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 a 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 seu ciclo de vida. En 2023, a empresa lanzou os "Métodos de xestión da construción verde e indicadores de avaliación para centrais eléctricas de bombeo", 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
