Hiina meteoroloogiaamet teatas, et globaalse soojenemise süvendatud kliimasüsteemi ebakindluse tõttu muutuvad Hiinas äärmuslikult kõrged temperatuurid ja äärmuslikult tugevad sademed sagedasemaks ja tugevamaks.
Alates tööstusrevolutsioonist on inimtegevuse tagajärjel tekkinud kasvuhoonegaasid põhjustanud ebanormaalselt kõrgeid globaalseid temperatuure, merepinna tõusu ning äärmuslikke ilmastikunähtusi, nagu vihmasajud, üleujutused ja põuad, on esinenud eri piirkondades suurema tiheduse ja sagedusega.
Maailma Terviseorganisatsioon tõi välja, et tõusev globaalne temperatuur ja fossiilkütuste liigne põletamine on muutunud üheks suurimaks ohuks inimeste tervisele. Lisaks kuumarabanduse, kuumarabanduse ja südame-veresoonkonna haiguste ohule võib kliimamuutus põhjustada enam kui 50% teadaolevate inimese patogeenide halvenemist.
Kliimamuutused on inimkonna ees seisev suur väljakutse tänapäeval. Peamise kasvuhoonegaaside emiteerijana kuulutas Hiina 2020. aastal välja „süsinikutipu ja süsinikuneutraalsuse“ eesmärgi, andis rahvusvahelisele üldsusele pühaliku lubaduse, näitas suurriigi vastutust ja pühendumust ning peegeldas ka riigi pakilist vajadust edendada majandusstruktuuri ümberkujundamist ja ajakohastamist ning inimese ja looduse harmoonilist kooseksisteerimist.
Elektrisüsteemi turbulentsiprobleemid
Energiavaldkond on "kahekordse süsiniku" rakendamise kõrgelt jälgitav lahinguväli.
Iga 1 Celsiuse-kraadise globaalse keskmise temperatuuri tõusu kohta annab kivisüsi panuse enam kui 0,3 Celsiuse-kraadisesse tõusu. Energiarevolutsiooni edasiseks edendamiseks on vaja kontrollida fossiilkütuste tarbimist ja kiirendada uue energiasüsteemi ehitamist. Aastatel 2022–2023 andis Hiina välja üle 120 „kahekordse süsiniku” poliitika, rõhutades eriti taastuvenergia arendamise ja kasutamise olulist toetamist.
Tänu poliitika tugevale edendamisele on Hiinast saanud maailma suurim uue energia ja taastuvenergia kasutamise riik. Riikliku Energiaameti andmetel oli 2024. aasta esimesel poolel riigi uus taastuvenergia elektritootmisvõimsus 134 miljonit kilovatti, mis moodustas 88% uuest paigaldatud võimsusest; taastuvenergia elektritootmine oli 1,56 triljonit kilovatt-tundi, mis moodustas umbes 35% kogu elektritootmisest.
Elektrivõrku lisatakse rohkem tuuleenergiat ja fotogalvaanilist energiat, mis toob inimeste tootmisse ja ellu puhtama rohelise elektri, aga seab ka kahtluse alla elektrivõrgu traditsioonilise töörežiimi.
Traditsiooniline elektrivõrgu toiterežiim on kohene ja planeeritud. Kui lülitate elektri sisse, tähendab see, et keegi on teie vajadused ette arvutanud ja toodab teile samal ajal kusagil elektrit. Elektrijaama elektritootmiskõver ja ülekandekanali elektriülekandekõver planeeritakse ette ajalooliste andmete põhjal. Isegi kui elektrienergia nõudlus peaks järsult suurenema, saab nõudluse õigeaegselt rahuldada varusoojuselektrijaamade käivitamisega, et saavutada elektrivõrgu süsteemi ohutu ja stabiilne töö.
Suure hulga tuule- ja fotogalvaanilise energia kasutuselevõtuga sõltub aga ilmast, millal ja kui palju elektrit toota saab, ning seda on keeruline planeerida. Heade ilmastikutingimuste korral töötavad uued energiaüksused täisvõimsusel ja toodavad suures koguses rohelist elektrit, kuid kui nõudlus ei suurene, ei saa seda elektrit internetti ühendada; suure elektrienergia nõudluse korral juhtub olema vihmane ja pilvine, tuulikud ei tööta, fotogalvaanilised paneelid ei kuumene ja tekib elektrikatkestus.
