Przesył energii elektrycznej o bardzo wysokim napięciu w Chinach

Przesył energii elektrycznej ultrawysokiego napięcia (UHV) jest stosowany w Chinach od 2009 r. do przesyłania zarówno prądu przemiennego (AC), jak i prądu stałego (DC) na duże odległości, oddzielające chińskie zasoby energetyczne i konsumentów. Rozszerzanie mocy AC i DC trwa w celu dopasowania generacji do zapotrzebowania na zużycie przy jednoczesnym minimalizowaniu strat przesyłowych. Poprawa dekarbonizacji będzie wynikiem zastąpienia generacji o niższej sprawności, zlokalizowanej w pobliżu wybrzeża, nowocześniejszą generacją o wysokiej sprawności z mniejszym zanieczyszczeniem w pobliżu zasobów energetycznych.

Tło

Od 2004 r. zużycie energii elektrycznej w Chinach rośnie w niespotykanym dotąd tempie ze względu na szybki rozwój sektorów przemysłowych. Poważny niedobór dostaw w 2005 r. wpłynął na działalność wielu chińskich firm. Od tego czasu Chiny bardzo agresywnie inwestowały w dostawy energii elektrycznej, aby zaspokoić popyt przemysłu, a tym samym zapewnić wzrost gospodarczy. Zainstalowana moc wytwórcza wzrosła z 443 GW pod koniec 2004 r. do 793 GW pod koniec 2008 r. Przyrost w ciągu tych czterech lat odpowiada około jednej trzeciej całkowitej mocy Stanów Zjednoczonych lub 1,4-krotności całkowitej mocy Japonii. W tym samym okresie roczne zużycie energii wzrosło również z 2197 TWh do 3426 TWh. Oczekuje się, że zużycie energii elektrycznej w Chinach osiągnie 6800–6900 TWh do 2018 r. z 4690 TWh w 2011 r., a zainstalowana moc osiągnie 1463 GW z 1056 GW w 2011 r., z czego 342 GW to energia wodna, 928 GW z węgla, 100 GW z wiatru, 43 GW z energii jądrowej i 40 GW z gazu ziemnego. Chiny są największym na świecie konsumentem energii elektrycznej. w 2011 roku.

Przesyłanie i dystrybucja

W zakresie przesyłu i dystrybucji kraj skupił się na rozbudowie mocy i ograniczeniu strat poprzez:

1. wdrażanie przesyłu prądu stałego o bardzo wysokim napięciu (UHVDC) i prądu przemiennego o bardzo wysokim napięciu (UHVAC) na duże odległości

2.instalowanie transformatorów z metali amorficznych o wysokiej sprawności

Transmisja UHV na całym świecie

W różnych częściach świata zbudowano już sieć przesyłową UHV i szereg obwodów UHVAC. Na przykład w byłym ZSRR zbudowano 2362 km obwodów 1150 kV, a w Japonii opracowano 427 km obwodów prądu przemiennego 1000 kV (linia energetyczna Kita-Iwaki). Eksperymentalne linie o różnej skali znajdują się również w wielu krajach. Jednak większość z tych linii działa obecnie przy niższym napięciu z powodu niewystarczającego zapotrzebowania na moc lub innych przyczyn. Istnieje mniej przykładów UHVDC. Chociaż na całym świecie istnieje wiele obwodów ±500 kV (lub niższych), jedynymi działającymi obwodami powyżej tego progu są system przesyłu energii elektrycznej Hydro-Québec przy napięciu 735 kV AC (od 1965 r., 11 422 km długości w 2018 r.) i projekt Itaipu ±600 kV w Brazylii. W Rosji prace budowlane nad linią dwubiegunową ±750 kV DC o długości 2400 km, HVDC Ekibastuz–Centre, rozpoczęły się w 1978 r., ale nigdy ich nie ukończono. W USA na początku lat 70. zaplanowano linię energetyczną 1333 kV od stacji konwerterowej Celilo do zapory Hoovera. W tym celu zbudowano krótką eksperymentalną linię energetyczną w pobliżu stacji konwerterowej Celilo, ale linia do zapory Hoovera nigdy nie powstała.

Powody transmisji UHV w Chinach

Decyzja Chin o przejściu na przesył UHV opiera się na fakcie, że zasoby energii są daleko od centrów obciążenia. Większość zasobów hydroenergetycznych znajduje się na zachodzie, a węgiel na północnym zachodzie, ale ogromne obciążenia występują na wschodzie i południu. Aby zmniejszyć straty przesyłowe do poziomu, który można opanować, przesył UHV jest logicznym wyborem. Jak ogłosiła State Grid Corporation of China na Międzynarodowej Konferencji na temat Przesyłu Mocy UHV w Pekinie w 2009 r., Chiny zainwestują 600 miliardów RMB (około 88 miliardów USD) w rozwój UHV do 2020 r.

