La energía es la base del desarrollo económico. En los últimos diez años, la capacidad de garantía de independencia energética de China ha mejorado significativamente y se ha construido el sistema de generación de energía limpia más grande del mundo. La estructura energética ha sido continuamente optimizada, lo que ha garantizado efectivamente el funcionamiento estable de la economía nacional.
En los últimos años, China se ha desarrollado y crecido gradualmente en los campos de la ingeniería eléctrica y la tecnología energética. Después de más de 60 años de desarrollo, China ahora tiene el sistema industrial de energía más poderoso del mundo: en 2021, la capacidad de generación de energía instalada del país será de aproximadamente 2380 millones de kilovatios, ocupando el primer lugar en el mundo; Tomemos como ejemplo la empresa central State Grid, que actualmente tiene más de 20,000 patentes, ocupando el tercer lugar en el mundo; solo el número de patentes en baterías de almacenamiento de energía representa el 67,56 por ciento del total mundial; Al mismo tiempo, China también es el exportador de energía más grande del mundo.
Especialmente en el campo de la tecnología de transmisión UHV, la tecnología de transmisión de energía más avanzada del mundo, China ha dominado la tecnología de transmisión UHV con derechos de propiedad intelectual independientes, que es un importante logro de innovación independiente líder en el mundo. Ha tomado la iniciativa en la formulación de estándares públicos internacionales de líneas de transmisión UHV, de modo que se equiparen los estándares chinos y los estándares mundiales.
▲Chizhou, Anhui Fotografía aérea Línea UHV Canal denso de Jiuhua (Fuente de la imagen/Visual China)
¿Qué es la transmisión de energía UHV?
En el sistema de operación de la red eléctrica de China, el voltaje se divide en dos sistemas: transmisión y distribución. El sistema de transmisión tiene por objeto transportar energía a subestaciones de igual o menor nivel, y el nivel general de tensión es mayor. El propósito del sistema de distribución es transmitir energía a la carga de distribución y el nivel de voltaje general no excede los 110 kV.
En pocas palabras, desde la planta de energía hasta la subestación de refuerzo, la red de transmisión es el sistema de transmisión; desde la subestación reductora hasta la red de distribución hasta la televisión, el aire acondicionado y otros equipos eléctricos es el sistema de distribución.
Según la ley de Ohm, la corriente se perderá durante el proceso de transmisión. La distancia y los materiales son razones importantes para la pérdida, especialmente la distancia de transmisión. Cuanto más lejos es la pérdida, mayor es la pérdida. Una de las formas de reducir la pérdida de transmisión es aumentar el voltaje de transmisión, por lo que existe el concepto de electricidad de alto voltaje.
En China, la red eléctrica de alto voltaje se refiere a la red eléctrica de 220 kV. El voltaje ultra alto desarrollado sobre la base de electricidad de alto voltaje puede alcanzar los 500 kV. Pero aun así, la tecnología de transmisión de CC de ultra alto voltaje aún no es suficiente para hacer frente a la transmisión de larga distancia de miles de kilómetros, y la pérdida actual puede incluso alcanzar el 20 por ciento o más.
Continuar aumentando el voltaje de transmisión HVDC, que no puede ser tolerado por los materiales aislantes tradicionales, conducirá a la falla del sistema de red eléctrica y aumentará el riesgo de accidentes como incendios, lo que requiere soporte técnico de transmisión UHVDC.
La tecnología UHV se refiere a la tecnología de transmisión de energía con niveles de voltaje de CA de 1000 kV y CC de ± 800 kV. La característica más importante de esta tecnología es que puede lograr una transmisión de energía eficiente y de larga distancia, especialmente para países con un vasto territorio, una gran población o una distribución desigual de los recursos regionales. Es más como "enviar carbono en la nieve", también conocida como "red 5G en el campo eléctrico" y "ferrocarril de alta velocidad en el sistema eléctrico".
Según los datos proporcionados por State Grid Corporation of China, la red eléctrica UHVDC de primer circuito puede enviar 6 millones de kilovatios de electricidad, lo que equivale a 5-6 veces la red eléctrica de CC de 500 kV existente, y la energía la distancia de transmisión también es de 2 a 3 veces mayor que la de este último, y puede ahorrar el 60 por ciento de los recursos de la tierra.