Varem oli tuule- ja valgusenergia hülgamine Gansus, Xinjiangis ja teistes uutes energiaprovintsides seotud piirkonna hooajalise elektrienergia puuduse ja elektrivõrgu suutmatusega seda õigeaegselt tarbida. Puhta energia kontrollimatus tekitab väljakutseid elektrivõrgu jaotamisel ning suurendab elektrisüsteemi käitamisriske. Tänapäeval, mil inimesed on tootmise ja elu jaoks väga sõltuvad stabiilsest elektrivarustusest, on igasugune elektrienergia tootmise ja tarbimise vaheline ebakõla tõsine majanduslik ja sotsiaalne mõju.
Uue energia paigaldatud võimsuse ja tegeliku elektritootmise vahel on teatav erinevus ning kasutajate energiavajadus ja elektrijaamade toodetud energia ei saa saavutada „allikas järgneb koormusele“ ja „dünaamilist tasakaalu“. „Värsket“ elektrit tuleb kasutada õigeaegselt või salvestada, mis on hästi korraldatud elektrivõrgu stabiilse toimimise vajalik tingimus. Selle eesmärgi saavutamiseks on lisaks täpse puhta energia ennustusmudeli loomisele ilmastiku ja ajalooliste elektritootmisandmete täpse analüüsi abil vaja suurendada ka elektrisüsteemi jaotuse paindlikkust selliste vahendite abil nagu energiasalvestussüsteemid ja virtuaalsed elektrijaamad. Riik rõhutab „uue energiasüsteemi planeerimise ja ehitamise kiirendamist“ ning energia salvestamine on asendamatu tehnoloogia.
„Roheline pank” uues energiasüsteemis
Energiarevolutsiooni käigus on pumpelektrijaamade oluline roll üha olulisem. See 19. sajandi lõpus sündinud tehnoloogia ehitati algselt jõgede hooajaliste veevarude reguleerimiseks elektri tootmiseks. See on kiiresti arenenud ja järk-järgult küpsenud kiirenenud industrialiseerimise ja tuumaelektrijaamade ehituse taustal.
Selle põhimõte on väga lihtne. Mäele ja mäe jalamile ehitatakse kaks veehoidlat. Öö või nädalavahetuse saabudes väheneb elektrienergia nõudlus ning odavat ja ülejäävat elektrit kasutatakse vee pumpamiseks ülesvoolu asuvasse veehoidlasse; kui elektrienergia tarbimine on haripunktis, vabastatakse vesi elektri tootmiseks, et elektrit saaks ajas ja ruumis ümber reguleerida ja jaotada.
Sajandivanuse energiasalvestustehnoloogiana on pumpelektrijaamadele antud uus ülesanne nn kahekordse süsiniku protsessis. Kui fotogalvaanika ja tuuleenergia elektritootmisvõimsus on suur ning kasutaja elektrienergiavajadus väheneb, saab pumpelektrijaam salvestada üleliigset elektrit. Kui elektrienergiavajadus suureneb, vabaneb elekter, et aidata elektrivõrgul saavutada pakkumise ja nõudluse tasakaal.
See on paindlik ja usaldusväärne, kiire käivituse ja seiskamisega. Täiskoormusega elektrienergia tootmiseks kulub vähem kui 4 minutit. Ulatusliku elektrivõrguõnnetuse korral saab pumpelektrijaam kiiresti käivituda ja elektrivõrku toite taastada. Seda peetakse viimaseks „tikuks“, mis pimeda elektrivõrgu valgustab.
Ühe küpsema ja laialdasemalt kasutatava energiasalvestustehnoloogiana on pumpelektrijaam praegu maailma suurim „aku“, moodustades üle 86% maailma paigaldatud energiasalvestusvõimsusest. Võrreldes uute energiasalvestusviisidega, nagu elektrokeemiline energia salvestamine ja vesinikuenergia salvestamine, on pumpelektrijaamal stabiilse tehnoloogia, madala hinna ja suure mahutavuse eelised.
Pumpelektrijaama projekteeritud kasutusiga on 40 aastat. See võib töötada 5–7 tundi päevas ja pidevalt välja lasta. See kasutab kütusena vett, selle tegevuskulud ja hoolduskulud on madalad ning seda ei mõjuta toorainete, näiteks liitiumi, naatriumi ja vanaadium, hinnakõikumised. Selle majanduslik kasu ja teenindusvõime on rohelise elektri hinna ja elektrivõrgu süsinikdioksiidi heitkoguste vähendamise seisukohalt üliolulised.
