Energia je základom ekonomického rozvoja. Za posledných desať rokov sa schopnosť čínskej záruky energetickej nezávislosti výrazne zlepšila a bol vybudovaný najväčší systém výroby čistej energie na svete. Priebežne sa optimalizovala energetická štruktúra, čo efektívne zaručilo stabilnú prevádzku národného hospodárstva.
V posledných rokoch sa Čína postupne rozvíjala a rástla v oblasti elektrotechniky a energetiky. Po viac ako 60 rokoch vývoja má Čína teraz najvýkonnejší energetický systém na svete: v roku 2021 bude inštalovaná kapacita výroby elektrickej energie v krajine približne 2,38 miliardy kilowattov, čo bude prvé miesto na svete; Zoberme si ako príklad centrálny podnik State Grid, ktorý má v súčasnosti viac ako 20000 patentov a je na treťom mieste na svete; samotný počet patentov na batérie na ukladanie energie predstavuje 67,56 percenta z celkového počtu svetových patentov; Čína je zároveň najväčším svetovým exportérom energie.
Najmä v oblasti prenosovej technológie UHV, najpokročilejšej technológie prenosu energie na svete, Čína zvládla prenosovú technológiu UHV s nezávislými právami duševného vlastníctva, čo je hlavný nezávislý inovačný úspech, ktorý vedie svet. Prevzala vedúcu úlohu pri formulovaní medzinárodných verejných štandardov prenosových vedení UHV, takže čínske štandardy a svetové štandardy sú rovnocenné.
▲Chizhou, Anhui Aerial Photography UHV Line Jiuhua Dense Channel (zdroj obrázka/vizuálna Čína)
Čo je prenos energie UHV
V čínskom systéme prevádzky elektrickej siete je napätie rozdelené do dvoch systémov: prenos a distribúcia. Prenosová sústava slúži na prenos energie do rozvodní rovnakej alebo nižšej úrovne a všeobecná úroveň napätia je vyššia. Účelom distribučnej sústavy je prenášať výkon do distribučnej záťaže a celková úroveň napätia nepresahuje 110 kV.
Zjednodušene povedané, od elektrárne po pomocnú rozvodňu je prenosová sieť prenosovou sústavou; od znižovacej rozvodne do rozvodnej siete k TV, vzduchotechnike a iným elektrickým zariadeniam je rozvodná sústava.
Podľa Ohmovho zákona sa počas procesu prenosu stratí prúd. Vzdialenosť a materiály sú dôležitými dôvodmi straty, najmä prenosová vzdialenosť. Čím je strata väčšia, tým je strata väčšia. Jedným zo spôsobov, ako znížiť prenosové straty, je zvýšiť prenosové napätie, preto existuje koncept vysokonapäťovej elektriny.
V Číne sa pod vysokonapäťovou rozvodnou sieťou rozumie rozvodná sieť s napätím 220 kV. Ultra vysoké napätie vyvinuté na báze vysokonapäťovej elektriny môže dosiahnuť 500 kV. Ale aj tak technológia ultravysokého jednosmerného prenosu stále nestačí na prenos tisícok kilometrov na dlhé vzdialenosti a prúdová strata môže dosiahnuť aj 20 percent a viac.
Pokračovanie vo zvyšovaní napätia prenosu HVDC, ktoré tradičné izolačné materiály nemôžu tolerovať, povedie k zlyhaniu systému elektrickej siete a zvýši riziko nehôd, ako sú požiare, čo si vyžaduje technickú podporu prenosu UHVDC.
Technológia UHV sa vzťahuje na technológiu prenosu energie s úrovňami napätia AC 1000 kV a DC ± 800 kV. Najväčšou vlastnosťou tejto technológie je, že dokáže dosiahnuť efektívny prenos energie na veľké vzdialenosti, najmä pre krajiny s rozsiahlym územím, veľkým počtom obyvateľov alebo nerovnomerným rozložením regionálnych zdrojov. Je to skôr „posielanie uhlíka v snehu“, známe aj ako „5G sieť v elektrickom poli“ a „vysokorýchlostná železnica v elektrizačnom systéme“.
Podľa údajov poskytnutých spoločnosťou State Grid Corporation of China môže prvá slučka UHVDC elektrickej siete poslať 6 miliónov kilowattov elektriny, čo je ekvivalent 5-6-násobku spotreby existujúcej 500 kV DC elektrickej siete, a energie prenosová vzdialenosť je tiež 2- až 3-krát väčšia ako u druhej a môže ušetriť 60 percent pôdnych zdrojov.