▲Diagrama esquemático de la transmisión de energía UHV (fuente de la imagen/Wall Street News)
De hecho a sí mismo a la autosuficiencia
De hecho, el desarrollo de la transmisión UHV en China también es un "movimiento impotente", porque las condiciones nacionales básicas de China determinan la distribución geográfica extremadamente desequilibrada de la producción y el consumo de electricidad.
Dos tercios de los recursos de carbón del país se concentran en las tres provincias y regiones de Shaanxi, Shanxi y Mongolia Interior, el 80 por ciento de los recursos hidroeléctricos se concentran en el suroeste y los recursos de energía fotovoltaica y eólica se concentran principalmente en el noroeste, Mongolia Interior. y otros lugares. Sin embargo, las 16 provincias de las regiones central y oriental con mayor densidad de población y mayor demanda de electricidad son las 16 provincias de las regiones central y oriental, lo que genera una gran demanda de transmisión de energía a larga distancia. La tecnología energética no es solo una cuestión científica, sino también una garantía importante para la seguridad energética de China.
A diferencia de los campos de "ventaja tradicional", como los puentes y la ingeniería civil, China no tiene muchas reservas técnicas en tecnología de transmisión de energía, y es básicamente de fabricación propia. Entonces, hasta la etapa inicial de reforma y apertura, los cortes de energía eran comunes en varios lugares debido a un suministro eléctrico insuficiente.
Con el fin de resolver el problema del suministro de energía, en la década de 1980, China introdujo la tecnología de transmisión y transformación de energía con un nivel de voltaje de 500 kV desde Occidente (anteriormente, la transmisión de energía ordinaria de 220 kV en la mayoría de las áreas). Pero con el rápido desarrollo de la economía y la sociedad, la tecnología de transmisión de energía de 500 kV también se ha topado con el techo de la oferta y la demanda, y es necesario continuar aumentando la potencia de transmisión e ingresar al campo UHV.
En el campo de la energía, la transmisión UHV siempre ha sido un problema de clase mundial. Estados Unidos, la Unión Soviética, Japón, Italia y otros países han llevado a cabo investigaciones y pruebas de UHV, desarrollo de equipos e intentos de ingeniería, pero debido a factores políticos, económicos, tecnológicos y de otro tipo, todos terminaron en fracaso.
Desde 2000, los departamentos relevantes han organizado docenas de instituciones de investigación científica y universidades, y cientos de empresas de fabricación de equipos, formando miles de conjuntos de planes, con un total de cientos de miles de personas participando. Bajo la circunstancia de "sin estándares, sin experiencia y sin equipo" en el mundo, se han superado muchos problemas de clase mundial de la tecnología de transmisión UHV.
El transformador convertidor UHVDC de ± 800 kV desarrollado de forma independiente por China ha creado un récord mundial con la capacidad individual más grande, la dificultad técnica más alta y el tiempo de salida más corto del mundo.
La conductividad de los conductores de ahorro de energía UHV desarrollados por la tecnología mejorada de China aumentó del 61.0 por ciento IACS (conductividad, que es un valor de medición que indica la fuerza de la capacidad de corriente de transmisión del material) al 63,5 por ciento IACS, lo que reduce en gran medida la pérdida en el proceso de transmisión de energía UHV, y puede reducir las pérdidas de transmisión de energía en miles de millones de grados cada año.
▲ El 26 de junio de 2022, en Chongqing, en el sitio de construcción de la sección Chongqing Qianjiang del proyecto de transmisión Baihetan-Zhejiang ± 800kV UHVDC, los trabajadores realizaron trabajos aéreos a una altura de más de 100 metros (Fuente de la imagen/Vision China)
Estos logros de innovación científica y tecnológica son inseparables de la atención de los departamentos estatales pertinentes, y aún más inseparables del arduo trabajo de innumerables investigadores científicos, que llevan adelante el espíritu científico de la innovación y el trabajo arduo que buscan la verdad. Por ejemplo, Li Lixuan, académico de la Academia de Ingeniería de China, es un experto en el campo de la transmisión UHVDC en China y es conocido como la "primera persona en transmisión de CC". En tecnología UHV ± 800kV DC, dirigió a expertos y equipos para superar dificultades, desarrolló 73 equipos eléctricos principales en 13 categorías, obtuvo 141 tecnologías clave, creó 37 primicias mundiales y se convirtió en uno de los principales promotores de "liderar el mundo" de mi país. en este campo.
