Кинеска метеоролошка управа саопштила је да због неизвесности климатског система коју погоршава глобално загревање, екстремно високе температуре и екстремно обилне падавине у Кини постају све чешћи и јачи.
Од индустријске револуције, гасови стаклене баште произведени људским активностима довели су до абнормално високих глобалних температура, пораста нивоа мора, а екстремни временски услови попут кишних олуја, поплава и суша јављали су се у различитим регионима са већом густином и учесталошћу.
Светска здравствена организација је истакла да су пораст глобалних температура и прекомерно сагоревање фосилних горива постали једна од највећих претњи по људско здравље. Не само претња од топлотног удара, топлотног удара и кардиоваскуларних болести, климатске промене могу проузроковати погоршање више од 50% познатих људских патогена.
Климатске промене су велики изазов са којим се човечанство суочава у савременом добу. Као главни емитер гасова стаклене баште, Кина је 2020. године објавила циљ „угљеничног врха и угљеничне неутралности“, свечано се обавезала међународној заједници, показала одговорност и посвећеност велике земље, а такође је одразила хитну потребу да земља промовише трансформацију и унапређење економске структуре и промовише хармоничан суживот човека и природе.
Изазови турбуленције у електроенергетском систему
Енергетска област је веома праћено бојно поље за имплементацију „двоструког угљеника“.
За сваки пораст просечне глобалне температуре од 1 степен Целзијуса, угаљ доприноси са више од 0,3 степена Целзијуса. Да би се даље промовисала енергетска револуција, неопходно је контролисати потрошњу фосилних горива и убрзати изградњу новог енергетског система. Кина је у периоду 2022-2023. године издала више од 120 политика „двоструког угљеника“, посебно истичући кључну подршку развоју и коришћењу обновљивих извора енергије.
Захваљујући снажној промоцији политика, Кина је постала највећа земља на свету у коришћењу нове енергије и обновљивих извора енергије. Према подацима Националне енергетске администрације, у првој половини 2024. године, нови инсталирани капацитет за производњу електричне енергије из обновљивих извора у земљи износио је 134 милиона киловатa, што чини 88% новоинсталираних капацитета; производња електричне енергије из обновљивих извора енергије износила је 1,56 билиона киловат-сати, што чини око 35% укупне производње електричне енергије.
Више енергије ветра и фотонапонских система се укључује у електроенергетску мрежу, доносећи чистију зелену електричну енергију у производњу и живот људи, али и доводећи у питање традиционални начин рада електроенергетске мреже.
Традиционални режим напајања електроенергетске мреже је тренутан и планиран. Када укључите струју, то значи да је неко унапред израчунао ваше потребе и да истовремено негде производи електричну енергију за вас. Крива производње електричне енергије електране и крива преноса електричне енергије преносног канала су унапред планиране према историјским подацима. Чак и ако потражња за електричном енергијом изненада порасте, потражња се може задовољити на време покретањем резервних термоелектрана, како би се постигао безбедан и стабилан рад електроенергетског система.
Међутим, са увођењем великог броја ветроелектрана и фотонапонских електрана, када и колико електричне енергије може да се произведе зависи од времена, што је тешко планирати. Када су временски услови добри, нове енергетске јединице раде пуним капацитетом и производе велику количину зелене електричне енергије, али ако се потражња не повећа, ова електрична енергија не може бити повезана на интернет; када је потражња за електричном енергијом јака, дешава се да је кишовито и облачно, ветротурбине се не окрећу, фотонапонски панели се не загревају и долази до проблема са нестанком струје.
Раније је напуштање ветра и светлости у Гансуу, Синђангу и другим новим енергетским провинцијама било повезано са сезонском несташицом електричне енергије у региону и немогућношћу електроенергетске мреже да је апсорбује на време. Неконтролисаност чисте енергије доноси изазове за диспечерску управу електроенергетском мрежом и повећава оперативне ризике електроенергетског система. Данас, када су људи у великој мери зависни од стабилног снабдевања електричном енергијом за производњу и живот, свака неусклађеност између производње и потрошње електричне енергије имаће озбиљне економске и друштвене последице.
Постоји извесна разлика између инсталираног капацитета нове енергије и стварне производње електричне енергије, а потражња за енергијом корисника и енергија коју генеришу електране не могу постићи „извор прати оптерећење“ и „динамичку равнотежу“. „Свежа“ електрична енергија мора се користити на време или складиштити, што је неопходан услов за стабилан рад добро организоване електроенергетске мреже. Да би се постигао овај циљ, поред изградње прецизног модела предвиђања чисте енергије кроз прецизну анализу временских услова и историјских података о производњи електричне енергије, потребно је повећати и флексибилност диспечерског управљања електроенергетским системом путем алата као што су системи за складиштење енергије и виртуелне електране. Земља наглашава „убрзање планирања и изградње новог енергетског система“, а складиштење енергије је неопходна технологија.