Wdrożenie sieci UHV umożliwia budowę nowszych, czystszych i bardziej wydajnych elektrowni z dala od skupisk ludności. Starsze elektrownie wzdłuż wybrzeża zostaną wycofane z eksploatacji. To obniży całkowitą obecną ilość zanieczyszczeń, a także zanieczyszczenie odczuwane przez obywateli w budynkach mieszkalnych w miastach. Wykorzystanie dużych centralnych elektrowni zapewniających ogrzewanie elektryczne jest również mniej zanieczyszczające niż indywidualne kotły używane do ogrzewania zimą w wielu północnych gospodarstwach domowych. Sieć UHV pomoże w realizacji chińskiego planu elektryfikacji i dekarbonizacji oraz umożliwi integrację energii odnawialnej poprzez usunięcie wąskiego gardła przesyłowego, które obecnie ogranicza ekspansję mocy wytwórczych energii wiatrowej i słonecznej, jednocześnie rozwijając rynek pojazdów elektrycznych o dużym zasięgu w Chinach.

Obwody UHV ukończone lub w budowie

W 2021 roku następujące obwody UHV były w eksploatacji:

 

Linie UHV będące w budowie/w przygotowaniu to:

 

Kontrowersje wokół UHV

Istnieją kontrowersje co do tego, czy budowa proponowana przez State Grid Corporation of China jest strategią mającą na celu zwiększenie monopolu i walkę z reformą sieci energetycznych.

Przed porozumieniem paryskim, które uczyniło koniecznym wycofanie węgla, ropy naftowej i gazu, istniały kontrowersje wokół UHV od 2004 r., kiedy to State Grid Corporation of China zaproponowała pomysł budowy UHV. Kontrowersje skupiały się na UHVAC, podczas gdy pomysł budowy UHVDC został szeroko zaakceptowany. Najbardziej dyskutowanymi kwestiami są cztery wymienione poniżej.

1. Kwestie bezpieczeństwa i niezawodności: Wraz z budową coraz większej liczby linii przesyłowych UHV sieć energetyczna w całym kraju jest coraz bardziej intensywnie połączona. Jeśli wypadek zdarzy się na jednej linii, trudno ograniczyć wpływ do małego obszaru. Oznacza to, że prawdopodobieństwo blackoutu wzrasta. Ponadto może być bardziej podatna na terroryzm.
   
2. Problem rynkowy: Wszystkie inne linie przesyłowe UHV na świecie działają obecnie przy niższym napięciu, ponieważ nie ma wystarczającego popytu. Potencjał przesyłu na duże odległości wymaga bardziej dogłębnych badań. Chociaż większość zasobów węgla znajduje się na północnym zachodzie, trudno jest tam budować elektrownie węglowe, ponieważ potrzebują one dużej ilości wody, a ta jest zasobem deficytowym w północno-zachodnich Chinach. Ponadto wraz z rozwojem gospodarczym w zachodnich Chinach popyt na energię elektryczną gwałtownie rośnie w ostatnich latach.
3. Kwestie środowiskowe i wydajności: Niektórzy eksperci twierdzą, że linie UHV nie zaoszczędzą więcej ziemi w porównaniu z budową dodatkowych linii kolejowych w celu zwiększenia transportu węgla i lokalnej produkcji energii. Ze względu na problem niedoboru wody budowa elektrowni węglowych na zachodzie jest utrudniona. Innym problemem jest wydajność przesyłu. Wykorzystanie skojarzonego ciepła i energii elektrycznej po stronie użytkownika jest bardziej energooszczędne niż wykorzystanie energii z dalekosiężnych linii przesyłowych.
   
4. Kwestia ekonomiczna: Całkowita wartość inwestycji szacowana jest na 270 miliardów RMB (około 40 miliardów USD), co jest kwotą znacznie wyższą niż budowa nowej kolei do transportu węgla.

Ponieważ UHV oferuje możliwość przesyłu energii odnawialnej z odległych obszarów o dużym potencjale dla dużych instalacji energii wiatrowej i fotowoltaicznej, SGCC wspomina o potencjalnej mocy wiatrowej wynoszącej 200 GW w regionie Xinjiang.

Sichuan D&F Electric Co.,Ltd.jako wiodący producent materiałów izolacyjnych, elementów konstrukcyjnych izolacji elektrycznej, laminowanych szyn zbiorczych, sztywnych miedzianych szyn zbiorczych i elastycznych szyn zbiorczych, jesteśmy jednym z głównych dostawców części izolacyjnych i laminowanych szyn zbiorczych dla tych państwowych projektów przesyłowych UHVDC. Aby uzyskać więcej informacji, odwiedź moją stronę internetową, aby uzyskać więcej informacji o produktach.