Energia este fundamentul dezvoltării economice. În ultimii zece ani, capacitatea de garantare a independenței energetice a Chinei a fost îmbunătățită semnificativ și a fost construit cel mai mare sistem de generare a energiei curate din lume. Structura energetică a fost optimizată continuu, ceea ce a garantat efectiv funcționarea stabilă a economiei naționale.
În ultimii ani, China s-a dezvoltat și a crescut treptat în domeniile ingineriei electrice și tehnologiei energetice. După mai bine de 60 de ani de dezvoltare, China are acum cel mai puternic sistem de industrie energetică din lume: în 2021, capacitatea de generare a energiei instalate a țării va fi de aproximativ 2,38 miliarde de kilowați, ocupându-se pe primul loc în lume; Luați ca exemplu întreprinderea centrală State Grid, care are în prezent peste 20 de brevete000, ocupând locul trei în lume; numărul de brevete pentru bateriile de stocare a energiei reprezintă doar 67,56 la sută din totalul mondial; în același timp, China este și cel mai mare exportator de energie din lume.
În special în domeniul tehnologiei de transmisie UHV, cea mai avansată tehnologie de transmisie a puterii din lume, China a stăpânit tehnologia de transmisie UHV cu drepturi independente de proprietate intelectuală, ceea ce reprezintă o realizare majoră a inovației independente, care conduce lumea. A preluat conducerea în formularea standardelor internaționale pentru liniile de transport UHV publice, astfel încât standardele chineze și standardele mondiale să fie echivalate.
▲Chizhou, Anhui Aerial Photography UHV Line Jiuhua Dense Channel (Sursa imaginii/Visual China)
Ce este transmisia de putere UHV
În sistemul de operare al rețelei electrice din China, tensiunea este împărțită în două sisteme: transport și distribuție. Sistemul de transport are scopul de a transporta energie către stații de același nivel sau nivel inferior, iar nivelul general de tensiune este mai mare. Scopul sistemului de distribuție este de a transmite putere la sarcina de distribuție, iar nivelul general de tensiune nu depășește 110kV.
Mai simplu spus, de la centrala electrică până la substația de impuls, rețeaua de transport este sistemul de transport; de la substația de jos până la rețeaua de distribuție la televizor, aer condiționat și alte echipamente electrice este sistemul de distribuție.
Conform legii lui Ohm, curentul se va pierde în timpul procesului de transmisie. Distanța și materialele sunt motive importante ale pierderii, în special distanța de transmisie. Cu cât pierderea este mai departe, cu atât este mai mare pierderea. Una dintre modalitățile de reducere a pierderilor de transmisie este creșterea tensiunii de transmisie, deci există conceptul de electricitate de înaltă tensiune.
În China, rețeaua de înaltă tensiune se referă la rețeaua de 220 kV. Tensiunea ultra-înaltă dezvoltată pe baza energiei electrice de înaltă tensiune poate ajunge la 500kV. Dar chiar și așa, tehnologia de transmisie DC de ultra-înaltă tensiune încă nu este suficientă pentru a face față transmisiei pe distanțe lungi de mii de kilometri, iar pierderea actuală poate ajunge chiar la 20 la sută sau mai mult.
Continuarea creșterii tensiunii de transmisie HVDC, care nu poate fi tolerată de materialele izolatoare tradiționale, va duce la defecțiunea sistemului de rețea electrică și va crește riscul de accidente precum incendiile, care necesită suport tehnic de transmisie UHVDC.
Tehnologia UHV se referă la tehnologia de transmisie a puterii cu niveluri de tensiune AC 1000kV și DC ± 800kV. Cea mai mare caracteristică a acestei tehnologii este că poate realiza o transmisie eficientă și pe distanțe lungi de energie, în special pentru țările cu teritoriu vast, populație mare sau distribuție inegală a resurselor regionale. Este mai mult ca „trimiterea carbonului în zăpadă”, cunoscută și ca „rețea 5G în câmpul electric” și „căile ferate de mare viteză în sistemul energetic”.
Conform datelor furnizate de State Grid Corporation din China, rețeaua electrică UHVDC cu prima buclă poate trimite 6 milioane de kilowați de energie electrică, ceea ce este echivalent cu 5-6 ori mai mare decât rețeaua electrică existentă de 500kV DC, iar puterea Distanța de transmisie este, de asemenea, de 2 până la 3 ori mai mare decât cea a acestuia din urmă și poate economisi 60% din resursele de teren.
