Kineska meteorološka uprava izjavila je da zbog nesigurnosti klimatskog sustava pogoršane globalnim zagrijavanjem, ekstremno visoke temperature i ekstremno obilne oborine u Kini postaju sve češći i jači.
Od industrijske revolucije, staklenički plinovi proizvedeni ljudskim aktivnostima uzrokovali su abnormalno visoke globalne temperature, porast razine mora, a ekstremni vremenski uvjeti poput kiša, poplava i suša javljali su se u različitim regijama s većom gustoćom i učestalošću.
Svjetska zdravstvena organizacija istaknula je da su porast globalnih temperatura i prekomjerno izgaranje fosilnih goriva postali jedna od najvećih prijetnji ljudskom zdravlju. Ne samo prijetnja toplinskog udara i kardiovaskularnih bolesti, klimatske promjene mogu uzrokovati pogoršanje stanja više od 50% poznatih ljudskih patogena.
Klimatske promjene glavni su izazov s kojim se čovječanstvo suočava u suvremenom dobu. Kao glavni emiter stakleničkih plinova, Kina je 2020. godine objavila cilj „vrhunca ugljika i ugljične neutralnosti“, svečano se obvezala međunarodnoj zajednici, pokazala odgovornost i predanost velike zemlje, a također je odrazila hitnu potrebu da zemlja promovira transformaciju i unapređenje gospodarske strukture te promiče skladan suživot čovjeka i prirode.
Izazovi turbulencije u elektroenergetskom sustavu
Energetsko područje je vrlo praćeno bojno polje za provedbu „dvostrukog ugljika“.
Za svaki porast prosječne globalne temperature od 1 stupnja Celzija, ugljen doprinosi s više od 0,3 stupnja Celzija. Kako bi se dodatno potaknula energetska revolucija, potrebno je kontrolirati potrošnju fosilnih goriva i ubrzati izgradnju novog energetskog sustava. U razdoblju 2022.-2023. Kina je izdala više od 120 politika „dvostrukog ugljika“, posebno naglašavajući ključnu podršku razvoju i korištenju obnovljivih izvora energije.
Zahvaljujući snažnoj promociji politika, Kina je postala najveća svjetska zemlja u korištenju nove energije i obnovljivih izvora energije. Prema podacima Nacionalne uprave za energetiku, u prvoj polovici 2024. godine novi instalirani kapacitet proizvodnje energije iz obnovljivih izvora energije u zemlji iznosio je 134 milijuna kilovata, što čini 88% novih instaliranih kapaciteta; proizvodnja energije iz obnovljivih izvora energije iznosila je 1,56 bilijuna kilovat-sati, što čini oko 35% ukupne proizvodnje energije.
Sve više energije vjetra i fotonaponske energije uključuje se u elektroenergetsku mrežu, donoseći čišću zelenu električnu energiju u proizvodnju i život ljudi, ali i dovodeći u pitanje tradicionalni način rada elektroenergetske mreže.
Tradicionalni način napajanja elektroenergetske mreže je trenutni i planirani. Kada uključite struju, to znači da je netko unaprijed izračunao vaše potrebe i da vam istovremeno negdje proizvodi električnu energiju. Krivulja proizvodnje energije elektrane i krivulja prijenosa energije prijenosnog kanala unaprijed su planirane prema povijesnim podacima. Čak i ako potražnja za električnom energijom naglo poraste, potražnja se može na vrijeme zadovoljiti pokretanjem rezervnih termoelektrana, kako bi se postigao siguran i stabilan rad elektroenergetskog sustava.
Međutim, s uvođenjem velikog broja vjetroelektrana i fotonaponskih elektrana, vrijeme i količina proizvodnje električne energije određeni su vremenskim uvjetima, što je teško planirati. Kada su vremenski uvjeti dobri, nove energetske jedinice rade punim kapacitetom i proizvode veliku količinu zelene električne energije, ali ako se potražnja ne poveća, ta se električna energija ne može spojiti na internet; kada je potražnja za električnom energijom jaka, događa se da je kišovito i oblačno, vjetroturbine se ne okreću, fotonaponski paneli se ne zagrijavaju i dolazi do problema s nestankom struje.
