Przesył energii elektrycznej o bardzo wysokim napięciu w Chinach

Przesył energii elektrycznej o bardzo wysokim napięciu (UHV) jest wykorzystywany w Chinach od 2009 roku do przesyłu zarówno prądu przemiennego (AC), jak i stałego (DC) na duże odległości, oddzielając chińskie źródła energii od odbiorców. Trwa rozbudowa mocy przemiennych i stałych, aby dopasować wytwarzanie do zapotrzebowania na energię, jednocześnie minimalizując straty przesyłowe. Poprawa dekarbonizacji nastąpi dzięki zastąpieniu elektrowni o niższej sprawności, zlokalizowanych w pobliżu wybrzeża, nowocześniejszymi, wysokosprawnymi elektrowniami o mniejszym zanieczyszczeniu środowiska, zlokalizowanymi w pobliżu źródeł energii.

Tło

Od 2004 roku zużycie energii elektrycznej w Chinach rośnie w niespotykanym dotąd tempie, co jest spowodowane dynamicznym rozwojem sektorów przemysłowych. Poważny niedobór dostaw w 2005 roku wpłynął na działalność wielu chińskich firm. Od tego czasu Chiny bardzo aktywnie inwestują w dostawy energii elektrycznej, aby zaspokoić popyt ze strony przemysłu, a tym samym zapewnić wzrost gospodarczy. Zainstalowana moc wytwórcza wynosiła od 443 GW pod koniec 2004 r. do 793 GW pod koniec 2008 r. Przyrost w ciągu tych czterech lat odpowiada w przybliżeniu 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 obszarze 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 wysokosprawnych transformatorów z metali amorficznych

Transmisja UHV na całym świecie

Linie przesyłowe UHV i szereg obwodów UHVAC zostały już zbudowane w różnych częściach świata. Na przykład, w byłym ZSRR zbudowano 2362 km linii o napięciu 1150 kV, a w Japonii opracowano 427 km linii prądu przemiennego 1000 kV (linia energetyczna Kita-Iwaki). Eksperymentalne linie o różnej skali znajdują się również w wielu krajach. Jednak większość z nich pracuje obecnie przy niższym napięciu z powodu niewystarczającego zapotrzebowania na moc lub z innych przyczyn. Mniej jest przykładów linii UHVDC. Chociaż na świecie istnieje wiele obwodów o napięciu ±500 kV (lub niższym), jedynymi działającymi obwodami powyżej tego progu są system przesyłu energii elektrycznej Hydro-Québec o napięciu 735 kV prądu przemiennego (od 1965 r., o długości 11 422 km w 2018 r.) oraz projekt Itaipu o napięciu ±600 kV w Brazylii. W Rosji prace budowlane nad dwubiegunową linią prądu stałego ±750 kV o długości 2400 km, HVDC Ekibastuz–Centrum, rozpoczęły się w 1978 roku, ale nigdy nie zostały ukończone. W USA na początku lat 70. planowano budowę linii 1333 kV ze 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.

Przyczyny transmisji UHV w Chinach

Decyzja Chin o przejściu na przesył UHV opiera się na fakcie, że zasoby energii znajdują się daleko od ośrodków obciążenia. Większość zasobów hydroenergetycznych znajduje się na zachodzie, a węgiel na północnym zachodzie, ale ogromne obciążenia występują na wschodzie i południu. Aby zredukować straty przesyłowe do rozsądnego poziomu, przesył UHV jest logicznym wyborem. Jak ogłosiła chińska państwowa korporacja sieciowa (Państwowa Korporacja Sieciowa) podczas Międzynarodowej Konferencji na temat Przesyłu Energii UHV w Pekinie w 2009 roku, Chiny zainwestują 600 miliardów juanów (około 88 miliardów dolarów) w rozwój UHV do 2020 roku.

