Kinijos meteorologijos administracija pranešė, kad dėl klimato sistemos neapibrėžtumo, kurį dar labiau padidina visuotinis atšilimas, Kinijoje vis dažnėja ir stiprėja itin aukštos temperatūros ir itin smarkūs krituliai.
Nuo pramonės revoliucijos laikų dėl žmogaus veiklos susidarančios šiltnamio efektą sukeliančios dujos sukėlė neįprastai aukštą pasaulinę temperatūrą, kylantį jūros lygį, o skirtinguose regionuose dažniau ir dažniau pasitaikė ekstremalūs oro reiškiniai, tokie kaip liūtys, potvyniai ir sausros.
Pasaulio sveikatos organizacija atkreipė dėmesį, kad kylanti pasaulinė temperatūra ir per didelis iškastinio kuro deginimas tapo viena didžiausių grėsmių žmonių sveikatai. Klimato kaita ne tik kelia šilumos smūgio, šiluminio smūgio ir širdies bei kraujagyslių ligų grėsmę, bet ir gali pabloginti daugiau nei 50 % žinomų žmonių patogenų būklę.
Klimato kaita yra didelis iššūkis, su kuriuo šiuolaikinė žmonija susiduria. Kinija, kaip pagrindinė šiltnamio efektą sukeliančių dujų skleidėja, 2020 m. paskelbė „anglies dioksido išmetimo piko ir anglies dioksido neutralumo“ tikslą, iškilmingai įsipareigojo tarptautinei bendruomenei, pademonstravo didžiosios šalies atsakomybę ir įsipareigojimus, taip pat atspindėjo neatidėliotiną šalies poreikį skatinti ekonomikos struktūros transformaciją ir modernizavimą bei darnų žmogaus ir gamtos sambūvį.
Elektros sistemos turbulencijos iššūkiai
Energetikos sritis yra labai stebimas „dvigubos anglies“ įgyvendinimo mūšio laukas.
Kiekvienam 1 laipsnio Celsijaus padidėjimui pasaulinėje vidutinėje temperatūroje anglis prisideda prie daugiau nei 0,3 laipsnio Celsijaus. Siekiant toliau skatinti energetikos revoliuciją, būtina kontroliuoti iškastinio kuro suvartojimą ir paspartinti naujos energetikos sistemos kūrimą. 2022–2023 m. Kinija paskelbė daugiau nei 120 „dvigubos anglies“ politikos krypčių, ypač pabrėždama pagrindinę paramą atsinaujinančiosios energijos plėtrai ir naudojimui.
Dėl ryžtingo politikos skatinimo Kinija tapo didžiausia pasaulyje šalimi pagal naujos ir atsinaujinančios energijos naudojimą. Remiantis Nacionalinės energetikos administracijos duomenimis, 2024 m. pirmąjį pusmetį šalies nauja įrengta atsinaujinančios energijos gamybos galia siekė 134 mln. kilovatų, tai sudarė 88 % naujos įrengtos galios; atsinaujinančios energijos gamyba siekė 1,56 trilijono kilovatvalandžių, tai sudarė apie 35 % visos pagamintos energijos.
Į elektros tinklą įtraukiama daugiau vėjo ir fotovoltinės energijos, todėl žmonių gamybai ir gyvenimui tiekiama švaresnė žalioji elektra, tačiau kartu metamas iššūkis tradiciniam elektros tinklo veikimo režimui.
Tradicinis elektros tinklo maitinimo režimas yra momentinis ir suplanuotas. Kai įjungiate elektrą, tai reiškia, kad kažkas iš anksto apskaičiavo jūsų poreikius ir tuo pačiu metu kažkur gamina jums elektros energiją. Elektrinės elektros energijos gamybos kreivė ir perdavimo kanalo elektros energijos perdavimo kreivė yra iš anksto suplanuotos pagal istorinius duomenis. Net jei elektros energijos poreikis staiga padidėtų, jį galima laiku patenkinti įjungiant atsarginius šiluminius energijos blokus, kad būtų užtikrintas saugus ir stabilus elektros tinklo sistemos veikimas.
