Construirea unui nou sistem energetic este un proiect complex și sistematic. Trebuie să ia în considerare coordonarea securității și stabilității energiei, proporția tot mai mare de energie nouă și, în același timp, costul rezonabil al sistemului. Trebuie să gestioneze relația dintre transformarea curată a unităților termice, penetrarea ordonată a energiei regenerabile, cum ar fi vântul și ploaie, construirea capacităților de coordonare și ajutor reciproc ale rețelei electrice și alocarea rațională a resurselor flexibile. Planificarea științifică a traseului de construcție al noului sistem energetic este baza pentru atingerea obiectivului de atingere a vârfului emisiilor de carbon și neutralizare a emisiilor de carbon și este, de asemenea, limita și ghidul pentru dezvoltarea diferitelor entități din noul sistem energetic.
Până la sfârșitul anului 2021, capacitatea instalată de energie pe bază de cărbune în China va depăși 1,1 miliarde de kilowați, reprezentând 46,67% din capacitatea totală instalată de 2,378 miliarde de kilowați, iar capacitatea generată de energie pe bază de cărbune va fi de 5.042,6 miliarde de kilowați-oră, reprezentând 60,06% din capacitatea totală generată de 8.395,9 miliarde de kilowați-oră. Presiunea asupra reducerii emisiilor este uriașă, așadar este necesară reducerea capacității pentru a asigura siguranța aprovizionării. Capacitatea instalată de energie eoliană și solară este de 635 de milioane de kilowați, reprezentând doar 11,14% din capacitatea totală dezvoltabilă tehnologic de 5,7 miliarde de kilowați, iar capacitatea de generare a energiei este de 982,8 miliarde de kilowați-oră, reprezentând doar 11,7% din capacitatea totală de generare a energiei. Capacitatea instalată și capacitatea de generare a energiei eoliene și solare au un loc imens de îmbunătățire și trebuie accelerată penetrarea în rețeaua electrică. Există o lipsă gravă de resurse pentru flexibilitatea sistemului. Capacitatea instalată a surselor de energie flexibile reglementate, cum ar fi stocarea prin pompare și generarea de energie pe bază de gaze, reprezintă doar 6,1% din capacitatea totală instalată. În special, capacitatea totală instalată a stocării prin pompare este de 36,39 milioane de kilowați, reprezentând doar 1,53% din capacitatea totală instalată. Ar trebui depuse eforturi pentru a accelera dezvoltarea și construcția. În plus, ar trebui utilizată tehnologia de simulare digitală pentru a prezice producția de energie nouă din partea ofertei, pentru a controla și valorifica cu precizie potențialul managementului cererii și pentru a extinde proporția de transformare flexibilă a grupurilor generatoare mari de incendiu. Îmbunătățirea capacității rețelei electrice de a optimiza alocarea resurselor într-o gamă largă pentru a rezolva problema capacității insuficiente de reglare a sistemului. În același timp, unele corpuri principale din sistem pot oferi servicii cu funcții similare, cum ar fi configurarea stocării energiei și adăugarea de linii de legătură în rețeaua electrică pot îmbunătăți fluxul local de energie, iar configurarea centralelor electrice cu stocare prin pompare poate înlocui unele condensatoare. În acest caz, dezvoltarea coordonată a fiecărei discipline, alocarea optimă a resurselor și economisirea costurilor depind toate de o planificare științifică și rezonabilă și trebuie coordonate dintr-un perspectivă mai largă și pe o perioadă mai lungă.
