Çin Meteoroloji İdaresi, küresel ısınmanın da etkisiyle iklim sistemindeki belirsizliğin artması sonucu Çin'de aşırı yüksek sıcaklık ve aşırı şiddetli yağış olaylarının daha sık ve daha şiddetli hale geldiğini açıkladı.
Sanayi Devrimi'nden bu yana, insan faaliyetlerinden kaynaklanan sera gazları, anormal derecede yüksek küresel sıcaklıklara, yükselen deniz seviyelerine ve aşırı hava olaylarına (örneğin, şiddetli yağmurlar, seller ve kuraklıklar) yol açmış, bu olaylar farklı bölgelerde daha yüksek yoğunlukta ve sıklıkta meydana gelmiştir.
Dünya Sağlık Örgütü, küresel sıcaklık artışının ve fosil yakıtların aşırı yakılmasının insan sağlığı için en büyük tehditlerden biri haline geldiğini belirtti. Sadece sıcak çarpması, güneş çarpması ve kalp damar hastalıkları tehdidi değil, iklim değişikliği bilinen insan patojenlerinin %50'sinden fazlasının kötüleşmesine de neden olabilir.
İklim değişikliği, çağımızın en büyük zorluklarından biridir. Büyük bir sera gazı emisyoncusu olan Çin, 2020 yılında "karbon zirvesi ve karbon nötrlüğü" hedefini ilan ederek uluslararası topluma ciddi bir taahhütte bulundu, büyük bir ülkenin sorumluluğunu ve kararlılığını gösterdi ve aynı zamanda ülkenin ekonomik yapısının dönüşümünü ve iyileştirilmesini teşvik etme ve insan ile doğanın uyumlu bir arada yaşamasını sağlama ihtiyacının aciliyetini yansıttı.
Enerji sisteminin türbülans sorunları
Enerji sektörü, "çift karbon" uygulamasının hayata geçirilmesi açısından yakından takip edilen bir mücadele alanı.
Küresel ortalama sıcaklıktaki her 1 santigrat derece artış için kömür, 0,3 santigrat dereceden fazla bir artışa katkıda bulunmaktadır. Enerji devrimini daha da hızlandırmak için fosil enerji tüketimini kontrol altına almak ve yeni bir enerji sisteminin inşasını hızlandırmak gereklidir. Çin, 2022-2023 yıllarında, özellikle yenilenebilir enerjinin geliştirilmesi ve kullanımına yönelik temel desteği vurgulayan 120'den fazla "çift karbon" politikası yayınladı.
Güçlü politika teşvikleri sayesinde Çin, yeni enerji ve yenilenebilir enerji kullanımında dünyanın en büyük ülkesi haline geldi. Ulusal Enerji İdaresi verilerine göre, 2024 yılının ilk yarısında ülkenin yenilenebilir enerji üretim kapasitesi 134 milyon kilovat olup, toplam yeni kapasitenin %88'ini oluşturmaktadır; yenilenebilir enerji üretimi ise 1,56 trilyon kilovat saat olup, toplam enerji üretiminin yaklaşık %35'ini oluşturmaktadır.
Rüzgar enerjisi ve fotovoltaik enerjinin elektrik şebekesine daha fazla entegre edilmesi, insanların üretim ve yaşamlarına daha temiz, yeşil elektrik getiriyor, ancak aynı zamanda elektrik şebekesinin geleneksel çalışma biçimine de meydan okuyor.
Geleneksel elektrik şebekesi güç kaynağı modeli anlık ve planlıdır. Elektriği açtığınızda, birilerinin ihtiyaçlarınızı önceden hesapladığı ve aynı anda bir yerlerde sizin için elektrik ürettiği anlamına gelir. Santralin güç üretim eğrisi ve iletim kanalının güç iletim eğrisi, geçmiş verilere göre önceden planlanır. Elektrik talebi aniden artsa bile, yedek termik santrallerin devreye alınmasıyla talep zamanında karşılanabilir ve böylece elektrik şebekesi sisteminin güvenli ve istikrarlı çalışması sağlanabilir.
