China nu investeşte atât în centrale de baterii imense, ci construieşte masiv hidrocentrale prin pompare cu rol de baterie de apă

În ultimele luni am scris frecvent despre noi şi noi centrale de baterii din întreaga lume, ţara cu cele mai multe şi cele mai mari centrale din lume, atât construite, cât şi abia aprobate fiind Australia. Spre exemplu, acum câteva zile scriam despre noua cea mai mare centrală unitară de baterii, aprobată pentru construcţie în Australia, care va stoca 2,4 GWh de electricitate şi va livra o putere de 600 MW. Ieri publicam un articol şi despre o centrală din Chile, de 10 ori mai mică, la 250 MWh, cu baterii Mitsubishi şi spuneam că şi în Chile doar într-o lună au fost aprobate proiecte de peste 2,0 GWh. Într-un articol de luna trecută analizam cât ar costa rezolvarea problemei Moldovei de stocare a electricităţii din surse regenerabile cu baterii Tesla Megapack, iar Tesla a raportat de curând un trimestru record pentru livrările bateriilor sale mari, semn că peste tot în lume duduie proiectele mari de stocare a electricităţii produse din surse regenerabile. Explicaţia acestei creşteri e cât se poate de clară — energia regenerabilă, solară şi eoliană, e intermitentă, şi e nevoie să stocheze atunci când se produce, pentru a putea face uz de ea atunci când există cerere. Doar cu stocare se poate ajunge la cotele dorită de energie regenerabilă. Însă nu toate ţările urmează aceeaşi cale a centralelor de baterii.

Foto: Centrală de baterii, lângă un parc fotovoltaic

Elveţia e un exemplu diferit de lucruri care se întâmplă de zeci de ani altfel, cu accent mare pe hidrocentrale. Norvegia îşi produce 89-90% din energie prin hidrocentrale, regenerabil, şi are aproape 1.700 de hidrocentrale mari şi mici şi peste 1.000 de rezervoare de apă. Într-atât de multă apă se conţine în aceste hidrocentrale, încât dacă n-ar mai exista deloc apă nouă din râuri, apa stocată în cele 1.000 rezervoare ar putea asigura consumul de electricitate al Norvegiei timp de 8 luni şi jumătate! Norvegia, ca şi Elveţia, şi-a făcut această infrastructură cu decenii în urmă şi acum construieşte centrale şi rezervoare noi pentru a ţine pasul cu creşterea cererii de electricitate, datorată transportului electric. China, însă, e un exemplu şi mai interesant, pentru că acolo lucrurile nu s-au făcut cu decenii în urmă, ci abia se fac acum. China a mizat mulţi ani pe elementarul cărbune în a-şi produce electricitatea la centrale. Acum, însă, odată cu planul de tranziţie la maşini electrice, China îşi construieşte zeci de parcuri eoliene uriaşe, zeci de parcuri fotovoltaice şi un număr mare de hidrocentrale. Dezvoltarea producţiei de electricitate din surse regenerabile a ajuns la un ritm galopant, astfel încât şi în China a apărut necesitatea de prevedea surse de stocare a acestei electricităţi. Şi, întrucât China e ţara principală a materiei prime pentru producţia de baterii, am putea să aşteptăm că în China centralele de baterii sunt construite cu o amploare şi mai mare decât Australia. Dar nu e aşa.

În 2022, China a adoptat un plan detaliat de soluţii de stocare pentru termen lungi, şi un plan de viziune ce ţinteşte până în anul 2060. Iar acolo se conţin şi centralele de baterii, şi alte tehnologii, dar totuşi accentul cel mai mare e pus pe rezervoare de apă după principiul hidrocentralelor prin pompare.