2024. aasta juulis avaldati Guangdongis ametlikult minu riigi esimene provintsi rakenduskava pumpelektrijaamade osalemiseks elektriturul. Pumpelektrijaamad kauplevad kogu elektriga kohapeal uuel viisil, kus „kogus ja pakkumine” esitatakse ning elektriturul tõhusalt ja paindlikult „pumbatakse vett elektri salvestamiseks” ja „vabastatakse vett elektri saamiseks”, mängides uut rolli uue energia salvestamisel ja sellele juurdepääsul „rohelise elektripanga” kaudu ning avades uue tee turule orienteeritud eeliste saamiseks.
„Me kujundame teaduslikult hinnapakkumisstrateegiaid, osaleme aktiivselt elektrienergiaga kauplemises, parandame üksuste terviklikku tõhusust ja püüame saada elektrist ja elektrienergia tasudest ergutushüvesid, edendades samal ajal uue energia tarbimise osakaalu suurenemist,“ ütles Lõuna elektrivõrgu energia salvestamise planeerimise ja finantseerimise osakonna peadirektori asetäitja Wang Bei.
Küps tehnoloogia, tohutu võimsus, paindlik salvestamine ja juurdepääs, pikaajaline toodang, madalad kulud kogu elutsükli vältel ja üha täiustuvad turule orienteeritud mehhanismid on muutnud pumpelektrijaamad energiarevolutsiooni protsessis kõige ökonoomsemaks ja praktilisemaks universaalseks lahenduseks, mängides võtmerolli taastuvenergia tõhusa kasutamise edendamisel ning elektrisüsteemi ohutuse ja stabiilsuse tagamisel.
Vaieldavad suurprojektid
Riikliku energiastruktuuri kohandamise ja uute energiaallikate kiire arengu taustal on pumpelektrijaamad alustanud ehitusbuumi. 2024. aasta esimesel poolel ulatus pumpelektrijaamade kumulatiivne paigaldatud võimsus Hiinas 54,39 miljoni kilovatini ning investeeringute kasvumäär suurenes eelmise aasta sama perioodiga võrreldes 30,4 protsendipunkti võrra. Järgmise kümne aasta jooksul ulatub minu riigi pumpelektrijaamade investeerimisruum ligi triljoni jüaanini.
2024. aasta augustis avaldasid Hiina Kommunistliku Partei Keskkomitee ja Riiginõukogu arvamused majandusliku ja sotsiaalse arengu tervikliku rohelise ümberkujundamise kiirendamise kohta. 2030. aastaks ületab pumpelektrijaamade paigaldatud võimsus 120 miljonit kilovatti.
Kuigi võimalused tekivad, põhjustavad need ka ülekuumenenud investeeringute probleemi. Pumpelektrijaamade ehitamine on range ja keerukas süsteemiprojekteerimine, mis hõlmab mitmeid lülisid, nagu eeskirjad, ettevalmistustöö ja heakskiitmine. Investeerimisbuumi ajal eiravad mõned kohalikud omavalitsused ja omanikud sageli asukoha valiku ja võimsuse küllastumise teaduslikku olemust ning taotlevad liialt projekti arendamise kiirust ja ulatust, tuues kaasa rea negatiivseid tagajärgi.
Pumpelektrijaamade asukoha valikul tuleb arvestada geoloogiliste tingimuste, geograafilise asukoha (koormuskeskuse lähedal, energiabaasi lähedal), ökoloogilise punase joone, rõhulanguse, maa omandamise ja immigratsiooni ning muude teguritega. Ebamõistlik planeerimine ja paigutus põhjustavad elektrijaamade ehitamise väljaspool elektrivõrgu tegelikke vajadusi või kasutuskõlbmatuse. Lisaks ehitus- ja tegevuskulude raskele katmisele tekivad ehituse ajal probleemid, näiteks ökoloogilise punase joone ületamine; kui pärast valmimist ei ole tehniline, käitamis- ja hooldustase standarditele vastav, tekitab see ohutusriske.