„Зелена банка“ у новом енергетском систему
Током енергетске револуције, важна улога пумпно-акумулираних електрана постала је све истакнутија. Ова технологија, која је настала крајем 19. века, првобитно је изграђена за регулисање сезонских водних ресурса у рекама ради производње електричне енергије. Брзо се развијала и постепено сазревала у условима убрзане индустријализације и изградње нуклеарних електрана.
Његов принцип је веома једноставан. Два резервоара су изграђена на планини и у подножју планине. Када дође ноћ или викенд, потражња за електричном енергијом се смањује, а јефтина и вишак електричне енергије се користи за пумпање воде до узводног резервоара; када је потрошња електричне енергије на врхунцу, вода се испушта за производњу електричне енергије, тако да се електрична енергија може поново прилагодити и расподелити у времену и простору.
Као вековна технологија складиштења енергије, пумпно-акумулационо складиштење је добило нови задатак у процесу „двоструког угљеника“. Када је капацитет производње електричне енергије фотонапонских система и енергије ветра јак, а потражња корисника за електричном енергијом смањена, пумпно-акумулационо складиштење може да складишти вишак електричне енергије. Када се потражња за електричном енергијом повећа, електрична енергија се ослобађа како би се помогло електроенергетској мрежи да постигне равнотежу понуде и потражње.
Флексибилан је и поуздан, са брзим покретањем и заустављањем. Потребно је мање од 4 минута од покретања до производње електричне енергије пуним оптерећењем. Уколико дође до велике несреће у електроенергетској мрежи, пумпно-акумулациона електрана може се брзо покренути и обновити напајање мреже. Сматра се последњом „шибицом“ која осветљава тамну електроенергетску мрежу.
Као једна од најзрелијих и широко коришћених технологија складиштења енергије, пумпно складиштење је тренутно највећа светска „батерија“, која чини више од 86% инсталираног капацитета складиштења енергије у свету. У поређењу са новим складиштењима енергије као што су електрохемијско складиштење енергије и складиштење водоничне енергије, пумпно складиштење има предности стабилне технологије, ниске цене и великог капацитета.
Пумпно-акумулациона електрана има пројектовани век трајања од 40 година. Може да ради 5 до 7 сати дневно и да континуирано испушта воду. Користи воду као „гориво“, има ниске трошкове рада и одржавања и није под утицајем флуктуација цена сировина као што су литијум, натријум и ванадијум. Њене економске користи и могућности сервисирања су кључне за смањење трошкова зелене електричне енергије и смањење емисије угљеника из електроенергетске мреже.
У јулу 2024. године, у Гуангдонгу је званично објављен први покрајински план имплементације за пумпно-акумулационе електране у мојој земљи како би се учествовало на тржишту електричне енергије. Пумпно-акумулационе електране ће трговати сву електричну енергију на лицу места на нови начин „котирања количине и цене“, и „пумпати воду за складиштење електричне енергије“ и „испуштати воду за добијање електричне енергије“ ефикасно и флексибилно на тржишту електричне енергије, играјући нову улогу складиштења и приступа новој енергетској „банци зелене електричне енергије“ и отварајући нови пут ка остваривању тржишно оријентисаних користи.
„Научно ћемо формулисати стратегије котирања, активно учествовати у трговини електричном енергијом, побољшати свеобухватну ефикасност јединица и тежити ка остваривању подстицајних погодности од електричне енергије и накнада за електричну енергију, уз истовремено промовисање повећања удела нове потрошње енергије“, рекао је Ванг Беј, заменик генералног директора Одељења за планирање и финансирање складиштења енергије Јужне електроенергетске мреже.
Зрела технологија, огроман капацитет, флексибилно складиштење и приступ, дуготрајна производња, ниски трошкови током животног циклуса и све побољшанији тржишно оријентисани механизми учинили су пумпно-акумулационе системе најекономичнијим и најпрактичнијим „свестраним“ уређајем у процесу енергетске револуције, играјући кључну улогу у промоцији ефикасног коришћења обновљиве енергије и обезбеђивању безбедности и стабилности електроенергетског система.
Контроверзни велики пројекти
У контексту прилагођавања националне енергетске структуре и брзог развоја нових извора енергије, пумпно-акумулационе електране су довеле до грађевинског бума. У првој половини 2024. године, кумулативни инсталирани капацитет пумпно-акумулационих електрана у Кини достигао је 54,39 милиона киловата, а стопа раста инвестиција повећана је за 30,4 процентна поена у односу на исти период прошле године. У наредних десет година, инвестициони простор моје земље за пумпно-акумулационе електране биће близу једног билиона јуана.