Wdrożenie sieci UHV umożliwi budowę nowszych, czystszych i bardziej wydajnych elektrowni z dala od skupisk ludności. Starsze elektrownie wzdłuż wybrzeża zostaną zamknięte. Zmniejszy to całkowitą obecną ilość zanieczyszczeń, a także poziom zanieczyszczenia odczuwanego przez mieszkańców w budynkach miejskich. Duże, centralne elektrownie zapewniające ogrzewanie elektryczne są również mniej zanieczyszczające niż indywidualne kotły używane do ogrzewania zimą w wielu domach na północy kraju. Sieć UHV wesprze chiński plan elektryfikacji i dekarbonizacji oraz umożliwi integrację energii odnawialnej poprzez usunięcie wąskiego gardła w systemie przesyłowym, które obecnie ogranicza rozwój mocy wytwórczych energii wiatrowej i słonecznej, a jednocześnie przyczyni się do dalszego rozwoju rynku pojazdów elektrycznych o dużym zasięgu w Chinach.

Obwody UHV ukończone lub w budowie

W 2021 roku następujące obwody UHV działały następująco:

 

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 energetycznej.

Przed Porozumieniem Paryskim, które wymusiło stopniowe wycofywanie węgla, ropy naftowej i gazu, od 2004 roku, kiedy to chińska państwowa korporacja sieciowa (State Grid Corporation of China) zaproponowała budowę sieci UHV, toczyły się kontrowersje wokół tych technologii. Kontrowersje koncentrowały się na systemach UHVAC (ogrzewanie, wentylacja, klimatyzacja), natomiast koncepcja budowy sieci UHVDC (ogrzewanie, klimatyzacja, prąd stały ...

1. Kwestie bezpieczeństwa i niezawodności: Wraz z budową coraz większej liczby linii przesyłowych UHV, sieć energetyczna w całym kraju jest coraz bardziej intensywnie połączona. W przypadku awarii na jednej linii, trudno jest ograniczyć jej wpływ do niewielkiego obszaru. Oznacza to, że ryzyko awarii rośnie. Ponadto, sieć może być bardziej podatna na ataki terrorystyczne.
   
2. Problem rynkowy: Wszystkie inne linie przesyłowe UHV na świecie działają obecnie przy niższym napięciu, ponieważ popyt jest niewystarczający. Potencjał przesyłu dalekosiężnego wymaga dogłębniejszych badań. Chociaż większość zasobów węgla znajduje się na północnym zachodzie, budowa elektrowni węglowych jest tam trudna, ponieważ wymagają one dużej ilości wody, a ta jest zasobem deficytowym w północno-zachodnich Chinach. Ponadto, wraz z rozwojem gospodarczym w zachodnich Chinach, zapotrzebowanie na energię elektryczną gwałtownie rośnie w ostatnich latach.
3. Kwestie środowiskowe i efektywności: Niektórzy eksperci twierdzą, że linie UHV nie zaoszczędzą więcej ziemi niż budowa dodatkowych linii kolejowych w celu zwiększenia transportu węgla i lokalnej produkcji energii. Z powodu niedoboru wody budowa elektrowni węglowych na zachodzie jest utrudniona. Kolejnym problemem jest efektywność przesyłu. Wykorzystanie skojarzonego ciepła i energii elektrycznej po stronie użytkownika jest bardziej efektywne energetycznie niż energia 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 koszt budowy nowej kolei do transportu węgla.

Ponieważ UHV oferuje możliwość przesyłu energii odnawialnej z odległych obszarów, co stwarza duży potencjał dla dużych instalacji wiatrowych i fotowoltaicznych, SGCC podaje potencjalną moc elektrowni wiatrowych w regionie Xinjiang na poziomie 200 GW.

Sichuan D&F Electric Co.,Ltd.Jako wiodący producent materiałów izolacyjnych, elementów konstrukcyjnych do izolacji elektrycznej, szyn zbiorczych laminowanych, sztywnych szyn zbiorczych miedzianych i elastycznych, jesteśmy jednym z głównych dostawców elementów izolacyjnych i szyn zbiorczych laminowanych do projektów przesyłowych UHVDC w tym stanie. Aby uzyskać więcej informacji, odwiedź moją stronę internetową i zapoznaj się z ofertą naszych produktów.