Viime vuosina vesivoiman kehitysvauhti on edennyt tasaisesti ja kehityksen vaativuus on kasvanut. Vesivoiman tuotanto ei kuluta mineraalienergiaa. Vesivoiman kehittäminen edistää kasvihuonekaasupäästöjen vähentämistä ja ekologisen ympäristön suojelua sekä parantaa resurssien käyttöä ja edistää talouden ja yhteiskunnan kokonaisvaltaisia etuja. Hiilineutraaliuden taustalla vesivoimateollisuuden kehitysnäkymät ovat edelleen hyvät pitkällä aikavälillä.
Vesivoima on yksi parhaista energialähteistä hiilineutraaliuden saavuttamiseksi
Puhtaana energiana vesivoima ei tuota hiilidioksidipäästöjä tai saasteita. Uusiutuvana energiana vesivoima on ehtymätön niin kauan kuin vettä on. Tällä hetkellä Kiinalla on tärkeä vastuu hiilidioksidipäästöjen huippujen saavuttamisesta ja neutraloinnista. Vesivoima ei ole ainoastaan puhdasta ja päästötöntä, vaan myös ympäristöystävällistä ja voi osallistua huippujen säätelyyn. Vesivoima on yksi parhaista energialähteistä hiilineutraaliuden saavuttamiseksi. Tulevaisuudessa Kiinan vesivoimalla on edelleen tärkeä rooli "kaksoishiili"-tavoitteen saavuttamisessa.
1. Millä pumppausvoimalaitos tuottaa rahaa
Kiinan pumppausvoimalaitokset kuluttavat keskimäärin 4 kilowattituntia sähköä ja tuottavat pumppauksen jälkeen vain 3 kilowattituntia sähköä, ja niiden hyötysuhde on vain 75 %.
Pumppuvoimalaitos pumppaa vettä, kun sähköverkon kuormitus on alhainen, muuntaa sähköenergian veden potentiaalienergiaksi ja varastoi sen. Kuormituksen ollessa suuri se vapauttaa vettä sähkön tuottamiseksi. Se on kuin jättimäinen, vedestä tehty ladattava aarre.
Pumppaus- ja tuotantoprosessissa on väistämätöntä, että häviöitä syntyy. Pumppuvoimalaitos kuluttaa keskimäärin 4 kWh sähköä jokaista 3 kWh:n tuottamaa sähköä kohden, ja sen keskimääräinen hyötysuhde on noin 75 %.
Sitten herää kysymys: kuinka paljon tällaisen valtavan "ladattavan aarteen" rakentaminen maksaa?
Yangjiangin pumppausvoimalaitos on Kiinan suurin pumppausvoimalaitos, jolla on suurin yksittäisen yksikön kapasiteetti, korkein nettokorkeus ja suurin maahan haudattu syvyys. Se on varustettu ensimmäisellä Kiinassa itsenäisesti kehitetyllä ja valmistetulla 400 000 kW:n pumppausvoimalaitosten sarjalla, joiden korkeus on 700 metriä. Suunnitellun asennetun kapasiteetin on oltava 2,4 miljoonaa kW.
Yangjiangin pumppausvoimalaitoshankkeen kokonaisinvestoinnin on ymmärrettävä olevan 7,627 miljardia yuania, ja se rakennetaan kahdessa vaiheessa. Suunniteltu vuotuinen sähköntuotanto on 3,6 miljardia kWh ja pumppaamon vuotuinen sähkönkulutus 4,8 miljardia kWh.
Yangin varastovoimalaitos ei ole ainoastaan taloudellinen tapa ratkaista Guangdongin sähköverkon kausittainen huippukuormitus, vaan se on myös tärkeä keino parantaa ydinvoiman ja länsimaisen energian käyttötehokkuutta ja turvallisuustasoa, kehittää uutta energiaa ja edistää ydinvoiman turvallista ja vakaata toimintaa. Sillä on tärkeä ja myönteinen merkitys Guangdongin sähköverkon ja verkostojärjestelmän vakaan, turvallisen ja taloudellisen toiminnan varmistamisessa sekä sähköverkon toiminnan turvallisuuden ja luotettavuuden parantamisessa.
Energiahäviön vuoksi pumppuvoimalaitos käyttää paljon enemmän sähköä kuin sähköntuotanto, eli energian näkökulmasta pumppuvoimalaitoksen on pakko tehdä tappiota.
Pumppuvoimalaitosten taloudelliset hyödyt eivät kuitenkaan riipu niiden sähköntuotannosta, vaan niiden roolista huippukuormituksen tasaamisessa ja laaksojen täyttössä.
Sähkön tuotanto huippukulutuksella ja pumppuvoimalaitos pienellä virrankulutuksella voivat välttää monien lämpövoimalaitosten käynnistyksen ja alasajon, mikä estää valtavia taloudellisia tappioita lämpövoimalaitosten käynnistyksen ja alasajon aikana. Pumppuvoimalaitoksella on myös muita toimintoja, kuten taajuusmodulaatio, vaihemodulaatio ja pimeäkäynnistys.
