Rivela in esclusiva il passato e il presente dell'altissima tensione cinese (prima metà)

In un contesto mondiale di "assenza di standard, esperienza e attrezzature", la rete elettrica ad altissima tensione (UHV) cinese si è trasformata con successo da "partire da zero" a "un grande Paese con attrezzature importanti", da "Creata in Cina" a "Leader della Cina", da "Attrezzature in Cina" a "Attrezzature mondiali". Si può affermare che la costruzione della rete elettrica ad altissima tensione (UHV) sia il risultato più difficile, innovativo e impegnativo nella storia dello sviluppo energetico del mio Paese. Rappresenta inoltre una pietra miliare importante nello sviluppo del settore energetico in Cina e nel mondo.

Nel contesto del carbon peaking e della neutralità carbonica, la rete elettrica ad altissima tensione è diventata l'"arteria principale" del trasporto energetico cinese, "trasmettendo elettricità da ovest a est, energia da nord a sud, acqua e fuoco complementari, ed eolico e solare complementari", incrinando lo sviluppo dell'energia e dell'elettricità. Le profonde contraddizioni hanno portato a una trasformazione radicale dell'energia, passando da un bilancio locale a un'allocazione su larga scala, e promuovendo efficacemente la trasformazione verso un'energia pulita e a basse emissioni di carbonio.

Alla fine del 2020, la Cina ha completato un totale di 35 progetti UHV, tra cui "14 linee UHV, 16 linee UHV" e "2 linee UHV, 3 linee UHV" in costruzione. La lunghezza totale delle linee UHV in esercizio e in costruzione è di 48.000 chilometri.

"Ora che il lavoro sull'UHV ha avuto successo, la gente dice che sono il 'padre dell'UHV'. Credo che la questione dovrebbe essere 'la sconfitta dell'UHV', il vincitore o il perdente. Nel corso degli anni, ho portato molte cicatrici a causa della mia insistenza nel dedicarmi all'UHV. Chi può dirmelo?", ha detto con emozione Liu Zhenya, ex presidente della State Grid Corporation of China e presidente della Global Energy Internet Development and Cooperation Organization.

In futuro, la costruzione di un'Internet energetica globale con l'UHV come dorsale promuoverà lo sviluppo di basi globali per l'energia pulita, l'interconnessione delle reti elettriche in diversi continenti e paesi, promuoverà lo sviluppo integrato delle "tre reti" (rete energetica, rete di trasporto e rete informativa) e fornirà soluzioni alle limitazioni delle risorse e ai problemi ambientali. Per superare sfide globali come l'inquinamento, i cambiamenti climatici, la povertà e le malattie, apriremo nuove strade e daremo nuovi contributi allo sviluppo sostenibile della società umana.

Alla fine del 2004, Liu Zhenya, che era stato alla guida della State Grid Corporation of China per due mesi, e i principali dirigenti della Commissione Nazionale per lo Sviluppo e la Riforma dell'epoca, parteciparono alla riunione di sintesi per l'accettazione del Progetto di Trasmissione a Corrente Continua Tre Gole-Guangdong. Sul minibus in corsa, Liu Zhenya era profondamente preoccupato per l'attuale situazione di carenza di energia elettrica in Cina. L'approvvigionamento energetico interno aveva "gravemente ostacolato lo sviluppo economico".

Il trasporto di carbone su larga scala e a lunga distanza è sempre stato il principale mezzo di allocazione delle risorse energetiche in Cina. Oltre 701 tonnellate di carbone della nuova capacità di trasporto ferroviario è utilizzata per il trasporto del carbone. All'inizio di questo secolo, il mio Paese aveva una centrale elettrica ogni 30 chilometri lungo il fiume Yangtze. Le emissioni annue di anidride solforosa nella regione del delta del fiume Yangtze hanno raggiunto le 45 tonnellate per chilometro quadrato, ovvero 20 volte la media nazionale. Ciò è inscindibile dalla distribuzione inversa della dotazione e del carico di risorse della Cina. 761 tonnellate di carbone, 801 tonnellate di energia eolica e 901 tonnellate di energia solare sono distribuite nelle regioni occidentali e settentrionali della Cina, 801 tonnellate di energia idroelettrica sono distribuite nel sud-ovest e oltre 701 tonnellate di elettricità sono concentrate nelle regioni orientali e centrali. Le aree ricche di energia sono lontane dalle regioni orientali e centrali. Il centro della domanda si trova a una distanza compresa tra 1.000 e 4.000 chilometri.