Ancak, çok sayıda rüzgar enerjisi ve fotovoltaik enerji santralinin devreye girmesiyle, ne zaman ve ne kadar elektrik üretilebileceği tamamen hava koşullarına bağlı hale geliyor ve bu da planlamayı zorlaştırıyor. Hava koşulları iyi olduğunda, yeni enerji üniteleri tam kapasiteyle çalışarak büyük miktarda yeşil elektrik üretiyor, ancak talep artmazsa bu elektrik internete bağlanamıyor; elektrik talebinin yüksek olduğu zamanlarda ise yağmurlu ve bulutlu havalarda rüzgar türbinleri dönmüyor, fotovoltaik paneller ısınmıyor ve elektrik kesintisi sorunu ortaya çıkıyor.
Daha önce Gansu, Sincan ve diğer yeni enerji bölgelerinde rüzgar ve güneş enerjisinden vazgeçilmesinin nedeni, bölgedeki mevsimsel elektrik kıtlığı ve elektrik şebekesinin bunu zamanında absorbe edememesiydi. Temiz enerjinin kontrol edilemezliği, elektrik şebekesinin işletilmesinde zorluklar yaratmakta ve elektrik sisteminin işletme risklerini artırmaktadır. Günümüzde, insanların üretim ve yaşam için istikrarlı elektrik tedarikine büyük ölçüde bağımlı olduğu bir dönemde, elektrik üretimi ve tüketimi arasındaki herhangi bir uyumsuzluk ciddi ekonomik ve sosyal etkilere yol açacaktır.
Yeni enerjinin kurulu kapasitesi ile fiili elektrik üretimi arasında belirli bir fark vardır ve kullanıcıların elektrik talebi ile santrallerin ürettiği elektrik, “kaynak yükü takip eder” ve “dinamik denge”yi sağlayamaz. “Yeni” elektriğin zamanında kullanılması veya depolanması, iyi organize edilmiş bir elektrik şebekesinin istikrarlı çalışması için gerekli bir koşuldur. Bu hedefe ulaşmak için, hava durumu ve geçmiş elektrik üretim verilerinin doğru analizi yoluyla doğru bir temiz enerji tahmin modeli oluşturmanın yanı sıra, enerji depolama sistemleri ve sanal enerji santralleri gibi araçlar aracılığıyla elektrik sistemi dağıtımının esnekliğini artırmak da gereklidir. Ülke, “yeni enerji sisteminin planlama ve inşasını hızlandırmayı” vurgulamaktadır ve enerji depolama vazgeçilmez bir teknolojidir.
Yeni Enerji Sisteminde “Yeşil Banka”
Enerji devrimi döneminde, pompajlı depolamalı enerji santrallerinin önemli rolü giderek daha belirgin hale gelmiştir. 19. yüzyılın sonlarında ortaya çıkan bu teknoloji, başlangıçta nehirlerdeki mevsimsel su kaynaklarını düzenleyerek elektrik üretmek amacıyla geliştirilmiştir. Hızlanan sanayileşme ve nükleer enerji santrali inşaatının da etkisiyle hızla gelişmiş ve olgunlaşmıştır.
Prensibi oldukça basit. Dağın tepesine ve eteğine iki su deposu inşa ediliyor. Gece veya hafta sonu geldiğinde elektrik talebi azalıyor ve ucuz ve fazla elektrik, yukarıdaki depoya su pompalamak için kullanılıyor; elektrik tüketimi en yüksek seviyedeyken ise su serbest bırakılarak elektrik üretiliyor, böylece elektrik zaman ve mekân açısından yeniden ayarlanabiliyor ve dağıtılabiliyor.
Yüzyıllık bir enerji depolama teknolojisi olan pompajlı depolama, "çift karbon" sürecinde yeni bir görev üstlenmiştir. Fotovoltaik ve rüzgar enerjisinin güç üretim kapasitesi yüksek olduğunda ve kullanıcıların elektrik talebi azaldığında, pompajlı depolama fazla elektriği depolayabilir. Elektrik talebi arttığında ise, elektrik şebekesinin arz ve talep dengesini sağlamasına yardımcı olmak için elektrik serbest bırakılır.
