Energi adalah fondasi pembangunan ekonomi. Dalam sepuluh tahun terakhir, kemampuan jaminan kemandirian energi China telah meningkat secara signifikan, dan sistem pembangkit listrik bersih terbesar di dunia telah dibangun. Struktur energi terus dioptimalkan, yang secara efektif menjamin operasi ekonomi nasional yang stabil.
Dalam beberapa tahun terakhir, Cina secara bertahap berkembang dan tumbuh di bidang teknik listrik dan teknologi tenaga. Setelah lebih dari 60 tahun pembangunan, China sekarang memiliki sistem industri tenaga listrik paling kuat di dunia: pada tahun 2021, kapasitas pembangkit listrik terpasang negara itu akan menjadi sekitar 2,38 miliar kilowatt, peringkat pertama di dunia; Ambil contoh perusahaan pusat State Grid, saat ini memiliki lebih dari 20,000 paten, peringkat ketiga di dunia; jumlah paten dalam baterai penyimpan energi saja mencapai 67,56 persen dari total dunia; pada saat yang sama, Cina juga merupakan pengekspor listrik terbesar di dunia.
Terutama di bidang teknologi transmisi UHV, teknologi transmisi daya paling canggih di dunia, Cina telah menguasai teknologi transmisi UHV dengan hak kekayaan intelektual independen, yang merupakan pencapaian inovasi independen utama yang memimpin dunia. Ini telah memimpin dalam merumuskan standar saluran transmisi UHV publik internasional, sehingga standar Cina dan standar dunia disamakan.
▲Chizhou, Anhui Aerial Photography UHV Line Jiuhua Dense Channel (Sumber gambar/Visual China)
Apa itu transmisi daya UHV
Dalam sistem operasi jaringan listrik China, tegangan dibagi menjadi dua sistem: transmisi dan distribusi. Sistem transmisi adalah untuk tujuan menyalurkan daya ke gardu induk dengan tingkat yang sama atau lebih rendah, dan tingkat tegangan umum lebih tinggi. Tujuan dari sistem distribusi adalah untuk mentransmisikan daya ke beban distribusi, dan tingkat tegangan umum tidak melebihi 110kV.
Sederhananya, dari pembangkit listrik ke gardu induk, jaringan transmisi adalah sistem transmisi; dari gardu induk ke jaringan distribusi ke TV, AC dan peralatan listrik lainnya adalah sistem distribusi.
Menurut hukum Ohm, arus akan hilang selama proses transmisi. Jarak dan bahan adalah alasan penting untuk kehilangan, terutama jarak transmisi. Semakin jauh kerugiannya, semakin besar kerugiannya. Salah satu cara untuk mengurangi rugi-rugi transmisi adalah dengan menaikkan tegangan transmisi, sehingga muncul konsep listrik tegangan tinggi.
Di Cina, jaringan listrik tegangan tinggi mengacu pada jaringan listrik 220kV. Tegangan ultra-tinggi yang dikembangkan berdasarkan listrik tegangan tinggi dapat mencapai 500kV. Namun demikian, teknologi transmisi DC ultra-tegangan tinggi masih belum cukup untuk menangani transmisi jarak jauh ribuan kilometer, dan kerugian saat ini bahkan dapat mencapai 20 persen atau lebih.
Terus meningkatkan tegangan transmisi HVDC, yang tidak dapat ditoleransi oleh bahan isolasi tradisional, akan menyebabkan kegagalan sistem jaringan listrik dan meningkatkan risiko kecelakaan seperti kebakaran, yang memerlukan dukungan teknis transmisi UHVDC.
Teknologi UHV mengacu pada teknologi transmisi daya dengan level tegangan AC 1000kV dan DC ± 800kV. Fitur terbesar dari teknologi ini adalah dapat mencapai transmisi daya jarak jauh dan efisien, terutama untuk negara-negara dengan wilayah yang luas, populasi besar atau distribusi sumber daya regional yang tidak merata. Ini lebih seperti "mengirim karbon di salju", juga dikenal sebagai "jaringan 5G di bidang listrik" dan "kereta api berkecepatan tinggi di sistem tenaga".
Menurut data yang disediakan oleh State Grid Corporation of China, jaringan listrik UHVDC loop pertama dapat mengirimkan 6 juta kilowatt listrik, yang setara dengan 5-6 kali dari jaringan listrik DC 500kV yang ada, dan daya jarak transmisi juga 2 hingga 3 kali lipat dari yang terakhir, dan dapat menghemat 60 persen sumber daya lahan.
▲Diagram skema transmisi daya UHV (sumber gambar/Wall Street News)
Dari swadaya menjadi mandiri
Bahkan, pengembangan transmisi UHV China juga merupakan "langkah tak berdaya", karena kondisi dasar nasional China menentukan distribusi geografis produksi dan konsumsi listrik yang sangat tidak seimbang.
