Badan Meteorologi Tiongkok mengatakan bahwa karena ketidakpastian sistem iklim yang diperburuk oleh pemanasan global, peristiwa suhu tinggi ekstrem dan curah hujan lebat ekstrem di Tiongkok menjadi lebih sering terjadi dan lebih kuat.
Sejak Revolusi Industri, gas rumah kaca yang dihasilkan oleh aktivitas manusia telah menyebabkan suhu tinggi global yang tidak normal, naiknya permukaan air laut, dan cuaca ekstrem seperti hujan badai, banjir, dan kekeringan telah terjadi di berbagai wilayah dengan kepadatan dan frekuensi yang lebih tinggi.
Organisasi Kesehatan Dunia mengemukakan bahwa meningkatnya suhu global dan pembakaran bahan bakar fosil yang berlebihan telah menjadi salah satu ancaman terbesar bagi kesehatan manusia. Tidak hanya ancaman sengatan panas, sengatan panas, dan penyakit kardiovaskular, perubahan iklim dapat menyebabkan lebih dari 50% patogen manusia yang diketahui menjadi lebih buruk.
Perubahan iklim merupakan tantangan besar yang dihadapi umat manusia di era kontemporer. Sebagai penghasil emisi gas rumah kaca utama, Tiongkok mengumumkan sasaran “puncak karbon dan netralitas karbon” pada tahun 2020, membuat komitmen serius kepada masyarakat internasional, menunjukkan tanggung jawab dan komitmen negara besar, dan juga mencerminkan kebutuhan mendesak bagi negara untuk mempromosikan transformasi dan peningkatan struktur ekonomi dan mempromosikan koeksistensi yang harmonis antara manusia dan alam.
Tantangan turbulensi sistem tenaga listrik
Bidang energi merupakan medan pertempuran yang sangat diperhatikan dalam penerapan “karbon ganda”.
Untuk setiap kenaikan suhu rata-rata global sebesar 1 derajat Celsius, batu bara menyumbang lebih dari 0,3 derajat Celsius. Untuk lebih mendorong revolusi energi, perlu untuk mengendalikan konsumsi energi fosil dan mempercepat pembangunan sistem energi baru. Pada tahun 2022-2023, Tiongkok mengeluarkan lebih dari 120 kebijakan “karbon ganda”, terutama menekankan dukungan utama untuk pengembangan dan pemanfaatan energi terbarukan.
Di bawah promosi kebijakan yang kuat, Tiongkok telah menjadi negara terbesar di dunia dalam penggunaan energi baru dan energi terbarukan. Menurut data dari Administrasi Energi Nasional, pada paruh pertama tahun 2024, kapasitas terpasang baru pembangkit listrik energi terbarukan di negara itu adalah 134 juta kilowatt, yang mencakup 88% dari kapasitas terpasang baru; pembangkit listrik energi terbarukan adalah 1,56 triliun kilowatt-jam, yang mencakup sekitar 35% dari total pembangkit listrik.
Lebih banyak tenaga angin dan tenaga fotovoltaik dimasukkan ke dalam jaringan listrik, menghadirkan listrik hijau yang lebih bersih bagi produksi dan kehidupan masyarakat, tetapi juga menantang mode operasi tradisional jaringan listrik.
Mode pasokan daya jaringan listrik tradisional bersifat instan dan terencana. Saat Anda menyalakan daya, itu berarti seseorang telah menghitung kebutuhan Anda terlebih dahulu dan menghasilkan listrik untuk Anda di suatu tempat pada saat yang sama. Kurva pembangkitan daya dari pembangkit listrik dan kurva transmisi daya dari saluran transmisi direncanakan terlebih dahulu menurut data historis. Bahkan jika permintaan listrik tiba-tiba meningkat, permintaan tersebut dapat dipenuhi tepat waktu dengan menyalakan unit daya termal cadangan, sehingga mencapai operasi sistem jaringan listrik yang aman dan stabil.
