Energija je temelj gospodarskega razvoja. V zadnjih desetih letih se je zmogljivost Kitajske za zagotavljanje energetske neodvisnosti bistveno izboljšala in zgrajen je bil največji sistem za proizvodnjo čiste energije na svetu. Energetska struktura se je nenehno optimizirala, kar je učinkovito zagotovilo stabilno delovanje nacionalnega gospodarstva.
V zadnjih letih se je Kitajska postopoma razvijala in rasla na področju elektrotehnike in energetske tehnologije. Po več kot 60 letih razvoja ima Kitajska zdaj najzmogljivejši elektroenergetski sistem na svetu: leta 2021 bo instalirana zmogljivost proizvodnje električne energije v državi znašala približno 2,38 milijarde kilovatov, kar bo prvo mesto na svetu; Vzemimo za primer osrednje podjetje State Grid, ki ima trenutno več kot 20000 patentov, kar je tretje mesto na svetu; samo število patentov v baterijah za shranjevanje energije predstavlja 67,56 odstotka vseh svetovnih patentov; obenem pa je Kitajska tudi največja svetovna izvoznica električne energije.
Zlasti na področju tehnologije prenosa UHV, najnaprednejše tehnologije prenosa električne energije na svetu, je Kitajska obvladala tehnologijo prenosa UHV z neodvisnimi pravicami intelektualne lastnine, kar je velik neodvisen inovacijski dosežek, ki vodi v svetu. Prevzela je vodilno vlogo pri oblikovanju mednarodnih javnih standardov za daljnovode UHV, tako da so kitajski standardi in svetovni standardi izenačeni.
▲Chizhou, Anhui Aerial Photography UHV Line Jiuhua Dense Channel (Vir slike/Visual China)
Kaj je UHV prenos moči
V kitajskem sistemu delovanja električnega omrežja je napetost razdeljena na dva sistema: prenos in distribucijo. Prenosni sistem je namenjen prenosu moči do transformatorskih postaj iste ravni ali nižje ravni, splošna napetostna raven pa je višja. Namen distribucijskega sistema je prenos moči do distribucijskega bremena, splošna napetost pa ne presega 110 kV.
Preprosto povedano, od elektrarne do ojačevalne postaje je prenosno omrežje prenosni sistem; od padajoče transformatorske postaje do distribucijskega omrežja do televizorja, klimatske naprave in druge električne opreme je distribucijski sistem.
Po Ohmovem zakonu se tok med prenosom izgubi. Razdalja in materiali so pomembni razlogi za izgubo, zlasti razdalja prenosa. Čim dlje je izguba, večja je izguba. Eden od načinov za zmanjšanje izgube prenosa je povečanje prenosne napetosti, zato obstaja koncept visokonapetostne električne energije.
Na Kitajskem se visokonapetostno električno omrežje nanaša na električno omrežje 220 kV. Ultravisoka napetost, razvita na podlagi visokonapetostne električne energije, lahko doseže 500 kV. Toda kljub temu ultravisokonapetostna tehnologija prenosa enosmernega toka še vedno ni dovolj za prenos na tisoče kilometrov na dolge razdalje, izguba toka pa lahko doseže celo 20 odstotkov ali več.
Nadaljnje povečevanje napetosti prenosa HVDC, ki ga tradicionalni izolacijski materiali ne prenesejo, bo povzročilo okvaro sistema električnega omrežja in povečalo tveganje nesreč, kot so požari, kar zahteva tehnično podporo za prenos UHVDC.
Tehnologija UHV se nanaša na tehnologijo prenosa moči z napetostnimi nivoji AC 1000 kV in DC ± 800 kV. Največja značilnost te tehnologije je, da lahko doseže učinkovit prenos električne energije na velike razdalje, zlasti za države z velikim ozemljem, velikim številom prebivalcev ali neenakomerno porazdeljenimi regionalnimi viri. Je bolj kot "pošiljanje ogljika v snegu", znano tudi kot "omrežje 5G na električnem področju" in "hitra železnica v elektroenergetskem sistemu".
Po podatkih, ki jih je zagotovila kitajska državna omrežna korporacija, lahko električno omrežje prve zanke UHVDC pošlje 6 milijonov kilovatov električne energije, kar je enako 5-6-kratniku obstoječega 500kV enosmernega električnega omrežja, in moč razdalja prenosa je tudi 2- do 3-krat večja od slednjega in lahko prihrani 60 odstotkov zemeljskih virov.