Prije je napuštanje energije vjetra i svjetla u Gansuu, Xinjiangu i drugim novim energetskim provincijama bilo povezano sa sezonskim nedostatkom električne energije u regiji i nemogućnošću elektroenergetske mreže da je na vrijeme apsorbira. Nemogućnost kontrole čiste energije donosi izazove dispečiranju elektroenergetske mreže i povećava operativne rizike elektroenergetskog sustava. Danas, kada su ljudi uvelike ovisni o stabilnoj opskrbi energijom za proizvodnju i život, svaka neusklađenost između proizvodnje i potrošnje energije imat će ozbiljne ekonomske i društvene posljedice.
Postoji određena razlika između instaliranog kapaciteta nove energije i stvarne proizvodnje energije, a potražnja za energijom korisnika i energija koju proizvode elektrane ne mogu postići "izvor prati opterećenje" i "dinamičku ravnotežu". "Svježa" električna energija mora se koristiti na vrijeme ili skladištiti, što je nužan uvjet za stabilan rad dobro organizirane elektroenergetske mreže. Da bi se postigao taj cilj, osim izgradnje točno određenog modela predviđanja čiste energije kroz točnu analizu vremenskih i povijesnih podataka o proizvodnji energije, potrebno je povećati i fleksibilnost dispečiranja elektroenergetskog sustava putem alata kao što su sustavi za pohranu energije i virtualne elektrane. Zemlja naglašava "ubrzanje planiranja i izgradnje novog energetskog sustava", a skladištenje energije je nezamjenjiva tehnologija.
„Zelena banka“ u novom energetskom sustavu
U sklopu energetske revolucije, važna uloga reverzibilnih elektrana postala je sve istaknutija. Ova tehnologija, koja je nastala krajem 19. stoljeća, izvorno je izgrađena za regulaciju sezonskih vodnih resursa u rijekama radi proizvodnje električne energije. Brzo se razvila i postupno sazrijevala u kontekstu ubrzane industrijalizacije i izgradnje nuklearnih elektrana.
Njegov princip je vrlo jednostavan. Dva rezervoara izgrađena su na planini i u podnožju planine. Kada dođe noć ili vikend, potražnja za električnom energijom se smanjuje, a jeftina i višak električne energije koristi se za pumpanje vode u uzvodni rezervoar; kada je potrošnja električne energije na vrhuncu, voda se ispušta za proizvodnju električne energije, tako da se električna energija može prilagoditi i distribuirati u vremenu i prostoru.
Kao stoljetna tehnologija skladištenja energije, pumpno-akumulacijsko skladištenje dobilo je novi zadatak u procesu „dvostrukog ugljika“. Kada je kapacitet proizvodnje energije fotonaponskih i vjetroelektrana jak, a potražnja korisnika za električnom energijom smanjena, pumpno-akumulacijsko skladištenje može pohraniti višak električne energije. Kada se potražnja za električnom energijom poveća, električna energija se oslobađa kako bi se pomoglo elektroenergetskoj mreži da postigne ravnotežu ponude i potražnje.
Fleksibilan je i pouzdan, s brzim pokretanjem i zaustavljanjem. Potrebno je manje od 4 minute od pokretanja do proizvodnje energije pod punim opterećenjem. Ako se u elektroenergetskoj mreži dogodi velika nesreća, pumpno-akumulacijska elektrana može se brzo pokrenuti i vratiti opskrbu električnom energijom. Smatra se posljednjom "šibicom" koja osvijetli tamnu elektroenergetsku mrežu.
Kao jedna od najzrelijih i široko korištenih tehnologija skladištenja energije, pumpno skladištenje trenutno je najveća svjetska „baterija“, koja čini više od 86% instaliranog kapaciteta skladištenja energije u svijetu. U usporedbi s novim sustavima skladištenja energije kao što su elektrokemijsko skladištenje energije i skladištenje vodikove energije, pumpno skladištenje ima prednosti stabilne tehnologije, niske cijene i velikog kapaciteta.
Projektirani vijek trajanja crpne elektrane je 40 godina. Može raditi 5 do 7 sati dnevno i kontinuirano prazniti vodu. Koristi vodu kao „gorivo“, ima niske troškove rada i održavanja te na nju ne utječu fluktuacije cijena sirovina poput litija, natrija i vanadija. Njene ekonomske prednosti i servisne mogućnosti ključne su za smanjenje troškova zelene električne energije i smanjenje emisija ugljika iz elektroenergetske mreže.