Namun, dengan diperkenalkannya sejumlah besar tenaga angin dan tenaga fotovoltaik, kapan dan berapa banyak listrik yang dapat dihasilkan semuanya ditentukan oleh cuaca, yang sulit direncanakan. Ketika kondisi cuaca baik, unit energi baru beroperasi pada kapasitas penuh dan menghasilkan sejumlah besar listrik hijau, tetapi jika permintaan tidak meningkat, listrik ini tidak dapat dihubungkan ke Internet; ketika permintaan listrik kuat, kebetulan hujan dan berawan, turbin angin tidak berputar, panel fotovoltaik tidak memanas, dan masalah pemadaman listrik terjadi.
Sebelumnya, penghentian penggunaan tenaga angin dan listrik di Gansu, Xinjiang, dan provinsi-provinsi energi baru lainnya terkait dengan kekurangan listrik musiman di wilayah tersebut dan ketidakmampuan jaringan listrik untuk menyerapnya tepat waktu. Ketidakterkendalian energi bersih membawa tantangan bagi penyaluran jaringan listrik dan meningkatkan risiko pengoperasian sistem tenaga listrik. Saat ini, ketika orang-orang sangat bergantung pada pasokan listrik yang stabil untuk produksi dan kehidupan, ketidaksesuaian antara pembangkitan listrik dan konsumsi listrik akan berdampak serius pada ekonomi dan sosial.
Terdapat perbedaan tertentu antara kapasitas terpasang energi baru dan pembangkitan daya aktual, dan permintaan daya pengguna dan daya yang dihasilkan oleh pembangkit daya tidak dapat mencapai "sumber mengikuti beban" dan "keseimbangan dinamis". Listrik "segar" harus digunakan tepat waktu atau disimpan, yang merupakan kondisi yang diperlukan untuk operasi jaringan listrik yang terorganisasi dengan baik. Untuk mencapai tujuan ini, selain membangun model prediksi energi bersih yang akurat melalui analisis akurat data cuaca dan pembangkitan daya historis, juga perlu meningkatkan fleksibilitas pengiriman sistem daya melalui alat-alat seperti sistem penyimpanan energi dan pembangkit daya virtual. Negara ini menekankan "percepatan perencanaan dan pembangunan sistem energi baru", dan penyimpanan energi merupakan teknologi yang sangat diperlukan.
“Bank Hijau” dalam Sistem Energi Baru
Di bawah revolusi energi, peran penting pembangkit listrik tenaga pompa menjadi semakin menonjol. Teknologi ini, yang lahir pada akhir abad ke-19, awalnya dibangun untuk mengatur sumber daya air musiman di sungai untuk menghasilkan listrik. Teknologi ini berkembang pesat dan secara bertahap matang dengan latar belakang percepatan industrialisasi dan pembangunan pembangkit listrik tenaga nuklir.
Prinsipnya sangat sederhana. Dua waduk dibangun di gunung dan di kaki gunung. Ketika malam atau akhir pekan tiba, permintaan listrik berkurang, dan listrik yang murah dan berlebih digunakan untuk memompa air ke waduk di hulu; ketika konsumsi listrik mencapai puncaknya, air dilepaskan untuk menghasilkan listrik, sehingga listrik dapat disesuaikan kembali dan didistribusikan dalam waktu dan ruang.
Sebagai teknologi penyimpanan energi yang sudah ada sejak seabad lalu, penyimpanan terpompa telah diberi tugas baru dalam proses "karbon ganda". Ketika kapasitas pembangkitan daya dari tenaga fotovoltaik dan tenaga angin kuat dan permintaan listrik pengguna berkurang, penyimpanan terpompa dapat menyimpan kelebihan listrik. Ketika permintaan listrik meningkat, listrik dilepaskan untuk membantu jaringan listrik mencapai keseimbangan pasokan dan permintaan.