„On ikka veel juhtumeid, kus mõne projekti asukohavalik on ebamõistlik.“ Southern Grid Energy Storage Company taristuosakonna peadirektori asetäitja Lei Xingchun ütles: „Pumplaktsioonelektrijaama eesmärk on teenindada elektrivõrgu vajadusi ja tagada uue energia juurdepääs võrku. Pumpplaktsioonelektrijaama asukohavalik ja võimsus tuleb määrata kindlaks elektrijaotuse, elektrivõrgu tööomaduste, koormuse jaotuse ja elektristruktuuri omaduste põhjal.“
„Projekt on ulatuslik ja nõuab palju alginvesteeringuid. Veelgi vajalikum on tugevdada suhtlust ja koordineerimist loodusvarade, ökoloogilise keskkonna, metsanduse, rohumaade, veekaitse ja teiste osakondadega ning teha head tööd ökoloogilise kaitse punase joone ja sellega seotud plaanidega ühenduse loomisel,“ lisas Southern Grid Energy Storage Company planeerimisosakonna juhataja Jiang Shuwen.
Kümnete miljardite või isegi kümnete miljardite suurune ehitusinvesteering, sadade hektarite suurune veehoidlate ehitusala ja 5–7-aastane ehitusperiood on ka põhjused, miks paljud inimesed kritiseerivad pumpelektrijaamasid, pidades neid teiste energiasalvestussüsteemidega võrreldes mitte „ökonoomseks ja keskkonnasõbralikuks“.
Tegelikult aga, võrreldes keemilise energia salvestamise piiratud tühjenemisaegade ja 10-aastase tööeaga, võib pumpelektrijaamade tegelik kasutusiga ulatuda 50 aastani või isegi kauem. Suure võimsusega energia salvestamise, piiramatu pumpamissageduse ja madalama kilovatt-tunni hinna tõttu on selle majanduslik efektiivsus siiski palju kõrgem kui muudel energia salvestamise viisidel.
Hiina Veevarude ja Hüdroenergia Planeerimise ja Projekteerimise Instituudi vaneminsener Zheng Jing on teinud uuringu: „Projekti majandusliku efektiivsuse analüüs näitab, et pump-akumulatsioonijaamade tasandatud kilovatt-tunni maksumus on 0,207 jüaani/kWh. Elektrokeemilise energia salvestamise tasandatud kilovatt-tunni maksumus on 0,563 jüaani/kWh, mis on 2,7 korda suurem kui pump-akumulatsioonijaamadel.“
„Elektrokeemilise energia salvestamise ulatus on viimastel aastatel kiiresti kasvanud, kuid sellega kaasnevad mitmesugused varjatud ohud. Vaja on pidevalt pikendada elutsüklit, vähendada ühikuhinda, suurendada elektrijaama ulatust ja konfigureerida faaside reguleerimise funktsiooni ohutuse tagamise seisukohast, et see oleks võrreldav pump-akumulatsioonijaamadega,“ tõi Zheng Jing välja.
Ehitage elektrijaam, kaunistage maad
Southern Power Grid Energy Storage'i andmetel oli 2024. aasta esimesel poolel lõunapiirkonna pump-akumulatsioonijaamade kumulatiivne elektrienergia tootmine ligi 6 miljardit kWh, mis vastab 5,5 miljoni kodutarbija poole aasta elektrienergiavajadusele, mis on 1,3% rohkem kui aasta varem; elektrienergia tootmise ühikute arv ületas 20 000 korda, mis on 20,9% rohkem kui aasta varem. Keskmiselt toodab iga elektrijaama iga üksus tippvõimsust rohkem kui 3 korda päevas, andes olulise panuse puhta energia stabiilsesse juurdepääsu elektrivõrku.
Lõuna elektrivõrgu energiasalvestussüsteem on pühendunud kaunite elektrijaamade ehitamisele ja kohalikele elanikele „roheliste, avatud ja jagatud” ökoloogiliste ja keskkonnatoodete pakkumisele, et aidata elektrivõrgul parandada oma tippkoormuse ajal energia salvestamise võimet ja pakkuda puhast elektrit sotsiaalseks ja majanduslikuks arenguks.
Igal kevadel on mäed täis kirsiõisi. Jalgratturid ja matkajad suunduvad Shenzheni Yantiani linnaossa, et seal ringi vaadata. Nad peegeldavad järve ja mägesid ning jalutavad kirsiõite meres, justkui oleksid paradiisis. See on Shenzheni pumpelektrijaama ülemine veehoidla, mis on esimene kesklinna ehitatud pumpelektrijaam riigis ja turistide suus asuv „mägede ja mere park“.