Esnek ve güvenilir olup, hızlı başlatma ve durdurma özelliğine sahiptir. Başlatmadan tam yükte güç üretimine kadar geçen süre 4 dakikadan azdır. Elektrik şebekesinde büyük ölçekli bir kaza meydana gelirse, pompajlı depolama sistemi hızla devreye girerek elektrik şebekesine güç tedarikini yeniden sağlayabilir. Karanlık elektrik şebekesini aydınlatacak son "kibrit" olarak kabul edilir.
En olgun ve yaygın kullanılan enerji depolama teknolojilerinden biri olan pompajlı depolama, şu anda dünyanın en büyük "bataryası" olup, dünya enerji depolama kurulu kapasitesinin %86'sından fazlasını oluşturmaktadır. Elektrokimyasal enerji depolama ve hidrojen enerji depolama gibi yeni enerji depolama yöntemleriyle karşılaştırıldığında, pompajlı depolama istikrarlı teknoloji, düşük maliyet ve büyük kapasite avantajlarına sahiptir.
Pompalı depolamalı bir enerji santralinin tasarım ömrü 40 yıldır. Günde 5 ila 7 saat çalışabilir ve sürekli olarak su tahliyesi yapabilir. Suyu "yakıt" olarak kullanır, düşük işletme ve bakım maliyetlerine sahiptir ve lityum, sodyum ve vanadyum gibi hammaddelerin fiyat dalgalanmalarından etkilenmez. Ekonomik faydaları ve hizmet kapasitesi, yeşil elektriğin maliyetini düşürmek ve elektrik şebekesinin karbon emisyonlarını azaltmak için çok önemlidir.
Temmuz 2024'te, ülkemizin ilk eyalet düzeyindeki pompajlı depolama sistemlerinin elektrik piyasasına katılımına yönelik uygulama planı Guangdong'da resmen yayınlandı. Pompajlı depolama santralleri, "miktar ve fiyat belirleme" yöntemiyle spot piyasada tüm elektriği alım satımını gerçekleştirecek ve elektrik piyasasında "su pompalayarak elektrik depolama" ve "su salarak elektrik elde etme" işlemlerini verimli ve esnek bir şekilde yaparak, yeni enerji kaynaklarına erişim ve depolama konusunda yeni bir rol üstlenecek ve piyasa odaklı faydalar elde etmenin yeni bir yolunu açacaktır.
Güney Elektrik Şebekesi Enerji Depolama Planlama ve Finans Departmanı Genel Müdür Yardımcısı Wang Bei, “Bilimsel olarak fiyatlandırma stratejileri geliştireceğiz, elektrik ticaretine aktif olarak katılacağız, ünitelerin genel verimliliğini artıracağız ve yeni enerji tüketiminin oranını artırmayı teşvik ederken elektrik ve elektrik ücretlerinden teşvik edici faydalar elde etmeye çalışacağız.” dedi.
Olgun teknoloji, devasa kapasite, esnek depolama ve erişim, uzun süreli üretim, yaşam döngüsü boyunca düşük maliyet ve giderek gelişen pazar odaklı mekanizmalar, pompajlı depolamayı enerji devrimi sürecinde en ekonomik ve pratik "çok yönlü" enerji kaynağı haline getirmiş, yenilenebilir enerjinin etkin kullanımını teşvik etmede ve elektrik sisteminin güvenliğini ve istikrarını sağlamada kilit rol oynamıştır.
Tartışmalı büyük projeler
Ulusal enerji yapısı düzenlemesi ve yeni enerjinin hızlı gelişimi bağlamında, pompajlı depolamalı enerji santralleri bir inşaat patlamasına yol açmıştır. 2024 yılının ilk yarısında, Çin'deki pompajlı depolamalı enerji santrallerinin toplam kurulu kapasitesi 54,39 milyon kilovata ulaşmış ve yatırım büyüme oranı geçen yılın aynı dönemine göre %30,4 artmıştır. Önümüzdeki on yılda, ülkemizin pompajlı depolamalı enerji santrallerine yönelik yatırım alanı bir trilyon yuan'a yaklaşacaktır.