Ca să înţelegem amploarea dezvoltării centralelor de baterii în China, în comparaţie cu Australia, de exemplu, dar şi în comparaţie cu hidrocentralele prin pompare, una din cele mai mare centrale de baterii construite acum în China, va avea 350 MWh capacitate de stocare. Deci, departe faţă de 2.400 MWh a centralei australiene aprobate de curând. În 2020, China avea centrale de baterii în toată ţara ce însumau 3,4 GWh capacitate de stocare, iar în acest an deja de apropie de circa 32-33 GWh stocare şi 12 GW putere pe care o poate livra în sistem. Anul 2023 a fost unul în care doar în 6 luni capacitatea centralelor de baterii a crescut cu peste 35% în ţară, în mare parte din cauza secetei în multe regiuni ale ţării, care e a scăzut producţia la hidrocentrale obişnuite şi perspectiva hidrocentralelor de pompare. O putere de 12 GW livrată în reţea şi peste 30 GWh de stocare în baterii e mare, dar la dimensiunea Chinei e încă foarte mică. Australia, cu doar 25 milioane de locuitori, e relativ aproape în dezvoltarea parametrilor acestor centrale, însă dacă raportăm la numărul de locuitori, Australia e cu ani-lumină înainte. China are o putere instalată activă de 2,4 TW a producţiei sale de electricitate, deci 2.400 GW de putere produsă în orele maxime, de la toate sursele. Din această cifră, 12 GW e foarte puţin, deci.

Foto: Centrală de baterii în China

China spune că va investi în continuare în centrale de baterii, până la o putere de 100 GW în anul 2030. Însă pe lângă asta, China mai dezvoltă centrale de stocare prin aer comprimat şi cele de stocare termică prin concentrare a energiei solare. Dar, dacă puterea totală a centralelor de baterii a atins abia 12 GW, cea hidrocentralelor prin pompare a trecut de 50 GW operaţionali în august 2023, deci e vorba de hidrocentrale prin pompare deja construite, care au de 4 ori mai multă capacitate decât bateriile. Mai mult ca atât, în luna august în China erau în proces de construcţie un număr imens de hidrocentrale prin pompare, ce însumau încă 89 GW de capacitate!

Foto: Hidrocentrală prin pompare, construită în China

Ce înseamnă, mai exact hidrocentralele prin pompare? Sunt efectiv două rezervoare mari de acumulare a apei, la o diferenţă de altitudine între ele, legate între ele prin canale, pompe şi turbine absolut normale, de hidrocentrale. Atunci când în reţeaua naţională se manifestă, spre exemplu, o supraproducţie de electricitate de la multitudinea de parcuri solare sau eoline, sunt incluse pompele acestor hidrocentrale, care consumă acea electricitate în surplus pentru a pompa apa din bazinul inferior în cel superior. Apa ajunsă sus e stocată, iar atunci când vin orele de consum maxim, apa e lăsată să curgă din nou în jos, prin canalele normale spre turbinele hidrocentralei, iar astfel hidrocentrala produce electricitate, folosind apa pe care a pompat-o mai devreme. O asemenea hidrocentrală prin pompare funcţionează, deci, ca o baterie imensă, pe care o „încarci” conectându-i pompele să pompeze apa sus şi o „descarci” când laşi apa înapoi şi, ajutată de gravitaţie, o foloseşti ca să scoţi înapoi electricitatea.

Foto: Schema generală a unei hidrocentrale prin pompare, cu 2 rezervoare

Randamentul unei asemenea baterii imense de apă este de obicei pe la 77-79%, deci obţii înapoi cu circa 77-79% din electricitate pe care ai consumat-o la pomparea iniţială. Randamentul unor centrale cu baterii este de 95%. Deci, există o diferenţă de 15-17% între cele două tehnologii, dar, dacă o centrală de baterii are nevoie de schimbarea acestora după vreo 15.000 de cicluri de încărcare şi descărcare, o hidrocentrală prin pompare are o durată de viaţă de 60-100 ani minim, eventual cu schimbarea turbinelor la un moment dat, fără a-şi pierde din capacitate între timp. Hidrocentrala prin pompare e o construcţie mult mai scumpă decât o centrală pe baterii, dar, dacă raportăm la durata de viaţă, e mult mai raţonală. Însă e nevoie de relief care să permită poziţionarea bazinelor de acumulare la diferenţă de altitudine. Apropo, şi România are hidrocentrale care folosesc sistemul de pompare, inclusiv combinat cu debitul râurilor, precum e şi hidrocentrala Lotru.