У августу 2024. године, Централни комитет КПК и Државни савет издали су „Мишљења о убрзавању свеобухватне зелене трансформације економског и друштвеног развоја“. До 2030. године, инсталирани капацитет пумпно-акумулираних електрана премашиће 120 милиона киловата.
Иако се прилике појављују, оне такође узрокују проблем прегрејаних инвестиција. Изградња пумпно-акумулираних електрана је ригорозан и сложен системски инжењеринг, који укључује вишеструке везе као што су прописи, припремни радови и одобравање. У време инвестиционог бума, неке локалне самоуправе и власници често игноришу научну природу избора локације и засићења капацитета, и претерано теже брзини и обиму развоја пројекта, што доводи до низа негативних ефеката.
Избор локације за пумпно-акумулационе електране мора узети у обзир геолошке услове, географску локацију (близу центра оптерећења, близу енергетске базе), еколошку црвену линију, пад притиска, откуп земљишта и имиграцију и друге факторе. Неразумно планирање и распоред ће довести до тога да изградња електрана буде ван стварних потреба електроенергетске мреже или неупотребљива. Не само да ће трошкови изградње и рада бити тешки за подношење неко време, већ ће се појавити и проблеми попут прекорачења еколошке црвене линије током изградње; након завршетка, ако технички и оперативни нивои одржавања нису на стандардном нивоу, то ће изазвати безбедносне ризике.
„Још увек постоје случајеви где је избор локације за неке пројекте неразуман.“ Леи Сингчун, заменик генералног директора одељења за инфраструктуру компаније Southern Grid Energy Storage, рекао је: „Суштина пумпно-акумулационе електране је да задовољи потребе електроенергетске мреже и обезбеди приступ нове енергије мрежи. Избор локације и капацитет пумпно-акумулационе електране морају се одредити на основу карактеристика дистрибуције електричне енергије, карактеристика рада електроенергетске мреже, расподеле оптерећења и структуре електричне енергије.“
„Пројекат је великих размера и захтева велика почетна улагања. Још је неопходније ојачати комуникацију и координацију са одељењима за природне ресурсе, еколошку заштиту, шумарство, травњаке, заштиту вода и другим одељењима, као и добро се повезати са црвеном линијом еколошке заштите и сродним плановима“, додао је Ђијанг Шувен, шеф одељења за планирање компаније Southern Grid Energy Storage.
Инвестиције у изградњу од десетина милијарди или чак десетина милијарди, површина изградње од стотина хектара акумулација и период изградње од 5 до 7 година такође су разлози зашто многи људи критикују пумпно акумулиране хидроелектране да нису „економичне и еколошки прихватљиве“ у поређењу са другим системима складиштења енергије.
Али у ствари, у поређењу са ограниченим временима пражњења и 10-годишњим веком рада хемијског складишта енергије, стварни век трајања пумпно-акумулационих електрана може достићи 50 година или чак и дуже. Са складиштењем енергије великог капацитета, неограниченом учесталошћу пумпања и нижим трошковима по киловат-сату, њихова економска ефикасност је и даље много већа од других складишта енергије.
Женг Ђинг, виши инжењер у Кинеском институту за водне ресурсе и планирање и пројектовање хидроенергије, спровео је студију: „Анализа економске ефикасности пројекта показује да је изједначена цена по киловат-сату пумпно-акумулационих електрана 0,207 јуана/kWh. Изједначена цена по киловат-сату електрохемијског складиштења енергије је 0,563 јуана/kWh, што је 2,7 пута више него код пумпно-акумулационих електрана.“
„Електрохемијско складиштење енергије је у последњих неколико година брзо порасло, али постоје разне скривене опасности. Неопходно је континуирано продужавати животни циклус, смањивати трошкове јединице, повећавати обим електране и конфигурисати функцију подешавања фазе са становишта обезбеђивања безбедности, тако да се може упоредити са пумпно-акумулационим електранама“, истакао је Женг Ђинг.
Изгради електрану, улепшај земљу
Према подацима компаније Southern Power Grid Energy Storage, у првој половини 2024. године, кумулативна производња електричне енергије у пумпно-акумулативним електранама у јужном региону износила је скоро 6 милијарди kWh, што је еквивалентно потражњи за електричном енергијом 5,5 милиона домаћинстава током пола године, што је повећање од 1,3% у односу на претходну годину; број покретања јединица за производњу електричне енергије премашио је 20.000 пута, што је повећање од 20,9% у односу на претходну годину. У просеку, свака јединица сваке електране генерише вршну снагу више од 3 пута дневно, што значајно доприноси стабилном приступу чисте енергије електроенергетској мрежи.