Fleksibel dan andal, dengan start dan stop yang cepat. Hanya butuh waktu kurang dari 4 menit dari start hingga pembangkitan daya beban penuh. Jika terjadi kecelakaan skala besar di jaringan listrik, penyimpanan pompa dapat menyala dengan cepat dan memulihkan pasokan daya ke jaringan listrik. Ini dianggap sebagai "korek api" terakhir untuk menerangi jaringan listrik yang gelap.
Sebagai salah satu teknologi penyimpanan energi yang paling matang dan paling banyak digunakan, penyimpanan terpompa saat ini merupakan "baterai" terbesar di dunia, yang mencakup lebih dari 86% kapasitas terpasang penyimpanan energi dunia. Dibandingkan dengan penyimpanan energi baru seperti penyimpanan energi elektrokimia dan penyimpanan energi hidrogen, penyimpanan terpompa memiliki keunggulan teknologi yang stabil, biaya rendah, dan kapasitas besar.
Pembangkit listrik dengan penyimpanan terpompa memiliki masa pakai desain 40 tahun. Pembangkit ini dapat beroperasi selama 5 hingga 7 jam sehari dan mengeluarkan daya secara terus-menerus. Pembangkit ini menggunakan air sebagai "bahan bakar", memiliki biaya operasi dan pemeliharaan yang rendah, dan tidak terpengaruh oleh fluktuasi harga bahan baku seperti litium, natrium, dan vanadium. Manfaat ekonomi dan kemampuan layanannya sangat penting untuk mengurangi biaya listrik hijau dan mengurangi emisi karbon dari jaringan listrik.
Pada bulan Juli 2024, rencana implementasi provinsi pertama negara saya untuk penyimpanan pompa untuk berpartisipasi dalam pasar listrik secara resmi diterbitkan di Guangdong. Pembangkit listrik penyimpanan pompa akan memperdagangkan semua listrik di tempat dengan cara baru "menawar jumlah dan kuotasi", dan "memompa air untuk menyimpan listrik" dan "melepas air untuk memperoleh listrik" secara efisien dan fleksibel di pasar listrik, memainkan peran baru dalam menyimpan dan mengakses "bank listrik hijau" energi baru, dan membuka jalur baru untuk memperoleh manfaat yang berorientasi pasar.
“Kami akan merumuskan strategi penawaran harga secara ilmiah, berpartisipasi aktif dalam perdagangan listrik, meningkatkan efisiensi unit secara menyeluruh, dan berupaya memperoleh manfaat insentif dari listrik dan biaya listrik sambil mendorong peningkatan proporsi konsumsi energi baru.” Wang Bei, wakil manajer umum Departemen Perencanaan dan Keuangan Penyimpanan Energi Southern Power Grid, berkata.
Teknologi yang matang, kapasitas yang besar, penyimpanan dan akses yang fleksibel, hasil produksi yang tahan lama, biaya yang rendah di sepanjang siklus hidup, dan mekanisme berorientasi pasar yang semakin ditingkatkan telah menjadikan penyimpanan pompa sebagai "serba bisa" yang paling ekonomis dan praktis dalam proses revolusi energi, memainkan peran kunci dalam mempromosikan penggunaan energi terbarukan yang efektif dan memastikan keamanan dan stabilitas sistem tenaga listrik.
Proyek besar yang kontroversial
Dengan latar belakang penyesuaian struktur energi nasional dan pesatnya perkembangan energi baru, pembangkit listrik tenaga pompa penyimpanan telah mengantarkan pada ledakan konstruksi. Pada paruh pertama tahun 2024, kapasitas terpasang kumulatif penyimpanan pompa di Tiongkok mencapai 54,39 juta kilowatt, dan tingkat pertumbuhan investasi meningkat sebesar 30,4 poin persentase dibandingkan periode yang sama tahun lalu. Dalam sepuluh tahun ke depan, ruang investasi negara saya untuk penyimpanan pompa akan mendekati satu triliun yuan.