Tačiau, įdiegus daug vėjo ir fotovoltinių energijos šaltinių, kada ir kiek elektros energijos galima pagaminti, priklauso nuo oro sąlygų, kurias sunku suplanuoti. Esant geroms oro sąlygoms, nauji energijos blokai veikia visu pajėgumu ir gamina didelį kiekį žaliosios elektros energijos, tačiau jei paklausa nedidėja, šios elektros energijos negalima prijungti prie interneto; esant didelei elektros energijos paklausai, lyja ir būna debesuota, vėjo turbinos nesisuka, fotovoltinės baterijos neįkaista ir kyla elektros energijos tiekimo sutrikimų problema.
Anksčiau vėjo ir šviesos atsisakymas Gansu, Sindziange ir kitose naujosiose energetikos provincijose buvo susijęs su sezoniniu elektros energijos trūkumu regione ir elektros tinklo nesugebėjimu jos laiku absorbuoti. Švarios energijos nekontroliuojamumas kelia iššūkių elektros tinklo dispečeriniam valdymui ir padidina elektros energijos sistemos veikimo riziką. Šiandien, kai žmonės labai priklauso nuo stabilaus energijos tiekimo gamybai ir gyvenimui, bet koks neatitikimas tarp energijos gamybos ir suvartojimo turės rimtų ekonominių ir socialinių pasekmių.
Yra tam tikras skirtumas tarp įrengtos naujos energijos galios ir faktinės energijos gamybos, o vartotojų energijos poreikis ir elektrinių gaminama energija negali pasiekti „šaltinio seka apkrovą“ ir „dinaminio balanso“. „Šviežia“ elektros energija turi būti sunaudota laiku arba kaupiama, o tai yra būtina sąlyga stabiliam gerai organizuoto elektros tinklo veikimui. Norint pasiekti šį tikslą, be tikslaus švarios energijos prognozavimo modelio sukūrimo, atliekant tikslią orų ir istorinių energijos gamybos duomenų analizę, taip pat būtina padidinti elektros energijos sistemos dispečerinio valdymo lankstumą naudojant tokias priemones kaip energijos kaupimo sistemos ir virtualios elektrinės. Šalis pabrėžia „naujos energetikos sistemos planavimo ir statybos spartinimą“, o energijos kaupimas yra nepakeičiama technologija.
„Žaliasis bankas“ naujoje energetikos sistemoje
Energetikos revoliucijos metu vis svarbesnis tapo hidroakumuliacinių elektrinių vaidmuo. Ši technologija, atsiradusi XIX a. pabaigoje, iš pradžių buvo sukurta siekiant reguliuoti sezoninius vandens išteklius upėse elektros energijos gamybai. Ji sparčiai vystėsi ir palaipsniui brendo spartėjančios industrializacijos ir atominių elektrinių statybos fone.
Jo principas labai paprastas. Ant kalno ir kalno papėdėje pastatyti du rezervuarai. Atėjus nakčiai ar savaitgaliui, elektros energijos paklausa sumažėja, o pigi ir perteklinė elektra naudojama vandeniui pumpuoti į prieš srovę esantį rezervuarą; kai elektros energijos suvartojimas pasiekia piką, vanduo išleidžiamas elektrai gaminti, kad elektrą būtų galima reguliuoti ir paskirstyti laike ir erdvėje.
Kaip šimtmečio senumo energijos kaupimo technologija, hidroakumuliacinė energija gavo naują užduotį „dvigubos anglies“ procese. Kai fotovoltinės ir vėjo energijos gamybos pajėgumai yra dideli ir vartotojo elektros energijos poreikis sumažėja, hidroakumuliacinė energija gali kaupti perteklinę elektros energiją. Kai elektros energijos poreikis padidėja, ji išleidžiama, kad padėtų elektros tinklui pasiekti pasiūlos ir paklausos pusiausvyrą.