На основу помагања електроенергетској мрежи да побољша свој капацитет складиштења енергије за смањење вршних оптерећења и обезбеди чисту електричну енергију за друштвени и економски развој, компанија Southern Power Grid Energy Storage посвећена је изградњи прелепих електрана и обезбеђивању „зелених, отворених и заједничких“ еколошких и еколошких производа за локално становништво.
Сваког пролећа, планине су пуне цветова трешње. Бициклисти и планинари одлазе у округ Шенжен Јантјан да се пријаве. Огледајући се у језеру и планинама, шетајући морем цветова трешње, као да су у рају. Ово је горњи резервоар пумпне електране Шенжен, прве пумпне електране изграђене у центру града у земљи, и „парк планина и мора“ у устима туриста.
Шенженска пумпна електрана је на почетку планирања укључила концепте зелене екологије. Објекти и опрема за заштиту животне средине и уштеду воде пројектовани су, изграђени и пуштени у рад истовремено са пројектом. Пројекат је освојио награде као што су „Национални пројекат квалитета“ и „Национални демонстрациони пројекат уштеде земљишта и воде“. Након што је електрана пуштена у рад, компанија China Southern Power Grid Energy Storage је надоградила пејзаж „деиндустријализације“ горњег резервоара стандардом еколошког парка и сарађивала је са владом округа Јантјан на садњи цветова трешње око горњег резервоара, стварајући визит карту Јантјана „града планина, мора и цвећа“.
Нагласак на еколошкој заштити није посебан случај пумпне електране Шенжен. China Southern Power Grid Energy Storage је формулисао строге системе управљања зеленом градњом и стандарде евалуације током целог процеса изградње пројекта; сваки пројекат комбинује околно природно окружење, културне карактеристике и релевантне планове локалне самоуправе, и у буџету за заштиту животне средине утврђују се посебни трошкови за обнову и побољшање еколошког окружења како би се осигурала хармонична интеграција индустријског пејзажа пројекта и околног еколошког окружења.
„Цумп-акумулационе електране имају релативно високе захтеве за избор локације. Ради избегавања еколошких црвених линија, ако се у подручју градње налазе ретке заштићене биљке или древна стабла, неопходно је унапред комуницирати са одељењем за шумарство и предузети заштитне мере под вођством одељења за шумарство како би се спровела заштита на лицу места или заштита од миграције“, рекао је Ђијанг Шувен.
На свакој пумпно-акумулационој електрани компаније Southern Power Grid Energy Storage можете видети огроман електронски екран који приказује податке у реалном времену као што су садржај негативних јона, квалитет ваздуха, ултраљубичасти зраци, температура, влажност итд. у окружењу. „Ово је оно што смо тражили да сами пратимо, како би заинтересоване стране могле јасно да виде квалитет животне средине у електрани.“ Ђијанг Шувен је рекао: „Након изградње пумпно-акумулационих електрана Јангђанг и Мејџоу, чапље, познате као „птице за праћење животне средине“, дошле су да се сместе у групама, што је најинтуитивније препознавање квалитета еколошке средине, као што је квалитет ваздуха и воде у резервоарима у подручју електране.“
Од изградње прве велике пумпно-акумулационе електране у Кини у Гуангџоуу 1993. године, компанија Southern Power Grid Energy Storage је акумулирала зрело искуство у начину имплементације зелених пројеката током целог животног циклуса. Компанија је 2023. године покренула „Методе управљања зеленом градњом и индикаторе евалуације за пумпно-акумулационе електране“, који су разјаснили одговорности и стандарде евалуације зелене градње свих јединица које учествују у пројекту током процеса изградње. Има практичне циљеве и методе имплементације, што је од великог значаја за вођење индустрије ка спровођењу еколошке заштите.
Пумпно-акумулационе електране су изграђене од нуле, а многе технологије и управљање немају преседане које би требало следити. Ослања се на лидере у индустрији, као што је Southern Power Grid Energy Storage, да покрећу узводне и низводне индустријске ланце како би континуирано иновирали, истраживали, проверавали и промовисали индустријску надоградњу корак по корак. Заштита животне средине је такође неопходан део одрживог развоја индустрије пумпно-акумулационих електрана. Она не само да представља одговорност компаније, већ и истиче „зелену“ вредност и златни садржај овог пројекта складиштења зелене енергије.
Сат угљенично неутралног времена звони, а развој обновљивих извора енергије наставља да постиже нове продоре. Улога пумпно-акумулационих електрана као „регулатора“, „повер банки“ и „стабилизатора“ у балансу оптерећења електроенергетске мреже постаје све истакнутија.
Време објаве: 05. фебруар 2025.
