Cabaran Penyimpanan di Negara Kuasa Solar
Apabila Presiden Xi Jinping mengumumkan pada Disember 2020 bahawa China akan memasang kapasiti tenaga angin dan solar sebanyak 1,200 gigawatt menjelang 2030, sasaran itu kelihatan bercita-cita tinggi. Sebaliknya, China mencapai pencapaian itu pada Julai 2024, enam tahun lebih awal daripada jadual. Menjelang akhir 2025, gabungan kapasiti tenaga angin dan solar melonjak melepasi 1,840 gigawatt, merangkumi 47.3% daripada kapasiti elektrik negara itu. Perkembangan ini tidak menunjukkan tanda-tanda akan perlahan. Antara Januari hingga Mei 2025 sahaja, China menambah 198 gigawatt tenaga solar dan 46 gigawatt tenaga angin. Pada Mei sahaja, negara itu memasang kapasiti solar sebanyak 93 gigawatt dan tenaga angin sebanyak 26 gigawatt. Penganalisis tenaga Lauri Myllyvirta berkata, bergantung pada keadaan, penambahan itu mampu menjana elektrik sebanyak Poland, Sweden atau Emiriah Arab Bersatu.
Kandungan
Pertumbuhan pesat ini menimbulkan masalah yang tidak dijangka. Tenaga boleh baharu terhasil ketika matahari bersinar dan angin bertiup, bukan semestinya ketika orang ramai memerlukan elektrik. Pada 2025, negara-negara di seluruh dunia melaporkan tahap pembatasan pengeluaran tenaga, atau pembaziran tenaga, yang mencatat rekod apabila grid tidak dapat menyerap lebihan bekalan. Brazil membuang 20% daripada tenaga solar yang dijananya, manakala Jerman, Perancis dan Belanda bersama-sama mengurangkan pengeluaran tenaga boleh baharu sebanyak 3.9 terawatt jam. Kini, cabaran utama China ialah menyimpan tenaga untuk digunakan apabila diperlukan, bukan sekadar menjana lebih banyak tenaga.
Sektor penyimpanan bateri berkembang sebanyak 75% pada 2025 berbanding 2024, namun pertumbuhan pesat ini masih tidak dapat memenuhi skala yang diperlukan. Bateri kimia sangat sesuai untuk mengawal frekuensi dalam jangka pendek, tetapi menghadapi masalah kemerosotan prestasi dan kekangan rantaian bekalan apabila diperluas untuk penyimpanan berjam-jam. Penyelesaiannya terletak pada teknologi lama yang digunakan pada skala baharu: kuasa hidro simpanan pam. Kemudahan ini berfungsi seperti bateri gergasi, dengan jangka hayat operasi 70 hingga 100 tahun, kos penyelenggaraan lebih rendah berbanding alternatif kimia dan tidak memerlukan mineral nadir bumi.
Cara Kuasa Hidro Simpanan Pam Berfungsi: Graviti sebagai Bateri
Mekanisme kuasa hidro simpanan pam bergantung pada prinsip fizik asas. Air seberat ribuan tan disimpan di kawasan tinggi dalam takungan atas, menyimpan tenaga sebagai tenaga keupayaan graviti. Apabila dilepaskan, air mengalir deras melalui turbin yang disambungkan kepada penjana, lalu menukarkan tenaga keupayaan itu kembali kepada elektrik. Tidak seperti empangan hidroelektrik konvensional yang bergantung pada aliran sungai, sistem simpanan pam menggunakan semula air yang sama berulang kali, sekali gus mewujudkan kitaran tertutup yang boleh beroperasi tanpa mengira hujan bermusim.
Ketika permintaan rendah atau pengeluaran tenaga boleh baharu tinggi, loji ini menggunakan lebihan elektrik untuk mengepam air dari takungan bawah ke takungan atas. Apabila permintaan memuncak, air mengalir semula ke bawah melalui turbin untuk menjana elektrik mengikut keperluan. Sistem simpanan ringkas berasaskan graviti ini kini menyediakan lebih 90% daripada semua penyimpanan tenaga jangka panjang di seluruh dunia.
Loji moden semakin banyak menggunakan penjana motor kelajuan boleh ubah, yang membolehkan pengendali melaraskan penggunaan kuasa semasa pengepaman dan bukannya beroperasi pada kadar tetap. Fleksibiliti ini membolehkan perkhidmatan penstabilan grid yang lebih baik. Teknologi ini cemerlang dalam menyerap lebihan kuasa yang banyak dan melepaskannya selama beberapa jam atau bahkan beberapa hari, menjadikannya sesuai untuk mengimbangi penjanaan tenaga angin dan solar yang tidak menentu. Walaupun bateri litium-ion menguasai pasaran penyimpanan jangka pendek, kosnya masih tinggi untuk dikembangkan bagi tempoh nyahcas berjam-jam, dan prestasinya merosot akibat kitaran penggunaan yang kerap.