Foto: Turbinele dintr-o hidrocentrală prin pompare sunt identice de obice cu cele dintr-o hidrocentrală pe baza unui singur lac de acumulare. Atunci când sunt două rezervoare, aceeaşi apă poate fi folosită de multiple ori pentru a fi pompată într-o direcţie şi alta

Şi cifrele din planurile Chinei arată clar că, în tranziţia sa spre energie regenerabilă, China a decis că hidrocentralele prin pompare sunt o investiţie mai înţeleaptă şi mai raţională pe durată lungă decât centralele cu baterii. Aşa cum spuneam, 79 GW de putere instalată doar acum în construcţie, faţă de cele 50 GW deja funcţionale, construite recent! Asta înseamnă 129 GW putere totală a acestor hidrocentrale de stocare. Pentru comparaţie, hidrocentrala Lotru are 0,5 GW putere, iar un reactor de la Cernavodă — 0,65 GW. Deci chiar şi la peste 2.000 GW putere de generare a Chinei, 129 GW sunt o cifră care contează deja pentru stocare şi echilibrare.

Dar asta nu e tot. Pe lângă hidrocentralele prin pompare construite sau aflate în construcţie acum, China mai are planificate alte hidrocentrale noi prin pompare, care încă nu au fost aprobate cu termen exact de execuţie dar sunt în pregătiri şi proiectări, cu o putere totală de încă 276 GW, până în anul 2030. Deci către anul 2030, peste doar 7 ani, China vrea să aibă asemenea „baterii” pe bază de hidrocentrale de pompare, care să însumeze 129+276 GW, deci 405 GW putere! Iar 405 GW din 2.400 sau către aproape 3.000 GW, cât va fi în 2030 capacitatea de producţie a întregii China, e deja o cifră substanţială! La cei 405 GW ai hidrocentralelor prin pompare se vor mai adăuga cele 100 GW ale baterilor şi altele minim 80 GW ale celorlalte tehnologii, iar astfel China va aduna suficiente capacităţi de stocare cât să-şi poată echilibra tot sistemul, pentru a-l trece complet la regenerabile. Iar în aceste cifre nu sunt incluse hidrocentralele care lucrează în regim normal şi dau putere atunci când e necesar, ci doar cele proiectate să funcţioneze ca baterii.

Foto: Ritmul de creştere a construcţiei de hidrocentrale prin pompare în China

Asta ne spune că, deşi în 2023 bateriile au crescut foarte mult, pentru planurile către anul 2030 China pune de minim 4 ori mai mult accent pe hidrocentrale prin pompare decât baterii. Are suficienţi munţi unde să o facă şi are viziune pe termen lung, care înţelege că e mai rentabil să se cheltuie acum mult mai mult pe asemenea hidrocentrale, dar ele să aibă o durată de viaţă de până la un secol, decât să schimbi baterii imense o dată la vreo 10 ani. Iar ca să înţelegem ce amploare au luat aceste hidrocentrale în China, acum deja peste 30% din toate hidrocentralele de pompare din lume operaţionale se află în China şi peste 75% din centralele de acest tip aflate în construcţie în lume sunt construite în China. Şi asta se întâmplă în timp ce se construiesc masiv parcuri uriaşe eoliene şi solare. Doar în 2023, se vor inaugura parcuri eoliene de o putere totală instalată de peste 160 GW în China. Această ţară voia să ajungă în 2030 la 50% din energie produsă din surse regenerabile, însă a ajuns deja în 2023 la 42%, deci va supra împlini estimările cu siguranţă.