Shenzheni pumpelektrijaam kaasas rohelise ökoloogia kontseptsioonid juba planeerimise algusest peale. Keskkonnakaitse ja vee säästmise rajatised ja seadmed projekteeriti, ehitati ja võeti kasutusele samaaegselt projektiga. Projekt on võitnud auhindu nagu „Riiklik kvaliteediprojekt“ ja „Riiklik pinnase ja vee säästmise demonstratsiooniprojekt“. Pärast elektrijaama käivitamist uuendas China Southern Power Grid Energy Storage ülemise veehoidla piirkonna „deindustrialiseerimise“ maastiku ökoloogilise pargi standarditele vastavaks ning tegi Yantiani ringkonnavalitsusega koostööd, et istutada ülemise veehoidla ümber kirsiõisi, luues Yantiani visiitkaardi „mägede, mere ja lillede linn“.
Keskkonnakaitse rõhutamine ei ole Shenzheni pumpelektrijaama erijuhtum. China Southern Power Grid Energy Storage on kogu projekti ehitusprotsessi vältel kehtestanud ranged rohelise ehituse juhtimissüsteemid ja hindamisstandardid; iga projekt ühendab ümbritseva looduskeskkonna, kultuurilised iseärasused ja kohaliku omavalitsuse asjakohased plaanid ning näeb keskkonnakaitse eelarves ette eraldi kulud ökoloogilise keskkonna taastamiseks ja parandamiseks, et tagada projekti tööstusmaastiku ja ümbritseva ökoloogilise keskkonna harmooniline integreerimine.
„Pumpelektrijaamadel on asukoha valiku osas suhteliselt kõrged nõuded. Ökoloogiliste punaste joonte vältimise eesmärgil, kui ehitusalal on haruldasi kaitsealuseid taimi või iidseid puid, on vaja eelnevalt metsandusosakonnaga suhelda ja metsandusosakonna juhtimisel võtta kaitsemeetmeid kohapealse kaitse või rändekaitse tagamiseks,“ ütles Jiang Shuwen.
Igas Southern Power Grid Energy Storage'i pump-elektrijaamas on näha tohutu elektrooniline ekraan, mis avaldab reaalajas andmeid, nagu negatiivsete ioonide sisaldus, õhukvaliteet, ultraviolettkiired, temperatuur, niiskus jne keskkonnas. „Seda palusimegi ise jälgida, et sidusrühmad saaksid selgelt näha elektrijaama keskkonnakvaliteeti.“ Jiang Shuwen ütles: „Pärast Yangjiangi ja Meizhou pump-elektrijaamade ehitamist hakkasid haigrud, keda tuntakse ka kui „keskkonnaseirelinde“, seal pesitsema parvedena. See on elektrijaama piirkonna ökoloogilise keskkonna kvaliteedi, näiteks õhu ja veehoidla veekvaliteedi, kõige intuitiivsem äratundmine.“
Alates esimese suuremahulise pump-akumulatsioonelektrijaama ehitamisest Hiinas Guangzhous 1993. aastal on Southern Power Grid Energy Storage omandanud küpse kogemuse roheliste projektide elluviimisel kogu elutsükli vältel. 2023. aastal käivitas ettevõte dokumendi „Rohelise ehituse juhtimise meetodid ja hindamisnäitajad pump-akumulatsioonelektrijaamadele“, mis selgitas kõigi projektis osalevate üksuste rohelise ehituse kohustusi ja hindamisstandardeid ehitusprotsessi ajal. Sellel on praktilised eesmärgid ja rakendusmeetodid, mis on väga olulised tööstuse juhendamisel ökoloogilise kaitse rakendamisel.
Pumpelektrijaamad on ehitatud nullist ning paljudel tehnoloogiatel ja juhtimisel pole pretsedente, mida järgida. See tugineb valdkonna liidritele, nagu Southern Power Grid Energy Storage, et suunata üles- ja allavoolu tööstusahelaid pidevalt uuendama, uurima, kontrollima ja edendama tööstuslikku uuendamist samm-sammult. Ökoloogiline kaitse on samuti pumpelektrijaamade säästva arengu lahutamatu osa. See mitte ainult ei esinda ettevõtte vastutust, vaid rõhutab ka selle rohelise energia salvestamise projekti „rohelist“ väärtust ja kullasisaldust.
Süsinikuneutraalsuse kell heliseb ja taastuvenergia arendamine teeb jätkuvalt uusi läbimurdeid. Pumpelektrijaamade roll elektrivõrgu koormuse tasakaalus „regulaatorite“, „elektripankade“ ja „stabilisaatoritena“ muutub üha olulisemaks.
Postituse aeg: 05.02.2025
