Administrația Meteorologică din China a declarat că, din cauza incertitudinii sistemului climatic, exacerbată de încălzirea globală, evenimentele de temperaturi extreme ridicate și precipitații extrem de abundente din China devin din ce în ce mai frecvente și mai puternice.
De la Revoluția Industrială încoace, gazele cu efect de seră produse de activitățile umane au dus la temperaturi globale anormal de ridicate, creșterea nivelului mării, iar fenomene meteorologice extreme, cum ar fi furtunile, inundațiile și secetele, au avut loc în diferite regiuni cu densitate și frecvență mai mare.
Organizația Mondială a Sănătății a subliniat că creșterea temperaturilor globale și arderea excesivă a combustibililor fosili au devenit una dintre cele mai mari amenințări la adresa sănătății umane. Nu numai că amenințarea insolației, a insolației și a bolilor cardiovasculare, dar schimbările climatice pot agrava peste 50% dintre agenții patogeni umani cunoscuți.
Schimbările climatice reprezintă o provocare majoră cu care se confruntă omenirea în epoca contemporană. Fiind un important emițător de gaze cu efect de seră, China a anunțat obiectivul de „vârf al emisiilor de carbon și neutralitate a emisiilor de carbon” în 2020, asumându-și un angajament solemn față de comunitatea internațională, demonstrând responsabilitatea și angajamentul unei țări importante și reflectând, de asemenea, nevoia urgentă ca țara să promoveze transformarea și modernizarea structurii economice și să promoveze coexistența armonioasă dintre om și natură.
Provocările legate de turbulențe ale sistemului energetic
Domeniul energetic este un câmp de luptă extrem de urmărit pentru implementarea „dualității de carbon”.
Pentru fiecare creștere cu 1 grad Celsius a temperaturii medii globale, cărbunele contribuie cu peste 0,3 grade Celsius. Pentru a promova în continuare revoluția energetică, este necesar să se controleze consumul de energie fosilă și să se accelereze construcția unui nou sistem energetic. În perioada 2022-2023, China a emis peste 120 de politici „cu carbon dual”, subliniind în special sprijinul esențial pentru dezvoltarea și utilizarea energiei regenerabile.
Sub influența promovării puternice a politicilor, China a devenit cea mai mare țară din lume în utilizarea energiei noi și regenerabile. Conform datelor de la Administrația Națională a Energiei, în prima jumătate a anului 2024, noua capacitate instalată a țării de producere a energiei din surse regenerabile a fost de 134 de milioane de kilowați, reprezentând 88% din noua capacitate instalată; producția de energie din surse regenerabile a fost de 1,56 trilioane de kilowați-oră, reprezentând aproximativ 35% din producția totală de energie.
Mai multă energie eoliană și fotovoltaică este încorporată în rețeaua electrică, aducând electricitate verde mai curată în producția și viața oamenilor, dar și provocând modul tradițional de funcționare al rețelei electrice.
Modul tradițional de alimentare cu energie electrică a rețelei electrice este instantaneu și planificat. Atunci când pornești curentul, înseamnă că cineva ți-a calculat în avans nevoile și, în același timp, generează electricitate pentru tine undeva. Curba de generare a energiei electrice a centralei electrice și curba de transport al energiei electrice a canalului de transport sunt planificate în avans, în funcție de datele istorice. Chiar dacă cererea de energie electrică crește brusc, aceasta poate fi satisfăcută la timp prin pornirea unităților termice de rezervă, astfel încât să se obțină o funcționare sigură și stabilă a sistemului rețelei electrice.
Totuși, odată cu introducerea unui număr mare de instalații de energie eoliană și fotovoltaică, momentul și cantitatea de energie electrică care poate fi generată sunt determinate de vreme, ceea ce este dificil de planificat. Când condițiile meteorologice sunt bune, noile unități energetice funcționează la capacitate maximă și generează o cantitate mare de energie electrică verde, dar dacă cererea nu crește, această energie electrică nu poate fi conectată la internet; când cererea de energie electrică este mare, se întâmplă să fie ploioasă și înnorată, turbinele eoliene nu pornesc, panourile fotovoltaice nu se încălzesc și apare problema întreruperii curentului.
