A Administración Meteorolóxica Chinesa afirmou que, debido á incerteza do sistema climático exacerbada polo quecemento global, os episodios de temperaturas extremas altas e precipitacións extremas na China son cada vez máis frecuentes e fortes.
Desde a Revolución Industrial, os gases de efecto invernadoiro producidos polas actividades humanas provocaron temperaturas globais anormais elevadas, o aumento do nivel do mar e fenómenos meteorolóxicos extremos como tormentas, inundacións e secas que se produciron en diferentes rexións con maior densidade e frecuencia.
A Organización Mundial da Saúde sinalou que o aumento das temperaturas globais e a queima excesiva de combustibles fósiles convertéronse nunha das maiores ameazas para a saúde humana. Non só a ameaza da insolación, a insolación e as enfermidades cardiovasculares, senón que o cambio climático pode causar o empeoramento de máis do 50 % dos patóxenos humanos coñecidos.
O cambio climático é un desafío importante ao que se enfronta a humanidade na era contemporánea. Como importante emisor de gases de efecto invernadoiro, China anunciou o obxectivo de "pico de carbono e neutralidade de carbono" en 2020, asumiu un compromiso solemne coa comunidade internacional, demostrou a responsabilidade e o compromiso dun gran país e tamén reflectiu a necesidade urxente de que o país promova a transformación e a mellora da estrutura económica e a coexistencia harmoniosa do home e a natureza.
Os desafíos da turbulencia no sistema eléctrico
O campo da enerxía é un campo de batalla moi vixiado para a implementación do "carbono dual".
Por cada grao Celsius de aumento na temperatura media global, o carbón contribúe con máis de 0,3 graos Celsius. Para promover aínda máis a revolución enerxética, é necesario controlar o consumo de enerxía fósil e acelerar a construción dun novo sistema enerxético. En 2022-2023, China emitiu máis de 120 políticas de "dobre carbono", facendo especial fincapé no apoio clave ao desenvolvemento e á utilización das enerxías renovables.
Baixo a forte promoción de políticas, China converteuse no país máis grande do mundo no uso de novas enerxías e enerxías renovables. Segundo datos da Administración Nacional de Enerxía, no primeiro semestre de 2024, a nova capacidade instalada de xeración de enerxía renovable do país foi de 134 millóns de quilovatios, o que representa o 88 % da nova capacidade instalada; a xeración de enerxía renovable foi de 1,56 billóns de quilovatios-hora, o que representa aproximadamente o 35 % da xeración total de enerxía.
Incorpórase máis enerxía eólica e fotovoltaica á rede eléctrica, o que achega electricidade verde máis limpa á produción e á vida das persoas, pero tamén supón un desafío para o modo de funcionamento tradicional da rede eléctrica.
O modo tradicional de subministración de enerxía da rede eléctrica é instantáneo e planificado. Cando se acende a electricidade, significa que alguén calculou as necesidades con antelación e está a xerar electricidade para ti ao mesmo tempo nalgún lugar. A curva de xeración de enerxía da central eléctrica e a curva de transmisión de enerxía da canle de transmisión planifícanse con antelación segundo os datos históricos. Mesmo se a demanda de electricidade aumenta repentinamente, pódese satisfacer a tempo arrancando as unidades de enerxía térmica de reserva, para lograr un funcionamento seguro e estable do sistema da rede eléctrica.
Non obstante, coa introdución dun gran número de enerxía eólica e fotovoltaica, cando e canta electricidade se pode xerar vén determinado polo tempo, o que é difícil de planificar. Cando as condicións meteorolóxicas son boas, as novas unidades de enerxía funcionan a plena capacidade e xeran unha gran cantidade de electricidade verde, pero se a demanda non aumenta, esta electricidade non se pode conectar a Internet; cando a demanda de electricidade é forte, ocorre que chove e está nubrado, os aeroxeradores non xiran, os paneis fotovoltaicos non se quentan e prodúcese o problema dos cortes de enerxía.