Ağustos 2024'te Çin Komünist Partisi Merkez Komitesi ve Devlet Konseyi, "Ekonomik ve Sosyal Kalkınmanın Kapsamlı Yeşil Dönüşümünün Hızlandırılmasına İlişkin Görüşler"i yayınladı. 2030 yılına kadar, pompajlı depolamalı enerji santrallerinin kurulu kapasitesi 120 milyon kilovatı aşacak.
Fırsatlar ortaya çıkarken, aynı zamanda aşırı yatırım sorununa da yol açarlar. Pompalı depolama enerji santrallerinin inşası, düzenlemeler, hazırlık çalışmaları ve onay gibi birçok aşamayı içeren titiz ve karmaşık bir sistem mühendisliğidir. Yatırım patlaması sırasında, bazı yerel yönetimler ve sahipler, yer seçimi ve kapasite doygunluğunun bilimsel doğasını sıklıkla göz ardı ederek, proje geliştirmenin hızına ve ölçeğine aşırı önem verirler ve bu da bir dizi olumsuz etkiye yol açar.
Pompalı depolamalı enerji santrallerinin yer seçimi yapılırken jeolojik koşullar, coğrafi konum (yük merkezine yakınlık, enerji üssüne yakınlık), ekolojik kırmızı çizgi, düşüş, arazi edinimi ve göç gibi faktörler dikkate alınmalıdır. Mantıksız planlama ve yerleşim, enerji santrallerinin elektrik şebekesinin gerçek ihtiyaçlarının dışında kalmasına veya kullanılamaz hale gelmesine neden olacaktır. İnşaat ve işletme maliyetleri bir süre için zorlayıcı olmakla kalmayacak, aynı zamanda inşaat sırasında ekolojik kırmızı çizgiye tecavüz gibi sorunlar da ortaya çıkacaktır; tamamlandıktan sonra ise teknik, işletme ve bakım seviyeleri standartlara uygun değilse güvenlik riskleri oluşacaktır.
Güney Şebeke Enerji Depolama Şirketi Altyapı Departmanı Genel Müdür Yardımcısı Lei Xingchun, “Bazı projelerin yer seçiminin hâlâ mantıksız olduğu durumlar mevcut” dedi ve ekledi: “Pompalı depolama enerji santralinin özü, elektrik şebekesinin ihtiyaçlarını karşılamak ve yeni enerjinin şebekeye erişimini sağlamaktır. Pompalı depolama enerji santralinin yer seçimi ve kapasitesi, güç dağıtımının özelliklerine, elektrik şebekesi işletme özelliklerine, güç yükü dağılımına ve güç yapısına göre belirlenmelidir.”
Güney Şebeke Enerji Depolama Şirketi planlama departmanı başkanı Jiang Shuwen, “Proje büyük ölçekli ve çok fazla başlangıç yatırımı gerektiriyor. Doğal kaynaklar, ekolojik çevre, ormancılık, mera, su koruma ve diğer departmanlarla iletişimi ve koordinasyonu güçlendirmek ve ekolojik koruma kırmızı çizgisi ve ilgili planlarla bağlantı kurmak daha da gerekli.” diye ekledi.
On milyarlarca hatta on milyarlarca dolarlık inşaat yatırımı, yüzlerce hektarlık rezervuar inşaat alanı ve 5 ila 7 yıllık inşaat süresi de, birçok kişinin pompajlı depolamayı diğer enerji depolama yöntemlerine kıyasla "ekonomik ve çevre dostu" olmamakla eleştirmesinin nedenleri arasındadır.
Ancak gerçekte, kimyasal enerji depolama sistemlerinin sınırlı deşarj süreleri ve 10 yıllık işletme ömrüyle karşılaştırıldığında, pompajlı depolamalı enerji santrallerinin gerçek hizmet ömrü 50 yıla hatta daha uzun süreye ulaşabilir. Büyük kapasiteli enerji depolama, sınırsız pompalama sıklığı ve kilovat saat başına daha düşük maliyet ile ekonomik verimliliği diğer enerji depolama sistemlerine göre çok daha yüksektir.