Anterior, abandonarea energiei eoliene și a luminii în Gansu, Xinjiang și alte provincii cu energie nouă a fost legată de deficitul sezonier de electricitate din regiune și de incapacitatea rețelei electrice de a o absorbi la timp. Lipsa de control a energiei curate aduce provocări în dispecerizarea rețelei electrice și crește riscurile de operare ale sistemului energetic. Astăzi, când oamenii depind în mare măsură de o sursă stabilă de energie pentru producție și viață, orice neconcordanță între producerea de energie și consumul de energie va avea impacturi economice și sociale grave.
Există o anumită diferență între capacitatea instalată de energie nouă și producția reală de energie, iar cererea de energie a utilizatorilor și energia generată de centralele electrice nu pot realiza principiul „sursa urmează sarcina” și „echilibrul dinamic”. Electricitatea „proaspătă” trebuie utilizată la timp sau stocată, ceea ce este o condiție necesară pentru funcționarea stabilă a unei rețele electrice bine organizate. Pentru a atinge acest obiectiv, pe lângă construirea unui model precis de predicție a energiei curate prin analiza exactă a datelor meteorologice și istorice de generare a energiei, este necesară și creșterea flexibilității dispecerizării sistemului energetic prin instrumente precum sistemele de stocare a energiei și centralele electrice virtuale. Țara pune accent pe „accelerarea planificării și construcției unui nou sistem energetic”, iar stocarea energiei este o tehnologie indispensabilă.
„Banca Verde” în Noul Sistem Energetic
În contextul revoluției energetice, rolul important al centralelor electrice cu acumulare prin pompare a devenit din ce în ce mai proeminent. Această tehnologie, care a luat naștere la sfârșitul secolului al XIX-lea, a fost inițial construită pentru a regla resursele sezoniere de apă din râuri pentru a genera electricitate. S-a dezvoltat rapid și s-a maturizat treptat pe fondul industrializării accelerate și al construcției de centrale nucleare.
Principiul său este foarte simplu. Două rezervoare sunt construite pe munte și la poalele muntelui. Când vine noaptea sau în weekend, cererea de energie electrică scade, iar energia electrică ieftină și excedentară este folosită pentru a pompa apa către rezervorul din amonte; când consumul de energie electrică este la apogeu, apa este eliberată pentru a genera energie electrică, astfel încât energia electrică să poată fi reajustată și distribuită în timp și spațiu.
Fiind o tehnologie de stocare a energiei veche de un secol, stocarea prin pompare a primit o nouă sarcină în procesul de „carbon dual”. Atunci când capacitatea de generare a energiei fotovoltaice și eoliene este mare, iar cererea de energie electrică a utilizatorului este redusă, stocarea prin pompare poate stoca excesul de energie electrică. Atunci când cererea de energie electrică crește, energia electrică este eliberată pentru a ajuta rețeaua electrică să realizeze un echilibru între cerere și ofertă.
Este flexibil și fiabil, cu pornire și oprire rapidă. Durează mai puțin de 4 minute de la pornire până la generarea de energie la sarcină maximă. Dacă are loc un accident la scară largă în rețeaua electrică, sistemul de pompare poate porni rapid și poate restabili alimentarea cu energie a rețelei electrice. Este considerat ultimul „chibrit” care luminează rețeaua electrică întunecată.
Fiind una dintre cele mai mature și utilizate tehnologii de stocare a energiei, stocarea prin pompare este în prezent cea mai mare „baterie” din lume, reprezentând peste 86% din capacitatea instalată de stocare a energiei la nivel mondial. Comparativ cu noile tehnologii de stocare a energiei, cum ar fi stocarea electrochimică a energiei și stocarea energiei pe bază de hidrogen, stocarea prin pompare are avantajele unei tehnologii stabile, a unui cost redus și a unei capacități mari.
O centrală electrică cu acumulare prin pompare are o durată de viață proiectată de 40 de ani. Poate funcționa timp de 5 până la 7 ore pe zi și poate descărca continuu. Folosește apa drept „combustibil”, are costuri reduse de operare și întreținere și nu este afectată de fluctuațiile de preț ale materiilor prime precum litiul, sodiul și vanadiul. Beneficiile sale economice și capacitățile de service sunt cruciale pentru reducerea costului energiei electrice verzi și reducerea emisiilor de carbon ale rețelei electrice.