Anteriormente, o abandono da enerxía eólica e lumínica en Gansu, Xinjiang e outras provincias de novas enerxías estaba relacionado coa escaseza estacional de electricidade na rexión e a incapacidade da rede eléctrica para absorbela a tempo. A incontrolabilidade da enerxía limpa supón desafíos para o despacho da rede eléctrica e aumenta os riscos operativos do sistema eléctrico. Hoxe en día, cando a xente depende en gran medida dun subministro de enerxía estable para a produción e a vida, calquera desaxuste entre a xeración de enerxía e o consumo de enerxía terá graves impactos económicos e sociais.
Existe unha certa diferenza entre a capacidade instalada de nova enerxía e a xeración real de enerxía, e a demanda de enerxía dos usuarios e a enerxía xerada polas centrais eléctricas non poden lograr o "fonte segue á carga" e o "equilibrio dinámico". A electricidade "nova" debe usarse a tempo ou almacenarse, o que é unha condición necesaria para o funcionamento estable dunha rede eléctrica ben organizada. Para acadar este obxectivo, ademais de construír un modelo preciso de predición de enerxía limpa mediante unha análise precisa dos datos meteorolóxicos e históricos de xeración de enerxía, tamén é necesario aumentar a flexibilidade do despacho do sistema eléctrico mediante ferramentas como os sistemas de almacenamento de enerxía e as centrais eléctricas virtuais. O país fai fincapé en "acelerar a planificación e construción dun novo sistema enerxético", e o almacenamento de enerxía é unha tecnoloxía indispensable.
«Banco Verde» no Novo Sistema Enerxético
Coa revolución enerxética, o importante papel das centrais eléctricas de almacenamento por bombeo tornouse cada vez máis destacado. Esta tecnoloxía, que naceu a finais do século XIX, foi construída orixinalmente para regular os recursos hídricos estacionais nos ríos para xerar electricidade. Desenvolveuse rapidamente e madurou gradualmente no contexto da industrialización acelerada e da construción de centrais nucleares.
O seu principio é moi simple. Constrúense dous encoros na montaña e outro ao pé da montaña. Cando chega a noite ou a fin de semana, a demanda de electricidade diminúe e a electricidade barata e excedente utilízase para bombear auga ao encoro augas arriba; cando o consumo de electricidade está no seu máximo, a auga libérase para xerar electricidade, de xeito que a electricidade se poida reaxustar e distribuír no tempo e no espazo.
Como tecnoloxía de almacenamento de enerxía centenaria, o almacenamento por bombeo recibiu unha nova tarefa no proceso de "carbono dual". Cando a capacidade de xeración de enerxía da enerxía fotovoltaica e eólica é forte e a demanda de electricidade do usuario se reduce, o almacenamento por bombeo pode almacenar o exceso de electricidade. Cando a demanda de electricidade aumenta, a electricidade libérase para axudar á rede eléctrica a lograr o equilibrio entre a oferta e a demanda.
É flexible e fiable, con arranque e parada rápidos. Tarda menos de 4 minutos desde o inicio ata a xeración de enerxía a plena carga. Se se produce un accidente a grande escala na rede eléctrica, o almacenamento por bombeo pode arrincar rapidamente e restaurar o subministro de enerxía á rede eléctrica. Considérase o último "fósforo" para iluminar a rede eléctrica escura.
Como unha das tecnoloxías de almacenamento de enerxía máis maduras e amplamente utilizadas, o almacenamento por bombeo é actualmente a "batería" máis grande do mundo, representando máis do 86 % da capacidade instalada de almacenamento de enerxía do mundo. En comparación cos novos almacenamentos de enerxía, como o almacenamento de enerxía electroquímica e o almacenamento de enerxía do hidróxeno, o almacenamento por bombeo ten as vantaxes dunha tecnoloxía estable, baixo custo e gran capacidade.
Unha central eléctrica de almacenamento por bombeo ten unha vida útil de deseño de 40 anos. Pode funcionar de 5 a 7 horas ao día e descargar continuamente. Emprega auga como "combustible", ten custos de operación e mantemento baixos e non se ve afectada polas flutuacións de prezos de materias primas como o litio, o sodio e o vanadio. Os seus beneficios económicos e as súas capacidades de servizo son cruciais para reducir o custo da electricidade verde e as emisións de carbono da rede eléctrica.
