エネルギーは経済発展の基盤です。 過去 10 年間で、中国のエネルギー自立保証能力は大幅に向上し、世界最大のクリーンな発電システムが構築されました。 エネルギー構造は継続的に最適化されており、国民経済の安定した運営を効果的に保証しています。
近年、中国は電気工学と電力技術の分野で徐々に発展し、成長しています。 60 年以上の発展を経て、中国は現在、世界で最も強力な電力産業システムを持っています。 中央企業である State Grid を例にとると、現在 20 以上の特許を取得しており、000 世界で 3 番目にランクされています。000 エネルギー貯蔵電池の特許だけでも、世界全体の 67.56% を占めています。 同時に、中国は世界最大の電力輸出国でもあります。
特に、世界で最も先進的な送電技術であるUHV送電技術の分野では、中国は独自の知的財産権を持つUHV送電技術を習得しており、これは世界をリードする主要な独立イノベーションの成果である。 中国の標準と世界の標準が同等になるように、国際公共UHV送電線標準の策定を主導しています。
▲安徽省池州航空写真 UHV ライン九華密集チャンネル (画像ソース/ビジュアル中国)
UHV送電とは
中国の送電網運用システムでは、電圧は送電と配電の 2 つのシステムに分けられます。 送電系統は、同レベル以下の変電所に送電することを目的としており、一般的な電圧レベルの方が高い。 配電システムの目的は、配電負荷に電力を伝送することであり、一般的な電圧レベルは 110kV を超えません。
簡単に言えば、発電所から昇圧変電所まで、送電網は送電システムです。 降圧変電所から配電網、テレビ、エアコン、その他の電気機器までが配電システムです。
オームの法則によれば、電流は送信プロセス中に失われます。 距離と材料、特に伝送距離が損失の重要な理由です。 損失が遠ければ遠いほど、損失は大きくなります。 送電ロスを減らす方法の一つに送電電圧を上げることがあり、高圧電力という概念があります。
中国では、高圧送電網は 220kV 送電網を指します。 高圧電気をもとに開発された超高圧は500kVにも達します。 とはいえ、超高圧直流送電技術だけでは、数千キロメートルの長距離送電に対応するには不十分で、電流損失は20%以上に達することさえあります。
従来の絶縁材料では耐えられない HVDC 送電の電圧を上げ続けると、電力網システムの障害につながり、火災などの事故のリスクが高まるため、UHVDC 送電の技術サポートが必要になります。
UHV 技術とは、AC 1000kV および DC ± 800kV 電圧レベルの送電技術を指します。 この技術の最大の特徴は、特に広大な国土や人口の多い国、地域資源の偏在国において、長距離かつ効率的な送電を実現できることです。 それは「雪の中の炭素を送る」ようなもので、「電気分野の 5G ネットワーク」や「電力システムの高速鉄道」とも呼ばれます。
State Grid Corporation of China が提供するデータによると、第 1 ループの UHVDC 送電網は、既存の 500kV DC 送電網の 5-6 倍に相当する 600 万キロワットの電力を送ることができます。伝送距離も後者の 2 ～ 3 倍になり、土地資源の 60% を節約できます。
▲UHV 送電の概略図 (写真提供元/ウォール ストリート ニュース)
自作から自立へ
実際、中国の UHV 送電の開発も「無力な動き」です。中国の基本的な国情が、電力の生産と消費の地理的分布を極めて不均衡にしているためです。
国の石炭資源の 3 分の 2 は陝西省、山西省、内モンゴルの 3 つの省と地域に集中しており、水力資源の 80% は南西部に集中しており、太陽光発電と風力エネルギー資源は主に内モンゴル北西部に集中しています。と他の場所。 しかし、最も人口が密集し電力需要が高い中・東部 16 省は中部・東部 16 省であり、長距離送電の需要が大きい。 電力技術は科学的な問題であるだけでなく、中国のエネルギー安全保障の重要な保証でもあります。
橋梁や土木などの「伝統優位」の分野とは異なり、中国は送電技術の技術的埋蔵量が少なく、基本的に自作である。 そのため、改革開放の初期までは、電力供給不足による停電が各地で頻発していました。
電力供給の問題を解決するために、中国は 1980 年代に西側から電圧 500kV の送変電技術を導入した（以前はほとんどの地域で 220kV の普通送電であった）。 しかし、経済と社会の急速な発展に伴い、500kV送電技術も需給の限界に直面しており、引き続き送電電力を増やしてUHV分野に参入する必要があります。
エネルギーの分野では、UHV 伝送は常に世界クラスの問題でした。 米国、ソ連、日本、イタリアなどの国々は、UHV の研究と試験、機器の開発、技術的な試みを行ってきましたが、政治的、経済的、技術的、その他の要因により、すべて失敗に終わりました。
2000年以来、関連部門は数十の科学研究機関と大学、数百の機器製造企業を組織し、数千の計画を作成し、合計数十万人が参加しました。 世界の「基準なし、経験なし、機器なし」の状況下で、UHV伝送技術の多くの世界クラスの問題が克服されました。
