Erittäin korkeajännitteinen sähkönsiirto Kiinassa

Kiinassa on vuodesta 2009 lähtien käytetty erittäin korkeajännitteistä sähkönsiirtoa (UHV-sähkönsiirto) sekä vaihtovirran (AC) että tasavirran (DC) siirtämiseen pitkien matkojen päähän Kiinan energialähteiden ja kuluttajien välillä. Sekä vaihto- että tasavirtakapasiteetin laajentamista jatketaan, jotta tuotanto voidaan sovittaa kulutustarpeisiin ja samalla minimoida siirtohäviöt. Hiilidioksidipäästöjen vähentämisen parannukset johtuvat rannikon lähellä sijaitsevan, vähemmän hyötysuhteen omaavan sähköntuotannon korvaamisesta nykyaikaisemmalla, energialähteiden lähellä sijaitsevalla tehokkaammalla sähköntuotannolla, joka saastuttaa vähemmän.

Tausta

Vuodesta 2004 lähtien Kiinan sähkönkulutus on kasvanut ennennäkemättömällä vauhdilla teollisuussektorien nopean kasvun ansiosta. Vuonna 2005 vallinnut vakava sähkönjakelupula vaikutti monien kiinalaisyritysten toimintaan. Siitä lähtien Kiina on investoinut erittäin aggressiivisesti sähkönjakeluun tyydyttääkseen teollisuuden kysynnän ja siten turvatakseen talouskasvun. Asennettu sähköntuotantokapasiteetti on noussut 443 GW:sta vuoden 2004 lopun 793 GW:iin vuoden 2008 lopussa. Näiden neljän vuoden aikana tapahtunut kasvu vastaa noin kolmannesta Yhdysvaltojen kokonaiskapasiteetista eli 1,4 kertaa Japanin kokonaiskapasiteetin. Samana aikana vuotuinen energiankulutus on myös noussut 2 197 TWh:sta 3 426 TWh:iin. Kiinan sähkönkulutuksen odotetaan nousevan 6 800–6 900 TWh:iin vuoteen 2018 mennessä 4 690 TWh:sta vuonna 2011, ja asennetun kapasiteetin nousevan 1 463 GW:iin 1 056 GW:sta vuonna 2011, josta 342 GW on vesivoimaa, 928 GW hiilivoimaa, 100 GW tuulivoimaa, 43 GW ydinvoimaa ja 40 GW maakaasua. Kiina on maailman suurin sähkönkuluttajamaa vuonna 2011.

Siirto ja jakelu

Siirto- ja jakelupuolella maa on keskittynyt kapasiteetin laajentamiseen ja häviöiden vähentämiseen seuraavilla tavoilla:

1. pitkän matkan erittäin korkeajännitteisen tasavirran (UHVDC) ja erittäin korkeajännitteisen vaihtovirran (UHVAC) siirron käyttöönotto

2. tehokkaiden amorfisten metallimuuntajien asentaminen

UHV-lähetys maailmanlaajuisesti

UHV-siirtoverkkoja ja useita UHVAC-piirejä on jo rakennettu eri puolille maailmaa. Esimerkiksi entisessä Neuvostoliitossa rakennettiin 2 362 km 1 150 kV:n piirejä ja Japanissa on kehitetty 427 km 1 000 kV:n vaihtovirtapiirejä (Kita-Iwaki-voimajohto). Erilaisia ​​kokeellisia linjoja on myös monissa maissa. Useimmat näistä linjoista toimivat kuitenkin tällä hetkellä pienemmällä jännitteellä riittämättömän tehontarpeen tai muiden syiden vuoksi. UHVDC-esimerkkejä on vähemmän. Vaikka maailmassa on runsaasti ±500 kV:n (tai alle) piirejä, ainoat tämän kynnyksen yläpuolella toimivat piirit ovat Hydro-Québecin 735 kV:n vaihtojännitteellä toimiva sähkönsiirtojärjestelmä (vuodesta 1965, 11 422 km pitkä vuonna 2018) ja Itaipun ±600 kV:n projekti Brasiliassa. Venäjällä aloitettiin 2400 km pitkän kaksinapaisen ±750 kV:n tasavirtajohdon, HVDC Ekibastuz-keskuksen, rakennustyöt vuonna 1978, mutta niitä ei koskaan saatu valmiiksi. Yhdysvalloissa suunniteltiin 1970-luvun alussa 1333 kV:n voimajohtoa Celilon muuntoasemalta Hooverin padolle. Tätä varten rakennettiin lyhyt kokeellinen voimajohto Celilon muuntoaseman lähelle, mutta linjaa Hooverin padolle ei koskaan rakennettu.

UHV-tartunnan syyt Kiinassa

Kiinan päätös valita UHV-siirto perustuu siihen, että energiavarat sijaitsevat kaukana kuormituskeskuksista. Suurin osa vesivoimavaroista sijaitsee lännessä ja hiili luoteessa, mutta valtavat kuormitukset ovat idässä ja etelässä. Siirtohäviöiden vähentämiseksi hallittavalle tasolle UHV-siirto on looginen valinta. Kuten Kiinan valtionverkko ilmoitti Pekingissä vuonna 2009 pidetyssä UHV-voimansiirron kansainvälisessä konferenssissa, Kiina investoi 600 miljardia RMB (noin 88 miljardia Yhdysvaltain dollaria) UHV-kehitykseen tästä hetkestä vuoteen 2020 asti.