En xullo de 2024, publicouse oficialmente en Guangdong o primeiro plan de implementación provincial do meu país para que o almacenamento por bombeo participe no mercado enerxético. As centrais eléctricas de almacenamento por bombeo comercializarán toda a electricidade no mercado enerxético cun novo método de "cotización de cantidade e cotización", e "bombearán auga para almacenar electricidade" e "liberarán auga para obter electricidade" de forma eficiente e flexible, desempeñando un novo papel de almacenamento e acceso a un novo "banco de electricidade verde" enerxético e abrindo un novo camiño para obter beneficios orientados ao mercado.
«Formularemos cientificamente estratexias de cotización, participaremos activamente na negociación de electricidade, melloraremos a eficiencia integral das unidades e esforzarémonos por obter beneficios incentivadores da electricidade e das tarifas eléctricas, ao tempo que promoveremos o aumento da proporción de novo consumo de enerxía», dixo Wang Bei, subdirector xeral do Departamento de Planificación e Finanzas do Almacenamento de Enerxía da Rede Eléctrica do Sur.
A tecnoloxía madura, a enorme capacidade, o almacenamento e o acceso flexibles, a produción duradeira, o baixo custo ao longo do ciclo de vida e os mecanismos orientados ao mercado cada vez máis mellorados converteron o almacenamento por bombeo no "todoterreno" máis económico e práctico no proceso de revolución enerxética, desempeñando un papel fundamental na promoción do uso eficaz das enerxías renovables e na garantía da seguridade e a estabilidade do sistema eléctrico.
Grandes proxectos controvertidos
Nun contexto de axuste da estrutura enerxética nacional e rápido desenvolvemento de novas enerxías, as centrais eléctricas de almacenamento por bombeo deron comezo a un auxe da construción. Na primeira metade de 2024, a capacidade instalada acumulada de almacenamento por bombeo en China alcanzou os 54,39 millóns de quilovatios, e a taxa de crecemento do investimento aumentou en 30,4 puntos porcentuais respecto ao mesmo período do ano pasado. Nos próximos dez anos, o espazo de investimento do meu país para o almacenamento por bombeo estará preto dun billón de yuans.
En agosto de 2024, o Comité Central do PCC e o Consello de Estado emitiron as "Opinións sobre a Aceleración da Transformación Verde Integral do Desenvolvemento Económico e Social". Para 2030, a capacidade instalada das centrais eléctricas de almacenamento por bombeo superará os 120 millóns de quilovatios.
Aínda que xorden oportunidades, tamén provocan o problema do sobrequecemento do investimento. A construción de centrais eléctricas de almacenamento por bombeo é unha enxeñaría de sistemas rigorosa e complexa, que implica múltiples vínculos como regulamentos, traballos preparatorios e aprobación. No auxe do investimento, algúns gobernos locais e propietarios a miúdo ignoran a natureza científica da selección do sitio e a saturación da capacidade, e buscan excesivamente a velocidade e a escala do desenvolvemento do proxecto, o que trae consigo unha serie de efectos negativos.
A selección do emprazamento das centrais eléctricas de almacenamento por bombeo debe ter en conta as condicións xeolóxicas, a localización xeográfica (preto do centro de carga, preto da base enerxética), a liña vermella ecolóxica, a caída da carga, a adquisición de terreos e a inmigración, entre outros factores. Unha planificación e un deseño pouco razoables farán que a construción das centrais eléctricas estea fóra das necesidades reais da rede eléctrica ou sexa inutilizable. Non só o custo de construción e o custo operativo serán difíciles de dixerir durante un tempo, senón que incluso haberá problemas como a invasión da liña vermella ecolóxica durante a construción; unha vez finalizada, se os niveis técnicos, de operación e mantemento non están á altura dos estándares, isto causará riscos para a seguridade.
«Aínda hai algúns casos nos que a selección do emprazamento dalgúns proxectos non é razoable». Lei Xingchun, subdirector xeral do departamento de infraestruturas da Southern Grid Energy Storage Company, afirmou: «A esencia dunha central eléctrica de bombeo é atender as necesidades da rede eléctrica e garantir o acceso de nova enerxía á rede. A selección do emprazamento e a capacidade da central eléctrica de bombeo deben determinarse en función das características da distribución de enerxía, as características de funcionamento da rede eléctrica, a distribución da carga de enerxía e a estrutura de enerxía».
