يكشف حصريًا عن ماضي وحاضر الجهد العالي للغاية في الصين (النصف الأول)

في ظلّ غياب المعايير والخبرة والمعدات في العالم، نجحت الصين في تحوّلها من "البدء من الصفر" إلى "دولة كبرى ذات معدات مهمة"، ومن "صنع في الصين" إلى "قيادة الصين"، ومن "معدات في الصين" إلى "عالم المعدات". ويمكن القول إنّ بناء شبكة كهرباء الجهد الفائق يُعدّ الإنجاز الأصعب والأكثر ابتكارًا وتحديًا في تاريخ تطوير الطاقة في بلدي. كما أنه يُمثّل علامة فارقة في تطوير صناعة الطاقة في الصين والعالم.

في سياق بلوغ ذروة الكربون وتحقيق الحياد الكربوني، أصبحت شبكة الطاقة فائقة الجهد "الشريان الرئيسي" لنقل الطاقة في الصين، حيث تنقل الكهرباء من الغرب إلى الشرق، والطاقة من الشمال إلى الجنوب، وتكميل الماء والنار، وتكامل طاقة الرياح والطاقة الشمسية، مما يُعيق تطوير الطاقة والكهرباء. وقد أدت هذه التناقضات العميقة إلى تحول جذري في الطاقة من التوازن المحلي إلى التوزيع واسع النطاق، وعززت بفعالية التحول إلى الطاقة النظيفة ومنخفضة الكربون.

بنهاية عام ٢٠٢٠، أنجزت الصين ٣٥ مشروعًا للجهد الفائق، منها ١٤ خطًا للجهد الفائق، و١٦ خطًا للجهد الفائق، وخطان للجهد الفائق، وثلاثة خطوط للجهد الفائق قيد الإنشاء. ويبلغ الطول الإجمالي لخطوط الجهد الفائق العاملة والقيد الإنشاء ٤٨ ألف كيلومتر.

بعد نجاح مشروع الجهد العالي جدًا، يُقال إنني "أب الجهد العالي جدًا". أعتقد أن الأمر يستحق أن يُقال "خسارة الجهد العالي جدًا"، سواءً كان الرابح أو الخاسر. على مر السنين، عانيتُ من ندوبٍ كثيرة بسبب إصراري على العمل في مجال الجهد العالي جدًا. من يستطيع إخباري بهذا؟ قال ليو تشن يا، الرئيس السابق لشركة شبكة الكهرباء الحكومية الصينية ورئيس منظمة تطوير وتعاون إنترنت الطاقة العالمية، بتأثر.

في المستقبل، سيعزز بناء شبكة إنترنت عالمية للطاقة، تعتمد على الجهد الفائق كشبكة أساسية، تطوير قواعد عالمية للطاقة النظيفة، وربط شبكات الكهرباء في مختلف القارات والدول، ويعزز التنمية المتكاملة للشبكات الثلاث: شبكة الطاقة، وشبكة النقل، وشبكة المعلومات، ويوفر حلولاً لمحدودية الموارد والمشاكل البيئية. وللتغلب على التحديات العالمية، كالتلوث وتغير المناخ والفقر والأمراض، سنفتح آفاقًا جديدة ونقدم مساهمات جديدة في التنمية المستدامة للمجتمع البشري.

في نهاية عام ٢٠٠٤، حضر ليو تشن يا، الذي كان على رأس شركة شبكة الكهرباء الوطنية الصينية لمدة شهرين، برفقة كبار قادة اللجنة الوطنية للتنمية والإصلاح آنذاك، اجتماعًا لتلخيص مشروع نقل التيار المستمر بين الخوانق الثلاثة وقوانغدونغ. وكان ليو تشن يا، وهو على متن الحافلة الصغيرة المسرعة، قلقًا للغاية إزاء الوضع الراهن لنقص الطاقة في الصين. وأضاف أن إمدادات الطاقة المحلية "أعاقت التنمية الاقتصادية بشكل خطير".