Pumppuvoimalaitosten veloitusmenetelmät vaihtelevat eri alueilla. Jotkut käyttävät kapasiteettivuokramaksujärjestelmää, ja toiset alueet käyttävät kaksiosaista sähkön hintajärjestelmää. Kapasiteettivuokramaksun lisäksi voittoa voidaan saada myös huippuvuokra-alueen sähkön hintaeron kautta.
2. Uudet pumppausvoimalaitoshankkeet vuonna 2022
Vuoden alusta lähtien pumppuvoimalaitoshankkeiden allekirjoittamisesta ja aloittamisesta on raportoitu jatkuvasti: 30. tammikuuta Sisä-Mongolian autonomisen alueen energiavirasto hyväksyi Wuhain pumppuvoimalaitoshankkeen, jonka investointi on yli 8,6 miljardia yuania ja asennettu kapasiteetti 1,2 miljoonaa kilowattia. 10. helmikuuta allekirjoitettiin Wuhanissa Xiaofeng-joen pumppuvoimalaitoshanke, jonka kokonaisinvestointi on 7 miljardia yuania ja 1,2 miljoonaa kilowattia, ja se vahvistettiin Yilingissä, Hubeissa. 10. helmikuuta SDIC-energiayhtiö ja Hejinin kaupungin kansanhallitus Shanxin maakunnassa allekirjoittivat pumppuvoimalaitoshankkeita koskevan investointiyhteistyösopimuksen, jossa suunnitellaan 1,2 miljoonan kilowatin pumppuvoimalaitoshankkeiden kehittämistä. 14. helmikuuta pidettiin Hubei Pingyuanin pumppuvoimalaitoksen avajaiset Luotianissa, Hubeissa. Voimalaitoksen kokonaiskapasiteetti on 1,4 miljoonaa kilowattia.
Puutteellisten tilastojen mukaan yli 100 miljoonan kilowatin edestä pumppuvoimalaitoksia on edennyt merkittävästi vuodesta 2021 lähtien. Näistä State Grid ja China Southern Power Grid ovat ylittäneet 24,7 miljoonan kilowatin rajan, ja niistä on tullut pumppuvoimalaitosten rakentamisen päävoima.
Tällä hetkellä pumppausenergian varastoinnista on tullut yksi kahden suurimman sähköverkkoyhtiön keskeisistä suunnittelualueista 14. viisivuotissuunnitelman kaudella. Kiinassa käyttöönotetuista pumppausenergian varastointilaitoksista suurimmat osuudet omistavat State Grid Corporationin alainen State Grid Xinyuan ja South Grid Corporationin alainen South Grid Peak Shaving and Frequency Modulation Company.
Viime vuoden syyskuussa Kiinan osavaltion sähköverkon johtaja Xin Baoan ilmoitti julkisesti, että Kiinan osavaltion sähköverkko aikoo investoida jopa 350 miljardia Yhdysvaltain dollaria (noin 2 biljoonaa yuania) seuraavan viiden vuoden aikana sähköverkon uudistamiseen ja parantamiseen. Vuoteen 2030 mennessä Kiinan pumppausvoimalaitosten asennettu kapasiteetti kasvaa nykyisestä 23,41 miljoonasta kilowatista 100 miljoonaan kilowattiin.
Viime vuoden lokakuussa China Southern Power Grid Corporationin puheenjohtaja ja puolueen johtoryhmän sihteeri Meng Zhenping ilmoitti viiden eteläisen maakunnan ja alueen pumppuvoimalaitosten rakentamista koskevassa mobilisaatiokokouksessa, että pumppuvoimalaitosten rakentamista nopeutetaan. Seuraavien 10 vuoden aikana valmistuu ja otetaan käyttöön 21 miljoonaa kilowattia pumppuvoimalaitoksia. Samanaikaisesti aloitetaan 15 miljoonan kilowatin pumppuvoimalaitosten rakentaminen, jotka on tarkoitus ottaa käyttöön 16. viisivuotissuunnitelman aikana. Kokonaisinvestointi olisi noin 200 miljardia yuania, mikä voisi kattaa noin 250 miljoonan kilowatin uuden energian saatavuuden ja kulutuksen viidessä eteläisessä maakunnassa ja alueella.
Samalla kun kaksi suurta sähköverkkoyhtiötä laati aktiivisesti suunnitelmaa, ne järjestivät uudelleen pumppausvoimalaitosyksikkönsä.
Viime vuoden marraskuussa Kiinan State Grid Corporation siirsi kaikki 51,54 % State Grid Xinyuan Holding Co., Ltd.:n osakkeista ilmaiseksi State Grid Xinyuan Group Co., Ltd.:lle ja integroi sen pumppuvoimalaitokset yhtiöön. Tulevaisuudessa State Grid Xinyuan Group Co., Ltd.:stä tulee State Gridin pumppuvoimalaitosliiketoiminnan alustayhtiö.
