Ultrahögspänningsöverföring av el i Kina

Ultrahögspänningsöverföring (UHV-elöverföring) har använts i Kina sedan 2009 för att överföra både växelström (AC) och likström (DC) över långa avstånd som skiljer Kinas energiresurser och konsumenter åt. Utbyggnaden av både växelströms- och likströmskapaciteten fortsätter för att anpassa produktionen till förbrukningsbehovet samtidigt som överföringsförlusterna minimeras. Förbättringar av koldioxidutsläppen kommer att bli ett resultat av att lägre effektivitetsproduktion, belägen nära kusten, ersätts med modernare högeffektiv produktion med mindre föroreningar nära energiresurserna.

Bakgrund

Sedan 2004 har elförbrukningen i Kina ökat i en aldrig tidigare skådad takt på grund av den snabba tillväxten inom industrisektorer. Allvarlig brist på el under 2005 påverkade verksamheten för många kinesiska företag. Sedan dess har Kina mycket aggressivt investerat i elförsörjning för att möta efterfrågan från industrier och därmed säkra ekonomisk tillväxt. Den installerade produktionskapaciteten har ökat från 443 GW i slutet av 2004 till 793 GW i slutet av 2008. Ökningen under dessa fyra år motsvarar ungefär en tredjedel av USA:s totala kapacitet, eller 1,4 gånger Japans totala kapacitet. Under samma tidsperiod har den årliga energiförbrukningen också ökat från 2 197 TWh till 3 426 TWh. Kinas elförbrukning förväntas nå 6 800–6 900 TWh år 2018 från 4 690 TWh år 2011, med en installerad kapacitet på 1 463 GW från 1 056 GW år 2011, varav 342 GW är vattenkraft, 928 GW koleldad, 100 GW vindkraft, 43 GW kärnkraft och 40 GW naturgas. Kina var världens största elkonsumerande nation år 2011.

Överföring och distribution

På överförings- och distributionssidan har landet fokuserat på att utöka kapaciteten och minska förluster genom att:

1. driftsättning av långdistansöverföring med ultrahögspänd likström (UHVDC) och ultrahögspänd växelström (UHVAC)

2. installation av högeffektiva amorfa metalltransformatorer

UHV-överföring världen över

UHV-överföring och ett antal UHVAC-kretsar har redan byggts i olika delar av världen. Till exempel byggdes 2 362 km 1 150 kV-kretsar i det tidigare Sovjetunionen, och 427 km 1 000 kV växelströmskretsar har utvecklats i Japan (Kita-Iwaki-kraftledningen). Experimentella linjer i olika skalor finns också i många länder. De flesta av dessa linjer drivs dock för närvarande vid lägre spänning på grund av otillräcklig effektbehov eller andra skäl. Det finns färre exempel på UHVDC. Även om det finns gott om ±500 kV (eller lägre) kretsar runt om i världen, är de enda operativa kretsarna över denna tröskel Hydro-Québecs elöverföringssystem vid 735 kV växelström (sedan 1965, 11 422 km långt år 2018) och Itaipu ±600 kV-projektet i Brasilien. I Ryssland påbörjades byggandet av en 2400 km lång bipolär ±750 kV likströmsledning, HVDC Ekibastuz–Centre, 1978, men den slutfördes aldrig. I USA planerades i början av 1970-talet en 1333 kV kraftledning från Celilo Converter Station till Hoover Dam. För detta ändamål byggdes en kort experimentell kraftledning nära Celilo Converter Station, men ledningen till Hoover Dam byggdes aldrig.

Orsaker till UHV-överföring i Kina

Kinas beslut att satsa på UHV-överföring baseras på det faktum att energiresurserna finns långt ifrån lastcentrumen. Majoriteten av vattenkraftresurserna finns i väster, och kol finns i nordväst, men stora belastningar finns i öster och söder. För att minska överföringsförlusterna till en hanterbar nivå är UHV-överföring ett logiskt val. Som State Grid Corporation of China tillkännagav vid den internationella konferensen om UHV-kraftöverföring i Peking 2009, kommer Kina att investera 600 miljarder RMB (cirka 88 miljarder USD) i UHV-utveckling fram till 2020.