لطالما كان نقل الفحم على نطاق واسع وطويل المسافة هو الطريقة الرئيسية لتخصيص موارد الطاقة في الصين. يتم استخدام أكثر من 70% من سعة النقل بالسكك الحديدية الجديدة لنقل الفحم. في بداية هذا القرن، كان لدى بلدي محطة طاقة كل 30 كيلومترًا على طول نهر اليانغتسي. بلغت انبعاثات ثاني أكسيد الكبريت السنوية في منطقة دلتا نهر اليانغتسي 45 طنًا لكل كيلومتر مربع، وهو ما يعادل 20 ضعف المتوسط الوطني. وهذا لا ينفصل عن التوزيع العكسي لموارد الصين وحملها. يتم توزيع 76% من الفحم الصيني و80% من طاقة الرياح و90% من الطاقة الشمسية في الأجزاء الغربية والشمالية، ويتم توزيع 80% من الطاقة الكهرومائية في الجنوب الغربي، ويتركز أكثر من 70% من استهلاك الكهرباء في المناطق الشرقية والوسطى. المناطق الغنية بالطاقة بعيدة عن المناطق الشرقية والوسطى. يقع مركز الطلب على مسافة تتراوح بين 1000 إلى 4000 كيلومتر.

وفيما يتعلق بالأسئلة حول الحلول التي طرحها كبار قادة اللجنة الوطنية للتنمية والإصلاح، جاء ليو تشينيا، الذي يطلق على نفسه اسم "زعيم الطبقة الكهربائية"، بفكرة "ذكية": بناء "طريق سريع كهربائي" - شبكة طاقة عالية الجهد للغاية، لعكس المشكلة طويلة الأمد المتمثلة في تقييد تنمية الطاقة في الصين بسبب قدرة نقل الفحم.

يشير مصطلح "الجهد الفائق" إلى تقنية نقل الطاقة بجهد 1000 كيلو فولت تيار متردد و±800 كيلو فولت تيار مستمر. وتتميز هذه التقنية بمزايا عديدة، مثل طول مسافة النقل، والسعة الكبيرة، والكفاءة العالية، وانخفاض الخسائر، وانخفاض تكلفة الوحدة، وتوفير المساحة، مما يُسهم في حل مشاكل إمدادات الطاقة بفعالية. كما تُمثل هذه التقنية تحديًا كبيرًا، حيث تُشكل شبكة الطاقة الحالية خطرًا على السلامة، وتُؤثر سلبًا على البيئة، وغيرها من المشاكل.

كيف يمكن حل التناقضات بين محدودية موارد الطاقة الأحفورية والنمو السريع في الطلب، والنقل الضيق للفحم والكهرباء، وقدرات تخصيص موارد الطاقة غير الكافية، والصعوبات في تطوير واستهلاك الطاقة النظيفة؟

وصف ليو تشن يا تكوين فكرة الجهد العالي للغاية على النحو التالي: "قبل عام 2000، كنت أعمل في مقاطعة شاندونغ. في ذلك الوقت، كانت محطات الطاقة تُبنى أينما كان هناك نقص في الطاقة. لم يهتموا بشبكة الطاقة، ونادراً ما نظروا في وجود الفحم أو ما إذا كانت سعة النقل كافية. في عام 2000 لاحقًا، عندما أتيت إلى بكين ونظرت إلى موارد الطاقة في بلدي وإمدادات الكهرباء والطلب عليها من مستوى أعلى، أدركت أن نموذج تطوير الكهرباء المتوازن محليًا كان السبب الجذري لضيق نقل الفحم والكهرباء على المدى الطويل في بلدي ونقص الطاقة الدوري والموسمي. لحل هذه المشكلة بشكل أساسي، يجب علينا تطوير شبكة طاقة ذات سعة نقل أكبر ومسافة نقل أطول ومستوى جهد أعلى، وتحسين "سعة النقل" لشبكة الطاقة، وأن نكون قادرين يومًا ما على توزيع الكهرباء على مستوى البلاد. "

في الواقع، اقترح ليو تشينيا، الذي تولى للتو رئاسة شركة شبكة الكهرباء الوطنية الصينية، تطوير الجهد الفائق خلال ترأسه الاجتماع الأول للحزب. وبعد الاجتماع، قدمت شركة شبكة الكهرباء الوطنية الصينية وثيقة إلى الدولة حول تطوير الجهد الفائق. وهكذا، بدأ تطوير الجهد الفائق في الصين رسميًا.