În era sistemelor energetice tradiționale, bazată pe principiul „sursa urmează sarcina”, planificarea alimentării cu energie și a rețelei electrice din China se confruntă cu unele probleme. În era noilor sisteme energetice, cu dezvoltarea comună a principiilor „sursă, rețea, sarcină și stocare”, importanța planificării colaborative este amplificată și mai mult. Stocarea prin pompare, ca sursă importantă de energie curată și flexibilă în sistemul energetic, joacă un rol important în asigurarea securității rețelei electrice mari, deservind consumul de energie curată și optimizând funcționarea sistemului. Mai important, ar trebui să consolidăm îndrumările de planificare și să luăm în considerare pe deplin legătura dintre propria noastră dezvoltare și nevoile de construcție ale noului sistem energetic. De la intrarea în „Al Paisprezecelea Plan Cincal”, statul a emis succesiv documente precum Planul de Dezvoltare pe Termen Mediu și Lung pentru Stocarea prin Pompare (2021-2035), Planul de Dezvoltare pe Termen Mediu și Lung pentru Industria Energiei pe Bază de Hidrogen (2021-2035) și Planul de Dezvoltare a Energiei Regenerabile pentru „Al Paisprezecelea Plan Cincal” (FGNY [2021] nr. 1445), dar acestea sunt limitate la această industrie. „Al Paisprezecelea Plan Cincal” pentru dezvoltarea energiei energetice, care are o importanță deosebită pentru planificarea și îndrumarea generală a industriei energetice, nu a fost publicat oficial. Se sugerează ca departamentul național competent să emită un plan pe termen mediu și lung pentru construirea unui nou sistem energetic, care să ghideze formularea și ajustarea continuă a altor planuri din industria energetică, astfel încât să se atingă obiectivul de optimizare a alocării resurselor.
Dezvoltarea sinergică a stocării prin pompare și a stocării noi de energie
Până la sfârșitul anului 2021, China a pus în funcțiune 5,7297 milioane de kilowați de stocare a energiei noi, inclusiv 89,7% baterii litiu-ion, 5,9% baterii cu plumb, 3,2% aer comprimat și 1,2% alte forme. Capacitatea instalată a stocării prin pompare este de 36,39 milioane de kilowați, de peste șase ori mai mare decât cea a noului tip de stocare a energiei. Atât stocarea nouă a energiei, cât și stocarea prin pompare sunt componente importante ale noului sistem energetic. Aranjamentul comun în sistemul energetic poate valorifica avantajele lor respective și poate spori și mai mult capacitatea de reglare a sistemului. Cu toate acestea, există diferențe evidente între cele două în ceea ce privește funcționarea și scenariile de aplicare.
Stocarea nouă a energiei se referă la noi tehnologii de stocare a energiei, altele decât stocarea prin pompare, inclusiv stocarea electrochimică a energiei, volanta, aerul comprimat, stocarea energiei hidrogenului (amoniac) etc. Majoritatea noilor centrale electrice de stocare a energiei au avantajele unei perioade scurte de construcție și ale unei selecții simple și flexibile a amplasamentului, însă economia actuală nu este ideală. Printre acestea, scara stocării electrochimice a energiei este în general de 10~100 MW, cu o viteză de răspuns de la zeci la sute de milisecunde, densitate mare de energie și precizie bună de reglare. Este potrivită în principal pentru scenarii de aplicații distribuite de reducere a vârfurilor, de obicei conectată la rețeaua de distribuție de joasă tensiune sau la partea noii stații energetice și este potrivită din punct de vedere tehnic pentru medii de reglare frecventă și rapidă, cum ar fi modularea frecvenței primare și modularea frecvenței secundare. Stocarea energiei cu aer comprimat folosește aerul ca mediu, care are caracteristici de capacitate mare, numeroase încărcări și descărcări și durată lungă de viață. Cu toate acestea, eficiența actuală este relativ scăzută. Stocarea energiei cu aer comprimat este cea mai similară tehnologie de stocare a energiei cu stocarea prin pompare. Pentru deșerturi, zone de Gobi, deșerturi și alte zone în care nu este potrivită amenajarea stocării prin pompare, amplasarea stocării energiei cu aer comprimat poate coopera eficient cu consumul de energie nouă în baze peisagistice la scară largă, cu un mare potențial de dezvoltare; Energia pe bază de hidrogen este un vector important pentru utilizarea eficientă și la scară largă a energiei regenerabile. Caracteristicile sale de stocare a energiei la scară largă și pe perioadă lungă pot promova alocarea optimă a energiei eterogene între regiuni și anotimpuri. Este o parte importantă a viitorului sistem energetic național și are perspective largi de aplicare.
