L'energia és la base del desenvolupament econòmic. En els últims deu anys, la capacitat de garantia d'independència energètica de la Xina s'ha millorat significativament i s'ha construït el sistema de generació d'energia neta més gran del món. L'estructura energètica s'ha optimitzat contínuament, la qual cosa ha garantit eficaçment el funcionament estable de l'economia nacional.
En els últims anys, la Xina s'ha desenvolupat i creixent gradualment en els camps de l'enginyeria elèctrica i la tecnologia d'energia. Després de més de 60 anys de desenvolupament, la Xina té ara el sistema de la indústria energètica més potent del món: el 2021, la capacitat de generació d'energia instal·lada del país serà d'uns 2.380 milions de quilowatts, ocupant el primer lloc del món; Prenem com a exemple l'empresa central State Grid, que actualment té més de 20,000 patents, ocupant el tercer lloc al món; el nombre de patents en bateries d'emmagatzematge d'energia només representa el 67,56 per cent del total mundial; al mateix temps, la Xina és també el major exportador d'energia del món.
Especialment en el camp de la tecnologia de transmissió UHV, la tecnologia de transmissió d'energia més avançada del món, la Xina ha dominat la tecnologia de transmissió UHV amb drets de propietat intel·lectual independents, que és un èxit d'innovació independent important al món. Ha pres el lideratge en la formulació d'estàndards de línies de transmissió UHV públiques internacionals, de manera que els estàndards xinesos i els estàndards mundials s'equiparen.
▲Chizhou, Anhui Fotografia aèria UHV Line Jiuhua Dense Channel (font de la imatge/Visual China)
Què és la transmissió d'energia UHV
Al sistema d'operació de la xarxa elèctrica de la Xina, la tensió es divideix en dos sistemes: transmissió i distribució. El sistema de transmissió té la finalitat de transportar energia a subestacions del mateix nivell o nivell inferior, i el nivell de tensió general és més alt. L'objectiu del sistema de distribució és transmetre potència a la càrrega de distribució i el nivell de tensió general no supera els 110 kV.
En poques paraules, des de la central elèctrica fins a la subestació d'impuls, la xarxa de transmissió és el sistema de transmissió; des de la subestació reductora a la xarxa de distribució fins a la televisió, l'aire condicionat i altres equips elèctrics és el sistema de distribució.
Segons la llei d'Ohm, el corrent es perdrà durant el procés de transmissió. La distància i els materials són motius importants de la pèrdua, especialment la distància de transmissió. Com més lluny sigui la pèrdua, més gran serà la pèrdua. Una de les maneres de reduir la pèrdua de transmissió és augmentar la tensió de transmissió, de manera que hi ha el concepte d'electricitat d'alta tensió.
A la Xina, la xarxa elèctrica d'alta tensió es refereix a la xarxa elèctrica de 220 kV. La tensió ultra alta desenvolupada a partir de l'electricitat d'alta tensió pot arribar als 500 kV. Però tot i així, la tecnologia de transmissió de CC d'ultra alt voltatge encara no és suficient per fer front a la transmissió a llarga distància de milers de quilòmetres, i la pèrdua actual fins i tot pot arribar al 20 per cent o més.
Continuar augmentant la tensió de transmissió HVDC, que no es pot tolerar pels materials aïllants tradicionals, comportarà una fallada del sistema de xarxa elèctrica i augmentarà el risc d'accidents com incendis, que requereix suport tècnic de transmissió UHVDC.
La tecnologia UHV es refereix a la tecnologia de transmissió d'energia amb nivells de tensió de 1000 kV AC i DC ± 800 kV. La característica més important d'aquesta tecnologia és que pot aconseguir una transmissió d'energia eficient i a llarga distància, especialment per a països amb un territori extens, gran població o distribució desigual dels recursos regionals. S'assembla més a "enviar carboni a la neu", també coneguda com "xarxa 5G al camp elèctric" i "ferrocarril d'alta velocitat al sistema elèctric".
Segons les dades proporcionades per la State Grid Corporation de la Xina, la xarxa elèctrica UHVDC de primer bucle pot enviar 6 milions de quilowatts d'electricitat, que és equivalent a 5-6 vegades la de la xarxa elèctrica de 500 kV DC existent, i la potència. La distància de transmissió també és de 2 a 3 vegades la d'aquest últim, i pot estalviar un 60 per cent dels recursos terrestres.