Bentuk muka bumi China memberikan kelebihan semula jadi. Kajian menunjukkan bahawa 79% potensi simpanan pam negara itu terletak di wilayah barat laut dan barat daya, yang mempunyai kawasan pergunungan dengan perbezaan ketinggian semula jadi yang sesuai untuk pembinaan takungan. Namun, jurutera juga mula melaksanakan penyelesaian inovatif di kawasan yang lebih rata, membuktikan bahawa teknologi ini boleh disesuaikan dengan pelbagai landskap menerusi kreativiti kejuruteraan yang mencukupi.
Projek Pemecah Rekod Mengubah Landskap
China bukan sekadar membina loji simpanan pam; negara itu sedang membina kemudahan terbesar dan paling bercita-cita tinggi yang pernah dirancang. Stesen Janakuasa Simpanan Pam Fengning di wilayah Hebei, yang siap pada Ogos 2024, merupakan kemudahan seumpamanya yang terbesar di dunia. Dikendalikan oleh State Grid Corporation of China, Fengning mempunyai 12 unit turbin pam boleh balik, setiap satunya berkapasiti 300 megawatt, dengan jumlah kapasiti terpasang 3.6 gigawatt. Projek yang mula dibina pada Jun 2013 itu mengatasi pemegang rekod terdahulu, stesen Bath County di Amerika Syarikat, dan kini menjadi tonggak kestabilan grid di utara China. Dalam fasa kedua, kemudahan itu menggunakan penjana kelajuan boleh ubah canggih yang berkadar 330 MVA dalam mod penjana dan 345 MVA dalam mod pam, membolehkan pelarasan tepat terhadap turun naik frekuensi grid.
Fengning memegang rekod kapasiti, manakala Stesen Janakuasa Simpanan Pam Zhenjiang (Jurong) di wilayah Jiangsu memegang rekod empangan tertinggi seumpamanya. Mula beroperasi pada Oktober 2025, kemudahan itu mempunyai empangan takungan atas setinggi 182.3 meter, kira-kira setara dengan bangunan 60 tingkat dan lebih tinggi daripada Patung Liberty. Kejayaan kejuruteraan ini amat mencabar kerana sebahagian besar wilayah Jiangsu merupakan kawasan rata. Jurutera menggunakan bahan korekan dari tapak itu sendiri untuk membina badan empangan, lalu mewujudkan perbezaan ketinggian buatan di lembah Lunshan yang tidak mempunyai ciri semula jadi sedemikian.
Loji Jurong menempatkan jenteranya di dalam gua bawah tanah sedalam 800 meter, yang mengandungi enam unit boleh balik berkapasiti 225 megawatt setiap satu, dengan jumlah kapasiti 1.35 gigawatt. Takungan atasnya menampung 17.07 juta meter padu air. Sistem itu menggunakan kira-kira 1.8 bilion kilowatt jam setahun semasa mengepam, manakala penjanaan semasa pelepasan mencapai 1.35 bilion kilowatt jam. Menurut Wang Chenhui, pengarah Jabatan Pembangunan State Grid Zhenjiang Power Supply Company, loji itu menyediakan kapasiti pengawalseliaan tenaga dua hala kira-kira 2.7 juta kilowatt, sekali gus mengurangkan tekanan pada grid elektrik ketika permintaan memuncak di kawasan industri Delta Sungai Yangtze. Unjuran rasmi menunjukkan kemudahan itu akan mengelakkan penggunaan kira-kira 140,000 tan arang batu setahun dan mengurangkan pelepasan karbon dioksida kira-kira 349,000 tan setahun, selain membekalkan elektrik kepada kira-kira 360,000 isi rumah.
Apabila beroperasi sepenuhnya, kemudahan ini akan menyediakan kapasiti pengawalseliaan tenaga dua hala kira-kira 2.7 juta kilowatt, sekali gus mengurangkan tekanan pada grid elektrik ketika permintaan memuncak.