Pada bulan Agustus 2024, Komite Sentral CPC dan Dewan Negara mengeluarkan “Pendapat tentang Percepatan Transformasi Hijau Komprehensif dalam Pembangunan Ekonomi dan Sosial”. Pada tahun 2030, kapasitas terpasang pembangkit listrik tenaga pompa akan melampaui 120 juta kilowatt.
Meskipun peluang datang, peluang tersebut juga menyebabkan masalah investasi yang terlalu panas. Pembangunan pembangkit listrik tenaga pompa merupakan rekayasa sistem yang ketat dan rumit, yang melibatkan banyak mata rantai seperti regulasi, pekerjaan persiapan, dan persetujuan. Dalam lonjakan investasi, beberapa pemerintah daerah dan pemilik sering mengabaikan sifat ilmiah pemilihan lokasi dan saturasi kapasitas, dan secara berlebihan mengejar kecepatan dan skala pengembangan proyek, yang menimbulkan serangkaian efek negatif.
Pemilihan lokasi pembangkit listrik tenaga pompa perlu mempertimbangkan kondisi geologi, lokasi geografis (dekat dengan pusat beban, dekat dengan basis energi), garis merah ekologis, head drop, akuisisi lahan dan imigrasi, dan faktor-faktor lainnya. Perencanaan dan tata letak yang tidak masuk akal akan menyebabkan pembangunan pembangkit listrik tidak sesuai dengan kebutuhan jaringan listrik yang sebenarnya atau tidak dapat digunakan. Tidak hanya biaya konstruksi dan biaya operasi yang akan sulit dicerna untuk sementara waktu, tetapi bahkan akan ada masalah seperti pelanggaran garis merah ekologis selama konstruksi; setelah selesai, jika tingkat teknis dan operasi serta pemeliharaan tidak sesuai standar, hal itu akan menimbulkan risiko keselamatan.
“Masih ada beberapa kasus di mana pemilihan lokasi beberapa proyek tidak masuk akal.” Lei Xingchun, wakil manajer umum departemen infrastruktur Southern Grid Energy Storage Company, mengatakan, “Inti dari pembangkit listrik penyimpanan pompa adalah untuk melayani kebutuhan jaringan listrik dan memastikan akses energi baru ke jaringan. Pemilihan lokasi dan kapasitas pembangkit listrik penyimpanan pompa harus ditentukan berdasarkan karakteristik distribusi daya, karakteristik operasi jaringan listrik, distribusi beban daya, dan struktur daya.”
“Proyek ini berskala besar dan membutuhkan banyak investasi awal. Lebih penting lagi untuk memperkuat komunikasi dan koordinasi dengan sumber daya alam, lingkungan ekologi, kehutanan, padang rumput, konservasi air, dan departemen lainnya, serta melakukan pekerjaan yang baik dalam menghubungkan dengan garis merah perlindungan ekologi dan rencana terkait.” Jiang Shuwen, kepala departemen perencanaan Southern Grid Energy Storage Company, menambahkan.
Investasi pembangunan yang mencapai puluhan miliar bahkan puluhan miliar, luas areal pembangunan waduk yang mencapai ratusan hektare, serta jangka waktu pembangunan yang mencapai 5 hingga 7 tahun juga menjadi alasan mengapa banyak pihak mengkritik pumped storage yang dinilai kurang “ekonomis dan ramah lingkungan” dibanding penyimpanan energi lainnya.
Namun pada kenyataannya, dibandingkan dengan waktu pengosongan terbatas dan masa operasi 10 tahun penyimpanan energi kimia, masa pakai aktual pembangkit listrik penyimpanan pompa dapat mencapai 50 tahun atau bahkan lebih lama. Dengan penyimpanan energi berkapasitas besar, frekuensi pemompaan tak terbatas, dan biaya per kilowatt-jam yang lebih rendah, efisiensi ekonominya masih jauh lebih tinggi daripada penyimpanan energi lainnya.