▲Diagrama esquemàtic de la transmissió d'energia UHV (font de la imatge/Wall Street News)
Del fet a si mateix a l'autosuficiència
De fet, el desenvolupament de la transmissió UHV a la Xina també és un "moviment indefens", perquè les condicions nacionals bàsiques de la Xina determinen la distribució geogràfica extremadament desequilibrada de la producció i el consum d'electricitat.
Dos terços dels recursos de carbó del país es concentren a les tres províncies i regions de Shaanxi, Shanxi i Mongòlia Interior, el 80% dels recursos hidroelèctrics es concentren al sud-oest i els recursos fotovoltaics i eòlics es concentren principalment al nord-oest, Mongòlia Interior. i altres llocs. No obstant això, les 16 províncies de les regions central i oriental amb més densitat de població i major demanda d'electricitat són les 16 províncies de les regions central i oriental, la qual cosa comporta una gran demanda de transmissió d'energia a llarga distància. La tecnologia energètica no és només una qüestió científica, sinó també una important garantia per a la seguretat energètica de la Xina.
A diferència dels camps dels "avantatges tradicionals", com ara els ponts i l'enginyeria civil, la Xina no té moltes reserves tècniques en tecnologia de transmissió d'energia i, bàsicament, està feta per si mateixa. Així, fins a les primeres fases de la reforma i l'obertura, els talls d'electricitat eren habituals en diversos llocs a causa d'una font d'alimentació insuficient.
Per resoldre el problema del subministrament d'energia, a la dècada de 1980, la Xina va introduir la tecnologia de transmissió i transformació d'energia amb un nivell de tensió de 500 kV des de l'oest (abans 220 kV de transmissió d'energia ordinària a la majoria de les àrees). Però amb el ràpid desenvolupament de l'economia i la societat, la tecnologia de transmissió d'energia de 500 kV també ha trobat el sostre de l'oferta i la demanda, i cal continuar augmentant la potència de transmissió i entrar al camp UHV.
En el camp de l'energia, la transmissió UHV sempre ha estat un problema de classe mundial. Els Estats Units, la Unió Soviètica, el Japó, Itàlia i altres països han dut a terme investigacions i proves UHV, desenvolupament d'equips i intents d'enginyeria, però a causa de factors polítics, econòmics, tecnològics i altres, tots van acabar en fracàs.
Des de l'any 2000, els departaments rellevants han organitzat desenes d'institucions i universitats de recerca científica i centenars d'empreses de fabricació d'equips, formant milers de conjunts de plans, amb un total de centenars de milers de persones que hi participen. Sota la circumstància de "sense estàndards, sense experiència i sense equip" al món, s'han superat molts problemes de classe mundial de la tecnologia de transmissió UHV.
El transformador convertidor UHVDC de ± 800 kV desenvolupat de manera independent per la Xina ha creat un rècord mundial amb la capacitat única més gran, la dificultat tècnica més alta i el temps de sortida més curt del món.
La conductivitat dels conductors d'estalvi d'energia UHV desenvolupats per la tecnologia millorada de la Xina ha augmentat del 61,0 per cent IACS (conductivitat, que és un valor de mesura que indica la força de la capacitat de transmissió del material) al 63,5 per cent IACS, que redueix considerablement la pèrdua en el procés de transmissió d'energia UHV i pot reduir les pèrdues de transmissió d'energia en milers de milions de graus cada any.
▲ El 26 de juny de 2022, a Chongqing, al lloc de construcció de la secció de Chongqing Qianjiang del projecte de transmissió UHVDC de Baihetan-Zhejiang ± 800 kV, els treballadors van realitzar treballs aeris a una alçada de més de 100 metres (Font de la imatge/Vision China)
Aquests assoliments d'innovació científica i tecnològica són inseparables de l'atenció dels departaments estatals rellevants, i encara més inseparables del treball dur d'innombrables investigadors científics, portant endavant l'esperit científic d'innovació i treball dur a la recerca de la veritat. Per exemple, Li Lixuan, un acadèmic de l'Acadèmia Xinesa d'Enginyeria, és un expert en el camp de la transmissió UHVDC a la Xina i és conegut com la "primera persona en transmissió de corrent continu". En tecnologia UHV ± 800kV DC, va dirigir experts i equips per superar dificultats, va desenvolupar 73 equips elèctrics principals en 13 categories, va obtenir 141 tecnologies clau, va crear 37 primers mundials i es va convertir en un dels principals promotors del "liderar el món" del meu país. en aquest camp.