Selain kemudahan penyimpanan khusus, China menerajui pemasangan hibrid yang menggabungkan kuasa hidro konvensional dengan simpanan pam. Projek Lianghekou di barat Sichuan, yang dibina pada ketinggian 9,842 kaki di dataran tinggi Tibet, merupakan sistem hibrid terbesar di dunia. Kemudahan ini menggabungkan loji hidroelektrik konvensional berkapasiti 3,000 megawatt dengan tambahan simpanan pam berkapasiti 1,200 megawatt, membentuk kompleks gabungan berkapasiti 4.2 gigawatt. Projek itu disepadukan dengan Stesen Janakuasa Hidroelektrik Yagen Tahap-1 sebagai takungan bawah, lalu membentuk bateri air berskala besar. Pengorekan untuk rumah janakuasa bawah tanah, yang terletak 1,640 kaki di bawah permukaan gunung, telah selesai, manakala kerja menuang konkrit bagi takungan bawah sedang dijalankan.
Di wilayah Anhui, kemudahan simpanan pam Jixi telah beroperasi sejak 2021 sebagai "bank kuasa super" untuk timur China. Dengan kapasiti 1.8 juta kilowatt, loji itu telah bertindak balas terhadap 106 permintaan grid kecemasan dengan kadar kejayaan permulaan 100%. Setakat 2024, loji itu telah menjana 2.479 bilion kilowatt jam, sambil mengurangkan penggunaan arang batu tahunan kira-kira 216,000 tan dan mengurangkan pelepasan karbon dioksida sebanyak 475,000 tan. Kemudahan itu mencatat nilai pengeluaran 1.684 bilion yuan pada 2024, menyumbang dengan ketara kepada pembangunan ekonomi tempatan sambil mengekalkan pengiktirafan sebagai projek perintis kebangsaan bagi pemuliharaan air dan tanah.
Inovasi Geografi: Dari Pergunungan ke Persisiran Pantai
Pembangunan simpanan pam secara tradisional tertumpu di kawasan pergunungan, tempat lembah semula jadi menyediakan takungan atas dan bawah. Di China, wilayah barat laut dan barat daya merangkumi 79% daripada keseluruhan potensi penyimpanan tenaga negara itu, dengan Wilayah Qinghai sahaja menyumbang 32%. Kawasan ini mempunyai perubahan ketinggian curam yang diperlukan untuk penjanaan elektrik yang cekap. Kajian menggunakan Sistem Maklumat Geografi dan Model Ketinggian Digital mengenal pasti 532 takungan besar sedia ada yang berpotensi menyokong pembinaan takungan atas tambahan, mewakili potensi teori sebanyak 9,671 gigawatt jam. Potensi yang boleh direalisasikan, iaitu 8,717 gigawatt jam, kira-kira 1.74 kali kapasiti simpanan pam yang dirancang dan diperuntukkan negara itu sekarang.
Namun, pusat permintaan tenaga China terletak di wilayah pesisir timur yang bentuk muka buminya rata, sekali gus menyukarkan pembangunan kemudahan penyimpanan sebelum ini. Kejayaan projek Jurong di Jiangsu membuktikan bahawa simpanan pam berskala besar boleh beroperasi walaupun di kawasan yang bentuk muka buminya mencabar. Dengan mewujudkan perbezaan ketinggian buatan dan menggunakan rumah janakuasa bawah tanah, jurutera kini boleh membina infrastruktur penyimpanan berhampiran pusat beban utama, dan bukannya menyalurkan elektrik dari kawasan pergunungan terpencil melalui jarak yang jauh.
Bagi masa depan, para penyelidik sedang mengkaji penyimpanan tenaga simpanan pam menggunakan air laut untuk kawasan pesisir China yang luas. Pendekatan ini menggunakan laut sebagai takungan bawah, sekali gus menghapuskan keperluan terhadap air tawar dan persaingan dengan keperluan air pertanian atau perbandaran. Satu kajian baru-baru ini mengenal pasti kira-kira 20,000 tapak pesisir yang berpotensi, dengan kapasiti simpanan gabungan sebanyak 4,379 gigawatt jam. Daripada jumlah itu, 87 tapak mempunyai kos pembinaan yang hampir menyamai sistem air tawar konvensional, iaitu kira-kira 949 euro bagi setiap kilowatt, khususnya apabila lekukan pesisir semula jadi digunakan untuk mengurangkan keperluan kerja pengorekan. Teknologi ini berpotensi memainkan peranan penting dalam menyepadukan ladang angin luar pesisir di wilayah pesisir, dengan menyediakan rangka kerja yang boleh diperluas bagi penyelarasan penyimpanan dan pembangunan tenaga boleh baharu.