وإذا عدنا إلى الوراء أكثر، فإن ثقة ليو تشينيا تنبع من حقيقة أن حاجة الصين إلى مستويات أعلى من الجهد الكهربائي كانت مذكورة بالفعل في أطروحته للدراسات العليا.

أثارت فكرة نقل الطاقة فائقة الجهد، التي كانت تختمر في ذهن ليو تشينيا لسنوات طويلة، إعجاب الجميع. وفي اجتماع تلخيص قبول مشروع نقل التيار المستمر بين الخوانق الثلاثة وقوانغدونغ، أُعلن أن نقل الطاقة فائقة الجهد "فكرة جيدة وطريقة فعّالة لحل مشاكل الطاقة"، وأنه يجب "دراستها وأخذها في الاعتبار عند تخطيط الطاقة".

بعد عيد الربيع عام 2005، أطلقت شركة شبكة الكهرباء الوطنية الصينية دراسة جدوى. في 16 فبراير، أصدرت اللجنة الوطنية للتنمية والإصلاح وثيقة (المكتب الوطني للتنمية والإصلاح، الطاقة [2005] رقم 282) اقترحت فيها "بدء أعمال بحثية أولية حول تقنيات نقل الطاقة فائقة الجهد (UHV) في بلدي باستخدام التيار المتردد بمليون فولت والتيار المستمر بجهد زائد/ناقص 800,000 فولت". في 21 مارس، ترأس قادة مجلس الدولة الاجتماع، وقدم ليو تشنيا تقريرًا. وقد اتفق محضر هذا الاجتماع (Guoyue [2005] رقم 21) بوضوح على تطوير شبكات الطاقة فائقة الجهد ودمجها في الخطة الوطنية للمعدات الرئيسية.

بعد سنوات طويلة من التخطيط، بدأ مشروع بناء الفولتية الفائقة الضغط على زر التسريع. ولكن بعد فترة وجيزة من موافقة قيادة مجلس الدولة على تطوير الفولتية الفائقة، برزت أصوات معارضة.

في مايو 2005، قُدِّم تقرير بعنوان "مشاكل ومقترحات لتطوير شبكات الطاقة فائقة الجهد" إلى مجلس الدولة. ويُقترح فيه مدى ضرورة وأمان بناء شبكة طاقة بجهد 1000 كيلوفولت، بالإضافة إلى شبكة الطاقة الحالية بجهد 500 كيلوفولت.

بعد ثلاثة أيام، طلب مجلس الدولة من اللجنة الوطنية للتنمية والإصلاح تنظيم مناقشات على مستوى الخبراء. وبدأ نقاش مطول حول القيمة العالية جدًا.

في الفترة من 21 إلى 23 يونيو/حزيران 2005، نظمت اللجنة الوطنية للتنمية والإصلاح ندوة حول تكنولوجيا نقل الطاقة فائقة الجهد في بيدايخه. بلغ سُمك المواد التجريبية الموضوعة في القاعة نصف متر. وحضر الندوة أكثر من 200 شخص، من بينهم خبراء في الكهرباء وخبراء في معدات الطاقة.

وتتمحور الأسئلة التي طرحها الخبراء بشكل رئيسي حول أربعة جوانب: مقارنة نقل الفحم والطاقة، واقتصاد الجهد العالي للغاية، والسلامة والتأثير البيئي الكهرومغناطيسي.

في الواقع، بالمقارنة مع نقل التيار المتردد عالي الجهد 500 كيلو فولت، فإن مسافة نقل التيار المتردد UHV 1000 كيلو فولت تزداد بمقدار 2-3 مرات، وتزداد سعة النقل بمقدار 4-5 مرات، وخسارة النقل هي 1/3 فقط، وعرض الممر هو 1/3 فقط، وتكلفة الوحدة هي 70% فقط.

بالمقارنة مع نقل التيار المستمر UHV ±500 كيلو فولت، فإن مسافة نقل ±800 كيلو فولت و±1100 كيلو فولت UHV DC زادت بمقدار 2-3 مرات و5-6 مرات على التوالي، وزادت سعة النقل بمقدار 2-3 مرات و4-5 مرات، وخسارة النقل أقل من 1/2، 1/4، وعرض ممر سعة الوحدة هو 65% فقط، 55%، وتكلفة الوحدة هي 65% فقط، 40%.