UHV-verkon käyttöönotto mahdollistaa uudempien, puhtaampien ja tehokkaampien sähköntuotantolaitosten rakentamisen kauas asutuskeskuksista. Rannikolla sijaitsevat vanhemmat voimalaitokset poistetaan käytöstä. Tämä vähentää nykyistä kokonaispäästöjen määrää sekä asukkaiden kokemaa saastetta kaupunkiasunnoissa. Suurten keskusvoimalaitosten käyttö sähkölämmityksessä on myös vähemmän saastuttavaa kuin monissa pohjoisissa kotitalouksissa talvilämmitykseen käytettävät yksittäiset kattilat. UHV-verkko tukee Kiinan sähköistämis- ja hiilidioksidipäästöjen vähentämissuunnitelmaa ja mahdollistaa uusiutuvan energian integroinnin poistamalla siirtopullonkaulan, joka tällä hetkellä rajoittaa tuuli- ja aurinkoenergian tuotantokapasiteetin laajentamista, samalla kehittäen edelleen pitkän kantaman sähköajoneuvojen markkinoita Kiinassa.

UHV-piirit valmiit tai rakenteilla

Vuodesta 2021 lähtien toiminnassa olevat UHV-piirit ovat:

 

Rakenteilla/valmisteilla olevat UHV-linjat ovat:

 

Kiista UHV:stä

On kiistaa siitä, onko Kiinan valtion sähköverkkoyhtiön ehdottama rakentaminen strategia monopolistisempiin päätöksiin ja sähköverkkouudistuksen vastustamiseen.

Ennen Pariisin sopimusta, joka teki kivihiilen, öljyn ja kaasun käytöstä luopumisen välttämättömäksi, UHV:stä on käyty kiistaa vuodesta 2004 lähtien, jolloin Kiinan valtion sähköverkkoyhtiö ehdotti UHV-rakentamista. Kiista on keskittynyt UHVAC-järjestelmiin, kun taas UHVDC-järjestelmien rakentaminen on ollut laajalti hyväksyttyä. Eniten keskustelua herättävät neljä alla lueteltua kysymystä.

1. Turvallisuus- ja luotettavuusongelmat: Yhä useampien UHV-siirtolinjojen rakentamisen myötä koko maan sähköverkko kytketään yhä intensiivisemmin toisiinsa. Jos yhdessä linjassa tapahtuu onnettomuus, sen vaikutusta on vaikea rajata pienelle alueelle. Tämä tarkoittaa, että sähkökatkon todennäköisyys kasvaa. Lisäksi se voi olla alttiimpi terrorismille.
   
2. Markkinaongelma: Kaikki muut UHV-siirtolinjat ympäri maailmaa toimivat tällä hetkellä alhaisemmalla jännitteellä, koska kysyntää ei ole riittävästi. Pitkän matkan siirron potentiaali vaatii perusteellisempaa tutkimusta. Vaikka suurin osa hiilivaroista sijaitsee luoteisosassa, hiilivoimaloiden rakentaminen sinne on vaikeaa, koska ne tarvitsevat suuren määrän vettä, joka on niukka resurssi Luoteis-Kiinassa. Länsi-Kiinan talouskehityksen myötä sähkön kysyntä on myös kasvanut räjähdysmäisesti viime vuosina.
3. Ympäristö- ja tehokkuusongelmat: Jotkut asiantuntijat väittävät, että UHV-linjat eivät säästä enempää maata verrattuna lisärautateiden rakentamiseen hiilen kuljetuksen ja paikallisen sähköntuotannon lisäämiseksi. Vesipulan vuoksi hiilivoimalaitosten rakentaminen lännessä on vaikeaa. Toinen ongelma on siirtotehokkuus. Yhdistetty lämmön ja sähkön tuotanto käyttäjän päässä on energiatehokkaampaa kuin kaukosiirtolinjojen sähkön käyttö.
   
4. Taloudellinen ongelma: Kokonaisinvestoinnin arvioidaan olevan 270 miljardia RMB:tä (noin 40 miljardia Yhdysvaltain dollaria), mikä on paljon kalliimpaa kuin uuden rautatien rakentaminen hiilen kuljetusta varten.

Koska UHV tarjoaa mahdollisuuden siirtää uusiutuvaa energiaa syrjäisiltä alueilta, joilla on paljon potentiaalia suurille tuulivoima- ja aurinkosähköasennuksille, SGCC mainitsee 200 GW:n potentiaalisen tuulivoimakapasiteetin Xinjiangin alueella.

Sichuan D&F Electric Co., Ltd.Sähköeristysmateriaalien, sähköeristysrakenteiden, laminoitujen virtakiskojen, jäykkien kuparivirtakiskojen ja joustavien virtakiskojen johtavana valmistajana olemme yksi näiden osavaltioiden UHVDC-siirtoprojektien eristysosien ja laminoitujen virtakiskojen päätoimittajista. Lisätietoja tuotteista on verkkosivustollani.