Zheng Jing, seorang insinyur senior di Institut Perencanaan dan Desain Sumber Daya Air dan Tenaga Air Tiongkok, telah melakukan sebuah studi: “Analisis efisiensi ekonomi proyek menunjukkan bahwa biaya rata-rata per kilowatt-jam dari pembangkit listrik penyimpanan pompa adalah 0,207 yuan/kWh. Biaya rata-rata per kilowatt-jam dari penyimpanan energi elektrokimia adalah 0,563 yuan/kWh, yang berarti 2,7 kali lipat dari pembangkit listrik penyimpanan pompa.”
"Penyimpanan energi elektrokimia telah berkembang pesat dalam beberapa tahun terakhir, tetapi ada berbagai bahaya tersembunyi. Perlu untuk terus memperpanjang siklus hidup, mengurangi biaya unit, dan meningkatkan skala pembangkit listrik dan mengonfigurasi fungsi penyesuaian fase dari perspektif memastikan keselamatan, sehingga dapat dibandingkan dengan pembangkit listrik penyimpanan pompa." Zheng Jing menjelaskan.
Bangun pembangkit listrik, percantik lahan
Menurut data dari Southern Power Grid Energy Storage, pada paruh pertama tahun 2024, total pembangkitan daya dari pembangkit listrik tenaga pompa di wilayah selatan hampir mencapai 6 miliar kWh, setara dengan permintaan listrik dari 5,5 juta pengguna rumah tangga selama setengah tahun, meningkat 1,3% dari tahun ke tahun; jumlah unit pembangkit listrik yang baru beroperasi melebihi 20.000 kali lipat, meningkat 20,9% dari tahun ke tahun. Rata-rata, setiap unit dari setiap pembangkit listrik menghasilkan daya puncak lebih dari 3 kali sehari, memberikan kontribusi penting bagi akses energi bersih yang stabil ke jaringan listrik.
Atas dasar membantu jaringan listrik meningkatkan kapasitas penyimpanan energi yang dapat menghemat listrik dan menyediakan listrik bersih untuk pembangunan sosial dan ekonomi, Penyimpanan Energi Southern Power Grid berkomitmen untuk membangun pembangkit listrik yang indah dan menyediakan produk ekologi dan lingkungan yang "hijau, terbuka, dan bersama" bagi masyarakat setempat.
Setiap musim semi, pegunungan dipenuhi bunga sakura. Pesepeda dan pendaki pergi ke Distrik Yantian Shenzhen untuk singgah. Memantulkan danau dan pegunungan, berjalan-jalan di lautan bunga sakura, seolah-olah berada di surga. Ini adalah reservoir atas Pembangkit Listrik Tenaga Pompa Shenzhen, pembangkit listrik tenaga pompa pertama yang dibangun di pusat kota di negara ini, dan "taman gunung dan laut" di mulut wisatawan.
Pembangkit Listrik Tenaga Pompa Shenzhen menerapkan konsep ekologi hijau di awal perencanaannya. Fasilitas dan peralatan perlindungan lingkungan dan konservasi air dirancang, dibangun, dan dioperasikan bersamaan dengan proyek tersebut. Proyek ini telah memenangkan penghargaan seperti “Proyek Kualitas Nasional” dan “Proyek Demonstrasi Konservasi Tanah dan Air Nasional”. Setelah pembangkit listrik tersebut dioperasikan, China Southern Power Grid Energy Storage meningkatkan lanskap “de-industrialisasi” di area waduk bagian atas dengan standar taman ekologi, dan bekerja sama dengan Pemerintah Distrik Yantian untuk menanam bunga sakura di sekitar waduk bagian atas, sehingga menciptakan kartu nama Yantian sebagai “kota pegunungan, laut, dan bunga”.