În schimb, centralele electrice cu acumulare prin pompare au o maturitate tehnică ridicată, o capacitate mare, o durată lungă de viață, o fiabilitate ridicată și o rentabilitate bună. Acestea sunt potrivite pentru scenarii cu o cerere mare de capacitate de vârf redusă sau o cerere mare de putere de vârf redusă și sunt conectate la rețeaua principală la un nivel de tensiune mai ridicat. Având în vedere cerințele privind vârful emisiilor de carbon și neutralizarea emisiilor de carbon și faptul că progresul anterior în dezvoltare este relativ înapoiat, pentru a accelera progresul dezvoltării stocării prin pompare și a îndeplini cerințele de creștere rapidă a capacității instalate, ritmul standardizării construcției centralelor electrice cu acumulare prin pompare în China a fost accelerat în continuare. Construcția standardizată este o măsură importantă pentru a face față diverselor dificultăți și provocări după ce centralele electrice cu acumulare prin pompare intră în perioada de vârf de dezvoltare, construcție și producție. Aceasta ajută la accelerarea progresului în fabricarea echipamentelor și la îmbunătățirea calității, promovează siguranța și ordinea construcției infrastructurii, îmbunătățește eficiența producției, funcționării și managementului și reprezintă o garanție importantă pentru dezvoltarea stocării prin pompare într-o direcție economică eficientă.
În același timp, dezvoltarea diversificată a stocării prin pompare este, de asemenea, apreciată treptat. În primul rând, planul pe termen mediu și lung pentru stocarea prin pompare propune consolidarea dezvoltării stocării prin pompare de dimensiuni mici și mijlocii. Stocarea prin pompare de dimensiuni mici și mijlocii are avantajele unor resurse bogate la amplasament, o amplasare flexibilă, proximitatea față de centrul de încărcare și o integrare strânsă cu energia nouă distribuită, ceea ce reprezintă un supliment important pentru dezvoltarea stocării prin pompare. În al doilea rând, se dorește explorarea dezvoltării și aplicării stocării prin pompare de apă de mare. Consumul de energie eoliană offshore la scară largă, conectat la rețea, trebuie configurat cu resurse flexibile de ajustare corespunzătoare. Conform Notificării privind publicarea rezultatelor recensământului resurselor centralelor electrice cu stocare prin pompare de apă de mare (GNXN [2017] nr. 68) emisă în 2017, resursele de stocare prin pompare de apă de mare ale Chinei sunt concentrate în principal în zonele offshore și insulare ale celor cinci provincii de coastă estică și cele trei provincii de coastă sudică, având perspective bune de dezvoltare. În cele din urmă, capacitatea instalată și orele de utilizare sunt considerate ca un întreg, în combinație cu cererea de reglare a rețelei electrice. Odată cu creșterea proporției de energie nouă și tendința de a deveni principala sursă de alimentare cu energie în viitor, stocarea energiei de mare capacitate și pe termen lung va deveni absolut necesară. La amplasamentul stației calificate, se va lua în considerare în mod corespunzător creșterea capacității de stocare și extinderea orelor de utilizare, iar aceasta nu va fi supusă restricțiilor factorilor precum indicele costului capacității unitare și va fi separată de cererea sistemului.
Prin urmare, în situația actuală în care sistemul energetic al Chinei are o lipsă acută de resurse flexibile, stocarea prin pompare și noile sisteme de stocare a energiei au perspective largi de dezvoltare. Având în vedere diferențele dintre caracteristicile lor tehnice, sub premisa luării în considerare pe deplin a diferitelor scenarii de acces, combinate cu nevoile reale ale sistemului energetic regional și constrânse de securitate, stabilitate, consum de energie curată și alte condiții limită, ar trebui realizată o proiectare colaborativă în ceea ce privește capacitatea și configurația pentru a obține efectul optim.