Kadar Pembinaan dan Kawalan Kualiti
Kadar pembangunan China jauh mengatasi pesaing global. Setakat Mei 2023, negara itu mengendalikan kapasiti simpanan pam sebanyak 50 gigawatt, mewakili 30% daripada jumlah global. Menjelang Ogos 2025, kapasiti terpasang mencecah 62.365 gigawatt, mengatasi sasaran Rancangan Lima Tahun Ke-14 lebih awal daripada jadual. Negara itu kini mempunyai 89 gigawatt dalam pembinaan, sementara pemaju sedang mendapatkan kelulusan bagi tambahan 276 gigawatt. China menyasarkan kapasiti 400 gigawatt menjelang 2035, angka yang akan menjadikan kuasa hidro simpanan pam sebagai asas sistem penyimpanan jangka panjang negara itu.
Pecutan ini bergantung pada teknik kejuruteraan canggih dan kaedah pembinaan perindustrian. Dalam projek Pingjiang di wilayah Hunan, jurutera menggunakan mesin pengorek terowong berdiameter boleh ubah bernama Tianyue untuk mengorek aci condong sepanjang 1,338 meter pada sudut 50 darjah. Mesin pertama seumpamanya ini melaraskan diameter pengorekan daripada 6.5 meter kepada 8 meter ketika mendaki, menggunakan sistem saling kunci hidraulik tiga pengapit untuk mengelakkan gelinciran. Mesin itu berukuran 87 meter panjang dan seberat 900 tan. Sistem tiga pengapitnya membentuk apa yang digambarkan pengeluar CRCHI sebagai "matriks segi tiga ant gelincir", yang membolehkan mesin itu mencengkam dinding aci dan bergerak naik dengan selamat melalui penggiliran pengapit tengah dan belakang setiap 1.5 meter bagi mengekalkan daya tolakan balas secara berterusan. Inovasi sedemikian membolehkan projek disiapkan mengikut jadual yang dipercepat, dengan sesetengah unit mula beroperasi hanya 18 bulan selepas pemasangan bermula.
Namun, kadar yang pesat itu turut mendedahkan cabaran kawalan kualiti. Pada penghujung 2025, projek simpanan pam Yongan di wilayah Fujian, sebuah kemudahan utama bernilai 7.5 bilion yuan ($1.06 bilion), terpalit skandal selepas laporan mengenai "kecacatan kualiti serius" dalam pembinaan takungan bawah muncul. Pentadbiran Tenaga Kebangsaan melancarkan siasatan terhadap dakwaan penggunaan bahan yang tidak mengikut piawaian dan amalan kerja sambil lewa di tapak berkenaan, iaitu projek keutamaan di bawah rancangan lima tahun negara itu bagi tempoh 2021 hingga 2025. Power Construction Corporation of China, syarikat induk kontraktor terbabit, menubuhkan kumpulan siasatan khas dan berikrar menangani isu itu menurut undang-undang dan peraturan. Insiden itu menonjolkan ketegangan antara kepantasan pembinaan dengan ketelitian kejuruteraan ketika China berlumba-lumba membangunkan infrastruktur penyimpanannya.
Persaingan Global untuk Penyimpanan Jangka Panjang
Pembangunan pesat China merupakan sebahagian daripada kebangkitan semula pembangunan simpanan pam di seluruh dunia. Persatuan Hidroelektrik Antarabangsa melaporkan bahawa pemaju di seluruh dunia sedang mengusahakan kapasiti simpanan pam baharu sebanyak 570 gigawatt, dengan China menyumbang kira-kira 40% daripada projek dalam perancangan itu. Eddie Rich, ketua eksekutif IHA, menegaskan bahawa tahap pembatasan pengeluaran tenaga boleh baharu yang mencatat rekod memberi amaran bahawa kapasiti penjanaan mesti diimbangi dengan infrastruktur penyimpanan.
Tahap pembatasan pengeluaran yang mencatat rekod pada 2025 merupakan amaran jelas. Dunia sedang membina kapasiti penjanaan tenaga bersih dengan pantas, tetapi kadar itu kini perlu diimbangi dengan pembinaan infrastruktur yang diperlukan untuk menggunakan atau menyimpan tenaga tersebut.
Rich menambah, "Jika kita serius tentang keselamatan tenaga, kedaulatan tenaga dan daya tahan, simpanan pam mesti dianggap sebagai tulang belakang, bukannya perkara sampingan."
Negara lain bergerak lebih perlahan disebabkan halangan peraturan dan proses mendapatkan permit. Di Eropah, projek Riedl berkapasiti 300 megawatt di Jerman mendapat kelulusan selepas lebih sedekad dirancang, manakala kemudahan Limberg III di Austria mula beroperasi pada September 2025 selepas empat tahun menjalani pembinaan bawah tanah yang intensif. Amerika Syarikat mempunyai lebih 90 projek dalam pembangunan, termasuk kemudahan Goldendale berkapasiti 1,200 megawatt di Washington State, namun proses mendapatkan permit yang tertakluk pada undang-undang dari 1980-an bermakna kebanyakannya tidak akan beroperasi sekurang-kurangnya selama sedekad.