Chen Weijiang, académico de la Academia de Ciencias de China, es un experto en tecnología de alto voltaje y aislamiento. Ha ganado el Premio Nacional de Progreso de la Ciencia y la Tecnología y el Segundo Premio del Premio Nacional de Invención Tecnológica. Ha estado involucrado en la investigación de métodos de análisis de transitorios electromagnéticos y tecnología de protección de sistemas de potencia durante mucho tiempo. Estos logros de la investigación científica han respaldado eficazmente la investigación y el desarrollo exitosos de la tecnología de transmisión de energía UHV de mi país.
Fundada en 1981, la Sociedad Electrotécnica de China es una organización de grupos académicos con ingenieros eléctricos y trabajadores de la ciencia y la tecnología eléctricas como cuerpo principal, y también es una fuerza social importante en el desarrollo de las empresas de ingeniería eléctrica de China. La Sociedad se adhiere a los intercambios académicos como centro, enfrenta las fronteras de la tecnología eléctrica y las necesidades de la construcción económica nacional, y realiza activamente actividades de intercambio académico. En la "Guía de Congresos Académicos Importantes (2022)" de la Asociación China de Ciencia y Tecnología, se incluyen un total de 8 congresos de la Sociedad Electrotécnica de China, como la Reunión Anual Académica de la Sociedad Electrotécnica de China, la 5ª Conferencia Internacional de Electricidad y la Conferencia de Energía, y la rama china de la Conferencia Mundial de Vehículos Eléctricos. Las reuniones son todas las conferencias académicas con mayor influencia y un gran número de participantes.
Nuevas oportunidades en el contexto del "dual carbon"
En 2009, la primera línea de transmisión UHV de China, Jindongnan-Nanyang-Jingmen, se conectó completamente y China se convirtió en el primer país del mundo en dominar por completo la tecnología de transmisión UHV y ponerla en operaciones comerciales.
Desde entonces, más de diez años, la tecnología de transmisión UHV de China ha logrado un avance histórico: para fines de 2021, se han puesto en uso en mi país un total de 33 líneas UHV, que cubren siete áreas importantes de la red eléctrica del país. El proyecto de la línea de transmisión es de cerca de 40,000 kilómetros, lo que equivale a dar la vuelta a la tierra.
El liderazgo tecnológico le ha dado a China más voz en off. En la actualidad, en el campo de la tecnología UHV, China ha tomado la delantera en la formulación de estándares internacionales de líneas de transmisión UHV y tiene todos los derechos de patente. Esto significa que incluso si otros países han desarrollado tecnología nacional, deben cumplir con los estándares chinos antes de que se les permita venderla internacionalmente.
China ha cooperado sucesivamente con Filipinas, Portugal, Australia, Grecia, Rusia y otros países para iniciar el diseño global de la transmisión de energía UHV. 168 países de todo el mundo han firmado acuerdos de cooperación con State Grid en el campo de la tecnología, lo que significa que la tecnología UHV de China ha comenzado a salir al extranjero y al mundo.
Bajo el trasfondo de "nivel máximo de carbono y neutralidad de carbono", el sistema de energía se enfrenta ahora a una profunda revolución, y la tecnología UHV también ha llegado a una nueva intersección.
En el futuro, con la disminución de la proporción de energía térmica tradicional y el aumento de la proporción de energía eólica y energía verde solar y energía limpia, el modelo tradicional de "generación de energía, transmisión, transformación, distribución y consumo de electricidad" cambiará en consecuencia. , que también traerá más oportunidades y desafíos para el desarrollo de la industria de ingeniería energética de China.
Por un lado, como portadora de transmisión remota de energía en el proceso de neutralidad de carbono, la tecnología UHV es un apoyo importante para garantizar la seguridad energética y acelerar la consecución del objetivo del "doble carbono", equilibrando la distribución de energía y carga, y promoviendo nuevos consumo de energía.
Por otro lado, los proyectos de UHV también pueden impulsar eficazmente el desarrollo económico local. Según las estimaciones, durante el período del "14.º plan quinquenal", los canales de entrega de CC en el noreste de China, Mengxi, Shanxi, el noroeste de China, el suroeste de China y otras regiones necesitan aumentar la capacidad de transmisión en 84,52 millones de kilovatios, y el nuevo UHVDC la inversión del proyecto es de aproximadamente 260 mil millones de yuanes, lo que desempeñará un papel positivo en la promoción del desarrollo de las cadenas industriales aguas arriba y aguas abajo. Se espera que UHV continúe acelerando el desarrollo y marcando el comienzo de un mayor espacio de crecimiento.