Çin Su Kaynakları ve Hidroelektrik Planlama ve Tasarım Enstitüsü'nde kıdemli mühendis olan Zheng Jing'in yaptığı bir çalışmada şu ifadeler yer alıyor: "Projenin ekonomik verimliliğinin analizi, pompajlı depolamalı enerji santrallerinin kilovat saat başına maliyetinin 0,207 yuan/kWh olduğunu göstermektedir. Elektrokimyasal enerji depolamanın kilovat saat başına maliyeti ise 0,563 yuan/kWh olup, bu da pompajlı depolamalı enerji santrallerinin maliyetinin 2,7 katıdır."
Zheng Jing, “Elektrokimyasal enerji depolama son yıllarda hızla büyüdü, ancak çeşitli gizli tehlikeler de mevcut. Güvenliği sağlamak amacıyla, pompajlı depolamalı enerji santralleriyle karşılaştırılabilir hale gelmesi için, kullanım ömrünü sürekli uzatmak, birim maliyetini düşürmek, santralin ölçeğini artırmak ve faz ayarlama fonksiyonunu yapılandırmak gerekiyor.” diye belirtti.
Bir elektrik santrali inşa edin, araziyi güzelleştirin.
Güney Enerji Şebekesi Enerji Depolama verilerine göre, 2024 yılının ilk yarısında güney bölgesindeki pompajlı depolamalı enerji santrallerinin kümülatif elektrik üretimi yaklaşık 6 milyar kWh'ye ulaşarak, 5,5 milyon konut kullanıcısının yarım yıllık elektrik ihtiyacını karşıladı ve yıllık bazda %1,3 artış gösterdi; ünite başına elektrik üretiminin başlatılma sayısı 20.000'i aşarak yıllık bazda %20,9 artış kaydetti. Ortalama olarak, her bir enerji santralinin her bir ünitesi günde 3 kereden fazla tepe güç üreterek, temiz enerjinin elektrik şebekesine istikrarlı erişimine önemli bir katkı sağlıyor.
Güney Elektrik Şebekesi Enerji Depolama, elektrik şebekesinin tepe yük azaltma enerji depolama kapasitesini iyileştirmeye ve sosyal ve ekonomik kalkınma için temiz elektrik sağlamaya yönelik çabalarının yanı sıra, güzel enerji santralleri inşa etmeye ve yerel halk için "yeşil, açık ve paylaşımlı" ekolojik ve çevresel ürünler sunmaya kendini adamıştır.
Her bahar, dağlar kiraz çiçekleriyle dolup taşar. Bisikletçiler ve yürüyüşçüler, manzarayı seyretmek için Shenzhen Yantian Bölgesi'ne giderler. Göl ve dağların yansımasıyla, kiraz çiçekleri denizinde yürüyüş yapmak, adeta bir cennetteymiş gibi hissettirir. Burası, ülkenin şehir merkezinde inşa edilen ilk pompajlı depolamalı enerji santrali olan Shenzhen Pompajlı Depolamalı Enerji Santrali'nin üst rezervuarı ve turistlerin ağzında "dağ ve deniz parkı" olarak bilinen yerdir.
Shenzhen Pompalı Depolama Enerji Santrali, planlama aşamasının başından itibaren yeşil ekolojik kavramları bünyesine kattı. Çevre koruma ve su tasarrufu tesisleri ve ekipmanları, proje ile eş zamanlı olarak tasarlandı, inşa edildi ve işletmeye alındı. Proje, “Ulusal Kalite Projesi” ve “Ulusal Toprak ve Su Koruma Gösteri Projesi” gibi ödüller kazandı. Enerji santrali işletmeye alındıktan sonra, Çin Güney Enerji Şebekesi Enerji Depolama, üst rezervuar alanının “sanayisizleştirme” peyzajını ekolojik park standardına yükseltti ve Yantian Bölgesi Hükümeti ile işbirliği yaparak üst rezervuar çevresine kiraz ağaçları dikti ve “dağ, deniz ve çiçek şehri” Yantian'ın tanıtım kartını oluşturdu.