▲Schematický diagram prenosu energie UHV (zdroj obrázka/Wall Street News)
Od sebavytvorenia k sebestačnosti
V skutočnosti je aj čínsky rozvoj prenosu UHV „bezmocným krokom“, pretože základné národné podmienky Číny určujú extrémne nevyvážené geografické rozloženie výroby a spotreby elektriny.
Dve tretiny uhoľných zdrojov krajiny sú sústredené v troch provinciách a regiónoch Shaanxi, Shanxi a Vnútorné Mongolsko, 80 percent zdrojov vodnej energie je sústredených na juhozápade a zdroje fotovoltaickej a veternej energie sú sústredené najmä na severozápade, vo Vnútornom Mongolsku. a ďalšie miesta. Avšak 16 provincií v centrálnych a východných regiónoch s najhustejšie osídlenými a najvyšším dopytom po elektrickej energii je 16 provincií v centrálnych a východných regiónoch, čo vedie k veľkému dopytu po prenose energie na veľké vzdialenosti. Energetické technológie nie sú len vedeckým problémom, ale aj dôležitou zárukou energetickej bezpečnosti Číny.
Na rozdiel od „tradičných výhodných“ oblastí, akými sú mosty a inžinierske stavby, Čína nemá veľké technické rezervy v technológii prenosu energie a v podstate si ju vyrába sama. Takže až do počiatočnej fázy reformy a otvorenia boli výpadky prúdu na rôznych miestach bežné kvôli nedostatočnému napájaniu.
Aby sa vyriešil problém napájania, v 80. rokoch Čína zaviedla technológiu prenosu a transformácie energie s napäťovou úrovňou 500 kV zo Západu (predtým 220 kV bežný prenos energie vo väčšine oblastí). Ale s rýchlym rozvojom ekonomiky a spoločnosti narazila aj technológia prenosu 500kV na strop ponuky a dopytu a je potrebné naďalej zvyšovať prenosový výkon a vstupovať do oblasti UHV.
V oblasti energetiky bol prenos UHV vždy problémom svetovej úrovne. Spojené štáty, Sovietsky zväz, Japonsko, Taliansko a ďalšie krajiny uskutočnili výskum a testy UHV, vývoj zariadení a inžinierske pokusy, ale v dôsledku politických, ekonomických, technologických a iných faktorov sa všetky skončili neúspechom.
Od roku 2000 príslušné oddelenia zorganizovali desiatky vedecko-výskumných inštitúcií a univerzít a stovky podnikov na výrobu zariadení, ktoré vytvorili tisíce súborov plánov, na ktorých sa celkovo podieľali státisíce ľudí. V podmienkach „žiadne normy, žiadne skúsenosti a žiadne vybavenie“ vo svete bolo prekonaných mnoho svetových problémov prenosovej technológie UHV.
Transformátor UHVDC ± 800 kV nezávisle vyvinutý Čínou vytvoril svetový rekord s najväčšou jednotlivou kapacitou, najvyššou technickou náročnosťou a najkratším výstupným časom na svete.
Vodivosť UHV energeticky úsporných vodičov vyvinutých vylepšenou technológiou v Číne sa zvýšila zo 61.0 percent IACS (vodivosť, čo je nameraná hodnota označujúca silu prenosovej prúdovej kapacity materiálu) na 63,5 percenta IACS, čo výrazne znižuje stratu v procese prenosu energie UHV a môže znížiť straty pri prenose energie o miliardy stupňov každý rok.
▲ 26. júna 2022 v Chongqing na stavenisku časti Chongqing Qianjiang projektu prenosu Baihetan-Zhejiang ± 800 kV UHVDC pracovníci vykonali letecké práce vo výške viac ako 100 metrov (zdroj obrazu/Vision China)
Tieto vedecké a technologické inovačné úspechy sú neoddeliteľné od pozornosti príslušných štátnych rezortov a ešte viac sú neoddeliteľné od tvrdej práce nespočetných vedeckých výskumníkov, ktorí pokračujú vo vedeckom duchu inovácie a tvrdej práce hľadania pravdy. Napríklad Li Lixuan, akademik Čínskej inžinierskej akadémie, je odborníkom v oblasti UHVDC prenosu v Číne a je známy ako „prvá osoba v DC prenose“. V technológii UHV ± 800 kV DC viedol odborníkov a tímy na prekonávanie ťažkostí, vyvinul 73 hlavných elektrických zariadení v 13 kategóriách, získal 141 kľúčových technológií, vytvoril 37 svetových prvenstiev a stal sa jedným z hlavných propagátorov „vedenia sveta“ mojej krajiny. v tomto poli.