Rispondendo alle domande sulle soluzioni avanzate dai principali leader della Commissione nazionale per lo sviluppo e la riforma, Liu Zhenya, che si definisce il "leader della classe degli elettricisti", ha avuto un'idea "intelligente": costruire un'"autostrada elettrica", ovvero una rete elettrica ad altissima tensione, per invertire completamente il problema a lungo termine dello sviluppo energetico della Cina, limitato dalla capacità di trasporto del carbone.

UHV si riferisce alla tecnologia di trasmissione a 1000 kV CA e ±800 kV CC. Presenta numerosi vantaggi, come lunghe distanze di trasmissione, grande capacità, elevata efficienza, basse perdite, basso costo unitario e risparmio di spazio, e può risolvere efficacemente i problemi di approvvigionamento energetico. Si tratta di problemi di sicurezza, come la rete elettrica esistente, la scarsa sicurezza ambientale e altri ancora.

Come risolvere radicalmente le contraddizioni tra risorse energetiche fossili limitate e rapida crescita della domanda, difficoltà nel trasporto del carbone e dell'elettricità, insufficienti capacità di allocazione delle risorse energetiche e difficoltà nello sviluppo e nel consumo di energia pulita?

Liu Zhenya ha descritto la nascita dell'idea UHV in questo modo: "Prima del 2000, lavoravo nello Shandong. A quel tempo, le centrali elettriche venivano costruite ovunque ci fosse carenza di energia. Non prestavano attenzione alla rete elettrica e raramente si considerava la disponibilità di carbone o la capacità di trasporto fosse sufficiente. Più tardi, nel 2000, quando sono arrivato a Pechino e ho analizzato le risorse energetiche e la domanda e l'offerta di elettricità del mio Paese da un punto di vista più ampio, ho capito che il modello di sviluppo elettrico bilanciato a livello locale era la causa principale della scarsa disponibilità di carbone e di elettricità nel trasporto a lungo termine del mio Paese e delle carenze energetiche periodiche e stagionali. Per risolvere radicalmente questo problema, dobbiamo sviluppare una rete elettrica con maggiore capacità di trasmissione, maggiore distanza di trasmissione e un livello di tensione più elevato, migliorare la "capacità di trasporto" della rete elettrica e un giorno essere in grado di distribuire l'elettricità a livello nazionale".

Liu Zhenya, che aveva appena assunto la guida della State Grid Corporation of China, aveva proposto lo sviluppo dell'altissima tensione quando aveva presieduto la prima riunione del partito. Dopo la riunione, la State Grid Corporation of China ha presentato al Paese un documento sullo sviluppo dell'UHV. Il sipario sullo sviluppo dell'UHV in Cina è ufficialmente aperto.

Se andiamo ancora più indietro, la fiducia di Liu Zhenya deriva dal fatto che la necessità della Cina di livelli di tensione più elevati era già stata trattata nella sua tesi di laurea.

L'"idea intelligente" della trasmissione UHV, che covava nella mente di Liu Zhenya da molti anni, ha impressionato tutti. Quel giorno, alla riunione di accettazione del Progetto di Trasmissione a Corrente Continua delle Tre Gole-Guangdong, si è affermato che la trasmissione UHV è "una buona idea e un buon metodo per risolvere i problemi energetici" e dovrebbe essere "studiata e considerata nella pianificazione energetica".

Dopo la Festa di Primavera del 2005, la State Grid Corporation of China avviò uno studio di fattibilità. Il 16 febbraio, la Commissione Nazionale per lo Sviluppo e la Riforma pubblicò un documento (Ufficio Nazionale per lo Sviluppo e la Riforma dell'Energia [2005] n. 282) proponendo di "avviare lavori di ricerca preliminari sulle tecnologie di trasmissione UHV del mio Paese a milioni di volt in corrente alternata e a più-meno 800.000 volt in corrente continua". Il 21 marzo, i leader del Consiglio di Stato presiedettero la riunione e Liu Zhenya presentò una relazione. Il verbale di questa riunione (Guoyue [2005] n. 21) concordò chiaramente sullo sviluppo di reti elettriche UHV e sull'integrazione di queste tecnologie nel piano nazionale per le principali apparecchiature.

Dopo molti anni di pianificazione, la costruzione dell'UHV ha accelerato. Ma poco dopo l'approvazione dello sviluppo dell'UHV da parte dei vertici del Consiglio di Stato, è emersa anche una voce di opposizione.

Nel maggio 2005 è stato presentato al Consiglio di Stato un rapporto intitolato "Problemi e suggerimenti sullo sviluppo delle reti elettriche ad altissima tensione". In esso si propone di valutare se sia necessario e sicuro costruire una rete elettrica da 1.000 kilovolt sopra l'attuale rete da 500 kilovolt.

