Kinas meteorologiske administrasjon sa at på grunn av usikkerheten i klimasystemet forverret av global oppvarming, blir Kinas ekstreme høye temperaturer og ekstremt kraftig nedbør hyppigere og sterkere.
Siden den industrielle revolusjonen har klimagasser produsert av menneskelig aktivitet ført til unormalt høye globale temperaturer, stigende havnivå, og ekstremvær som regnvær, flom og tørke har forekommet i forskjellige regioner med høyere tetthet og hyppighet.
Verdens helseorganisasjon påpekte at stigende globale temperaturer og overdreven forbrenning av fossilt brensel har blitt en av de største truslene mot menneskers helse. Ikke bare trusselen om heteslag, heteslag og hjerte- og karsykdommer, men klimaendringer kan også føre til at mer enn 50 % av kjente menneskelige patogener forverres.
Klimaendringer er en stor utfordring menneskeheten står overfor i vår tid. Som en stor utslipper av klimagasser annonserte Kina målet om «karbontopp og karbonnøytralitet» i 2020, ga en høytidelig forpliktelse overfor det internasjonale samfunnet, demonstrerte ansvaret og engasjementet til et stort land, og reflekterte også det presserende behovet for at landet fremmer transformasjon og oppgradering av den økonomiske strukturen og fremmer en harmonisk sameksistens mellom menneske og natur.
Turbulensutfordringer i kraftsystemet
Energifeltet er en mye overvåket slagmark for implementeringen av «dobbelt karbon».
For hver 1 grad Celsius økning i den globale gjennomsnittstemperaturen, bidrar kull med mer enn 0,3 grader Celsius. For å fremme energirevolusjonen ytterligere er det nødvendig å kontrollere fossilt energiforbruk og akselerere byggingen av et nytt energisystem. I 2022–2023 vedtok Kina mer enn 120 «dobbeltkarbon»-politikker, med særlig vekt på den viktigste støtten til utvikling og utnyttelse av fornybar energi.
Takket være den sterke politiske satsingen har Kina blitt verdens største land innen bruk av ny energi og fornybar energi. Ifølge data fra National Energy Administration var landets nye installerte kapasitet for fornybar energiproduksjon 134 millioner kilowatt i første halvdel av 2024, noe som utgjorde 88 % av den nye installerte kapasiteten. Fornybar energiproduksjon var 1,56 billioner kilowattimer, noe som utgjorde omtrent 35 % av den totale kraftproduksjonen.
Mer vindkraft og solcelleanlegg innlemmes i strømnettet, noe som gir renere grønn strøm til folks produksjon og liv, men som også utfordrer den tradisjonelle driftsmåten til strømnettet.
Den tradisjonelle strømforsyningsmodusen for strømnettet er umiddelbar og planlagt. Når du slår på strømmen, betyr det at noen har beregnet behovet ditt på forhånd og samtidig produserer strøm for deg et sted. Kraftverkets kraftproduksjonskurve og kraftoverføringskurven for overføringskanalen er planlagt på forhånd i henhold til historiske data. Selv om etterspørselen etter elektrisitet plutselig øker, kan etterspørselen dekkes i tide ved å starte reservekraftverkene, for å oppnå sikker og stabil drift av strømnettet.
Men med introduksjonen av et stort antall vindkraft- og solcellepaneler, bestemmes når og hvor mye strøm som kan genereres av været, noe som er vanskelig å planlegge. Når værforholdene er gode, går de nye energienhetene med full kapasitet og genererer en stor mengde grønn strøm, men hvis etterspørselen ikke øker, kan ikke denne strømmen kobles til internett. Når etterspørselen etter strøm er sterk, kan det være regn og overskyet, vindturbinene går ikke, solcellepanelene varmes ikke opp, og det oppstår strømbrudd.