United Kingdom merancang membina kapasiti simpanan pam sebanyak 10 gigawatt menjelang pertengahan 2030-an, termasuk projek Earba berkapasiti 1,800 megawatt di Tanah Tinggi Scotland. Projek-projek ini bertujuan menyerap lebihan kuasa angin dan menggantikan loji gas mahal yang digunakan ketika permintaan memuncak. Di Timur Tengah, Dubai Electricity and Water Authority telah memulakan operasi percubaan di kemudahan Hatta berkapasiti 250 megawatt, loji pertama seumpamanya di rantau Teluk. Loji itu mempunyai empangan atas yang menampung 5.3 juta meter padu air dan rumah janakuasa 60 meter di bawah tanah, serta menyokong Strategi Pelepasan Karbon Sifar Bersih Dubai 2050.
India sedang meneruskan projek berskala besar untuk melengkapi armada tenaga solar dan anginnya yang berkembang pesat. Projek Gandikota berkapasiti 1,800 megawatt di Andhra Pradesh akan menggunakan turbin pam boleh balik yang dibekalkan oleh Andritz, manakala kompleks Pinnapuram milik Greenko menggabungkan tenaga solar 1,000 megawatt, tenaga angin 550 megawatt dan simpanan pam gelung tertutup 1,200 megawatt, menjadikannya kemudahan tenaga boleh baharu dan penyimpanan pertama di India yang terletak bersama. Projek dalam perancangan Australia merangkumi Snowy 2.0, yang akan menambah kapasiti 2,000 megawatt melalui pembinaan terowong antara takungan, serta projek Kidston di Queensland, yang menukar bekas lombong emas menjadi kemudahan penyimpanan 250 megawatt.
Pablo Valverde, Timbalan Ketua Pegawai Eksekutif Persatuan Hidroelektrik Antarabangsa, menyatakan kekagumannya terhadap kemajuan China.
Amat mengagumkan melihat tenaga boleh baharu yang pertama terus mencatat rekod baharu, menyokong teknologi baharu dan menghasilkan penyelesaian baharu. Industri hidroelektrik sentiasa berinovasi, dan kami tidak sabar untuk membawa delegasi antarabangsa ke China bagi mengetahui lebih lanjut tentang perkembangan terkini di sana.
Perkara Utama
- China mencapai sasaran tenaga angin dan solarnya bagi 2030 enam tahun lebih awal, dengan kapasiti mencecah 1,840 gigawatt menjelang akhir 2025. Perkembangan ini mewujudkan keperluan mendesak untuk penyimpanan tenaga bagi menangani ketidaktentuan bekalan dan pembatasan pengeluaran.
- Kuasa hidro simpanan pam menggunakan lebihan elektrik untuk mengepam air ke kawasan tinggi sebelum dilepaskan melalui turbin apabila diperlukan. Teknologi ini menyediakan lebih 90% penyimpanan tenaga jangka panjang di seluruh dunia, dengan jangka hayat operasi 70 hingga 100 tahun.
- Stesen Fengning berkapasiti 3.6 gigawatt di wilayah Hebei ialah kemudahan simpanan pam terbesar di dunia, manakala stesen Jurong di Jiangsu mempunyai empangan tertinggi, iaitu 182.3 meter, membuktikan teknologi ini boleh berfungsi walaupun di kawasan rata.
- China mengendalikan kapasiti simpanan pam sebanyak 62 gigawatt, dengan 89 gigawatt lagi dalam pembinaan. Negara itu menyasarkan kapasiti 400 gigawatt menjelang 2035 bagi menyokong penyepaduan tenaga boleh baharu.
- Jurutera sedang menyesuaikan teknologi ini untuk pelbagai keadaan geografi, termasuk sistem percubaan air laut yang menggunakan lekukan pesisir dan loji hibrid yang menggabungkan kuasa hidro konvensional dengan penyimpanan.
- Kebimbangan kawalan kualiti timbul pada beberapa projek, termasuk kemudahan Yongan di Fujian, tempat siasatan mendapati dakwaan kecacatan pembinaan yang menonjolkan risiko pembangunan pesat.
- Pemaju global sedang mengusahakan kapasiti simpanan pam baharu sebanyak 570 gigawatt. China membina dengan lebih pantas berbanding negara-negara Barat berikutan proses kelulusan yang lebih lancar, manakala negara lain berdepan proses kelulusan yang mengambil masa sedekad.