Tre giorni dopo, il Consiglio di Stato chiese alla Commissione Nazionale per lo Sviluppo e la Riforma di organizzare dibattiti tra esperti. Iniziò un lungo "dibattito" sull'UHV.

Dal 21 al 23 giugno 2005, la Commissione Nazionale per lo Sviluppo e la Riforma ha organizzato un seminario sulla tecnologia di trasmissione UHV a Beidaihe. I materiali dimostrativi esposti nella sede erano spessi mezzo metro. "Hanno partecipato più di 200 persone, tra cui esperti di elettricità e di apparecchiature elettriche".

Le questioni sollevate dagli esperti si concentrano principalmente su quattro aspetti: confronto tra carbone e trasmissione di energia, risparmio energetico ad altissimo valore, sicurezza e impatto ambientale elettromagnetico.

Infatti, rispetto alla trasmissione AC ad altissima tensione da 500 kV, la distanza di trasmissione AC UHV da 1000 kV aumenta di 2-3 volte, la capacità di trasmissione aumenta di 4-5 volte, la perdita di trasmissione è solo 1/3 e la larghezza del corridoio è solo 1/3, il costo unitario è di soli 70%.

Rispetto alla trasmissione DC UHV da ±500 kV, la distanza di trasmissione di ±800 kV e ±1100 kV DC UHV è aumentata rispettivamente di 2-3 volte e 5-6 volte, e la capacità di trasmissione è aumentata di 2-3 volte e 4-5 volte, la perdita di trasmissione è inferiore a 1/2, 1/4, la larghezza del corridoio della capacità unitaria è di soli 65%, 55% e il costo unitario è di soli 65%, 40%.

Rispetto al trasporto del carbone, l'energia proveniente dalle grandi centrali a carbone nella parte settentrionale dell'ovest viene trasportata ai centri di carico nella parte orientale e centrale tramite UHV e il prezzo dell'elettricità di rete è inferiore di 0,06-0,13 yuan/kWh rispetto al prezzo di riferimento dell'elettricità di rete per l'energia a carbone locale.

Inoltre, gli indicatori ambientali elettromagnetici dei progetti di trasmissione UHV soddisfano tutti gli standard nazionali e il rumore è significativamente inferiore rispetto a quello dei progetti di trasmissione a 500 kV.

Dall'entrata in servizio del primo progetto UHV del mio Paese nel 2009 ad oggi, il mio Paese ha realizzato 30 progetti UHV CA e CC, verificandone pienamente la sicurezza. Grazie al forte supporto della rete elettrica UHV, la rete elettrica del mio Paese è attualmente l'unica rete elettrica di grandi dimensioni al mondo a non aver subito interruzioni di corrente su larga scala.

Durante l'incontro, la maggior parte dei partecipanti si è espressa a favore dell'implementazione dell'UHV. Anche se alcuni hanno sollevato problematiche che necessitavano di miglioramenti o attenzione, in generale hanno concordato. La State Grid Corporation of China ha affermato che "le condizioni per la realizzazione di progetti dimostrativi di prova sono già in atto e si raccomanda che i progetti dimostrativi di prova vengano approvati il prima possibile".

Alla fine di settembre 2005, il rapporto di fattibilità del progetto dimostrativo di prova UHV a corrente alternata da 1000 kV nel sud-est dello Shanxi-Nanyang-Jingmen ha ottenuto con successo l'approvazione nazionale.

Dopo la conferenza di Beidaihe, lo sviluppo dell'UHV non è stato fluido e alcune istituzioni e personale hanno nuovamente espresso opinioni diverse.

Il 31 ottobre 2005 la Commissione nazionale per lo sviluppo e la riforma tenne la sua seconda riunione dimostrativa e invitò espressamente a partecipare coloro che si opponevano all'UHV.

All'incontro hanno partecipato leader di lunga data come l'ex Ministro dell'Energia Elettrica Shi Dazhen e l'ex Vice Ministro dell'Energia Elettrica Lu Yanchang. Gli esperti partecipanti hanno redatto pareri scritti e firmato i loro nomi.

Dopo i due incontri, le obiezioni si sono concentrate ancora su questioni quali la sicurezza, l'economicità e l'affidabilità dell'UHV, in particolare sull'applicazione della tecnologia UHV in corrente alternata (AC) e sulla conseguente rete elettrica sincrona in corrente alternata e sulla sicurezza delle grandi reti elettriche. Le opinioni sono discordanti. Dopo la Festa di Primavera del 2006, alcuni hanno nuovamente proposto di considerare attentamente lo sviluppo della tecnologia UHV.