وبالمقارنة مع نقل الفحم، يتم نقل الطاقة من قواعد الطاقة الفحمية الكبيرة في الجزء الشمالي من الغرب إلى مراكز التحميل في الجزء الشرقي والوسطى من خلال الجهد العالي للغاية، وسعر الكهرباء في الشبكة أقل بنحو 0.06-0.13 يوان/كيلووات ساعة من سعر الكهرباء القياسي لشبكة الطاقة الفحمية المحلية.

علاوة على ذلك، فإن مؤشرات البيئة الكهرومغناطيسية لمشاريع نقل الجهد العالي جميعها تلبي المعايير الوطنية، والضوضاء أقل بكثير من الضوضاء في مشاريع نقل 500 كيلو فولت.

منذ تشغيل أول مشروع للجهد الفائق في بلدي عام ٢٠٠٩ وحتى الآن، أنشأت بلدي ٣٠ مشروعًا للتيار المتردد والمستمر الفائق، مؤكدةً بذلك سلامة هذا النوع من الطاقة. وبفضل الدعم القوي لشبكة الكهرباء فائقة الجهد، تُعدّ شبكة الكهرباء في بلدي حاليًا الشبكة الكهربائية الوحيدة فائقة الضخامة في العالم التي لم تشهد انقطاعات واسعة النطاق للتيار الكهربائي.

في الاجتماع، أيّد معظم الحاضرين تطبيق الجهد الفائق. حتى مع طرح البعض مسائل تحتاج إلى تحسين أو اهتمام، فقد وافقوا عمومًا على ذلك. وأكدت شركة شبكة الكهرباء الحكومية الصينية أن "الظروف اللازمة لتنفيذ مشاريع تجريبية جاهزة بالفعل، وتوصي بالموافقة على مشاريع تجريبية في أقرب وقت ممكن".

في أواخر سبتمبر 2005، اجتاز تقرير جدوى مشروع العرض التجريبي للتيار المتردد فائق الجهد 1000 كيلو فولت في جنوب شرق شانشي-نانيانغ-جينغمن بنجاح الموافقة الوطنية.

بعد مؤتمر بيدايخه، لم يكن تطوير الجهد العالي سلسًا، وأثارت بعض المؤسسات والأفراد مرة أخرى آراء مختلفة.

في 31 أكتوبر 2005، عقدت اللجنة الوطنية للتنمية والإصلاح اجتماعها التظاهري الثاني ودعت بشكل خاص أولئك الذين يعارضون نظام القيمة المضافة العالية لحضور الاجتماع.

دُعيَ إلى الاجتماع قادةٌ قدامى، مثل وزير الطاقة الكهربائية السابق شي دا تشن ونائبه السابق لو يان تشانغ. دوّن الخبراء المشاركون آراءهم ووقّعوا بأسمائهم.

بعد الاجتماعين، ظلت الاعتراضات متركزة على قضايا مثل سلامة واقتصاد وموثوقية الجهد الفائق، وخاصةً تطبيق تقنية الجهد الفائق للتيار المتردد، وما ينتج عنها من شبكة كهربائية متزامنة للتيار المتردد، وأمن شبكات الطاقة الكبيرة. اختلفت الآراء. بعد عيد الربيع عام ٢٠٠٦، اقترح البعض مجددًا دراسة تطوير تقنية الجهد الفائق بعناية.

لقد أصبحت الطاقة الكهربائية فائقة الجهد ذات يوم موضوعًا حساسًا، وبدأت في الوقوع في "الدائرة الغريبة" المتمثلة في "عريضة الخبراء - تقرير شركة شبكة الكهرباء الحكومية الصينية - مظاهرة حكومية - عريضة الخبراء مرة أخرى - تقرير شركة شبكة الكهرباء الحكومية الصينية مرة أخرى - مظاهرة حكومية مرة أخرى".

لاحقًا، استذكر تشانغ قوه باو، نائب مدير اللجنة الوطنية للتنمية والإصلاح والمدير السابق للإدارة الوطنية للطاقة، في كتابه "الخيط الأزرق": "بسبب كثرة الخلافات، تأخر بناء الجهد العالي جدًا". وأضاف: "لا تتحدثوا عن ليو تشن يا، فالناس مثلنا يشعرون بالإرهاق الجسدي والعقلي. في الواقع، ليس من المزعج الجدال، ولكن هناك مشكلة في مجرد الجدال دون اتخاذ قرار".