U srpnju 2024. godine, u Guangdongu je službeno objavljen prvi pokrajinski provedbeni plan moje zemlje za reverzno skladištenje energije za sudjelovanje na tržištu električne energije. Reverzno skladištene elektrane će trgovati svom električnom energijom na licu mjesta na novi način „kotiranja količine i kotacije“, te „pumpati vodu za skladištenje električne energije“ i „ispuštati vodu za dobivanje električne energije“ učinkovito i fleksibilno na tržištu električne energije, igrajući novu ulogu skladištenja i pristupa novoj energetskoj „zelenoj banci električne energije“ i otvarajući novi put za postizanje tržišno orijentiranih koristi.
„Znanstveno ćemo formulirati strategije kotiranja, aktivno sudjelovati u trgovanju električnom energijom, poboljšati sveobuhvatnu učinkovitost jedinica i nastojati ostvariti poticajne pogodnosti od električne energije i naknada za električnu energiju, istovremeno potičući povećanje udjela nove potrošnje energije“, rekao je Wang Bei, zamjenik glavnog direktora Odjela za planiranje i financiranje skladištenja energije Južne elektroenergetske mreže.
Zrela tehnologija, ogroman kapacitet, fleksibilno skladištenje i pristup, dugotrajna proizvodnja, niski troškovi tijekom cijelog životnog ciklusa i sve poboljšaniji tržišno orijentirani mehanizmi učinili su reverzibilne hidroelektrane najekonomičnijim i najpraktičnijim "svestranim" uređajem u procesu energetske revolucije, igrajući ključnu ulogu u promicanju učinkovitog korištenja obnovljivih izvora energije i osiguravanju sigurnosti i stabilnosti elektroenergetskog sustava.
Kontroverzni veliki projekti
U kontekstu prilagodbe nacionalne energetske strukture i brzog razvoja novih izvora energije, reverzibilne hidroelektrane dovele su do građevinskog buma. U prvoj polovici 2024. godine, kumulativni instalirani kapacitet reverzibilnih hidroelektrana u Kini dosegao je 54,39 milijuna kilovata, a stopa rasta ulaganja povećala se za 30,4 postotna boda u odnosu na isto razdoblje prošle godine. U sljedećih deset godina, investicijski prostor moje zemlje za reverzibilne hidroelektrane bit će blizu jednog bilijuna juana.
U kolovozu 2024. Centralni komitet KPK-a i Državno vijeće izdali su „Mišljenja o ubrzanju sveobuhvatne zelene transformacije gospodarskog i društvenog razvoja“. Do 2030. instalirani kapacitet reverzibilnih elektrana premašit će 120 milijuna kilovata.
Iako se prilike pojavljuju, one također uzrokuju problem pregrijanih ulaganja. Izgradnja reverzibilnih hidroelektrana je rigorozan i složen sustav inženjeringa, koji uključuje više karika poput propisa, pripremnih radova i odobrenja. U vrijeme investicijskog buma, neke lokalne samouprave i vlasnici često ignoriraju znanstvenu prirodu odabira lokacije i zasićenja kapaciteta te pretjerano teže brzini i opsegu razvoja projekta, što donosi niz negativnih učinaka.
Odabir lokacije za reverzibilne elektrane mora uzeti u obzir geološke uvjete, geografski položaj (blizu centra opterećenja, blizu energetske baze), ekološku crvenu liniju, pad tlaka, otkup zemljišta i imigraciju te druge čimbenike. Nerazumno planiranje i raspored uzrokovat će da izgradnja elektrana bude izvan stvarnih potreba elektroenergetske mreže ili neupotrebljiva. Ne samo da će troškovi izgradnje i rada biti teško probavljivi neko vrijeme, već će se pojaviti i problemi poput zadiranja u ekološku crvenu liniju tijekom izgradnje; nakon završetka, ako tehnička i operativna razina održavanja nisu na razini standarda, to će uzrokovati sigurnosne rizike.