Dua pertiga dari sumber daya batubara negara itu terkonsentrasi di tiga provinsi dan wilayah Shaanxi, Shanxi dan Mongolia Dalam, 80 persen sumber daya tenaga air terkonsentrasi di barat daya, dan sumber daya fotovoltaik dan energi angin terutama terkonsentrasi di barat laut, Mongolia Dalam. dan tempat lainnya. Namun, 16 provinsi di wilayah tengah dan timur dengan jumlah penduduk terpadat dan kebutuhan listrik tertinggi adalah 16 provinsi di wilayah tengah dan timur, yang menyebabkan permintaan besar untuk transmisi listrik jarak jauh. Teknologi tenaga bukan hanya masalah ilmiah, tetapi juga jaminan penting bagi keamanan energi China.
Tidak seperti bidang "keunggulan tradisional" seperti jembatan dan teknik sipil, China tidak memiliki banyak cadangan teknis dalam teknologi transmisi tenaga, dan pada dasarnya dibuat sendiri. Sehingga hingga tahap awal reformasi dan keterbukaan, pemadaman listrik biasa terjadi di berbagai tempat karena pasokan listrik yang tidak mencukupi.
Untuk mengatasi masalah catu daya, pada 1980-an, Cina memperkenalkan teknologi transmisi dan transformasi daya dengan tingkat tegangan 500kV dari Barat (sebelumnya transmisi daya biasa 220kV di sebagian besar wilayah). Namun dengan pesatnya perkembangan ekonomi dan masyarakat, teknologi transmisi daya 500kV juga menghadapi plafon supply dan demand, dan perlu untuk terus meningkatkan daya transmisi dan memasuki bidang UHV.
Di bidang energi, transmisi UHV selalu menjadi masalah kelas dunia. Amerika Serikat, Uni Soviet, Jepang, Italia, dan negara-negara lain telah melakukan penelitian dan pengujian UHV, pengembangan peralatan, dan upaya rekayasa, tetapi karena faktor politik, ekonomi, teknologi, dan lainnya, semuanya berakhir dengan kegagalan.
Sejak tahun 2000, departemen terkait telah mengorganisir lusinan lembaga penelitian dan universitas ilmiah, dan ratusan perusahaan manufaktur peralatan, membentuk ribuan set rencana, dengan total ratusan ribu orang yang berpartisipasi. Di bawah keadaan "tidak ada standar, tidak ada pengalaman, dan tidak ada peralatan" di dunia, banyak masalah teknologi transmisi UHV kelas dunia telah diatasi.
Transformator konverter UHVDC ± 800kV yang dikembangkan secara independen oleh China telah menciptakan rekor dunia dengan kapasitas tunggal terbesar, kesulitan teknis tertinggi, dan waktu keluaran terpendek di dunia.
Konduktivitas konduktor hemat energi UHV yang dikembangkan oleh peningkatan teknologi China telah meningkat dari 61,0 persen IACS (konduktivitas, yang merupakan nilai pengukuran yang menunjukkan kekuatan kapasitas arus transmisi material) menjadi 63,5 persen IACS, yang sangat mengurangi kerugian dalam proses transmisi daya UHV, dan dapat mengurangi kerugian transmisi daya hingga miliaran derajat setiap tahun.
▲ Pada tanggal 26 Juni 2022, di Chongqing, di lokasi konstruksi bagian Chongqing Qianjiang dari proyek transmisi UHVDC Baihetan-Zhejiang ± 800kV, para pekerja melakukan pekerjaan udara pada ketinggian lebih dari 100 meter (Sumber gambar/Vision China)
Pencapaian inovasi ilmu pengetahuan dan teknologi ini tidak terlepas dari perhatian departemen-departemen negara terkait, dan lebih-lebih lagi tidak terlepas dari kerja keras para peneliti ilmiah yang tak terhitung banyaknya, yang mengedepankan semangat ilmiah inovasi pencarian kebenaran dan kerja keras. Sebagai contoh, Li Lixuan, seorang akademisi dari Chinese Academy of Engineering, adalah seorang ahli di bidang transmisi UHVDC di China dan dikenal sebagai "orang pertama dalam transmisi DC". Dalam teknologi UHV ± 800kV DC, ia memimpin para ahli dan tim untuk mengatasi kesulitan, mengembangkan 73 peralatan listrik utama dalam 13 kategori, memperoleh 141 teknologi utama, menciptakan 37 yang pertama di dunia, dan menjadi salah satu promotor utama "terkemuka dunia" di negara saya. di lapangan ini.