Tidligere var nedleggelsen av vind og lys i Gansu, Xinjiang og andre nye energiprovinser knyttet til sesongmessig strømmangel i regionen og strømnettets manglende evne til å absorbere den i tide. Ukontrollerbarheten av ren energi bringer utfordringer med seg fordeling av strømnettet og øker driftsrisikoen i kraftsystemet. I dag, når folk er svært avhengige av stabil strømforsyning for produksjon og liv, vil ethvert misforhold mellom kraftproduksjon og strømforbruk ha alvorlige økonomiske og sosiale konsekvenser.
Det er en viss forskjell mellom den installerte kapasiteten til ny energi og den faktiske kraftproduksjonen, og brukernes strømbehov og kraften som genereres av kraftverk kan ikke oppnå «kilde følger last» og «dynamisk balanse». Den «ferske» elektrisiteten må brukes i tide eller lagres, noe som er en nødvendig forutsetning for stabil drift av et godt organisert strømnett. For å oppnå dette målet, i tillegg til å bygge en nøyaktig modell for ren energiprediksjon gjennom nøyaktig analyse av vær- og historiske kraftproduksjonsdata, er det også nødvendig å øke fleksibiliteten til kraftsystemfordeling gjennom verktøy som energilagringssystemer og virtuelle kraftverk. Landet legger vekt på «å akselerere planleggingen og byggingen av et nytt energisystem», og energilagring er en uunnværlig teknologi.
«Grønn bank» i det nye energisystemet
Under energirevolusjonen har den viktige rollen til pumpekraftverk blitt stadig mer fremtredende. Denne teknologien, som ble født på slutten av 1800-tallet, ble opprinnelig bygget for å regulere sesongmessige vannressurser i elver for å generere elektrisitet. Den har utviklet seg raskt og gradvis modnet mot bakgrunnen av akselerert industrialisering og bygging av kjernekraftverk.
Prinsippet er veldig enkelt. To reservoarer bygges på fjellet og ved foten av fjellet. Når natten eller helgen kommer, avtar etterspørselen etter elektrisitet, og den billige og overskytende elektrisiteten brukes til å pumpe vann til reservoaret oppstrøms. Når strømforbruket er på sitt høyeste, frigjøres vannet for å generere elektrisitet, slik at elektrisiteten kan justeres og distribueres i tid og rom.
Som en århundregammel energilagringsteknologi har pumpelagring fått en ny oppgave i prosessen med «dobbelt karbon». Når kraftproduksjonskapasiteten til solcelle- og vindkraft er sterk og brukerens strømbehov reduseres, kan pumpelagring lagre overskuddsstrøm. Når etterspørselen etter strøm øker, frigjøres strømmen for å hjelpe strømnettet med å oppnå balanse mellom tilbud og etterspørsel.
Den er fleksibel og pålitelig, med rask start og stopp. Det tar mindre enn 4 minutter fra start til full belastning på kraftproduksjonen. Hvis det skjer en stor ulykke i strømnettet, kan pumpelagring starte raskt og gjenopprette strømforsyningen til strømnettet. Det regnes som den siste «fyrstikken» for å lyse opp det mørke strømnettet.
Som en av de mest modne og brukte energilagringsteknologiene er pumpelagring for tiden verdens største «batteri» og står for mer enn 86 % av verdens installerte energilagringskapasitet. Sammenlignet med ny energilagring som elektrokjemisk energilagring og hydrogenlagring har pumpelagring fordelene med stabil teknologi, lave kostnader og stor kapasitet.
Et pumpekraftverk har en designlevetid på 40 år. Det kan være i drift 5 til 7 timer om dagen og ha kontinuerlig utladning. Det bruker vann som «drivstoff», har lave drifts- og vedlikeholdskostnader, og påvirkes ikke av prissvingninger på råvarer som litium, natrium og vanadium. De økonomiske fordelene og servicekapasiteten er avgjørende for å redusere kostnadene for grønn strøm og karbonutslipp fra strømnettet.