«O proxecto é de grande envergadura e require un investimento inicial considerable. É aínda máis necesario fortalecer a comunicación e a coordinación cos departamentos de recursos naturais, medio ambiente ecolóxico, silvicultura, pasteiros, conservación da auga e outros, e facer un bo traballo de conexión coa liña vermella de protección ecolóxica e os plans relacionados», engadiu Jiang Shuwen, xefe do departamento de planificación da Southern Grid Energy Storage Company.
O investimento en construción de decenas de miles de millóns ou incluso decenas de miles de millóns, a área de construción de centos de hectáreas de encoros e o período de construción de 5 a 7 anos son tamén as razóns polas que moita xente critica o almacenamento por bombeo por non ser "económico e respectuoso co medio ambiente" en comparación con outros almacenamentos de enerxía.
Pero, de feito, en comparación cos tempos de descarga limitados e a vida útil de 10 anos do almacenamento de enerxía química, a vida útil real das centrais eléctricas de almacenamento por bombeo pode chegar aos 50 anos ou incluso máis. Cun almacenamento de enerxía de gran capacidade, unha frecuencia de bombeo ilimitada e un menor custo por quilovatio-hora, a súa eficiencia económica segue sendo moito maior que a doutros almacenamentos de enerxía.
Zheng Jing, enxeñeiro sénior do Instituto Chinés de Recursos Hídricos e Planificación e Deseño de Enerxía Hidroeléctrica, realizou un estudo: «A análise da eficiencia económica do proxecto mostra que o custo nivelado por quilovatio-hora das centrais eléctricas de almacenamento por bombeo é de 0,207 yuans/kWh. O custo nivelado por quilovatio-hora do almacenamento de enerxía electroquímica é de 0,563 yuans/kWh, o que é 2,7 veces maior que o das centrais eléctricas de almacenamento por bombeo».
«O almacenamento de enerxía electroquímica medrou rapidamente en escala nos últimos anos, pero existen varios perigos ocultos. É necesario ampliar continuamente o ciclo de vida, reducir o custo unitario e aumentar a escala da central eléctrica e configurar a función de axuste de fase desde a perspectiva de garantir a seguridade, de xeito que poida ser comparable coas centrais eléctricas de almacenamento por bombeo», sinalou Zheng Jing.
Construír unha central eléctrica, embelecer o terreo
Segundo os datos de Southern Power Grid Energy Storage, no primeiro semestre de 2024, a xeración acumulada de enerxía das centrais eléctricas de bombeo na rexión sur foi de case 6.000 millóns de kWh, o que equivale á demanda de electricidade de 5,5 millóns de usuarios residenciais durante seis meses, o que supón un aumento do 1,3 % interanual; o número de empresas de xeración de enerxía unitaria emerxentes superou as 20.000 veces, o que supón un aumento do 20,9 % interanual. De media, cada unidade de cada central xera potencia máxima máis de 3 veces ao día, o que supón unha importante contribución ao acceso estable da enerxía limpa á rede eléctrica.
Co obxectivo de axudar á rede eléctrica a mellorar a súa capacidade de almacenamento de enerxía para reducir os picos de demanda e proporcionar electricidade limpa para o desenvolvemento social e económico, Southern Power Grid Energy Storage comprométese coa construción de centrais eléctricas atractivas e coa subministración de produtos ecolóxicos e ambientais "verdes, abertos e compartidos" para a poboación local.
Cada primavera, as montañas énchense de flores de cerdeira. Ciclistas e sendeiristas van ao distrito de Shenzhen Yantian para comprobar o seu estado. Reflectindo o lago e as montañas, paseando polo mar de flores de cerdeira, coma se estivesen nun paraíso. Este é o encoro superior da Central Eléctrica de Almacenamento por Bomba de Shenzhen, a primeira central eléctrica de almacenamento por bombeo construída no centro da cidade do país, e o "parque da montaña e do mar" na boca dos turistas.