▲Shematski diagram UHV prenosa moči (vir slike/Wall Street News)
Od lastnega ustvarjanja do samozavesti
Pravzaprav je kitajski razvoj UHV prenosa tudi "nemočna poteza", saj osnovni nacionalni pogoji Kitajske določajo izjemno neuravnoteženo geografsko porazdelitev proizvodnje in porabe električne energije.
Dve tretjini virov premoga v državi je skoncentriranih v treh provincah in regijah Shaanxi, Shanxi in Notranja Mongolija, 80 odstotkov vodnih virov je skoncentriranih na jugozahodu, viri fotovoltaične in vetrne energije pa so večinoma skoncentrirani na severozahodu, v Notranji Mongoliji. in drugih mestih. Vendar pa je 16 provinc v osrednjih in vzhodnih regijah z najgostejšo poselitvijo in največjim povpraševanjem po električni energiji 16 provinc v osrednjih in vzhodnih regijah, kar vodi do velikega povpraševanja po prenosu električne energije na dolge razdalje. Energetska tehnologija ni samo znanstveno vprašanje, ampak tudi pomembno jamstvo za energetsko varnost Kitajske.
Za razliko od področij "tradicionalne prednosti", kot so mostovi in nizke gradnje, Kitajska nima veliko tehničnih rezerv v tehnologiji prenosa električne energije in je v bistvu sama izdelana. Tako so bili do zgodnje faze reforme in odpiranja na različnih mestih pogosti izpadi električne energije zaradi nezadostne oskrbe z električno energijo.
Da bi rešila problem oskrbe z električno energijo, je Kitajska v osemdesetih letih 20. stoletja z Zahoda uvedla tehnologijo prenosa in transformacije električne energije z napetostnim nivojem 500 kV (prej 220 kV običajni prenos električne energije na večini območij). Toda s hitrim razvojem gospodarstva in družbe je tehnologija prenosa električne energije 500 kV naletela tudi na zgornjo mejo ponudbe in povpraševanja, zato je treba še naprej povečevati prenosno moč in vstopiti na področje UHV.
Na področju energetike je bil UHV prenos vedno problem svetovnega razreda. ZDA, Sovjetska zveza, Japonska, Italija in druge države so izvajale UHV raziskave in teste, razvoj opreme in inženirske poskuse, vendar so se zaradi političnih, gospodarskih, tehnoloških in drugih dejavnikov vsi končali neuspešno.
Od leta 2000 so ustrezni oddelki organizirali na desetine znanstvenoraziskovalnih ustanov in univerz ter na stotine podjetij za proizvodnjo opreme, ki tvorijo na tisoče sklopov načrtov, pri čemer skupaj sodeluje več sto tisoč ljudi. V okoliščinah "brez standardov, brez izkušenj in brez opreme" na svetu je bilo premaganih veliko težav svetovnega razreda tehnologije prenosa UHV.
Pretvorniški transformator ± 800 kV UHVDC, ki ga je neodvisno razvila Kitajska, je ustvaril svetovni rekord z največjo posamezno zmogljivostjo, najvišjo tehnično težavo in najkrajšim izhodnim časom na svetu.
Prevodnost energijsko varčnih prevodnikov UHV, ki jih je razvila izboljšana tehnologija na Kitajskem, se je povečala z 61.0 odstotkov IACS (prevodnost, ki je merilna vrednost, ki označuje moč tokovne zmogljivosti prenosa materiala) na 63,5 odstotka IACS, kar močno zmanjša izgubo v procesu UHV prenosa moči in lahko vsako leto zmanjša izgube pri prenosu moči za milijarde stopinj.
▲ 26. junija 2022 so v Chongqingu, na gradbišču odseka Chongqing Qianjiang projekta prenosa Baihetan-Zhejiang ± 800 kV UHVDC, delavci izvajali dela iz zraka na višini več kot 100 metrov (vir slike/Vision China)
Ti dosežki znanstvenih in tehnoloških inovacij so neločljivi od pozornosti ustreznih državnih oddelkov in še bolj neločljivi od trdega dela neštetih znanstvenih raziskovalcev, ki prenašajo znanstveni duh inovacij, ki iščejo resnico, in trdega dela. Na primer, Li Lixuan, akademik kitajske inženirske akademije, je strokovnjak na področju prenosa UHVDC na Kitajskem in je znan kot "prva oseba v prenosu enosmernega toka". V tehnologiji UHV ± 800kV DC je vodil strokovnjake in ekipe pri premagovanju težav, razvil 73 večjih električnih naprav v 13 kategorijah, pridobil 141 ključnih tehnologij, ustvaril 37 svetovnih novosti in postal eden glavnih promotorjev "vodilne v svetu" moje države. na tem področju.
