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Ren Shengquan

Vor kurzem ist das erste im Inland produzierte Kernsteuerungssystem im Pumpspeicherfeld meines Landes seit mehr als 25.000 Stunden sicher in den modifizierten Einheiten in Betrieb. Die erste Version einer Datenanalyseplattform mit künstlicher Intelligenz wurde aktualisiert und eingeführt und der zentrale Fernsteuerungsmodus der Einheiten wurde weiter angewendet, wodurch die Pumpspeicherindustrie in Richtung einer hochwertigen, intelligenten und umweltfreundlichen Entwicklung gefördert wird. Die Einheit Nr. 6 des Pumpspeicherkraftwerks wird im September dieses Jahres in Guangzhou installiert und modernisiert.

Unter den verschiedenen aktuellen Energiespeichertechnologien ist die Pumpspeicherung die erste Wahl für die großflächige, hochkapazitive und langzyklische Energiespeicherung. Bei der Pumpspeicherung werden künstlich zwei Reservoirs angelegt, ein Hoch- und ein Tiefseebecken. Die oberen und unteren Stauseen fließen nicht wie der Jangtsekiang und der Gelbe Fluss. Die meiste Zeit sind sie ruhig wie ein stiller See.

Wenn im Netz ausreichend Strom vorhanden ist, beispielsweise wenn die Sonne mittags hell scheint, wird viel Strom erzeugt. Zu dieser Zeit ist der Strompreis niedrig und Strom wird verwendet, um Wasser aus dem unteren Reservoir zu pumpen und in das obere Reservoir zu laden. Wenn im Netz Strom knapp ist, weil beispielsweise nachts keine Photovoltaik-Energie erzeugt wird, kann der Strompreis höher sein. Daher wird Wasser aus dem oberen Reservoir abgelassen, um die Einheiten zwischen dem oberen und unteren Reservoir anzutreiben, damit Strom erzeugt und ins Netz eingespeist werden kann. Anschließend fließt das Wasser in das untere Reservoir. Pumpspeicherkraftwerke sind wie riesige Energiespeicher und verfügen in der Regel über eine große Speicherkapazität. Mit der in einem typischen Pumpspeicherkraftwerk gespeicherten Energie können etwa 120.000 Elektrofahrzeuge vollständig aufgeladen werden. Gleichzeitig sind die Lade- und Entladezeiten von Pumpspeichern sehr flexibel. Ein Wasserbecken kann innerhalb einer Stunde hochgepumpt werden, und das Wasser kann innerhalb einer Stunde abgelassen werden. Die Lade- und Entladeleistung ist sehr groß und kann „langsam“ geladen und entladen werden. Außerdem kann das Laden und Entladen entsprechend den Anforderungen des Stromnetzes kombiniert werden.

Pumpspeicherkraftwerke befinden sich überwiegend in Gebieten mit relativ reichlich vorhandenen Wasserressourcen, während die Erzeugung erneuerbarer Energien wie Windkraft und Photovoltaik vor allem in den drei nördlichen Regionen, in den Bergregionen und an den Meeren stattfindet, wo es schwierig ist, an reichlich vorhandene Wasserressourcen zu gelangen. Derzeit ist der Entwicklungsumfang der Pumpspeicherung weitaus geringer als die Wachstumsrate der installierten Kapazität zur Stromerzeugung aus neuer Energie.

Neben Pumpspeichern weisen Energiespeicher wie elektrochemische Energiespeicher, Druckluftspeicher und Schwungradspeicher im Allgemeinen kleine Kapazitäten, hohe Investitionskosten und kurze Lebensdauern auf und sind nicht die bevorzugten Optionen für Energiespeicher mit großer Kapazität und langen Zyklen. Die Speicherung von Wasserstoffenergie ist nicht an den geografischen Standort gebunden. Es zeichnet sich durch große Kapazität, lange Lagerzeit, geringen Verfall und flexible Nutzung aus. Sie wird in Zukunft die zentrale Technologie für die großtechnische Energiespeicherung sein.

Die Technologie zur Speicherung von Wasserstoffenergie wird durch die Umwandlung von Elektrizität in Wasserstoff und Elektrizität entwickelt. Das Grundprinzip besteht darin, Wasser durch Elektrolyse zu Wasserstoff und Sauerstoff zu gewinnen. In Stromerzeugungssystemen für erneuerbare Energien kommt es häufig zu einer schwankenden Stromerzeugung und eingeschränkten Übertragung. Durch die Nutzung von überschüssigem, außerhalb der Spitzenzeiten verfügbarem oder qualitativ minderwertigem Strom zur Produktion von Wasserstoff im großen Maßstab kann elektrische Energie in Wasserstoffenergie umgewandelt und gespeichert werden. Wenn die Leistung nicht ausreicht, kann Wasserstoff durch Brennstoffzellen oder auf andere Weise in elektrische Energie umgewandelt und ins Netz eingespeist werden. Dadurch kann das Problem der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien und der Netzanbindung im Rahmen des aktuellen Modells wirksam gelöst werden. Gleichzeitig kann der bei diesem Verfahren erzeugte Wasserstoff auch in anderen Industriebereichen, wie etwa im Transportwesen und in der Metallurgie, zur direkten Nutzung bereitgestellt werden, wodurch sein wirtschaftlicher Wert steigt.

Im Hinblick auf die Energienutzung ermöglicht die große Kapazität und die langfristige Energiespeicherung von Wasserstoff eine effektivere Nutzung erneuerbarer Elektrizität. Aus der Perspektive der Energiespeicherökonomie im großen Maßstab sind die Kosten für die stationäre Wasserstoffspeicherung um ein Vielfaches geringer als die Speicherung von Strom in Batterien. Im Hinblick auf die Komplementarität der Batterieentladung ist Wasserstoffenergie eine flexible Energiequelle mit großer Kapazität und langer Lebensdauer.

Derzeit gibt es viele Möglichkeiten, Energie zu speichern, aber es scheint keine universelle Lösung zu geben, die alle Probleme lösen kann. Betrachtet man alle großtechnischen Energiespeichertechnologien, werden Wasserstoffenergie und Pumpspeicherung wahrscheinlich Hand in Hand gehen und in Zukunft im Mittelpunkt der Entwicklung stehen.

(Der Autor ist Mitglied der Anhui Science Writers Association)