Influența mecanismului prețului energiei electrice asupra dezvoltării stocării prin pompare
Stocarea prin pompare deservește întregul sistem energetic, inclusiv alimentarea cu energie electrică, rețeaua electrică și utilizatorii, iar toate părțile beneficiază de aceasta într-un mod neconcurențial și neexclusiv. Dintr-o perspectivă economică, produsele furnizate de stocarea prin pompare sunt produse publice ale sistemului energetic și oferă servicii publice pentru funcționarea eficientă a acestuia.
Înainte de reforma sistemului energetic, statul a emis politici care să clarifice faptul că stocarea prin pompare deservește în principal rețeaua electrică și este operată în principal de către întreprinderile care operează rețeaua electrică într-un mod unificat sau închiriat. La acea vreme, guvernul a formulat uniform prețul energiei electrice din rețea și prețul de vânzare al energiei electrice. Principalul venit al rețelei electrice provenea din diferența de preț de cumpărare și de vânzare. Politica existentă a definit, în esență, că, pentru a recupera costul stocării prin pompare, diferența de preț de cumpărare și de vânzare a rețelei electrice și a unificat canalul de dragare.
După reforma prețului energiei electrice de transport și distribuție, Notificarea Comisiei Naționale pentru Dezvoltare și Reformă privind aspectele legate de îmbunătățirea mecanismului de formare a prețurilor centralelor electrice cu acumulare prin pompare (FGJG [2014] nr. 1763) a clarificat faptul că prețul energiei electrice în două părți a fost aplicat energiei electrice cu acumulare prin pompare, ceea ce a fost verificat conform principiului costului rezonabil plus venitului admisibil. Taxa de energie electrică din capacitate și pierderea de pompare a centralelor electrice cu acumulare prin pompare sunt incluse în contabilitatea unificată a costurilor de funcționare a rețelei electrice provinciale locale (sau a rețelei electrice regionale) ca factor de ajustare a prețului de vânzare a energiei electrice, dar canalul de transmitere a costurilor nu este corectat. Ulterior, Comisia Națională pentru Dezvoltare și Reformă a emis documente succesiv în 2016 și 2019, stipulând că costurile relevante ale centralelor electrice cu acumulare prin pompare nu sunt incluse în venitul admisibil al întreprinderilor de rețea electrică, iar costurile centralelor electrice cu acumulare prin pompare nu sunt incluse în costurile de tarifare a transportului și distribuției, ceea ce a restricționat și mai mult calea de canalizare a costurilor de acumulare prin pompare. În plus, scara de dezvoltare a acumulării prin pompare în perioada „al 13-lea Plan cincinal” a fost mult mai mică decât se aștepta din cauza înțelegerii insuficiente a poziționării funcționale a acumulării prin pompare la momentul respectiv și a unui singur subiect de investiție.
Confruntată cu această dilemă, în mai 2021 a fost lansat Avizul Comisiei Naționale pentru Dezvoltare și Reformă privind îmbunătățirea în continuare a mecanismului de stabilire a prețurilor pentru energia de stocare prin pompare (FGJG [2021] nr. 633). Această politică a definit științific politica de preț a energiei electrice de stocare prin pompare. Pe de o parte, în combinație cu faptul obiectiv că atributul public al energiei de stocare prin pompare este puternic, iar costul nu poate fi recuperat prin electricitate, s-a utilizat metoda de stabilire a prețurilor pe perioada de funcționare pentru a verifica prețul capacității și a recupera prin prețul de transport și distribuție; Pe de altă parte, în combinație cu ritmul reformei pieței energiei electrice, s-a explorat piața spot a prețului energiei electrice. Introducerea politicii a stimulat puternic disponibilitatea de investiții a subiecților sociali, punând o bază solidă pentru dezvoltarea rapidă a stocării prin pompare. Conform statisticilor, capacitatea proiectelor de stocare prin pompare puse în funcțiune, în construcție și în promovare a ajuns la 130 de milioane de kilowați. Dacă toate proiectele aflate în construcție și în curs de promovare vor fi puse în funcțiune înainte de 2030, acest lucru este mai mare decât așteptările de „120 de milioane de kilowați vor fi puși în producție până în 2030” din Planul de Dezvoltare pe Termen Mediu și Lung pentru Stocare prin Pompare (2021-2035). Comparativ cu modul tradițional de generare a energiei pe bază de combustibili fosili, costul marginal al generării de energie din surse noi, cum ar fi energia eoliană și electrică, este aproape zero, dar costul corespunzător al consumului de sistem este uriaș și îi lipsește mecanismul de alocare și transmitere. În acest caz, în procesul de transformare energetică, pentru resursele cu atribute publice puternice, cum ar fi stocarea prin pompare, sunt necesare sprijin și îndrumări politice în stadiul incipient de dezvoltare pentru a asigura dezvoltarea rapidă a industriei. În contextul obiectiv în care scara de dezvoltare a stocării prin pompare din China este relativ înapoiată, iar perioada ferestrei de neutralizare a carbonului pentru vârful emisiilor de carbon este relativ scurtă, introducerea noii politici privind prețurile energiei electrice a jucat un rol important în promovarea dezvoltării industriei de stocare prin pompare.