▲Schema de transmisie a puterii UHV (sursa imaginii/Wall Street News)
De la self-made la încredere în sine
De fapt, dezvoltarea Chinei a transportului UHV este, de asemenea, o „mișcare neputincioasă”, deoarece condițiile naționale de bază ale Chinei determină distribuția geografică extrem de dezechilibrată a producției și consumului de energie electrică.
Două treimi din resursele de cărbune ale țării sunt concentrate în cele trei provincii și regiuni Shaanxi, Shanxi și Mongolia Interioară, 80% din resursele hidroenergetice sunt concentrate în sud-vest, iar resursele de energie fotovoltaică și eoliană sunt concentrate în principal în nord-vest, Mongolia Interioară. si alte locuri. Cu toate acestea, cele 16 provincii din regiunile centrale și de est cu cea mai dens populată și cea mai mare cerere de energie electrică sunt cele 16 provincii din regiunile centrale și de est, ceea ce duce la o cerere mare pentru transportul de energie pe distanțe lungi. Tehnologia energetică nu este doar o problemă științifică, ci și o garanție importantă pentru securitatea energetică a Chinei.
Spre deosebire de domeniile „avantaj tradițional”, cum ar fi podurile și inginerie civilă, China nu are rezerve tehnice prea mari în tehnologia de transmisie a energiei și este, practic, făcută de sine. Așadar, până la stadiul incipient al reformei și deschiderii, întreruperile de curent au fost frecvente în diferite locuri din cauza alimentării insuficiente.
Pentru a rezolva problema alimentării cu energie, în anii 1980, China a introdus tehnologia de transmisie și transformare a energiei cu un nivel de tensiune de 500 kV din Vest (anterior 220 kV de transmisie obișnuită de putere în majoritatea zonelor). Dar, odată cu dezvoltarea rapidă a economiei și a societății, tehnologia de transmisie a puterii de 500 kV a întâlnit, de asemenea, plafonul cererii și ofertei și este necesar să se mărească în continuare puterea de transmisie și să intre în domeniul UHV.
În domeniul energiei, transmisia UHV a fost întotdeauna o problemă de clasă mondială. Statele Unite, Uniunea Sovietică, Japonia, Italia și alte țări au efectuat toate cercetările și testele UHV, dezvoltarea echipamentelor și încercări de inginerie, dar din cauza factorilor politici, economici, tehnologici și de altă natură, toate s-au încheiat cu eșec.
Din anul 2000, departamentele relevante au organizat zeci de instituții de cercetare științifică și universități și sute de întreprinderi producătoare de echipamente, formând mii de seturi de planuri, cu un total de sute de mii de oameni care participă. În condițiile în care „fără standarde, experiență și echipament” în lume, multe probleme de clasă mondială ale tehnologiei de transmisie UHV au fost depășite.
Transformatorul convertor ± 800 kV UHVDC dezvoltat independent de China a creat un record mondial cu cea mai mare capacitate unică, cea mai mare dificultate tehnică și cel mai scurt timp de ieșire din lume.
Conductivitatea conductoarelor de economisire a energiei UHV dezvoltate de tehnologia îmbunătățită a Chinei a crescut de la 61,0 procente IACS (conductivitate, care este o valoare de măsurare care indică puterea capacității curentului de transmisie a materialului) la 63,5 la sută IACS, ceea ce reduce foarte mult pierderea în procesul de transmitere a energiei UHV și poate reduce pierderile de transmisie a energiei cu miliarde de grade în fiecare an.
▲ La 26 iunie 2022, la Chongqing, pe șantierul secțiunii Chongqing Qianjiang a proiectului de transmisie UHVDC Baihetan-Zhejiang ± 800 kV, muncitorii au efectuat lucrări aeriene la o înălțime de peste 100 de metri (Sursa imagine/Vision China)
Aceste realizări în inovare științifică și tehnologică sunt inseparabile de atenția departamentelor relevante de stat și chiar mai inseparabile de munca grea a nenumăraților cercetători științifici, ducând mai departe spiritul științific al inovației în căutarea adevărului și al muncii grele. De exemplu, Li Lixuan, un academician al Academiei Chineze de Inginerie, este un expert în domeniul transmisiei UHVDC în China și este cunoscut drept „prima persoană în transmisia DC”. În tehnologia UHV ± 800kV DC, a condus experți și echipe pentru a depăși dificultățile, a dezvoltat 73 de echipamente electrice majore în 13 categorii, a obținut 141 de tehnologii cheie, a creat 37 de premiere mondiale și a devenit unul dintre principalii promotori ai „conducerii lumii” a țării mele. în acest domeniu.
