne energilagringsprojekt.
Uret for CO2-neutralitet ringer, og udviklingen af vedvarende energi fortsætter med at opnå nye gennembrud. Pumpekraftværkers rolle som "regulatorer", "kraftbanker" og "stabilisatorer" i elnettets belastningsbalance bliver stadig mere fremtrædende.
Opslagstidspunkt: 05. feb. 2025