في 27 نوفمبر/تشرين الثاني 2006، عقدت شركة شبكة الكهرباء الوطنية الصينية ندوة دولية حول تقنية نقل الجهد الفائق. وخلال الاجتماع، رأى كوفال، الأمين العام للمؤتمر الدولي لشبكات الطاقة الكبيرة آنذاك، أنه لا توجد أي مشكلة في الجدوى الفنية لتطوير تقنية الجهد الفائق. في ذلك الوقت، كانت الآراء متفقة نسبيًا حول جدوى تطوير تقنية الجهد الفائق.

ومع ذلك، في مواجهة حقيقة أن أول مشروع للطاقة فائقة الجهد كان يعمل بأمان لأكثر من خمس سنوات، وأن العديد من مشاريع الطاقة فائقة الجهد اللاحقة قد اكتملت وتم تشغيلها بأمان، فإن بعض الناس ما زالوا يشككون في ذلك.

ولتحقيق هذه الغاية، نظمت اللجنة الوطنية للمؤتمر الاستشاري السياسي للشعب الصيني في مارس 2014 استطلاعًا خاصًا. وفي 15 مايو، عقدت اللجنة ندوة استشارية نصف شهرية لدراسة القضايا الرئيسية المتعلقة بتطوير الجهد الفائق. وفي الاجتماع، قدمت شركة شبكة الكهرباء الحكومية الصينية تقريرًا شاملًا ومنهجيًا حول قضايا رئيسية، مثل أسباب حاجتها إلى تطوير تقنية الجهد الفائق، وضرورة بناء شبكة كهرباء متزامنة "ثلاثية الصين"، وضرورة تنسيق شبكات الطاقة ذات الجهد الفائق لتطوير التيار المتردد والتيار المستمر. وقد عزز هذا الاجتماع بشكل كبير تطوير الجهد الفائق، إلا أن المعارضين الأصليين أصرّوا على معارضتهم.

على أية حال، فإن اللجنة الوطنية للمؤتمر الاستشاري السياسي للشعب الصيني، ومؤتمر بيدايخه، واجتماع اللجنة الوطنية للتنمية والإصلاح، والمؤتمر الدولي للقيمة الفائقة، كلها مناقشات أيديولوجية لا مفر منها في تاريخ تطور القيمة الفائقة في الصين.

معضلة "التحرر الأيديولوجي". في عملية تطوير القيمة المضافة العالية، تُعدّ القضايا الأيديولوجية، في المقام الأول، أكبر مشكلة تُواجهها.

اعتاد قطاع الطاقة في الصين على اتباع خطى الدول المتقدمة في أوروبا والولايات المتحدة لعقود. لكن البعض لديه عقلية جامدة، ويعتقد أن الأجانب لا يستطيعون القيام بذلك، وأن الصينيين أيضًا لا يستطيعون.

لكن يبدو أنه مهما بلغ تطور الجهد الفائق، فلن يُوقظ الغافلين. لذلك، في مراحل مختلفة من تطور الجهد الفائق، ستختلف الآراء. في البداية، أشار البعض إلى أن بلدنا لا يحتاج إلى الجهد الفائق، وأن مستويات الجهد الحالية تُلبي المتطلبات؛ لاحقًا، أُشير أيضًا إلى أن التكنولوجيا الأساسية للجهد الفائق لا يُمكن للصينيين حلّها، وأن تصنيع المعدات الرئيسية غير ممكن؛ وخلال مرحلة بناء المشروع، أُشير إلى استحالة حل مشكلة البيئة الكهرومغناطيسية؛ وبعد تشغيله، أُشير إلى أن المعدات غير موثوقة وأن شبكة الكهرباء غير آمنة وغير اقتصادية. بعد أن عملت العديد من المشاريع بأمان واستقرار لسنوات عديدة، أُشير أيضًا إلى عدم الحاجة إلى التيار المتردد الفائق، وأن التيار المستمر الفائق هو المطلوب فقط. تصاعد الجدل. وكما قال شي دا تشن، وزير الطاقة الكهربائية السابق: "إذا تمسكنا بالأفكار القديمة، فلن يتطور أحد. آمل فقط أن يستيقظ البعض مبكرًا".