În iulie 2024, primul plan provincial de implementare al țării mele pentru participarea la piața energiei electrice prin pompare a centralelor electrice a fost emis oficial în Guangdong. Centralele electrice cu pompare vor comercializa toată energia electrică la fața locului într-un mod nou de „cotare a cantității și a cotației” și „va pompa apă pentru a stoca electricitatea” și „va elibera apă pentru a obține electricitate” în mod eficient și flexibil pe piața energiei electrice, jucând un nou rol de stocare și accesare a noii „bănci de energie verde” și deschizând o nouă cale pentru obținerea de beneficii orientate spre piață.
„Vom formula științific strategii de cotare, vom participa activ la tranzacționarea energiei electrice, vom îmbunătăți eficiența globală a unităților și vom depune eforturi pentru a obține beneficii stimulative din electricitate și tarifele la electricitate, promovând în același timp creșterea proporției consumului de energie nouă”, a declarat Wang Bei, director general adjunct al Departamentului de Planificare și Finanțare a Stocării Energiei din cadrul Southern Power Grid.
Tehnologia matură, capacitatea uriașă, stocarea și accesul flexibil, producția de lungă durată, costul redus pe tot parcursul ciclului de viață și mecanismele din ce în ce mai îmbunătățite, orientate către piață, au făcut din stocarea prin pompare cea mai economică și practică soluție „all-rounder” în procesul de revoluție energetică, jucând un rol cheie în promovarea utilizării eficiente a energiei regenerabile și asigurarea siguranței și stabilității sistemului energetic.
Proiecte mari controversate
Pe fondul ajustării structurii energetice naționale și al dezvoltării rapide a noilor energii, centralele electrice cu acumulare prin pompare au inaugurat un boom al construcțiilor. În prima jumătate a anului 2024, capacitatea instalată cumulată de acumulare prin pompare în China a atins 54,39 milioane de kilowați, iar rata de creștere a investițiilor a crescut cu 30,4 puncte procentuale față de aceeași perioadă a anului trecut. În următorii zece ani, spațiul de investiții al țării mele pentru acumularea prin pompare va fi aproape de un trilion de yuani.
În august 2024, Comitetul Central al PCC și Consiliul de Stat au emis „Opiniile privind accelerarea transformării ecologice cuprinzătoare a dezvoltării economice și sociale”. Până în 2030, capacitatea instalată a centralelor electrice cu acumulare prin pompare va depăși 120 de milioane de kilowați.
Deși apar oportunități, acestea cauzează și problema investițiilor supraîncălzite. Construcția de centrale electrice cu acumulare prin pompare este o inginerie de sistem riguroasă și complexă, care implică multiple legături, cum ar fi reglementările, lucrările pregătitoare și aprobarea. În perioada de boom investițional, unele administrații locale și proprietari ignoră adesea natura științifică a selecției amplasamentului și saturația capacității și urmăresc excesiv viteza și amploarea dezvoltării proiectelor, aducând o serie de efecte negative.
Alegerea amplasamentului pentru centralele electrice cu acumulare prin pompare trebuie să ia în considerare condițiile geologice, locația geografică (aproape de centrul de încărcare, aproape de baza energetică), linia roșie ecologică, căderea de înălțime, achiziția de terenuri și imigrația, precum și alți factori. Planificarea și amplasarea nerezonabile vor face ca construcția centralelor electrice să nu corespundă nevoilor reale ale rețelei electrice sau să fie inutilizabilă. Nu numai că costurile de construcție și de exploatare vor fi dificil de digerat pentru o perioadă de timp, dar vor exista chiar și probleme precum încălcarea liniei roșii ecologice în timpul construcției; după finalizare, dacă nivelurile tehnice, de operare și întreținere nu sunt la standarde, vor cauza riscuri de siguranță.
„Există încă unele cazuri în care alegerea amplasamentului pentru unele proiecte este nerezonabilă.” Lei Xingchun, director general adjunct al departamentului de infrastructură al Southern Grid Energy Storage Company, a declarat: „Esența unei centrale electrice cu acumulare prin pompare este de a servi nevoile rețelei electrice și de a asigura accesul energiei noi la rețea. Alegerea amplasamentului și capacitatea centralei electrice cu acumulare prin pompare trebuie determinate pe baza caracteristicilor distribuției energiei, a caracteristicilor de funcționare a rețelei electrice, a distribuției sarcinii energiei și a structurii energiei.”