I juli 2024 ble landets første provinsielle implementeringsplan for pumpekraftverk for deltakelse i kraftmarkedet offisielt publisert i Guangdong. Pumpekraftverk vil handle all strøm på stedet på en ny måte å «oppgi mengde og tilbud», og «pumpe vann for å lagre strøm» og «frigjøre vann for å få strøm» effektivt og fleksibelt i kraftmarkedet, og spille en ny rolle i lagring og tilgang til ny energi som en «grønn strømbank», og åpne en ny vei for å oppnå markedsorienterte fordeler.
«Vi vil vitenskapelig formulere tilbudsstrategier, aktivt delta i strømhandel, forbedre den omfattende effektiviteten til enhetene og strebe etter å oppnå insentivfordeler fra strøm og strømavgifter, samtidig som vi fremmer økningen i andelen nytt energiforbruk.» Wang Bei, assisterende daglig leder for energilagringsplanlegging og finansavdelingen i Southern Power Grid, sa.
Moden teknologi, enorm kapasitet, fleksibel lagring og tilgang, langvarig produksjon, lave kostnader gjennom hele livssyklusen og stadig forbedrede markedsorienterte mekanismer har gjort pumpelagring til den mest økonomiske og praktiske «allrounderen» i energirevolusjonens prosess, og spiller en nøkkelrolle i å fremme effektiv bruk av fornybar energi og sikre sikkerheten og stabiliteten i kraftsystemet.
Kontroversielle store prosjekter
Med bakgrunn i den nasjonale energistrukturjusteringen og den raske utviklingen av ny energi, har pumpekraftverk innledet en byggeboom. I første halvdel av 2024 nådde den kumulative installerte kapasiteten for pumpekraft i Kina 54,39 millioner kilowatt, og investeringsveksten økte med 30,4 prosentpoeng sammenlignet med samme periode i fjor. I løpet av de neste ti årene vil landets investeringsareal for pumpekraft være nærmere én billion yuan.
I august 2024 utstedte KKPs sentralkomité og statsrådet «Meninger om akselerering av den omfattende grønne transformasjonen av økonomisk og sosial utvikling». Innen 2030 vil den installerte kapasiteten til pumpekraftverk overstige 120 millioner kilowatt.
Selv om mulighetene byr på det, forårsaker de også problemer med overopphetede investeringer. Byggingen av pumpekraftverk er en streng og kompleks systemutvikling som involverer flere koblinger som forskrifter, forberedende arbeid og godkjenning. I investeringsboomen ignorerer noen lokale myndigheter og eiere ofte den vitenskapelige naturen til valg av sted og kapasitetsmetning, og forfølger i overkant hastigheten og omfanget av prosjektutviklingen, noe som fører til en rekke negative effekter.
Ved valg av sted for pumpekraftverk må man ta hensyn til geologiske forhold, geografisk plassering (nær lastsenteret, nær energibasen), økologisk rød linje, fallhøyde, landerverv og innvandring og andre faktorer. Urimelig planlegging og utforming vil føre til at byggingen av kraftverk blir utenfor strømnettets faktiske behov eller ubrukelig. Ikke bare vil byggekostnadene og driftskostnadene være vanskelige å fordøye en stund, men det vil til og med oppstå problemer som inngrep i den økologiske røde linjen under byggingen. Hvis det tekniske nivået, drifts- og vedlikeholdsnivået etter ferdigstillelse ikke er på topp, vil det føre til sikkerhetsrisikoer.
«Det finnes fortsatt tilfeller der valg av sted for enkelte prosjekter er urimelig.» Lei Xingchun, assisterende daglig leder for infrastrukturavdelingen i Southern Grid Energy Storage Company, sa: «Essensen av et pumpekraftverk er å betjene strømnettets behov og sikre tilgang til ny energi til nettet. Valg av sted og kapasitet til pumpekraftverket må bestemmes basert på egenskapene til kraftfordeling, strømnettets driftsegenskaper, kraftlastfordeling og kraftstruktur.»