Jis yra lankstus ir patikimas, greitai paleidžiamas ir sustabdomas. Nuo paleidimo iki pilnos apkrovos energijos generavimo užtrunka mažiau nei 4 minutes. Jei elektros tinkle įvyksta didelio masto avarija, hidroakumuliacinė sistema gali greitai įsijungti ir atkurti elektros energijos tiekimą į tinklą. Ji laikoma paskutine „degtuku“, nušviečiančia tamsią elektros tinklą.
Hidraulinė energija, kaip viena iš labiausiai išsivysčiusių ir plačiausiai naudojamų energijos kaupimo technologijų, šiuo metu yra didžiausia pasaulyje „akumuliacinė baterija“, sudaranti daugiau nei 86 % viso pasaulyje įrengto energijos kaupimo pajėgumo. Palyginti su naujais energijos kaupimo įrenginiais, tokiais kaip elektrocheminis energijos kaupimas ir vandenilio energijos kaupimas, hidroakumuliacinė energija turi stabilios technologijos, mažos kainos ir didelės talpos pranašumų.
Hidraulinės elektrinės projektinis eksploatavimo laikas yra 40 metų. Ji gali dirbti 5–7 valandas per dieną ir nuolat išleisti vandenį. Ji naudoja vandenį kaip „kurą“, pasižymi mažomis eksploatavimo ir priežiūros sąnaudomis ir jai įtakos neturi žaliavų, tokių kaip litis, natris ir vanadis, kainų svyravimai. Jos ekonominė nauda ir aptarnavimo galimybės yra labai svarbios mažinant žaliosios elektros energijos kainą ir elektros tinklo anglies dioksido išmetimą.
2024 m. liepos mėn. Guangdonge oficialiai paskelbtas pirmasis mano šalies provincijos įgyvendinimo planas, skirtas hidroakumuliacinėms elektrinėms dalyvauti elektros energijos rinkoje. Hidroakumuliacinės elektrinės prekiaus visa elektros energija vietoje nauju „kiekio ir kainos nustatymo“ būdu, o elektros energijos rinkoje efektyviai ir lanksčiai „pumpuos vandenį elektros energijai kaupti“ ir „išleis vandenį elektros energijai gauti“, atlikdamos naują vaidmenį kaupdamos ir gaudamos naują energijos „žaliosios elektros energijos banką“ ir atverdamos naują kelią gauti rinkos teikiamą naudą.
„Moksliškai formuluosime kainų nustatymo strategijas, aktyviai dalyvausime elektros energijos prekyboje, gerinsime visapusišką įrenginių efektyvumą ir sieksime gauti skatinamųjų išmokų iš elektros energijos ir elektros energijos mokesčių, kartu skatindami naujos energijos suvartojimo dalies didinimą“, – teigė Wang Bei, Pietų elektros tinklo Energijos kaupimo planavimo ir finansų departamento generalinio direktoriaus pavaduotojas.
Brandžios technologijos, didžiuliai pajėgumai, lankstus kaupimas ir prieiga, ilgalaikė gamyba, maža kaina per visą gyvavimo ciklą ir vis tobulesni į rinką orientuoti mechanizmai pavertė hidroakumuliacines elektrines ekonomiškiausiu ir praktiškiausiu „universaliu“ sprendimu energetikos revoliucijos procese, atliekančiu pagrindinį vaidmenį skatinant efektyvų atsinaujinančios energijos naudojimą ir užtikrinant elektros energijos sistemos saugumą bei stabilumą.
Prieštaringai vertinami dideli projektai
Atsižvelgiant į nacionalinės energetikos struktūros koregavimą ir spartų naujų energijos šaltinių vystymąsi, hidroakumuliacinės elektrinės išgyveno statybų bumą. 2024 m. pirmąjį pusmetį bendra įrengta hidroakumuliacinių elektrinių galia Kinijoje pasiekė 54,39 mln. kilovatų, o investicijų augimo tempas, palyginti su tuo pačiu laikotarpiu praėjusiais metais, padidėjo 30,4 procentinio punkto. Per ateinančius dešimt metų mano šalies investicijų erdvė į hidroakumuliacines elektrines sieks beveik vieną trilijoną juanių.