Chen Weijiang, akademik Kitajske akademije znanosti, je strokovnjak za visokonapetostno in izolacijsko tehnologijo. Prejel je državno nagrado za napredek v znanosti in tehnologiji ter drugo nagrado nacionalne nagrade za tehnološki izum. Že dolgo se ukvarja z raziskovanjem metod analize elektromagnetnih prehodov in zaščitne tehnologije elektroenergetskih sistemov. Ti znanstvenoraziskovalni dosežki so učinkovito podprli uspešne raziskave in razvoj UHV tehnologije prenosa energije v moji državi.
Kitajsko elektrotehnično društvo, ustanovljeno leta 1981, je akademska skupinska organizacija z elektroinženirji ter delavci na področju elektrotehnike in tehnologije kot glavni organ, in je tudi pomembna družbena sila pri razvoju kitajskih elektrotehničnih podjetij. Društvo se kot središče zavzema za akademske izmenjave, se sooča z mejami elektrotehnike in potrebami narodnogospodarske izgradnje ter aktivno izvaja dejavnosti akademskih izmenjav. V »Vodniku po pomembnih akademskih konferencah (2022)« Kitajskega združenja za znanost in tehnologijo je vključenih skupno 8 konferenc Kitajskega elektrotehniškega društva, kot je Akademsko letno srečanje Kitajskega elektrotehniškega društva, 5. mednarodna elektrotehnična in Energy Conference ter kitajska veja Svetovne konference o električnih vozilih. Srečanja so vse akademske konference z večjim vplivom in velikim številom udeležencev.
Nove priložnosti v okviru "dvokarbona"
Leta 2009 je bil prvi kitajski daljnovod UHV, Jindongnan-Nanyang-Jingmen, v celoti povezan in Kitajska je postala prva država na svetu, ki je v celoti obvladala tehnologijo prenosa UHV in jo dala v poslovanje.
Od takrat, več kot deset let, je kitajska tehnologija prenosa UHV dosegla zgodovinski preboj: do konca leta 2021 je bilo v moji državi v uporabo skupno 33 vodov UHV, ki pokrivajo sedem glavnih območij električnega omrežja v državi. Projekt daljnovoda je blizu 40,000 kilometrov, kar je enakovredno obhodu Zemlje.
Vodilni položaj v tehnologiji je Kitajski dal več glasu. Trenutno je Kitajska na področju tehnologije UHV prevzela vodilno vlogo pri oblikovanju mednarodnih standardov za prenos UHV in ima polne patentne pravice. To pomeni, da tudi če so druge države razvile domačo tehnologijo, morajo spoštovati kitajske standarde, preden jim je dovoljeno mednarodno prodajo.
Kitajska je zaporedoma sodelovala s Filipini, Portugalsko, Avstralijo, Grčijo, Rusijo in drugimi državami, da bi začela globalno postavitev UHV prenosa električne energije. 168 držav po vsem svetu je podpisalo sporazume o sodelovanju z State Grid na področju tehnologije, kar pomeni, da je kitajska UHV tehnologija začela odhajati v tujino in iti v svet.
V ozadju "ogljičnega vrha in ogljične nevtralnosti" se elektroenergetski sistem zdaj sooča z globoko revolucijo, tehnologija UHV pa je prav tako dosegla novo presečišče.
V prihodnosti se bo z zmanjševanjem deleža tradicionalne toplotne energije in povečevanjem deleža vetrne in sončne zelene energije ter čiste energije tradicionalni model "proizvodnje, prenosa, transformacije, distribucije in porabe električne energije" ustrezno spremenil. , kar bo prineslo tudi več priložnosti in izzivov za razvoj kitajske elektroenergetike.
Po eni strani je UHV tehnologija kot nosilec daljinskega prenosa električne energije v procesu ogljične nevtralnosti pomembna podpora za zagotavljanje energetske varnosti in pospeševanje uresničevanja cilja »dvojni ogljik«, uravnoteženje energije in porazdelitve obremenitev ter spodbujanje novih poraba energije.
Po drugi strani pa lahko UHV projekti tudi učinkovito spodbujajo lokalni gospodarski razvoj. Po ocenah morajo v obdobju "14. petletnega načrta" dobavni kanali DC v severovzhodni Kitajski, Mengxi, Shanxi, severozahodni Kitajski, jugozahodni Kitajski in drugih regijah povečati prenosno zmogljivost za 84,52 milijona kilovatov in novi UHVDC Projektna naložba znaša približno 260 milijard juanov, kar bo imelo pozitivno vlogo pri spodbujanju razvoja industrijskih verig navzgor in navzdol. Pričakuje se, da bo UHV še naprej pospeševal razvoj in uvedel večji prostor za rast.