«Prosjektet er stort i skala og krever store initiale investeringer. Det er enda viktigere å styrke kommunikasjonen og koordineringen med naturressurser, økologisk miljø, skogbruk, gressletter, vannforvaltning og andre avdelinger, og å gjøre en god jobb med å knytte bånd til den røde linjen for økologisk vern og relaterte planer», la Jiang Shuwen, leder for planleggingsavdelingen i Southern Grid Energy Storage Company, til.
Byggeinvesteringene på titalls milliarder eller til og med titalls milliarder, byggeområdet på hundrevis av hektar med reservoarer og byggeperioden på 5 til 7 år er også grunnene til at mange kritiserer pumpelagring for ikke å være «økonomisk og miljøvennlig» sammenlignet med annen energilagring.
Men sammenlignet med de begrensede utladningstidene og 10 års levetid for kjemisk energilagring, kan den faktiske levetiden til pumpekraftverk nå 50 år eller enda lenger. Med energilagring med stor kapasitet, ubegrenset pumpefrekvens og lavere kostnad per kilowattime, er den økonomiske effektiviteten fortsatt mye høyere enn annen energilagring.
Zheng Jing, senioringeniør ved China Institute of Water Resources and Hydropower Planning and Design, har gjort en studie: «En analyse av prosjektets økonomiske effektivitet viser at den nivåbaserte kostnaden per kilowattime for pumpekraftverk er 0,207 yuan/kWh. Den nivåbaserte kostnaden per kilowattime for elektrokjemisk energilagring er 0,563 yuan/kWh, som er 2,7 ganger høyere enn for pumpekraftverk.»
«Elektrokjemisk energilagring har vokst raskt i skala de siste årene, men det finnes flere skjulte farer. Det er nødvendig å kontinuerlig forlenge livssyklusen, redusere enhetskostnaden og øke skalaen til kraftverket og konfigurere fasejusteringsfunksjonen med tanke på sikkerhet, slik at den kan sammenlignes med pumpekraftverk», påpekte Zheng Jing.
Bygg et kraftverk, forskjønn landet
Ifølge data fra Southern Power Grid Energy Storage var den samlede kraftproduksjonen fra pumpekraftverk i den sørlige regionen i første halvdel av 2024 nesten 6 milliarder kWh, tilsvarende strømbehovet til 5,5 millioner boligbrukere i et halvt år, en økning på 1,3 % fra år til år. Antallet oppstartede kraftproduksjonsenheter oversteg 20 000, en økning på 20,9 % fra år til år. I gjennomsnitt genererer hver enhet i hvert kraftverk toppkraft mer enn 3 ganger om dagen, noe som gir et viktig bidrag til stabil tilgang til ren energi til strømnettet.
Med utgangspunkt i å hjelpe kraftnettet med å forbedre sin energilagringskapasitet ved toppbesparelser og levere ren elektrisitet for sosial og økonomisk utvikling, er Southern Power Grid Energy Storage forpliktet til bygging av vakre kraftverk og å tilby «grønne, åpne og delte» økologiske og miljømessige produkter for lokalbefolkningen.
Hver vår er fjellene fulle av kirsebærblomster. Syklister og turgåere drar til Shenzhen Yantian-distriktet for å sjekke inn. De reflekterer innsjøen og fjellene, rusler i havet av kirsebærblomster, som om de var i et paradis. Dette er det øvre reservoaret til Shenzhen Pumped Storage Power Station, det første pumpekraftverket som ble bygget i sentrum av landet, og «fjell- og havparken» i turistenes munn.