Penekanan pada perlindungan ekologi bukanlah hal yang khusus bagi Pembangkit Listrik Tenaga Pompa Shenzhen. China Southern Power Grid Energy Storage telah merumuskan sistem manajemen konstruksi hijau yang ketat dan standar evaluasi di seluruh proses konstruksi proyek; setiap proyek menggabungkan lingkungan alam sekitar, karakteristik budaya, dan rencana pemerintah setempat yang relevan, serta menetapkan biaya khusus untuk pemulihan dan peningkatan lingkungan ekologi dalam anggaran perlindungan lingkungan untuk memastikan integrasi yang harmonis antara lanskap industri proyek dan lingkungan ekologi sekitar.
“Pembangkit listrik tenaga pompa memiliki persyaratan yang relatif tinggi untuk pemilihan lokasi. Atas dasar menghindari garis merah ekologis, jika terdapat tanaman langka yang dilindungi atau pohon-pohon kuno di area konstruksi, perlu untuk berkomunikasi dengan departemen kehutanan terlebih dahulu dan mengambil tindakan perlindungan di bawah arahan departemen kehutanan untuk melakukan perlindungan di lokasi atau perlindungan migrasi.” Kata Jiang Shuwen.
Di setiap stasiun daya pompa penyimpanan Southern Power Grid Energy Storage, Anda dapat melihat layar tampilan elektronik besar, yang menerbitkan data waktu nyata seperti kandungan ion negatif, kualitas udara, sinar ultraviolet, suhu, kelembaban, dll. di lingkungan. “Inilah yang kami minta untuk dipantau sendiri, sehingga para pemangku kepentingan dapat melihat dengan jelas kualitas lingkungan dari stasiun daya tersebut.” Jiang Shuwen berkata, “Setelah pembangunan stasiun daya pompa penyimpanan Yangjiang dan Meizhou, burung kuntul, yang dikenal sebagai 'burung pemantau lingkungan', bertengger dalam kelompok, yang merupakan pengenalan paling intuitif dari kualitas lingkungan ekologis seperti kualitas udara dan air waduk di area stasiun daya.”
Sejak pembangunan pembangkit listrik penyimpanan pompa skala besar pertama di Tiongkok di Guangzhou pada tahun 1993, Southern Power Grid Energy Storage telah mengumpulkan pengalaman matang dalam cara mengimplementasikan proyek ramah lingkungan di seluruh siklus hidupnya. Pada tahun 2023, perusahaan meluncurkan “Metode Manajemen Konstruksi Ramah Lingkungan dan Indikator Evaluasi untuk Pembangkit Listrik Penyimpanan Pompa”, yang mengklarifikasi tanggung jawab dan standar evaluasi konstruksi ramah lingkungan dari semua unit yang berpartisipasi dalam proyek selama proses konstruksi. Dokumen ini memiliki tujuan praktis dan metode implementasi, yang sangat penting untuk memandu industri dalam mengimplementasikan perlindungan ekologis.
Pembangkit listrik penyimpanan terpompa telah dibangun dari awal, dan banyak teknologi dan manajemen tidak memiliki preseden untuk diikuti. Hal ini bergantung pada para pemimpin industri seperti Southern Power Grid Energy Storage untuk mendorong rantai industri hulu dan hilir untuk terus berinovasi, mengeksplorasi, dan memverifikasi, serta mempromosikan peningkatan industri selangkah demi selangkah. Perlindungan ekologi juga merupakan bagian yang tak terpisahkan dari pembangunan berkelanjutan industri penyimpanan terpompa. Hal ini tidak hanya mewakili tanggung jawab perusahaan, tetapi juga menyoroti nilai "hijau" dan kandungan emas dari proyek penyimpanan energi hijau ini.
Jam netralitas karbon terus berdentang, dan pengembangan energi terbarukan terus mencapai terobosan baru. Peran pembangkit listrik tenaga pompa sebagai "pengatur", "bank daya", dan "penstabil" dalam keseimbangan beban jaringan listrik menjadi semakin menonjol.
Waktu posting: 05-Feb-2025