Chen Weijiang, akademik Čínskej akadémie vied, je odborníkom na vysokonapäťové a izolačné technológie. Získal Národnú cenu za vedecký a technologický pokrok a druhú cenu Národnej ceny za technologický vynález. Dlhodobo sa zaoberá výskumom metód analýzy elektromagnetických prechodových javov a technológií ochrany energetických systémov. Tieto výsledky vedeckého výskumu účinne podporili úspešný výskum a vývoj technológie prenosu energie UHV v mojej krajine.
Čínska elektrotechnická spoločnosť, založená v roku 1981, je akademická skupinová organizácia, ktorej hlavným orgánom sú elektroinžinieri a pracovníci elektrotechnickej vedy a techniky, a je tiež dôležitou spoločenskou silou pri rozvoji čínskych elektrotechnických podnikov. Spoločnosť sa pridržiava akademických výmen ako centrum, čelí hraniciam elektrotechniky a potrebám národnej hospodárskej výstavby a aktívne vedie akademické výmenné aktivity. V „Sprievodcovi dôležitými akademickými konferenciami (2022) “ Čínskej asociácie pre vedu a techniku je zahrnutých celkovo 8 konferencií od Čínskej elektrotechnickej spoločnosti, ako napríklad Akademické výročné stretnutie Čínskej elektrotechnickej spoločnosti, 5. medzinárodné elektrické a energetická konferencia a čínska pobočka Svetovej konferencie elektrických vozidiel. Stretnutia sú všetky akademické konferencie s väčším vplyvom a veľkým počtom účastníkov.
Nové príležitosti v kontexte „dvojakého uhlíka“
V roku 2009 bola prvá čínska prenosová linka UHV, Jindongnan-Nanyang-Jingmen, plne prepojená a Čína sa stala prvou krajinou na svete, ktorá plne zvládla prenosovú technológiu UHV a uviedla ju do obchodných operácií.
Odvtedy, viac ako desať rokov, zaznamenala čínska prenosová technológia UHV historický prelom: do konca roku 2021 bolo v mojej krajine uvedených do prevádzky celkovo 33 vedení UHV, ktoré pokrývajú sedem hlavných oblastí elektrickej siete v krajine. Projekt prenosovej linky má dĺžku takmer 40,000 kilometrov, čo zodpovedá obehu Zeme.
Technologické líderstvo dalo Číne viac hlasu. V súčasnosti v oblasti technológie UHV Čína prevzala vedúcu úlohu pri formulovaní medzinárodných noriem prenosových vedení UHV a má plné patentové práva. To znamená, že aj keď iné krajiny vyvinuli domácu technológiu, musia sa riadiť čínskymi normami predtým, ako ich budú môcť predávať do zahraničia.
Čína postupne spolupracovala s Filipínami, Portugalskom, Austráliou, Gréckom, Ruskom a ďalšími krajinami, aby začala globálne usporiadanie prenosu energie UHV. 168 krajín po celom svete podpísalo so State Grid dohody o spolupráci v oblasti technológií, čo znamená, že čínska UHV technológia začala odchádzať do zahraničia a ísť do sveta.
Na pozadí „uhlíkovej špičky a uhlíkovej neutrality“ teraz energetický systém čelí hlbokej revolúcii a technológia UHV tiež dosiahla nový prienik.
V budúcnosti, s poklesom podielu tradičnej tepelnej energie a zvýšením podielu veternej energie a solárnej zelenej energie a čistej energie, sa tradičný model „výroby, prenosu, transformácie, distribúcie a spotreby elektriny“ zodpovedajúcim spôsobom zmení. , čo prinesie aj viac príležitostí a výziev pre rozvoj čínskeho energetického priemyslu.
Na jednej strane, ako nosič diaľkového prenosu energie v procese uhlíkovej neutrality, je UHV technológia dôležitou podporou pre zaistenie energetickej bezpečnosti a urýchlenie realizácie cieľa „dvojitý uhlík“, vyváženie distribúcie energie a záťaže a presadzovanie nových spotreba energie.
Na druhej strane projekty UHV môžu tiež efektívne riadiť miestny ekonomický rozvoj. Podľa odhadov musia počas obdobia „14. päťročného plánu“ DC doručovacie kanály v severovýchodnej Číne, Mengxi, Shanxi, severozápadnej Číne, juhozápadnej Číne a ďalších regiónoch zvýšiť prenosovú kapacitu o 84,52 milióna kilowattov a nový UHVDC investície do projektu predstavujú približne 260 miliárd juanov, čo bude zohrávať pozitívnu úlohu pri podpore rozvoja nadväzujúcich a nadväzujúcich priemyselných reťazcov. Očakáva sa, že UHV bude naďalej zrýchľovať vývoj a otvárať priestor pre väčší rast.