Transformarea ofertei de energie de la energia fosilă convențională la energia regenerabilă intermitentă determină schimbarea costului principal al prețurilor la electricitate de la costul combustibililor fosili la costul energiei regenerabile și la reglementarea flexibilă a construcției resurselor. Datorită dificultății și naturii pe termen lung a transformării, procesul de creare a sistemului de producție a energiei pe bază de cărbune din China și a noului sistem energetic bazat pe energie regenerabilă vor coexista mult timp, ceea ce ne obligă să consolidăm în continuare obiectivul climatic de atingere a vârfului emisiilor de carbon și de neutralizare a acestora. La începutul transformării energetice, construcția de infrastructură care a adus contribuții semnificative la promovarea transformării energiei curate ar trebui să fie bazată pe politici și pe piață, să reducă interferențele și îndrumarea greșită a căutării profitului de capital asupra strategiei generale și să asigure direcția corectă a transformării energiei curate și cu emisii reduse de carbon.
Odată cu dezvoltarea deplină a energiei regenerabile și cu transformarea treptată a Chinei în principalul furnizor de energie, construcția pieței energetice din China se îmbunătățește și se maturizează constant. Resursele flexibile de reglare vor deveni principala cerere în noul sistem energetic, iar furnizarea de sisteme de pompare și noi sisteme de stocare a energiei va fi mai suficientă. În acel moment, construcția de resurse regenerabile de reglare și flexibile va fi determinată în principal de forțele pieței. Mecanismul prețurilor pentru sistemele de pompare și alte corpuri principale va reflecta cu adevărat relația dintre cererea și oferta pieței, reflectând competitivitatea deplină.
Înțelegerea corectă a efectului de reducere a emisiilor de carbon al stocării prin pompare
Centralele electrice cu acumulare prin pompare au beneficii semnificative în ceea ce privește economisirea energiei și reducerea emisiilor. În sistemul energetic tradițional, rolul acumularii prin pompare în conservarea energiei și reducerea emisiilor se reflectă în principal în două aspecte. Primul este înlocuirea energiei termice în sistem pentru reglarea sarcinii de vârf, generarea de energie la sarcina de vârf, reducerea numărului de porniri și opriri ale unităților termice pentru reglarea sarcinii de vârf și pomparea apei la sarcină redusă, astfel încât să se reducă intervalul de sarcină a unităților termice, jucând astfel rolul de conservare a energiei și reducere a emisiilor. Al doilea este de a juca rolul de suport pentru siguranță și stabilitate, cum ar fi modularea frecvenței, modularea fazei, rezerva de rotație și rezerva de urgență, și de a crește rata de încărcare a tuturor unităților termice din sistem atunci când se înlocuiesc unitățile termice pentru rezerva de urgență, astfel încât să se reducă consumul de cărbune al unităților termice și să se atingă rolul de conservare a energiei și reducere a emisiilor.