„Proiectul este de amploare și necesită investiții inițiale semnificative. Este și mai necesar să se consolideze comunicarea și coordonarea cu departamentele de resurse naturale, mediu ecologic, silvicultură, pajiști, conservarea apei și alte departamente și să se facă o treabă bună în ceea ce privește conectarea la linia roșie de protecție ecologică și la planurile aferente”, a adăugat Jiang Shuwen, șeful departamentului de planificare al Southern Grid Energy Storage Company.
Investițiile în construcții de zeci de miliarde sau chiar zeci de miliarde, suprafața construită de sute de hectare de rezervoare și perioada de construcție de 5 până la 7 ani sunt, de asemenea, motivele pentru care mulți oameni critică stocarea prin pompare pentru că nu este „economică și ecologică” în comparație cu alte tipuri de stocare a energiei.
Însă, de fapt, în comparație cu timpii de descărcare limitați și durata de viață de 10 ani a stocării energiei chimice, durata de viață reală a centralelor electrice cu pompare poate ajunge la 50 de ani sau chiar mai mult. Cu o capacitate mare de stocare a energiei, o frecvență de pompare nelimitată și un cost mai mic pe kilowatt-oră, eficiența sa economică este încă mult mai mare decât a altor sisteme de stocare a energiei.
Zheng Jing, inginer senior la Institutul Chinez pentru Resurse de Apă și Planificare și Proiectare Hidroenergetică, a realizat un studiu: „Analiza eficienței economice a proiectului arată că, la un preț egal pe kilowatt-oră al centralelor electrice cu acumulare prin pompare, costul egal pe kilowatt-oră este de 0,207 yuani/kWh. Costul egal pe kilowatt-oră al stocării electrochimice a energiei este de 0,563 yuani/kWh, ceea ce este de 2,7 ori mai mare decât cel al centralelor electrice cu acumulare prin pompare.”
„Stocarea energiei electrochimice a crescut rapid ca scară în ultimii ani, dar există diverse pericole ascunse. Este necesar să se extindă continuu ciclul de viață, să se reducă costul unitar și să se crească scara centralei electrice și să se configureze funcția de ajustare a fazei din perspectiva asigurării siguranței, astfel încât aceasta să poată fi comparabilă cu centralele electrice cu acumulare prin pompare”, a subliniat Zheng Jing.
Construiește o centrală electrică, înfrumusețează pământul
Conform datelor de la Southern Power Grid Energy Storage, în prima jumătate a anului 2024, producția cumulată de energie electrică a centralelor electrice cu acumulare prin pompare din regiunea sudică a fost de aproape 6 miliarde kWh, echivalentul cererii de energie electrică a 5,5 milioane de utilizatori rezidențiali pe o jumătate de an, o creștere de 1,3% față de anul precedent; numărul de unități de generare a energiei electrice nou-înființate a depășit 20.000 de ori, o creștere de 20,9% față de anul precedent. În medie, fiecare unitate a fiecărei centrale electrice generează putere de vârf de peste 3 ori pe zi, aducând o contribuție importantă la accesul stabil al energiei curate la rețeaua electrică.
Având ca scop sprijinirea rețelei electrice în îmbunătățirea capacității de stocare a energiei pentru reducerea vârfurilor de producție și furnizarea de energie electrică curată pentru dezvoltarea socială și economică, Southern Power Grid Energy Storage se angajează să construiască centrale electrice frumoase și să ofere produse ecologice și de mediu „verzi, deschise și comune” pentru populația locală.
În fiecare primăvară, munții sunt plini de flori de cireș. Cicliștii și excursioniștii merg în districtul Shenzhen Yantian pentru a se bucura de peisaj. Reflectând lacul și munții, plimbându-se prin marea de flori de cireș, sunt ca și cum s-ar afla într-un paradis. Acesta este rezervorul superior al Centralei Electrice cu Stocare prin Pompare Shenzhen, prima centrală electrică cu stocare prin pompare construită în centrul orașului din țară și „parcul muntos și maritim” în gura turiștilor.