中国が独自に開発した±800kV UHVDC変換変圧器は、世界最大の単容量、最高の技術難易度、最短の出力時間で世界記録を打ち立てました。
中国の改良技術が開発したUHV省エネ導体の導電率は、61.0パーセントIACS（導電率、材料の送電電流容量の強さを示す測定値）から63.5パーセントIACSに増加し、大幅に削減されました。 UHV送電の過程での損失であり、毎年何十億度も送電損失を減らすことができます。
▲ 2022 年 6 月 26 日、重慶の白河潭 - 浙江 ± 800kV UHVDC 送電プロジェクトの重慶前江区間の建設現場で、作業員が 100 メートルを超える高さで空中作業を行った (画像提供元/Vision China)
これらの科学的および技術的革新の成果は、関連する国家部門の注目から切り離すことはできず、真実を求める革新と努力の科学的精神を推進する無数の科学研究者の努力とさらに切り離すことはできません。 たとえば、中国工学院の学者である Li Lixuan 氏は、中国における UHVDC 送電の専門家であり、「DC 送電の第一人者」として知られています。 UHV ± 800kV DC 技術では、専門家とチームを率いて困難を克服し、13 のカテゴリで 73 の主要な電気機器を開発し、141 の主要な技術を取得し、37 の世界初を作成し、私の国の「世界をリードする」主要な推進者の 1 人になりました。この分野で。
中国科学院の学者であるチェン・ウェイジャンは、高電圧および絶縁技術の専門家です。 国家科学技術進歩賞、国家技術発明賞二等賞受賞。 電力系統の電磁過渡解析手法や保護技術の研究に長年従事。 これらの科学的研究の成果は、我が国の UHV 送電技術の研究開発の成功を効果的に支えてきました。
1981 年に設立された中国電気技術協会は、電気技術者と電気科学技術の専門家を主体とする学術団体であり、中国の電気工学事業の発展における重要な社会的勢力でもあります。 本学会は、学術交流を中心として、電気技術の最先端と国家経済建設のニーズに向き合い、学術交流活動を積極的に行っています。 中国科学技術協会の「重要な学術会議（2022）へのガイド」には、中国電気技術協会の学術年次総会、第5回国際電気学会など、中国電気技術協会から合計8つの会議が含まれています。およびエネルギー会議、および世界電気自動車会議の中国支部です。 会議はすべて、より大きな影響力と多数の参加者を持つ学術会議です。
「デュアルカーボン」の文脈における新たな機会
2009 年には、中国初の UHV 送電線である金東南 - 南陽 - 京門が完全に接続され、中国は世界で初めて UHV 送電技術を完全に習得し、事業化した国となりました。
それ以来、10 年以上にわたり、中国の UHV 送電技術は歴史的なブレークスルーを達成しました。2021 年末までに、合計 33 の UHV 送電線が中国で使用され、国内の 7 つの主要な送電網地域をカバーしています。 送電線プロジェクトは 40,000 キロメートルに近く、これは地球を 1 周するのに相当します。
技術面でのリーダーシップにより、中国はより多くの発言権を得ることができました。 現在、UHV 技術の分野では、中国は国際的な UHV 送電線標準の策定を主導しており、完全な特許権を持っています。 これは、他の国が国内で技術を開発したとしても、国際的に販売する前に中国の基準に従わなければならないことを意味します。
中国はフィリピン、ポルトガル、オーストラリア、ギリシャ、ロシアなどの国と相次いで協力し、UHV送電の世界展開を開始した。 世界168カ国がState Gridと技術分野で協力協定を結んでおり、これは中国のUHV技術が海外に進出し始めたことを意味します。
「カーボン ピーキングとカーボン ニュートラル」を背景に、電力システムは今、大きな変革に直面しており、UHV 技術も新たな交差点に到達しています。
将来的には、従来の火力発電の割合が減少し、風力発電と太陽光発電のグリーン電力とクリーンエネルギーの割合が増加するにつれて、従来の「発電、送電、変換、配電、および電力消費」モデルはそれに応じて変化します。 、それはまた、中国のパワーエンジニアリング産業の発展により多くの機会と挑戦をもたらすでしょう。
一方で、カーボン ニュートラルのプロセスにおける遠隔送電のキャリアとして、UHV 技術は、エネルギー セキュリティを確保し、「ダブル カーボン」目標の実現を加速し、エネルギーと負荷分散のバランスを取り、新しい電力を促進するための重要なサポートです。エネルギー消費。
一方、UHV プロジェクトは、地域の経済発展を効果的に推進することもできます。 推定によると、「第 14 次 5 カ年計画」期間中、中国北東部、孟西、山西、中国北西部、中国南西部、およびその他の地域の DC 配電チャネルは、送電容量を 8,452 万キロワット増加させる必要があり、新しい UHVDCプロジェクトの投資額は約2600億元で、上流と下流の産業チェーンの発展を促進する上で積極的な役割を果たします。 UHV は引き続き開発を加速し、より大きな成長空間をもたらすと予想されます。