Yunnan Wenshan Electric Power, joka toimii pääasiassa vesivoiman tuotantoon, ilmoitti 15. helmikuuta aikovansa ostaa China Southern Power Grid Co., Ltd:n omistaman China Southern power grid peak shaving and frequency modulation power generation Co., Ltd:n koko osakekannan omaisuuden korvaamisen ja osakeannin kautta. Aiemman ilmoituksen mukaan Wenshan Powerista tulee listattu yhtiö, joka toimii China Southern Power Gridin pumppausvoimalaitosliiketoiminnassa.
”Pumppausenergian varastointia pidetään tällä hetkellä maailman kehittyneimpänä, luotettavimpana, puhtaimpana ja taloudellisimpana energian varastointimenetelmänä. Se voi myös tarjota tarvittavan hitausmomentin sähköjärjestelmälle ja varmistaa järjestelmän vakaan toiminnan. Se on tärkeä tuki uudelle sähköjärjestelmälle, jonka pääasiallisena energialähteenä on uusi energia. Verrattuna muihin olemassa oleviin huippukuormituksen vähentämiseen ja energian varastointiin liittyviin menetelmiin sillä on suurempia kokonaisvaltaisia etuja”, Sinohidron pääinsinööri Peng CAIDE huomautti.
Paras tapa parantaa sähköverkon kykyä vastaanottaa uutta energiaa on tietenkin rakentaa pumppausvarastointia tai sähkökemiallista energian varastointia. Teknisestä näkökulmasta nykyisessä sähköverkossa taloudellisin ja tehokkain energian varastointitapa on kuitenkin pumppausvarastointi. Tämä on myös nykyisen kansainvälisen yhteisön yksimielisyys.
Toimittaja sai tietää, että pumppaus- ja varastointiyksiköiden suunnittelu ja valmistus Kiinassa on tällä hetkellä käytännössä toteutunut ja teknologia on kypsää. Tulevien investointikustannusten odotetaan pysyvän noin 6500 yuanissa/kW. Vaikka hiilivoiman joustavan muuntamisen huipputehon kustannukset kilowattia kohden voivat olla jopa niinkin alhaiset kuin 500–1500 yuania, hiilivoiman joustavalla muuntamisella saavutettava huipputehon kustannukset kilowattia kohden ovat vain noin 20 %. Tämä tarkoittaa, että hiilivoiman joustavan muuntamisen on saavutettava 1 kW:n huipputehon kustannukset, ja todellinen investointi on noin 2500–7500 yuania.
”Keskipitkällä ja pitkällä aikavälillä pumppuvoimalaitos on taloudellisin energian varastointitekniikka. Pumppuvoimalaitos on joustava energialähde, joka vastaa uuden sähköjärjestelmän tarpeisiin ja on taloudellisempi”, jotkut alan toimijat korostivat toimittajalle.
Investointien asteittaisen kasvun, jatkuvien teknologisten läpimurtojen ja hankkeiden nopeutetun toteutuksen myötä pumppausenergian varastointiala tulee ottamaan harppauksen eteenpäin.
Viime vuoden syyskuussa Kansallinen energiahallinto julkaisi pumppuvoiman keskipitkän ja pitkän aikavälin kehityssuunnitelman (2021–2035) (jäljempänä suunnitelma), jossa ehdotettiin, että vuoteen 2025 mennessä käyttöön otetun pumppuvoiman kokonaiskapasiteetin tulisi kaksinkertaistua 13. viisivuotissuunnitelmaan verrattuna ja nousta yli 62 miljoonaan kilowattiin. Vuoteen 2030 mennessä käyttöön otetun pumppuvoiman kokonaiskapasiteetin tulisi kaksinkertaistua 14. viisivuotissuunnitelmaan verrattuna ja nousta noin 120 miljoonaan kilowattiin.
Uuden sähköjärjestelmän rakentamisen olennaisena osana on odotettavissa, että pumppuvoimalaitosten, jotka ovat energian varastoinnin osa-alue, rakentaminen etenee odotettua nopeammin.
”14. viisivuotissuunnitelman” aikana pumppausvoimalaitosten vuosittainen uusi asennettu kapasiteetti nousee noin 6 miljoonaan kilowattiin, ja ”15. viisivuotissuunnitelman” aikana se nousee edelleen 12 miljoonaan kilowattiin. Aiempien tietojen mukaan pumppausvoimalaitosten vuosittainen uusi asennettu kapasiteetti on vain noin 2 miljoonaa kilowattia. Keskimääräisen 5 000 yuanin kilowattikohtaisen investointikoon perusteella vuosittainen uusien investointien laajuus ”14. ja 15. viisivuotissuunnitelmien” aikana nousee noin 20 miljardiin ja 50 miljardiin yuaniin.
Suunnitelmassa mainittu ”perinteisten vesivoimalaitosten pumppuvarastointiin muuttaminen” on myös erittäin tärkeä. Perinteisistä vesivoimalaitoksista muunnetulla hybridipumppuvarastointiin perustuvalla energialla on usein alhaiset käyttökustannukset ja ilmeisiä etuja uuden energiankulutuksen ja uusien sähköjärjestelmien rakentamisen palvelemisessa, mihin tulisi kiinnittää huomiota.
Julkaisun aika: 15. elokuuta 2022