Shenzhen Pumped Storage Power Station innlemmet grønne økologiske konsepter i begynnelsen av planleggingen. Miljøvern- og vannbevaringsanlegg og -utstyr ble designet, konstruert og satt i drift samtidig med prosjektet. Prosjektet har vunnet priser som «National Quality Project» og «National Soil and Water Conservation Demonstration Project». Etter at kraftverket ble satt i drift, oppgraderte China Southern Power Grid Energy Storage «deindustrialiserings»-landskapet i det øvre reservoarområdet med standarden for økologisk park, og samarbeidet med Yantian distriktsregjeringen for å plante kirsebærblomster rundt det øvre reservoaret, og skapte dermed Yantian-visittkortet «fjell-, hav- og blomsterbyen».
Vektleggingen av økologisk beskyttelse er ikke et spesialtilfelle for Shenzhen Pumped Storage Power Station. China Southern Power Grid Energy Storage har formulert strenge grønne byggestyringssystemer og evalueringsstandarder gjennom hele prosjektets byggeprosess. Hvert prosjekt kombinerer det omkringliggende naturmiljøet, kulturelle særtrekk og relevante planer fra lokale myndigheter, og setter spesielle utgifter for restaurering og forbedring av økologisk miljø i miljøvernbudsjettet for å sikre en harmonisk integrering av prosjektets industrilandskap og det omkringliggende økologiske miljøet.
«Pumpekraftverk har relativt høye krav til valg av sted. For å unngå økologiske røde linjer, er det nødvendig å kommunisere med skogbruksavdelingen på forhånd og iverksette beskyttelsestiltak under veiledning av skogbruksavdelingen for å utføre vern på stedet eller migrasjonsbeskyttelse,» sa Jiang Shuwen.
Ved hvert pumpekraftverk til Southern Power Grid Energy Storage kan du se en stor elektronisk skjerm som publiserer sanntidsdata som negativt ioninnhold, luftkvalitet, ultrafiolette stråler, temperatur, fuktighet osv. i miljøet. «Dette er hva vi ba om å overvåke selv, slik at interessentene tydelig kan se miljøkvaliteten til kraftverket.» Jiang Shuwen sa: «Etter byggingen av pumpekraftverkene i Yangjiang og Meizhou kom egrets, kjent som 'miljøovervåkingsfugler', for å hvile i grupper, noe som er den mest intuitive gjenkjennelsen av den økologiske miljøkvaliteten, som luft- og reservoarvannkvalitet i kraftverksområdet.»
Siden byggingen av det første storskala pumpekraftverket i Kina i Guangzhou i 1993, har Southern Power Grid Energy Storage samlet moden erfaring med hvordan man implementerer grønne prosjekter gjennom hele livssyklusen. I 2023 lanserte selskapet «Grønne byggeledelsesmetoder og evalueringsindikatorer for pumpekraftverk», som tydeliggjorde ansvaret og evalueringsstandardene for grønn bygging av alle deltakende enheter i prosjektet under byggeprosessen. Den har praktiske mål og implementeringsmetoder, noe som er av stor betydning for å veilede industrien til å implementere økologisk beskyttelse.
Pumpekraftverk har blitt bygget fra bunnen av, og mange teknologier og forvaltninger har ingen presedenser å følge. Det er avhengig av bransjeledere som Southern Power Grid Energy Storage for å drive oppstrøms og nedstrøms industrikjeder til kontinuerlig innovering, utforske og verifisere, og fremme industriell oppgradering trinn for trinn. Økologisk beskyttelse er også en uunnværlig del av den bærekraftige utviklingen av pumpekraftindustrien. Det representerer ikke bare selskapets ansvar, men fremhever også den "grønne" verdien og gullinnholdet i dette grønne energilagringsprosjektet.
Klokken for karbonnøytralitet ringer, og utviklingen av fornybar energi fortsetter å oppnå nye gjennombrudd. Rollen til pumpekraftverk som «regulatorer», «kraftbanker» og «stabilisatorer» i lastbalansen i strømnettet blir stadig mer fremtredende.
Publisert: 05.02.2025