Chen Weijiang, un acadèmic de l'Acadèmia Xinesa de Ciències, és un expert en tecnologia d'alta tensió i aïllament. Ha guanyat el National Science and Technology Progress Award i el Segon Premi del National Technology Invention Award. Ha estat dedicat a la investigació sobre mètodes d'anàlisi de transitoris electromagnètics i tecnologia de protecció de sistemes d'alimentació durant molt de temps. Aquests èxits de recerca científica han donat suport eficaç a la investigació i el desenvolupament reeixits de la tecnologia de transmissió d'energia UHV del meu país.
Fundada el 1981, la Societat Electrotècnica de la Xina és una organització de grup acadèmic amb enginyers elèctrics i treballadors de ciència i tecnologia elèctrica com a cos principal, i també és una força social important en el desenvolupament de les empreses d'enginyeria elèctrica de la Xina. La Societat s'adhereix als intercanvis acadèmics com a centre, s'enfronta a les fronteres de la tecnologia elèctrica i les necessitats de la construcció econòmica nacional i realitza activament activitats d'intercanvi acadèmic. A la "Guia de conferències acadèmiques importants (2022)" de l'Associació Xina per a la Ciència i la Tecnologia, s'inclouen un total de 8 conferències de la Societat Electrotècnica de la Xina, com la Reunió Anual Acadèmica de la Societat Electrotècnica de la Xina, la 5a Conferència Internacional i la Conferència d'Energia, i la branca de la Xina de la Conferència Mundial de Vehicles Elèctrics. Les trobades són totes conferències acadèmiques amb més influència i un gran nombre de participants.
Noves oportunitats en el context del "doble carboni"
El 2009, la primera línia de transmissió UHV de la Xina, Jindongnan-Nanyang-Jingmen, estava completament connectada i la Xina es va convertir en el primer país del món a dominar completament la tecnologia de transmissió UHV i posar-la en operacions comercials.
Des d'aleshores, més de deu anys, la tecnologia de transmissió UHV de la Xina ha fet un avenç històric: a finals de 2021, s'han posat en funcionament un total de 33 línies UHV al meu país, que cobreixen set àrees principals de la xarxa elèctrica del país. El projecte de la línia de transmissió és a prop de 40,000 quilòmetres, el que equival a donar la volta a la terra.
El lideratge tecnològic ha donat més veu a la Xina. Actualment, en el camp de la tecnologia UHV, la Xina ha pres el lideratge en la formulació d'estàndards internacionals de línia de transmissió UHV i té drets de patent complets. Això vol dir que fins i tot si altres països han desenvolupat tecnologia nacional, han de complir els estàndards xinesos abans que se'ls permeti vendre-la internacionalment.
Xina ha cooperat successivament amb Filipines, Portugal, Austràlia, Grècia, Rússia i altres països per iniciar el disseny global de la transmissió d'energia UHV. 168 països d'arreu del món han signat acords de cooperació amb State Grid en l'àmbit de la tecnologia, la qual cosa significa que la tecnologia UHV de la Xina ha començat a sortir a l'estranger i anar al món.
Amb el rerefons del "pic de carboni i neutralitat de carboni", el sistema elèctric s'enfronta ara a una profunda revolució i la tecnologia UHV també ha arribat a una nova intersecció.
En el futur, amb la disminució de la proporció d'energia tèrmica tradicional i l'augment de la proporció d'energia eòlica i solar verda i energia neta, el model tradicional de "generació, transmissió, transformació, distribució i consum d'electricitat" canviarà en conseqüència. , que també aportarà més oportunitats i reptes per al desenvolupament de la indústria d'enginyeria elèctrica de la Xina.
D'una banda, com a portadora per a la transmissió remota d'energia en el procés de neutralitat de carboni, la tecnologia UHV és un suport important per garantir la seguretat energètica i accelerar la realització de l'objectiu de "doble carboni", equilibrar la distribució d'energia i càrrega i promoure nous consum d'energia.
D'altra banda, els projectes UHV també poden impulsar eficaçment el desenvolupament econòmic local. Segons les estimacions, durant el període del "14è pla quinquennal", els canals de lliurament de CC al nord-est de la Xina, Mengxi, Shanxi, el nord-oest de la Xina, el sud-oest de la Xina i altres regions han d'augmentar la capacitat de transmissió en 84,52 milions de quilowatts i el nou UHVDC La inversió del projecte és d'uns 260.000 milions de iuans, que jugarà un paper positiu en la promoció del desenvolupament de les cadenes industrials aigües amunt i avall. S'espera que UHV continuï accelerant el desenvolupament i introdueixi un major espai de creixement.