Energetikos sektorius vis labiau primena virtuvę, kurioje maistas atkeliauja didžiuliais kiekiais, tačiau svečiai vakarienės nori konkrečiu laiku. Vėjas ir saulė kartais vienu metu tiekia į tinklą tiek daug elektros, kad ją tampa sunku racionaliai „suvartoti“, o tada, kai ateina didžiausio poreikio valandos, staiga ima stigti galios.
Dėl šios priežasties vakarų Kinijoje įgyvendinamas projektas, kuris nepapildys dar vieno gamybos šaltinio, bet spręs kur kas keblesnę energetinės transformacijos problemą – energijos kaupimą tokiais mastais, kai kalbama nebe apie megavatus, o apie ištisus gigavatus.
Didžiausia šio projekto dalis vyksta po kalnu, šimtus metrų uolienoje, kur kasama erdvė įrangai, kuri kels vandenį į viršutinį baseiną, kai elektros bus per daug, ir leis jam tekėti atgal per turbinas, kai tinklui reikės pagalbos. Įdomiausia, kad ši elektrinė veiks tarsi bankas, tik kaups ne pinigus, o laiką. Ji „užrakins“ energijos perteklių aukščių skirtume tarp dviejų vandens telkinių ir atiduos ją tada, kai ši energija turės didžiausią vertę.
Milžiniškas energijos sandėlis kalnuose
Slinkties (šlaitinė) hidroakumuliacinė elektrinė veikia tarsi milžiniška baterija kraštovaizdžio mastu. Kai elektros energijos yra perteklius, ji sunaudojama pumpuojant vandenį į viršutinį rezervuarą. Kai elektros ima trūkti, vanduo leidžiamas žemyn per turbinas ir vėl paverčiamas elektra. Idėja paprasta, bet įgyvendinimas – milžiniškas, ypač maždaug 3000 metrų virš jūros lygio aukštyje esančiame reljefe.
Šiuo atveju kalbama apie hibridinę sistemą: tradicinė hidroelektrinė ir akumuliacinis blokas veiks kartu, kad visas kompleksas būtų ir galios šaltinis, ir tinklo stabilizatorius. Planuojama, kad bendra galia sieks apie 4,2 GW, iš kurių akumuliacinę dalį sudarys keturios reversinės (dvigubos paskirties) agregatų grupės po 300 MW kiekviena.
Toks sprendimas atsako ne tik į orų nepastovumą. Pamažu bandome reguliavimo funkciją perkelti nuo iškastiniu kuru kūrenamų elektrinių prie energijos kaupimo ir srautų valdymo. Regionams, kurie sparčiai plėtoja vėjo ir saulės energetiką, tai neretai vienintelis kelias išvengti energijos švaistymo, kai pasiūla gerokai viršija paklausą.
Po kalnų masyvu beveik 500 metrų gylyje iškasta požeminė mašinų salė. Jos ilgis siekia apie 200 metrų, aukštis – beveik 60 metrų, o didžiausias uolienų sluoksnio storis virš jos viršaus viršija 650 metrų. Tokios ertmės iškasimo pabaiga dažniausiai reiškia naują projekto fazę: nuo „kovos su geologija“ pereinama prie įrangos instaliavimo ir montavimo. Lygiagrečiai pradėtas ir apatinio rezervuaro betonavimas.
Darbai tokioje vietovėje primena beveik karinio lygio logistikos operaciją. Aukštis virš jūros lygio, klimatas, ribotas tinkamų orų laikotarpis, medžiagų ir specialistų prieinamumas – visa tai daro darbų grafiką gerokai trapesnį nei lygumų projektuose.
Kodėl Kinija masiškai investuoja į tokias „baterijas“?
Žvelgiant iš elektros tinklo perspektyvos, didžiausias atsinaujinančių išteklių priešas nėra galios trūkumas, o jos netolygus pasiskirstymas laike. Be stambių kaupimo sistemų, elektra gali būti pigi tada, kai jos netrūksta niekam, ir labai brangi tada, kai jos stygius jaučiamas visur.
Hidroakumuliacinės elektrinės – vienas iš nedaugelio įrankių, galinčių „išlyginti“ šiuos svyravimus gigavatų ir daugiavalandžių ciklų mastu. Kinijoje tai ypač ryšku skaičiais ir įgyvendinimo tempais. Šalis yra pasaulinė hidroakumuliacinių pajėgumų lyderė, o pagal 2025 m. apžvelgtus pramonės duomenis prognozuota, kad suplanuoti 2030 m. tikslai bus viršyti anksčiau, nes šiuo metu statoma labai daug naujų objektų.
Tokiame strateginiame plane milžiniškas kalnų energijos magazinas atlieka energijos „persėdimo stoties“ vaidmenį: jis sugeria vėjo ir saulės elektrinių gamybos perteklių, o paskui grąžina jį į tinklą tada, kai sistemai reikia stabilizacijos ir papildomos galios. Tinklo operatoriui tai – priemonė mažinti energijos švaistymą ir išlaikyti sistemos darbo parametrus leistinose ribose.
Tokios paskirties objektai projektuojami atsižvelgiant ne tik į dabartinius poreikius, bet ir į būsimą naujų šaltinių plėtrą. Konkrečiu atveju numatoma, kad elektrinė taps „inkaru“ dideliam regione planuojamų atsinaujinančių išteklių paketui, kurio galia skaičiuojama gigavatais. Be akumuliacijos jų nauda būtų gerokai mažesnė didžiausios generacijos valandomis.
Reikėtų prisiminti ir tai, kad hidroakumuliacinė elektrinė yra toks „akumuliatorius“, kurio ekonominis efektyvumas neprapuola didėjant projektų mastui. Cheminių baterijų atveju didėjant talpai, kainos ir tiekimo grandinės komplikacijos dažnai auga labai sparčiai, o intensyvaus ciklinio darbo metu ribojanti tampa jų ilgaamžiškumas. Vanduo ir aukščių skirtumas – kitokio tipo inžinerinė bazė: brangi pradiniame etape, bet, esant gerai suprojektuotai infrastruktūrai, gali tarnauti daugelį dešimtmečių.
Vis dėlto yra ir kaina, kurios nepavyksta išvengti: geografija ir aplinka. Tokie projektai užima dideles teritorijas, keičia kraštovaizdį, reikalauja milžiniškos, dažnai naujai tiesiamos infrastruktūros. Daugelyje šalių būtent šie veiksniai stabdo hidroakumuliacinių įrenginių plėtrą, nepaisant patrauklių ekonominių ir techninių rodiklių.
Anksčiau ar vėliau tenka pripažinti: energetikos revoliucija nebus laimėta vien saulės moduliais ir vėjo turbinomis. Jie gamina elektrą. Tikroji užduotis prasideda tuomet, kai visą šią energiją reikia į tinklą įleisti tinkamu momentu, o ne tik tada, kai danguje pasitaiko palankios sąlygos.