قبل يومين من حلول رأس السنة الجديدة عام ٢٠٠٦، أُدرجت تقنية نقل الطاقة فائقة الجهد رسميًا ضمن "الخطة الوطنية لتطوير العلوم والتكنولوجيا على المدى المتوسط والطويل (٢٠٠٦-٢٠٢٠)". ومع ذلك، أشار البعض إلى أن مخطط الخطة لم يذكر مستوى الجهد، ولم يُحدد بوضوح أنه جهد فائق الارتفاع.

في هذا الصدد، تذكر تشانغ قوه باو قائلاً: "قال البعض إن "المخطط" لم يذكر مستوى الجهد، ولم يُشر إلى الجهد الفائق. لاحقًا، راجعته ووجدته مكتوبًا بوضوح. التيار المستمر هو ±800 كيلو فولت، والتيار المتردد هو 1000 كيلو فولت. أعتقد أن تطوير الجهد الفائق لا يزال محل إجماع بين معظم الباحثين في المجالين العلمي والتكنولوجي".

للاستجابة بفعالية، قدمت شركة شبكة الكهرباء الوطنية الصينية تقارير عديدة إلى مجلس الدولة، وكتبت العديد من المواد الإعلامية، موضحةً أنه لا توجد علاقة حتمية بين مستوى الجهد وحجم شبكة الكهرباء والسلامة. ويكمن مفتاح ضمان سلامة شبكة الكهرباء في تطوير هيكلها وإمكانية تطبيقها وإدارة تشغيلها وإمكانية استخدامها.

من أجل فهم تطور الجهد الفائق تمامًا، نظمت مؤسسة شبكة الدولة الصينية خبراء لإجراء عمليات تفتيش ميدانية في اليابان وروسيا ودول أخرى. في عام 2005، أثناء تفتيشه في اليابان، توقف ليو تشينيا وتسلق الجبل للاستماع إلى ضجيج خطوط الجهد الفائق. في ذلك الوقت، بنت اليابان خطوط نقل الجهد الفائق، ولكنها كانت تعمل دائمًا بجهد منخفض يبلغ 500 كيلو فولت. تم تشغيل ثلاثة محولات أحادية الطور للاختبار في محطة اختبار الجهد الفائق، التي تصنعها شركات هيتاشي وتوشيبا وميتسوبيشي، دائمًا للتشغيل التجريبي. خلال عملية تفتيش في روسيا، رأيت أن مفاتيح الجهد الفائق التي تم تطويرها خلال الاتحاد السوفيتي السابق بها ما يصل إلى 12 كسرًا (عادةً ما تحتوي مفاتيح الجهد الفائق الصينية على كسرين)، والتي كانت ضخمة وخشنة. كان هذا محدودًا أيضًا بالتكنولوجيا والمواد في ذلك الوقت.

ومن خلال التفتيش، تبين أن تطوير الجهد العالي للغاية في الخارج لا يزال في مرحلة البحث، أو لا يوجد أي تشغيل تجاري له لأسباب فنية أو اقتصادية.

في ذلك الوقت، رأيتُ فشل مشاريع الجهد الفائق في اليابان وروسيا. كنتُ تحت ضغطٍ كبير. ولكن من أجل التنمية الوطنية، مهما بلغت المخاطر، كان علينا إنجاح مشاريع الجهد الفائق. بعد سنواتٍ عديدة، استخدم ليو تشينيا كلمتي "الخوف". كلمة واحدة فقط تصف هذه الرحلة.

رغم أن عملية التحرر الأيديولوجي شاقة، إلا أنه بدونها، يستحيل تعزيز التطوير المبتكر للجهد الفائق. ومن البديهي أن أفضل طريقة لتهدئة الجدل هي إثباته بالحقائق. وكما صرّح شي دا تشن، وزير الطاقة الكهربائية السابق، عام ٢٠١٥، فإن الجدل المحلي حول الجهد الفائق لم ينتهِ بعد، لكن النتائج الفعلية التي تحققت خلال العقد الماضي أثبتت أنه حتى مع اختلاف الآراء، فإن الجهد الفائق هو طريق لا بد من اتباعه.

لم يُنتهِ بعد! يُرجى قراءة الجزء الثاني. شكرًا!