Çevre korumasına verilen önem, Shenzhen Pompalı Depolama Enerji Santrali'ne özgü bir durum değildir. Çin Güney Enerji Şebekesi Enerji Depolama, tüm proje inşaat süreci boyunca sıkı yeşil inşaat yönetim sistemleri ve değerlendirme standartları geliştirmiştir; her proje, çevredeki doğal ortamı, kültürel özellikleri ve yerel yönetimin ilgili planlarını bir araya getirerek, projenin endüstriyel peyzajı ile çevredeki ekolojik ortamın uyumlu bir şekilde bütünleşmesini sağlamak için çevre koruma bütçesinde ekolojik ortamın restorasyonu ve iyileştirilmesi için özel harcamalar ayırmaktadır.
Jiang Shuwen, “Pompalı depolamalı enerji santrallerinin yer seçimi konusunda nispeten yüksek gereksinimleri vardır. Ekolojik kırmızı çizgilerden kaçınmanın yanı sıra, inşaat alanında nadir koruma altındaki bitkiler veya eski ağaçlar varsa, önceden orman müdürlüğü ile iletişime geçilmesi ve orman müdürlüğünün rehberliğinde yerinde koruma veya göç koruması yapılması gerekmektedir.” dedi.
Southern Power Grid Energy Storage'ın her bir pompajlı depolamalı enerji santralinde, ortamdaki negatif iyon içeriği, hava kalitesi, ultraviyole ışınları, sıcaklık, nem vb. gibi gerçek zamanlı verileri yayınlayan devasa bir elektronik ekran görebilirsiniz. Jiang Shuwen, "Bu, paydaşların enerji santralinin çevresel kalitesini net bir şekilde görebilmeleri için kendimizin de izlemesini istediğimiz bir şey." dedi ve ekledi: "Yangjiang ve Meizhou pompajlı depolamalı enerji santrallerinin inşasından sonra, 'çevre izleme kuşları' olarak bilinen balıkçıllar gruplar halinde tünemeye başladı; bu, enerji santrali bölgesindeki hava ve rezervuar suyu kalitesi gibi ekolojik çevre kalitesinin en sezgisel göstergesidir."
1993 yılında Guangzhou'da Çin'deki ilk büyük ölçekli pompajlı depolama enerji santralinin inşasından bu yana, Southern Power Grid Energy Storage, yaşam döngüsü boyunca yeşil projelerin nasıl uygulanacağına dair olgun bir deneyim biriktirmiştir. Şirket, 2023 yılında "Pompajlı Depolama Enerji Santralleri için Yeşil İnşaat Yönetim Yöntemleri ve Değerlendirme Göstergeleri"ni yayınlayarak, inşaat sürecinde projeye katılan tüm birimlerin yeşil inşaat sorumluluklarını ve değerlendirme standartlarını netleştirmiştir. Pratik hedefleri ve uygulama yöntemleriyle, sektörün ekolojik korumayı uygulamasına rehberlik etmesi açısından büyük önem taşımaktadır.
Pompalı depolama enerji santralleri sıfırdan inşa edilmiştir ve birçok teknoloji ve yönetim biçimi daha önce örnek alınmamıştır. Bu nedenle, Southern Power Grid Energy Storage gibi sektör liderlerinin, yukarı ve aşağı yönlü endüstriyel zincirleri sürekli olarak yenilik yapmaya, keşfetmeye ve doğrulamaya yönlendirmesi ve endüstriyel yükseltmeyi adım adım teşvik etmesi gerekmektedir. Ekolojik koruma da pompalı depolama endüstrisinin sürdürülebilir gelişiminin vazgeçilmez bir parçasıdır. Bu, yalnızca şirketin sorumluluğunu temsil etmekle kalmaz, aynı zamanda bu yeşil enerji depolama projesinin "yeşil" değerini ve altın içeriğini de vurgular.
Karbon nötrlüğü hedefi yaklaşıyor ve yenilenebilir enerji alanındaki gelişmeler yeni atılımlara imza atmaya devam ediyor. Pompalı depolama enerji santrallerinin elektrik şebekesinin yük dengesinde "düzenleyici", "enerji bankası" ve "dengeleyici" rolleri giderek daha belirgin hale geliyor.
Yayın tarihi: 05 Şubat 2025