Odată cu construirea unui nou sistem energetic, efectul de economisire a energiei și de reducere a emisiilor al stocării prin pompare prezintă caracteristici noi pe baza existentă. Pe de o parte, va juca un rol mai important în reducerea vârfurilor de putere pentru a ajuta la consumul de energie eoliană la scară largă și al altor noi sisteme conectate la rețeaua energetică, ceea ce va aduce beneficii uriașe de reducere a emisiilor sistemului în ansamblu; Pe de altă parte, va juca un rol de susținere sigur și stabil, cum ar fi modularea frecvenței, modularea fazei și standby-ul rotativ, pentru a ajuta sistemul să depășească probleme precum producția instabilă de energie nouă și lipsa inerției cauzate de proporția mare de echipamente electronice de putere, îmbunătățind în continuare proporția de penetrare a energiei noi în sistemul energetic, astfel încât să se reducă emisiile cauzate de consumul de energie fosilă. Factorii de influență ai cererii de reglare a sistemului energetic includ caracteristicile de sarcină, proporția de noi conexiuni la rețeaua energetică și transportul regional extern al energiei. Odată cu construirea unui nou sistem energetic, impactul noii conexiuni la rețeaua energetică asupra cererii de reglare a sistemului energetic va depăși treptat caracteristicile de sarcină, iar rolul stocării prin pompare în reducerea emisiilor de carbon în acest proces va fi mai semnificativ.
China are un timp scurt și o sarcină dificilă pentru a atinge vârful emisiilor de carbon și neutralizarea emisiilor de carbon. Comisia Națională pentru Dezvoltare și Reformă a emis Planul privind îmbunătățirea controlului dual al intensității consumului de energie și al cantității totale (FGHZ [2021] nr. 1310) pentru a atribui indicatori de control al emisiilor tuturor părților țării, în vederea controlării rezonabile a consumului de energie. Prin urmare, subiectul care poate juca un rol în reducerea emisiilor ar trebui evaluat corect și să i se acorde atenția cuvenită. Cu toate acestea, în prezent, beneficiile reducerii emisiilor de carbon ale stocării prin pompare nu au fost recunoscute corect. În primul rând, unitățile relevante nu au o bază instituțională, cum ar fi metodologia carbonului în managementul energiei stocării prin pompare, iar în al doilea rând, principiile funcționale ale stocării prin pompare în alte domenii ale societății, în afara industriei energetice, nu sunt încă bine înțelese, ceea ce a dus la contabilizarea actuală a emisiilor de carbon ale unor programe pilot de comercializare a certificatelor de emisii de carbon pentru centralele electrice cu stocare prin pompare, conform liniilor directoare pentru contabilizarea și raportarea emisiilor de dioxid de carbon la nivel de întreprindere (unitate), și luând toată energia electrică pompată ca bază de calcul al emisiilor. Centrala electrică cu stocare prin pompare a devenit o „unitate cheie de descărcare”, ceea ce aduce multe inconveniente funcționării normale a centralei electrice cu stocare prin pompare și, de asemenea, provoacă o mare neînțelegere în rândul publicului.
Pe termen lung, pentru a înțelege corect efectul de reducere a emisiilor de carbon al stocării prin pompare și pentru a clarifica mecanismul de gestionare a consumului de energie, este necesar să se stabilească o metodologie aplicabilă în combinație cu beneficiile generale de reducere a emisiilor de carbon ale stocării prin pompare în sistemul energetic, să se cuantifice beneficiile de reducere a emisiilor de carbon ale stocării prin pompare și să se formeze o compensare internă pentru cota insuficientă, care poate fi utilizată pentru tranzacții externe pe piața carbonului. Cu toate acestea, din cauza începutului neclar al CCER și a limitării de 5% pentru compensarea emisiilor, există și incertitudini în dezvoltarea metodologiei. Având în vedere situația actuală, se recomandă ca eficiența de conversie globală să fie considerată în mod explicit ca principal indicator de control al consumului total de energie și al obiectivelor de conservare a energiei ale centralelor electrice cu stocare prin pompare la nivel național, astfel încât să se reducă constrângerile asupra dezvoltării sănătoase a stocării prin pompare în viitor.
Data publicării: 29 noiembrie 2022
