Źródło: drax.com
Co to jest elektrownia szczytowo-pompowa
Wodne magazynowanie szczytowo-pompowe (PSH) to metoda magazynowania energii na dużą skalę, którą można przekształcić w energię wodną. Technologia magazynowania długoterminowego jest używana od ponad pół wieku do równoważenia zapotrzebowania na energię elektryczną w sieci Wielkiej Brytanii i odpowiada za ponad 99 procent pojemności magazynowania energii masowej na całym świecie.
Jak to działa
Zasada jest prosta. Obiekty szczytowo-pompowe posiadają dwa zbiorniki wodne na różnych wysokościach na stromym zboczu. Gdy w sieci występuje nadmiar mocy, a zapotrzebowanie na energię elektryczną jest niskie, energia jest wykorzystywana do pompowania wody z dolnego do górnego zbiornika za pomocą turbin rewersyjnych. Gdy zapotrzebowanie jest wysokie, woda jest spuszczana w dół do dolnego zbiornika, napędzając turbiny w innym kierunku w celu wytworzenia energii elektrycznej.
Elektrownie szczytowo-pompowe mogą również świadczyć usługi pomocnicze pomagające zrównoważyć system elektroenergetyczny, takie jak bezwładność wirujących turbin, co zapewnia pracę systemu z odpowiednią częstotliwością i zmniejsza ryzyko przerw w dostawie prądu.
Dlaczego elektrownie szczytowo-pompowe są ważne dla transformacji energetycznej
Rządy na całym świecie przechodzą z paliw kopalnych na odnawialne źródła energii, aby osiągnąć swoje cele klimatyczne. Jednak niezwykle ważne technologie energetyczne, takie jak energia wiatrowa i słoneczna, stanowią wyzwanie dla operatorów sieci elektroenergetycznych.
Ze względu na zależność od pogody dostawy z tych odnawialnych źródeł energii są przerywane. Na przykład farmy wiatrowe odpowiadały za prawie jedną czwartą całkowitej produkcji energii elektrycznej w Wielkiej Brytanii w 2020 r., ale w niektóre dni wiatr zaspokajał mniej niż 10 procent zapotrzebowania kraju na energię elektryczną. Zmieniające się wzorce pogodowe i ekstremalne zjawiska pogodowe z przedłużającymi się okresami słabego wiatru lub ograniczonego światła dziennego stanowią dalsze zagrożenie dla stabilności sieci.
Kiedy produkcja energii ze źródeł odnawialnych spada, operatorzy sieci zwracają się głównie do elektrowni gazowych, aby wypełnić lukę. Ale poleganie na paliwach kopalnych, takich jak gaz ziemny, w dłuższej perspektywie w celu zrównoważenia sieci, zagrozi wysiłkom zmierzającym do osiągnięcia zerowej emisji netto do 2050 r.
Elektrownie szczytowo-pompowe działają jak ogromne „baterie wodne”. Stanowią elastyczny sposób magazynowania nadwyżki energii wytwarzanej przez odnawialne źródła energii, opłacalnie i na dużą skalę.
W jaki sposób można zwiększyć pojemność elektrowni szczytowo-pompowej
Ponieważ stare elektrownie cieplne są likwidowane, a odnawialne źródła energii zapewniają coraz większą część dostaw energii elektrycznej, pojemność magazynowania będzie musiała wzrosnąć, jeśli cele klimatyczne mają zostać osiągnięte. W ciągu następnych dwóch do trzech dekad sama zdolność magazynowania energii w Wielkiej Brytanii będzie musiała wzrosnąć dziesięciokrotnie, z 3 gigawatów (GW) do około 30 GW.
Elektrownie szczytowo-pompowe wymagają bardzo specyficznych lokalizacji, z dużymi zbiornikami wodnymi między różnymi wysokościami. Istnieją setki, jeśli nie tysiące potencjalnych lokalizacji w całej Wielkiej Brytanii, w tym nieczynne kopalnie, kamieniołomy i podziemne jaskinie, ale koszt opracowania całkowicie nowych obiektów jest ogromny. Bardziej opłacalnym sposobem na zwiększenie pojemności magazynowej jest rozbudowa istniejących elektrowni, takich jak Cruachan Power Station w Szkocji.