Implementeringen av UHV-nätet möjliggör byggandet av nyare, renare och effektivare kraftverk långt från befolkningscentra. Äldre kraftverk längs kusten kommer att tas ur bruk. Detta kommer att minska den totala mängden föroreningar, såväl som den förorening som invånarna upplever i stadsbostäder. Användningen av stora centrala kraftverk som tillhandahåller elvärme är också mindre förorenande än individuella pannor som används för vinteruppvärmning i många hushåll i norr. UHV-nätet kommer att stödja Kinas plan för elektrifiering och minska koldioxidutsläpp, och möjliggöra integration av förnybar energi genom att ta bort den flaskhals i överföringssystemet som för närvarande begränsar utbyggnaden av vind- och solkraftkapacitet, samtidigt som marknaden för långsiktiga elfordon i Kina vidareutvecklas.

UHV-kretsar färdigställda eller under uppbyggnad

Från och med 2021 är de operativa UHV-kretsarna:

 

De UHV-linjer som är under uppbyggnad/under förberedelse är:

 

Kontrovers kring UHV

Det råder kontroverser om huruvida den konstruktion som föreslås av State Grid Corporation of China är en strategi för att bli mer monopolistisk och bekämpa elnätsreformen.

Före Parisavtalet, som gjorde det nödvändigt att fasa ut kol, olja och gas, har det förekommit kontroverser om ultrahög värmepumpar (UHV) sedan 2004 då det kinesiska nätbolaget (State Grid Corporation) föreslog idén om att bygga ultrahög värmepumpar. Kontroversen har fokuserat på ultrahög värmepumpar (UHVAC) medan idén att bygga ultrahög värmepumpar (UHVDC) har varit allmänt accepterad. De mest debatterade frågorna är de fyra som listas nedan.

1. Säkerhets- och tillförlitlighetsproblem: Med byggandet av fler och fler UHV-överföringsledningar är elnätet runt hela landet alltmer sammankopplat. Om en olycka inträffar i en enda ledning är det svårt att begränsa påverkan till ett litet område. Det innebär att risken för strömavbrott ökar. Dessutom kan området vara mer sårbart för terrorism.
   
2. Marknadsproblem: Alla andra UHV-överföringsledningar runt om i världen drivs för närvarande med lägre spänning eftersom det inte finns tillräcklig efterfrågan. Potentialen för långdistansöverföring behöver mer djupgående forskning. Även om majoriteten av kolresurserna finns i nordväst är det svårt att bygga kolkraftverk där eftersom de behöver en stor mängd vatten och det är en knapp resurs i nordvästra Kina. Och även med den ekonomiska utvecklingen i västra Kina har efterfrågan på el ökat kraftigt de senaste åren.
3. Miljö- och effektivitetsproblem: Vissa experter menar att UHV-ledningar inte kommer att spara mer mark jämfört med att bygga extra järnvägar för ökad koltransport och lokal kraftproduktion. På grund av vattenbristproblemet hindras byggandet av koleldade kraftverk i väst. Ett annat problem är överföringseffektiviteten. Att använda kraftvärme i användaränden är mer energieffektivt än att använda kraft från långdistansledningar.
   
4. Ekonomisk fråga: Den totala investeringen uppskattas till 270 miljarder RMB (cirka 40 miljarder USD), vilket är mycket dyrare än att bygga en ny järnväg för koltransport.

Eftersom UHV erbjuder möjligheten att överföra förnybar energi från avlägsna områden med stor potential för stora installationer av vindkraft och solceller, nämner SGCC en potentiell vindkraftskapacitet på 200 GW i Xinjiang-regionen.

Sichuan D&F Electric Co., Ltd.Som ledande tillverkare av elektriska isoleringsmaterial, elektriska isoleringskonstruktionsdelar, laminerade samlingsskenor, styva kopparskenor och flexibla samlingsskenor är vi en av huvudleverantörerna av isoleringsdelar och laminerade samlingsskenor för dessa statliga UHVDC-överföringsprojekt. För mer information om produkterna, besök min webbplats.