2024 m. rugpjūtį KKP centrinis komitetas ir Valstybės taryba paskelbė „Nuomones dėl visapusiškos žaliosios ekonominės ir socialinės plėtros transformacijos paspartinimo“. Iki 2030 m. įrengta hidroakumuliacinių elektrinių galia viršys 120 milijonų kilovatų.
Nors galimybės atsiranda, jos taip pat sukelia perkaitusių investicijų problemą. Hidraulinių elektrinių statyba yra griežta ir sudėtinga sistemų inžinerija, apimanti daugybę grandžių, tokių kaip reglamentavimas, parengiamasis darbas ir patvirtinimas. Investicijų bumo metu kai kurios vietos valdžios institucijos ir savininkai dažnai ignoruoja mokslinį vietos parinkimo ir pajėgumų prisotinimo pobūdį ir pernelyg siekia projektų plėtros greičio bei masto, o tai sukelia daugybę neigiamų pasekmių.
Renkantis hidroakumuliacinių elektrinių vietą, reikia atsižvelgti į geologines sąlygas, geografinę padėtį (arti apkrovos centro, arti energijos bazės), ekologinę raudonąją liniją, slėgio kritimą, žemės įsigijimą ir imigraciją bei kitus veiksnius. Neprotingas planavimas ir išplanavimas lems, kad elektrinių statyba neatitiks realių elektros tinklo poreikių arba bus netinkama naudoti. Kurį laiką bus sunku ne tik padengti statybos ir eksploatavimo išlaidas, bet ir kils problemų, pavyzdžiui, bus pažeista ekologinė raudona linija statybų metu; jei po statybos pabaigos techninis, eksploatavimo ir priežiūros lygis neatitiks standartų, kils pavojus saugai.
„Vis dar pasitaiko atvejų, kai kai kurių projektų vietos parinkimas yra nepagrįstas.“ Lei Xingchun, „Southern Grid Energy Storage Company“ infrastruktūros departamento generalinio direktoriaus pavaduotojas, sakė: „Hidroakumuliacinės elektrinės esmė – tenkinti elektros tinklo poreikius ir užtikrinti naujos energijos patekimą į tinklą. Hidroakumuliacinės elektrinės vietos parinkimas ir pajėgumas turi būti nustatomi atsižvelgiant į energijos paskirstymo, elektros tinklo veikimo, galios apkrovos paskirstymo ir energijos struktūros ypatybes.“
„Projektas yra didelio masto ir reikalauja daug pradinių investicijų. Dar svarbiau stiprinti bendravimą ir koordinavimą su gamtos išteklių, ekologinės aplinkos, miškininkystės, pievų, vandens išteklių ir kitais departamentais, taip pat gerai suderinti veiksmus su ekologinės apsaugos raudonąja linija ir susijusiais planais“, – pridūrė Jiang Shuwen, „Southern Grid Energy Storage Company“ planavimo skyriaus vadovas.
Dešimčių milijardų ar net dešimčių milijardų siekiančios statybos investicijos, šimtų hektarų rezervuarų statybos plotas ir 5–7 metų statybos laikotarpis taip pat yra priežastys, kodėl daugelis žmonių kritikuoja hidroakumuliacines sistemas už tai, kad jos nėra „ekonomiškos ir ekologiškos“, palyginti su kitomis energijos kaupimo sistemomis.
Tačiau iš tikrųjų, palyginti su ribotu iškrovimo laiku ir 10 metų cheminės energijos kaupimo sistemos eksploatavimo laiku, hidroakumuliacinių elektrinių faktinis eksploatavimo laikas gali siekti 50 metų ar net ilgiau. Dėl didelės talpos energijos kaupimo, neriboto pumpavimo dažnio ir mažesnės kilovatvalandės kainos, jos ekonominis efektyvumas vis tiek yra daug didesnis nei kitų energijos kaupimo sistemų.
