Репортаж от Wedoany，Гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС) будут играть ключевую роль в решении проблем, связанных с растущим спросом на электроэнергию со стороны искусственного интеллекта. Согласно последнему отчету Национальной гидроэнергетической ассоциации (NHA) «Выигрывая гонку ИИ: раскрывая потенциал гидроаккумулирующих электростанций», в настоящее время в процессе лицензирования Федеральной комиссии по регулированию энергетики США (FERC) находятся проекты ГАЭС общей мощностью более 60 гигаватт (ГВт), охватывающие около 80 проектов по всей стране.
Около 85% этих проектов расположены на западе США, регионе, где ожидается самый быстрый рост спроса на электроэнергию и где запланировано строительство множества новых центров обработки данных. Географическое совпадение центров спроса и предлагаемых проектов по хранению энергии подчеркивает потенциальную роль длительного хранения энергии в поддержке расширения электросети.
Согласно отчету, в ближайшие десять лет потребление электроэнергии в западной объединенной энергосистеме США, как ожидается, вырастет более чем на 20%, в основном за счет центров обработки данных, передового производства и электрификации. В то же время в регионе планируется вывести из эксплуатации более 24 ГВт существующих угольных, газовых и атомных электростанций. Рост спроса и сокращение традиционной генерации создают структурную проблему надежности. Ожидается, что вводимые в строй замещающие генерирующие мощности будут в основном состоять из переменных возобновляемых источников энергии и краткосрочных аккумуляторных накопителей. Центры обработки данных, работающие с нагрузками ИИ, требуют чрезвычайно стабильного электроснабжения и не могут допускать длительных отключений или значительных отклонений напряжения и частоты. В отчете утверждается, что ГАЭС могут напрямую устранить этот разрыв в надежности, обеспечивая не только длительное хранение энергии, но также синхронную инерцию, поддержку напряжения и способность к «черному старту».
В США гидроаккумулирование уже является основной формой длительного хранения энергии, составляя почти 90% установленной мощности длительного хранения. В то время как аккумуляторные накопители обычно рассчитаны на несколько часов, объекты ГАЭС обычно проектируются для выработки электроэнергии в течение восьми часов и более, что позволяет справляться с длительными дисбалансами в системе. По мере увеличения доли интеграции солнечной и ветровой энергии, длительное хранение позволяет операторам перемещать большие объемы энергии в течение суточных или многодневных циклов, сглаживая колебания и сокращая ограничения выработки. Механическая инерция, обеспечиваемая ГАЭС, является неотъемлемой характеристикой вращающихся гидротурбин и генераторов и имеет решающее значение для стабильности системы.
Географическое распределение генерации также влияет на роль ГАЭС в планировании электросетей. Многие новые проекты возобновляемой энергии на западе США расположены далеко от центров спроса, таких как Финикс и Солт-Лейк-Сити, а перегрузка основных линий электропередачи уже ограничивает передачу недорогой электроэнергии. В отчете утверждается, что ГАЭС могут служить как ресурсом для хранения энергии, так и формой поддержки сети. Объекты, расположенные вблизи центров спроса, могут уменьшить зависимость от перегруженных линий электропередачи, в то время как проекты, расположенные рядом с узлами возобновляемой энергии, могут поглощать избыточную энергию. ГАЭС могут повысить пропускную способность существующих сетей без длительного процесса планирования, необходимого для строительства новых высоковольтных линий электропередачи.
Несмотря на значительный объем разрабатываемых проектов, в настоящее время в США не строится ни одной новой гидроаккумулирующей станции. Основные препятствия носят финансовый и нормативный характер. Проекты ГАЭС обычно связаны с высокими первоначальными капитальными затратами и длительными сроками строительства, и разработчикам трудно получить долгосрочную определенность доходов на рынках электроэнергии, которые не в полной мере компенсируют длительное хранение или услуги по обеспечению надежности. В отчете утверждается, что существующие рынки недооценивают инерцию, частотную характеристику и способность к «черному старту», предоставляемые ГАЭС, а механизмы их монетизации остаются ограниченными.
В отчете содержится призыв к FERC принять меры для решения проблем проектирования рынка. В отчете предлагается, чтобы нормативные инициативы могли обновить модели участия в рынке, создать механизмы компенсации за услуги по формированию сети, а также пересмотреть рамки сертификации мощности, чтобы лучше отражать характеристики длительного хранения. Такие реформы направлены на то, чтобы позволить различным решениям для длительного хранения энергии конкурировать на равных условиях в зависимости от их ценности для надежности.
В отчете также подчеркивается потенциальная роль федеральных инструментов финансирования в поддержке разработки ГАЭС. Программа кредитных гарантий Министерства энергетики США по Разделу 17 уже четко относит инфраструктуру, поддерживающую надежность электросети, к категории приемлемых объектов, что может помочь снизить финансовые риски в период строительства проектов. Программа «Партнерство в области устойчивости и инноваций сетей» (GRIP) Министерства энергетики, располагающая более чем 10,5 миллиардами долларов, может поддерживать разработку гидроаккумулирующих станций за счет механизмов стабилизации доходов на ранних этапах эксплуатации проектов, повышая их финансируемость.
В отчете гидроаккумулирующие станции позиционируются как стратегический инфраструктурный ресурс для новой цифровой экономики. Центры обработки данных ИИ и передовые производственные объекты нуждаются в непрерывном и качественном электроснабжении. Политикам необходимо обеспечить, чтобы нормативная база и рынки электроэнергии развивались достаточно быстро для поддержки строительства крупных объектов надежности. Если спрос на электроэнергию для ИИ продолжит расти нынешними темпами, технологии длительного хранения энергии, включая ГАЭС, могут стать все более важным компонентом планирования электросетей.