Chen Weijiang, un academician al Academiei Chineze de Științe, este un expert în tehnologia de înaltă tensiune și izolație. El a câștigat Premiul Național pentru Progres în Știință și Tehnologie și Premiul II al Premiului Național pentru Invenții Tehnologice. El a fost implicat de mult timp în cercetarea metodelor de analiză electromagnetică tranzitorie și a tehnologiei de protecție a sistemelor de alimentare. Aceste realizări ale cercetării științifice au susținut în mod eficient cercetarea și dezvoltarea de succes a tehnologiei de transmisie a energiei UHV a țării mele.
Înființată în 1981, China Electrotechnical Society este o organizație de grup academic cu ingineri electrici și lucrători în știință și tehnologie electrică ca corp principal și este, de asemenea, o forță socială importantă în dezvoltarea întreprinderilor de inginerie electrică din China. Societatea aderă la schimburile academice ca centru, se confruntă cu frontierele tehnologiei electrice și nevoile construcției economice naționale și desfășoară activ activități de schimb academic. În „Ghidul pentru conferințe academice importante (2022)” al Asociației Chinei pentru Știință și Tehnologie, sunt incluse un total de 8 conferințe de la Societatea Electrotehnică din China, cum ar fi Reuniunea Academică Anuală a Societății Electrotehnice din China, a cincea Conferință Internațională de Electricitate. și Energy Conference și filiala din China a World Electric Vehicle Conference. Întâlnirile sunt toate conferințe academice cu o influență mai mare și un număr mare de participanți.
Noi oportunități în contextul „dual carbon”
În 2009, prima linie de transport UHV din China, Jindongnan-Nanyang-Jingmen, a fost complet conectată, iar China a devenit prima țară din lume care a stăpânit pe deplin tehnologia de transmisie UHV și a pus-o în operațiuni comerciale.
De atunci, mai bine de zece ani, tehnologia de transmisie UHV a Chinei a făcut o descoperire istorică: până la sfârșitul anului 2021, un total de 33 de linii UHV au fost puse în funcțiune în țara mea, acoperind șapte zone majore ale rețelei electrice din țară. Proiectul liniei de transport este aproape de 40,000 kilometri, ceea ce echivalează cu o înconjurare a Pământului.
Conducerea tehnologică a oferit Chinei mai multă voce off. În prezent, în domeniul tehnologiei UHV, China a preluat conducerea în formularea standardelor internaționale pentru liniile de transmisie UHV și are drepturi de brevet depline. Aceasta înseamnă că, chiar dacă alte țări au dezvoltat tehnologie internă, ele trebuie să respecte standardele chineze înainte de a li se permite să o vândă la nivel internațional.
China a cooperat succesiv cu Filipine, Portugalia, Australia, Grecia, Rusia și alte țări pentru a începe configurația globală a transmisiei de energie UHV. 168 de țări din întreaga lume au semnat acorduri de cooperare cu State Grid în domeniul tehnologiei, ceea ce înseamnă că tehnologia UHV a Chinei a început să plece în străinătate și să meargă în lume.
Sub fundalul „punctului maxim de carbon și neutralității carbonului”, sistemul de alimentare se confruntă acum cu o revoluție profundă, iar tehnologia UHV a ajuns, de asemenea, la o nouă intersecție.
În viitor, odată cu scăderea proporției de energie termică tradițională și creșterea proporției de energie eoliană și solară verde și energie curată, modelul tradițional de „generare, transport, transformare, distribuție și consum de energie electrică” se va schimba în consecință. , care va aduce, de asemenea, mai multe oportunități și provocări pentru dezvoltarea industriei energetice din China.
Pe de o parte, în calitate de purtător pentru transmisia de energie de la distanță în procesul de neutralitate a emisiilor de carbon, tehnologia UHV este un suport important pentru asigurarea securității energetice și pentru accelerarea realizării obiectivului „dublu carbon”, echilibrarea energiei și distribuția sarcinii și promovarea noilor Consumul de energie.
Pe de altă parte, proiectele UHV pot, de asemenea, să stimuleze eficient dezvoltarea economică locală. Potrivit estimărilor, în perioada „al 14-lea plan cincinal”, canalele de livrare DC din nord-estul Chinei, Mengxi, Shanxi, nord-vestul Chinei, sud-vestul Chinei și alte regiuni trebuie să mărească capacitatea de transmisie cu 84,52 milioane de kilowați, iar noul UHVDC investiția în proiect este de aproximativ 260 de miliarde de yuani, ceea ce va juca un rol pozitiv în promovarea dezvoltării lanțurilor industriale din amonte și din aval. Se așteaptă ca UHV să continue să accelereze dezvoltarea și să introducă un spațiu de creștere mai mare.