A central eléctrica de almacenamento por bombeo de Shenzhen incorporou conceptos ecolóxicos verdes desde o comezo da súa planificación. As instalacións e os equipos de protección ambiental e conservación da auga foron deseñados, construídos e postos en funcionamento simultaneamente co proxecto. O proxecto gañou premios como o "Proxecto Nacional de Calidade" e o "Proxecto Nacional de Demostración de Conservación do Solo e a Auga". Despois da posta en funcionamento da central eléctrica, China Southern Power Grid Energy Storage mellorou a paisaxe de "desindustrialización" da zona superior do encoro co estándar de parque ecolóxico e cooperou co goberno do distrito de Yantian para plantar flores de cerdeira arredor do encoro superior, creando a tarxeta de visita de Yantian da "cidade da montaña, o mar e as flores".
A énfase na protección ecolóxica non é un caso especial da central eléctrica de almacenamento por bombeo de Shenzhen. China Southern Power Grid Energy Storage formulou sistemas estritos de xestión da construción ecolóxica e estándares de avaliación ao longo de todo o proceso de construción do proxecto; cada proxecto combina o entorno natural circundante, as características culturais e os plans relevantes do goberno local, e establece gastos especiais para a restauración e mellora do entorno ecolóxico no orzamento de protección ambiental para garantir a integración harmoniosa da paisaxe industrial do proxecto e o entorno ecolóxico circundante.
«As centrais eléctricas de bombeo teñen requisitos relativamente altos para a selección do emprazamento. Para evitar as liñas vermellas ecolóxicas, se hai plantas protexidas raras ou árbores antigas na zona de construción, é necesario comunicarse previamente co departamento forestal e tomar medidas de protección baixo a dirección do departamento forestal para levar a cabo a protección no lugar ou a protección contra a migración», dixo Jiang Shuwen.
En cada central eléctrica de almacenamento por bombeo de Southern Power Grid Energy Storage, pódese ver unha enorme pantalla electrónica que publica datos en tempo real como o contido de ións negativos, a calidade do aire, os raios ultravioleta, a temperatura, a humidade, etc. no ambiente. «Isto é o que pedimos para monitorizar nós mesmos, para que as partes interesadas poidan ver claramente a calidade ambiental da central». Jiang Shuwen dixo: «Despois da construción das centrais eléctricas de almacenamento por bombeo de Yangjiang e Meizhou, as garzotas, coñecidas como "aves de monitorización ambiental", viñeron aniñar en grupos, o que supón o recoñecemento máis intuitivo da calidade ecolóxica do ambiente, como a calidade do aire e da auga do encoro na zona da central».
Desde a construción da primeira central eléctrica de bombeo de almacenamento a grande escala na China en Guangzhou en 1993, Southern Power Grid Energy Storage acumulou unha experiencia madura na implementación de proxectos ecolóxicos ao longo do ciclo de vida. En 2023, a empresa lanzou os "Métodos de xestión da construción verde e indicadores de avaliación para centrais eléctricas de bombeo de almacenamento", que aclararon as responsabilidades e os estándares de avaliación da construción verde de todas as unidades participantes no proxecto durante o proceso de construción. Ten obxectivos e métodos de implementación prácticos, o que é de gran importancia para guiar á industria na implementación da protección ecolóxica.
As centrais eléctricas de almacenamento por bombeo construíronse desde cero e moitas tecnoloxías e xestións non teñen precedentes a seguir. Depende de líderes da industria como Southern Power Grid Energy Storage para impulsar as cadeas industriais augas arriba e augas abaixo para innovar, explorar e verificar continuamente e promover a modernización industrial paso a paso. A protección ecolóxica tamén é unha parte indispensable do desenvolvemento sostible da industria do almacenamento por bombeo. Non só representa a responsabilidade da empresa, senón que tamén destaca o valor "verde" e o contido de ouro deste proxecto de almacenamento de enerxía verde.
O reloxo da neutralidade de carbono está a soar e o desenvolvemento das enerxías renovables continúa a acadar novos avances. O papel das centrais eléctricas de almacenamento por bombeo como "reguladores", "bancos de enerxía" e "estabilizadores" no balance de carga da rede eléctrica é cada vez máis destacado.
Data de publicación: 05-02-2025