„Još uvijek postoje slučajevi gdje je odabir lokacije za neke projekte nerazuman.“ Lei Xingchun, zamjenik glavnog direktora odjela za infrastrukturu tvrtke Southern Grid Energy Storage, rekao je: „Bit pumpno-akumulacijske elektrane je služiti potrebama elektroenergetske mreže i osigurati pristup nove energije mreži. Odabir lokacije i kapacitet pumpno-akumulacijske elektrane moraju se odrediti na temelju karakteristika distribucije energije, karakteristika rada elektroenergetske mreže, raspodjele opterećenja snage i strukture električne energije.“
„Projekt je velikih razmjera i zahtijeva velika početna ulaganja. Još je potrebnije ojačati komunikaciju i koordinaciju s odjelima za prirodne resurse, ekološki okoliš, šumarstvo, travnjake, zaštitu voda i drugim odjelima te dobro se povezati s crvenom linijom ekološke zaštite i srodnim planovima.“ dodao je Jiang Shuwen, voditelj odjela za planiranje tvrtke Southern Grid Energy Storage.
Ulaganje u izgradnju od desetaka milijardi ili čak desetaka milijardi, područje izgradnje akumulacija od stotina hektara i razdoblje izgradnje od 5 do 7 godina također su razlozi zašto mnogi ljudi kritiziraju reverzibilne akumulacije jer nisu „ekonomične i ekološki prihvatljive“ u usporedbi s drugim sustavima skladištenja energije.
No zapravo, u usporedbi s ograničenim vremenima pražnjenja i 10-godišnjim radnim vijekom kemijskog skladištenja energije, stvarni vijek trajanja reverzibilnih elektrana može doseći 50 godina ili čak i dulje. S velikim kapacitetom skladištenja energije, neograničenom učestalošću crpljenja i nižom cijenom po kilovatsatu, njegova ekonomska učinkovitost je i dalje puno veća od ostalih načina skladištenja energije.
Zheng Jing, viši inženjer u Kineskom institutu za vodne resurse i planiranje i projektiranje hidroenergije, proveo je studiju: „Analiza ekonomske učinkovitosti projekta pokazuje da je nivelirani trošak po kilovatsatu reverzibilnih elektrana 0,207 juana/kWh. Nivelirani trošak po kilovatsatu elektrokemijskog skladištenja energije iznosi 0,563 juana/kWh, što je 2,7 puta više od troška reverzibilnih elektrana.“
„Elektrokemijsko skladištenje energije brzo je poraslo posljednjih godina, ali postoje razne skrivene opasnosti. Potrebno je kontinuirano produžavati životni ciklus, smanjivati jedinične troškove, povećavati veličinu elektrane i konfigurirati funkciju podešavanja faze s gledišta osiguranja sigurnosti, tako da se može usporediti s reverzibilnim elektranama“, istaknuo je Zheng Jing.
Izgradite elektranu, uljepšajte zemlju
Prema podacima tvrtke Southern Power Grid Energy Storage, u prvoj polovici 2024. godine kumulativna proizvodnja energije u reverzibilnim elektranama u južnoj regiji iznosila je gotovo 6 milijardi kWh, što je ekvivalentno potražnji za električnom energijom 5,5 milijuna kućanstava tijekom pola godine, što je povećanje od 1,3% u odnosu na prethodnu godinu; broj pokrenutih jedinica za proizvodnju energije premašio je 20.000 puta, što je povećanje od 20,9% u odnosu na prethodnu godinu. U prosjeku, svaka jedinica svake elektrane generira vršnu snagu više od 3 puta dnevno, što značajno doprinosi stabilnom pristupu čiste energije elektroenergetskoj mreži.
Na temelju pomaganja elektroenergetskoj mreži u poboljšanju kapaciteta skladištenja energije za smanjenje vršnih opterećenja i osiguravanju čiste električne energije za društveni i gospodarski razvoj, Southern Power Grid Energy Storage posvećen je izgradnji prekrasnih elektrana i pružanju „zelenih, otvorenih i zajedničkih“ ekoloških i okolišnih proizvoda lokalnom stanovništvu.
Svakog proljeća planine su pune cvjetova trešnje. Biciklisti i planinari odlaze u okrug Shenzhen Yantian kako bi se prijavili. Odražavajući se u jezeru i planinama, šetajući u moru cvjetova trešnje, kao da su u raju. Ovo je gornji rezervoar pumpno-akumulacijske elektrane Shenzhen, prve pumpno-akumulacijske elektrane izgrađene u centru grada u zemlji, i "park planina i mora" u ustima turista.