Vyresnysis inžinierius Zheng Jing iš Kinijos vandens išteklių ir hidroenergetikos planavimo bei projektavimo instituto atliko tyrimą: „Projekto ekonominio efektyvumo analizė rodo, kad išlyginta hidroakumuliacinių elektrinių kilovatvalandės kaina yra 0,207 juanių/kWh. Išlyginta elektrocheminio energijos kaupimo kilovatvalandės kaina yra 0,563 juanių/kWh, tai yra 2,7 karto daugiau nei hidroakumuliacinių elektrinių.“
„Pastaraisiais metais elektrocheminio energijos kaupimo mastai sparčiai augo, tačiau yra įvairių paslėptų pavojų. Būtina nuolat ilginti gyvavimo ciklą, mažinti vieneto kainą, didinti elektrinės mastą ir konfigūruoti fazės reguliavimo funkciją atsižvelgiant į saugos užtikrinimą, kad ją būtų galima palyginti su hidroakumuliacinėmis elektrinėmis“, – pabrėžė Zheng Jing.
Pastatykite elektrinę, pagražinkite kraštą
Remiantis „Southern Power Grid Energy Storage“ duomenimis, 2024 m. pirmąjį pusmetį pietiniame regione veikiančių hidroakumuliacinių elektrinių bendra elektros energijos gamyba siekė beveik 6 mlrd. kWh, tai atitinka 5,5 mln. gyvenamųjų namų vartotojų elektros energijos poreikius per pusmetį, t. y. 1,3 % daugiau nei pernai; naujų elektros energijos gamybos įrenginių skaičius viršijo 20 000 kartų, t. y. 20,9 % daugiau nei pernai. Vidutiniškai kiekvienas kiekvienos elektrinės blokas maksimalią galią generuoja daugiau nei 3 kartus per dieną, o tai labai prisideda prie stabilios švarios energijos prieigos prie elektros tinklo.
Siekdamas padėti elektros tinklui pagerinti energijos kaupimo pajėgumus piko metu ir tiekti švarią elektros energiją socialinei ir ekonominei plėtrai, „Southern Power Grid Energy Storage“ yra įsipareigojęs statyti gražias elektrines ir tiekti „žaliuosius, atvirus ir bendrus“ ekologinius bei aplinkosauginius produktus vietos gyventojams.
Kiekvieną pavasarį kalnai nužydi vyšniomis. Dviratininkai ir žygeiviai vyksta į Šendženo Jantiano rajoną apžiūrėti tų vietų. Jie atsispindi ežere ir kalnuose, vaikštinėja vyšnių žiedų jūroje, tarsi būtų rojuje. Tai viršutinis Šendženo hidroakumuliacinės elektrinės rezervuaras – pirmoji šalyje miesto centre pastatyta hidroakumuliacinė elektrinė ir turistų pamėgtas „kalnų ir jūros parkas“.
Šendženo hidroakumuliacinė elektrinė nuo pat savo planavimo pradžios įtraukė žaliosios ekologijos koncepcijas. Aplinkos apsaugos ir vandens taupymo įrenginiai bei įranga buvo suprojektuoti, pastatyti ir pradėti eksploatuoti kartu su projektu. Projektas laimėjo tokius apdovanojimus kaip „Nacionalinis kokybės projektas“ ir „Nacionalinis dirvožemio ir vandens taupymo demonstracinis projektas“. Pradėjus elektrinės eksploatavimą, „China Southern Power Grid Energy Storage“ atnaujino viršutinio rezervuaro zonos „deindustrializacijos“ kraštovaizdį pagal ekologinio parko standartus ir bendradarbiaudama su Jantiano rajono valdžia pasodino vyšnių žiedus aplink viršutinį rezervuarą, sukurdama Jantiano „kalnų, jūros ir gėlių miesto“ vizitinę kortelę.