Chen Weijiang, seorang akademisi dari Chinese Academy of Sciences, adalah seorang ahli dalam teknologi tegangan tinggi dan isolasi. Dia telah memenangkan Penghargaan Kemajuan Sains dan Teknologi Nasional dan Hadiah Kedua Penghargaan Penemuan Teknologi Nasional. Dia telah terlibat dalam penelitian tentang metode analisis transien elektromagnetik dan teknologi perlindungan sistem tenaga untuk waktu yang lama. Pencapaian penelitian ilmiah ini secara efektif mendukung keberhasilan penelitian dan pengembangan teknologi transmisi daya UHV negara saya.
Didirikan pada tahun 1981, China Electrotechnical Society adalah organisasi kelompok akademik dengan insinyur listrik dan pekerja sains dan teknologi kelistrikan sebagai badan utama, dan juga merupakan kekuatan sosial yang penting dalam pengembangan usaha teknik kelistrikan China. Masyarakat menganut pertukaran akademik sebagai pusat, menghadapi batas-batas teknologi kelistrikan dan kebutuhan konstruksi ekonomi nasional, dan aktif melakukan kegiatan pertukaran akademik. Dalam "Panduan untuk Konferensi Akademik Penting (2022)" dari Asosiasi Sains dan Teknologi China, total 8 konferensi dari Masyarakat Elektroteknik China disertakan, seperti Pertemuan Tahunan Akademik Masyarakat Elektroteknik China, Konferensi Listrik Internasional ke-5 dan Konferensi Energi, dan Konferensi Kendaraan Listrik Dunia cabang China. Rapat adalah semua konferensi akademik dengan pengaruh yang lebih besar dan jumlah peserta yang besar.
Peluang baru dalam konteks "karbon ganda"
Pada tahun 2009, jalur transmisi UHV pertama China, Jindongnan-Nanyang-Jingmen, terhubung sepenuhnya, dan China menjadi negara pertama di dunia yang sepenuhnya menguasai teknologi transmisi UHV dan menerapkannya dalam operasi bisnis.
Sejak itu, lebih dari sepuluh tahun, teknologi transmisi UHV China telah membuat terobosan bersejarah: pada akhir tahun 2021, total 33 jalur UHV telah digunakan di negara saya, yang mencakup tujuh area jaringan listrik utama di negara ini. Proyek jalur transmisi ini hampir 40,000 kilometer, yang setara dengan mengelilingi bumi.
Kepemimpinan teknologi telah memberi China lebih banyak suara. Saat ini, di bidang teknologi UHV, Cina telah memimpin dalam merumuskan standar saluran transmisi UHV internasional dan memiliki hak paten penuh. Ini berarti bahwa bahkan jika negara lain telah mengembangkan teknologi dalam negeri, mereka harus mematuhi standar China sebelum diizinkan untuk menjualnya secara internasional.
Cina telah berturut-turut bekerja sama dengan Filipina, Portugal, Australia, Yunani, Rusia dan negara-negara lain untuk memulai tata letak global transmisi daya UHV. 168 negara di seluruh dunia telah menandatangani perjanjian kerjasama dengan State Grid di bidang teknologi, yang berarti teknologi UHV China sudah mulai merambah ke luar negeri dan mendunia.
Di bawah latar belakang "puncak karbon dan netralitas karbon", sistem tenaga sekarang menghadapi revolusi besar, dan teknologi UHV juga telah mencapai persimpangan baru.
Di masa depan, dengan penurunan proporsi tenaga panas tradisional dan peningkatan proporsi tenaga angin dan tenaga surya hijau dan energi bersih, model tradisional "pembangkit listrik, transmisi, transformasi, distribusi dan konsumsi listrik" akan berubah. , yang juga akan membawa lebih banyak peluang dan tantangan bagi pengembangan industri rekayasa tenaga China.
Di satu sisi, sebagai pembawa transmisi daya jarak jauh dalam proses netralitas karbon, teknologi UHV merupakan dukungan penting untuk memastikan keamanan energi dan mempercepat realisasi tujuan "karbon ganda", menyeimbangkan energi dan distribusi beban, dan mempromosikan energi baru. konsumsi energi.
Di sisi lain, proyek UHV juga dapat secara efektif mendorong pembangunan ekonomi lokal. Menurut perkiraan, selama periode "Rencana Lima Tahun ke-14", saluran pengiriman DC di Cina Timur Laut, Mengxi, Shanxi, Cina Barat Laut, Cina Barat Daya, dan wilayah lainnya perlu meningkatkan kapasitas transmisi sebesar 84,52 juta kilowatt, dan UHVDC baru investasi proyek sekitar 260 miliar yuan, yang akan memainkan peran positif dalam mempromosikan pengembangan rantai industri hulu dan hilir. UHV diharapkan akan terus mempercepat pembangunan dan mengantarkan ruang pertumbuhan yang lebih besar.