Centrala electrică cu acumulare prin pompare Shenzhen a încorporat concepte ecologice încă de la începutul planificării sale. Instalațiile și echipamentele de protecție a mediului și de conservare a apei au fost proiectate, construite și puse în funcțiune simultan cu proiectul. Proiectul a câștigat premii precum „Proiectul Național de Calitate” și „Proiectul Demonstrativ Național de Conservare a Solului și Apei”. După punerea în funcțiune a centralei electrice, China Southern Power Grid Energy Storage a modernizat peisajul de „dezindustrializare” al zonei rezervorului superior la standardul de parc ecologic și a cooperat cu guvernul districtului Yantian pentru a planta flori de cireș în jurul rezervorului superior, creând cartea de vizită Yantian a „orașului muntelui, mării și florilor”.
Accentul pus pe protecția ecologică nu este un caz special al Centralei Electrice cu Accumulare prin Pompare Shenzhen. China Southern Power Grid Energy Storage a formulat sisteme stricte de management al construcțiilor ecologice și standarde de evaluare pe parcursul întregului proces de construcție a proiectului; fiecare proiect combină mediul natural înconjurător, caracteristicile culturale și planurile relevante ale administrației locale și stabilește cheltuieli speciale pentru restaurarea și îmbunătățirea mediului ecologic în bugetul de protecție a mediului, pentru a asigura integrarea armonioasă a peisajului industrial al proiectului cu mediul ecologic înconjurător.
„Centralele electrice cu acumulare prin pompare au cerințe relativ ridicate pentru alegerea amplasamentului. Pentru a evita limitele ecologice, dacă în zona de construcție există plante rare protejate sau copaci seculari, este necesar să se comunice în prealabil cu departamentul silvic și să se ia măsuri de protecție sub îndrumarea departamentului silvic pentru a efectua protecția la fața locului sau protecția împotriva migrației”, a declarat Jiang Shuwen.
La fiecare centrală electrică cu acumulare prin pompare a Southern Power Grid Energy Storage, puteți vedea un ecran electronic imens, care publică date în timp real, cum ar fi conținutul de ioni negativi, calitatea aerului, razele ultraviolete, temperatura, umiditatea etc. din mediul înconjurător. „Asta este ceea ce am cerut pentru a monitoriza noi înșine, astfel încât părțile interesate să poată vedea clar calitatea mediului din centrală.” Jiang Shuwen a spus: „După construcția centralelor electrice cu acumulare prin pompare Yangjiang și Meizhou, egretele, cunoscute sub numele de «păsări de monitorizare a mediului», au ajuns să se cuibărească în grupuri, ceea ce reprezintă cea mai intuitivă recunoaștere a calității mediului ecologic, cum ar fi calitatea aerului și a apei din rezervor în zona centralei electrice.”
De la construcția primei centrale electrice de mare anvergură cu acumulare prin pompare din China, la Guangzhou, în 1993, Southern Power Grid Energy Storage a acumulat o experiență solidă în implementarea proiectelor ecologice pe tot parcursul ciclului de viață. În 2023, compania a lansat „Metode de management al construcțiilor ecologice și indicatori de evaluare pentru centralele electrice cu acumulare prin pompare”, care a clarificat responsabilitățile și standardele de evaluare a construcțiilor ecologice pentru toate unitățile participante la proiect pe parcursul procesului de construcție. Acesta are obiective practice și metode de implementare, ceea ce este de mare importanță pentru ghidarea industriei în implementarea protecției ecologice.
Centralele electrice cu acumulare prin pompare au fost construite de la zero, iar multe tehnologii și management nu au precedente de urmat. Se bazează pe lideri din industrie, cum ar fi Southern Power Grid Energy Storage, pentru a impulsiona lanțurile industriale din amonte și din aval, pentru a inova, explora și verifica continuu și pentru a promova modernizarea industrială pas cu pas. Protecția ecologică este, de asemenea, o parte indispensabilă a dezvoltării durabile a industriei de acumulare prin pompare. Nu numai că reprezintă responsabilitatea companiei, dar evidențiază și valoarea „verde” și conținutul de aur al acestui proiect de stocare a energiei verzi.
Ceasul neutralității carbonului sună, iar dezvoltarea energiei regenerabile continuă să realizeze noi progrese. Rolul centralelor electrice cu acumulare prin pompare ca „regulatoare”, „banci de energie” și „stabilizatori” în echilibrul de sarcină al rețelei electrice devine din ce în ce mai important.
Data publicării: 05 februarie 2025