Shenzhenska crpna elektrana uključila je zelene ekološke koncepte na početku planiranja. Objekti i oprema za zaštitu okoliša i očuvanje vode projektirani su, izgrađeni i pušteni u rad istodobno s projektom. Projekt je osvojio nagrade poput "Nacionalnog projekta kvalitete" i "Nacionalnog demonstracijskog projekta očuvanja tla i vode". Nakon što je elektrana puštena u rad, China Southern Power Grid Energy Storage unaprijedio je krajolik "deindustrijalizacije" gornjeg područja rezervoara sa standardom ekološkog parka i surađivao s vladom okruga Yantian na sadnji trešnjinih cvjetova oko gornjeg rezervoara, stvarajući posjetnicu Yantiana "grad planina, mora i cvijeća".
Naglasak na ekološkoj zaštiti nije poseban slučaj elektrane Shenzhen Pumped Storage. China Southern Power Grid Energy Storage formulirao je stroge sustave upravljanja zelenom gradnjom i standarde evaluacije tijekom cijelog procesa izgradnje projekta; svaki projekt kombinira okolni prirodni okoliš, kulturne karakteristike i relevantne planove lokalne samouprave te u proračunu za zaštitu okoliša postavlja posebne troškove za obnovu i poboljšanje ekološkog okoliša kako bi se osigurala skladna integracija industrijskog krajolika projekta i okolnog ekološkog okoliša.
„Crpno-akumulacijske elektrane imaju relativno visoke zahtjeve za odabir lokacije. Kako bi se izbjegle ekološke crvene linije, ako se u području gradnje nalaze rijetke zaštićene biljke ili drevna stabla, potrebno je unaprijed komunicirati s odjelom za šumarstvo i poduzeti zaštitne mjere pod vodstvom odjela za šumarstvo kako bi se provela zaštita na licu mjesta ili zaštita od migracije“, rekao je Jiang Shuwen.
U svakoj pumpno-akumulacijskoj elektrani tvrtke Southern Power Grid Energy Storage možete vidjeti ogroman elektronički zaslon koji prikazuje podatke u stvarnom vremenu poput sadržaja negativnih iona, kvalitete zraka, ultraljubičastih zraka, temperature, vlažnosti itd. u okolišu. „To smo tražili da sami pratimo, kako bi dionici mogli jasno vidjeti kvalitetu okoliša u elektrani.“ Jiang Shuwen je rekao: „Nakon izgradnje pumpno-akumulacijskih elektrana Yangjiang i Meizhou, čaplje, poznate kao 'ptice praćenja okoliša', došle su se smjestiti u skupinama, što je najintuitivnije prepoznavanje kvalitete ekološkog okoliša poput kvalitete zraka i vode u akumulacijskom jezeru u području elektrane.“
Od izgradnje prve velike reverzibilne elektrane u Kini u Guangzhouu 1993. godine, Southern Power Grid Energy Storage stekao je bogato iskustvo u provedbi zelenih projekata tijekom cijelog životnog ciklusa. Godine 2023. tvrtka je pokrenula „Metode upravljanja zelenom gradnjom i pokazatelje evaluacije za reverzibilne elektrane“, koje su pojasnile odgovornosti i standarde evaluacije zelene gradnje svih jedinica koje sudjeluju u projektu tijekom procesa izgradnje. Ima praktične ciljeve i metode provedbe, što je od velikog značaja za usmjeravanje industrije u provedbi ekološke zaštite.
Crpno-akumulacijske elektrane izgrađene su od nule, a mnoge tehnologije i upravljanje nemaju presedana koje bi trebalo slijediti. Oslanja se na vodeće u industriji poput Southern Power Grid Energy Storage kako bi potaknuli uzvodne i nizvodne industrijske lance kako bi kontinuirano inovirali, istraživali, provjeravali i promicali industrijsku nadogradnju korak po korak. Zaštita okoliša također je neizostavan dio održivog razvoja industrije crpno-akumulacijskih elektrana. Ona ne samo da predstavlja odgovornost tvrtke, već i ističe „zelenu“ vrijednost i zlatni sadržaj ovog projekta zelenog skladištenja energije.
Sat za ugljičnu neutralnost zvoni, a razvoj obnovljivih izvora energije nastavlja ostvarivati nove proboje. Uloga reverzibilnih elektrana kao „regulatora“, „power banki“ i „stabilizatora“ u ravnoteži opterećenja elektroenergetske mreže postaje sve istaknutija.
Vrijeme objave: 05. veljače 2025.