Dėmesys ekologinei apsaugai nėra išskirtinis Šendženo hidroakumuliacinės elektrinės atvejis. „China Southern Power Grid Energy Storage“ visame projekto statybos procese suformulavo griežtas žaliosios statybos valdymo sistemas ir vertinimo standartus; kiekvienas projektas apjungia supančią gamtinę aplinką, kultūrines ypatybes ir atitinkamus vietos valdžios planus, o aplinkos apsaugos biudžete numatomos specialios išlaidos ekologinės aplinkos atkūrimui ir gerinimui, siekiant užtikrinti darnų projekto pramoninio kraštovaizdžio ir aplinkinės ekologinės aplinkos integravimą.
„Hidroakumuliacinėms elektrinėms keliami gana aukšti vietos parinkimo reikalavimai. Siekiant išvengti ekologinių raudonųjų linijų, jei statybvietėje yra retų saugomų augalų ar senovinių medžių, būtina iš anksto susisiekti su miškininkystės departamentu ir, vadovaujant miškininkystės departamentui, imtis apsaugos priemonių, kad būtų užtikrinta apsauga vietoje arba apsauga nuo migracijos“, – sakė Jiang Shuwen.
Kiekvienoje „Southern Power Grid Energy Storage“ hidroakumuliacinėje elektrinėje galima matyti didžiulį elektroninį ekraną, kuriame realiuoju laiku rodomi tokie duomenys kaip neigiamų jonų kiekis, oro kokybė, ultravioletiniai spinduliai, temperatūra, drėgmė ir kt. aplinkoje. „Tai ir prašėme stebėti patys, kad suinteresuotosios šalys galėtų aiškiai matyti elektrinės aplinkos kokybę.“ Jiang Shuwen sakė: „Pastačius Jangdziango ir Meižou hidroakumuliacines elektrines, garniai, vadinami „aplinkos stebėjimo paukščiais“, pradėjo tūnoti grupėmis, o tai yra intuityviausias ekologinės aplinkos kokybės, tokios kaip oro ir rezervuaro vandens kokybė elektrinės teritorijoje, atpažinimo būdas.“
Nuo 1993 m., kai Guangdžou mieste buvo pastatyta pirmoji didelė hidroakumuliacinė elektrinė Kinijoje, „Southern Power Grid Energy Storage“ sukaupė didelę patirtį, kaip įgyvendinti žaliuosius projektus per visą jų gyvavimo ciklą. 2023 m. bendrovė pristatė „Žaliosios statybos valdymo metodus ir vertinimo rodiklius hidroakumuliacinėms elektrinėms“, kuriuose paaiškinta visų projekte dalyvaujančių įrenginių atsakomybė ir žaliosios statybos vertinimo standartai statybos metu. Jame nustatyti praktiniai tikslai ir įgyvendinimo metodai, kurie yra labai svarbūs padedant pramonei įgyvendinti ekologinę apsaugą.
Hidraulinės elektrinės buvo statomos nuo nulio, ir daugelis technologijų bei valdymo neturi precedentų, kuriais būtų galima sekti. Ji remiasi tokiais pramonės lyderiais kaip „Southern Power Grid Energy Storage“, kad skatintų tiekėjų ir vartotojų grandines nuolat diegti naujoves, tyrinėti, tikrinti ir skatinti pramonės modernizavimą žingsnis po žingsnio. Ekologinė apsauga taip pat yra neatsiejama tvaraus hidroakumuliacinės pramonės vystymosi dalis. Ji ne tik atspindi įmonės atsakomybę, bet ir pabrėžia šio žaliosios energijos kaupimo projekto „žaliąją“ vertę ir aukso kiekį.
Anglies dioksido neutralumo laikrodis skamba, o atsinaujinančiosios energijos plėtra ir toliau daro naujų proveržių. Hidraulinių akumuliatorinių elektrinių, kaip „reguliatorių“, „maitinimo bankų“ ir „stabilizatorių“, vaidmuo elektros tinklo apkrovos balanse tampa vis ryškesnis.
Įrašo laikas: 2025 m. vasario 5 d.