L'UHV è diventato un argomento delicato e ha iniziato a ricadere nello "strano circolo" di "petizione degli esperti - rapporto della State Grid Corporation of China - manifestazione del governo - nuova petizione degli esperti - nuovo rapporto della State Grid Corporation of China - nuova manifestazione del governo".

In seguito, Zhang Guobao, ex vicedirettore della Commissione Nazionale per lo Sviluppo e le Riforme ed ex direttore dell'Amministrazione Nazionale per l'Energia, ha ricordato nel libro "Un Filo Blu": "A causa di troppe controversie, la costruzione dell'UHV è stata ritardata". "Non parlate di Liu Zhenya, persone come noi si sentono fisicamente e mentalmente esauste. In realtà, discutere non è terribile, ma c'è un problema nel limitarsi a discutere senza prendere una decisione".

Il 27 novembre 2006, la State Grid Corporation of China tenne un seminario internazionale sulla tecnologia di trasmissione UHV. Durante l'incontro, Koval, allora Segretario Generale della Conferenza Internazionale sulle Grandi Reti Elettriche, ritenne che non vi fossero problemi di fattibilità tecnica nello sviluppo dell'UHV. All'epoca, i pareri sull'opportunità di sviluppare la tecnologia UHV erano relativamente unanimi.

Tuttavia, nonostante il fatto che il primo progetto UHV sia in funzione in sicurezza da oltre cinque anni e che molti progetti UHV successivi siano stati completati e gestiti in sicurezza, alcune persone continuano a metterlo in discussione.

A tal fine, nel marzo 2014, il Comitato Nazionale della Conferenza Consultiva Politica del Popolo Cinese ha organizzato un'indagine speciale. Il 15 maggio, il Comitato Nazionale della Conferenza Consultiva Politica del Popolo Cinese ha tenuto un simposio consultivo bisettimanale per analizzare le principali questioni relative allo sviluppo dell'UHV. Durante l'incontro, la State Grid Corporation of China ha redatto un rapporto completo e sistematico su questioni importanti, come la necessità di sviluppare la tecnologia UHV, la necessità di costruire una rete elettrica sincrona "Tre Cine" e la necessità per le reti elettriche UHV di coordinare lo sviluppo di corrente alternata e continua. Questo incontro ha notevolmente promosso lo sviluppo dell'UHV, ma gli oppositori iniziali hanno continuato a opporsi.

In ogni caso, il Comitato nazionale della Conferenza consultiva politica del popolo cinese, la Conferenza di Beidaihe, la riunione della Commissione nazionale per lo sviluppo e la riforma e la Conferenza internazionale dell'UHV sono tutti dibattiti ideologici inevitabili nella storia dello sviluppo dell'UHV in Cina.

Il dilemma della "liberazione ideologica". Nel processo di sviluppo dell'UHV, il problema più grande da affrontare è innanzitutto quello ideologico.

L'industria energetica cinese è abituata da decenni a seguire le orme dei paesi sviluppati in Europa e negli Stati Uniti. Alcuni hanno una mentalità consolidata e credono che gli stranieri non possano farcela, e che nemmeno i cinesi possano farcela.

Ma sembra che, per quanto elevato possa essere lo sviluppo dell'UHV, non sveglierà mai chi finge di dormire. Pertanto, nelle diverse fasi dello sviluppo dell'UHV, si alterneranno sempre voci diverse. Inizialmente, alcuni sostenevano che il nostro Paese non avesse bisogno dell'UHV e che gli attuali livelli di tensione potessero soddisfare i requisiti; in seguito, è stato anche sottolineato che la tecnologia di base dell'UHV non poteva essere risolta dai cinesi e che le apparecchiature chiave non potevano essere prodotte; durante la fase di costruzione del progetto, è stato sottolineato che il problema dell'ambiente elettromagnetico non poteva essere risolto; dopo la messa in funzione, è stato sottolineato che le apparecchiature erano inaffidabili e la rete elettrica era insicura e antieconomica. Dopo che molti progetti erano stati eseguiti in modo sicuro e stabile per molti anni, è stato anche sottolineato che l'UHV CA non era necessaria, ma solo la UHV CC. Le discussioni si sono intensificate. Come ha affermato Shi Dazhen, ex Ministro dell'Energia Elettrica: "Se ci aggrappiamo alle vecchie opinioni, nessuno si svilupperà. Spero solo che qualcuno si svegli prima".

Due giorni prima di Capodanno del 2006, la tecnologia di trasmissione UHV è stata ufficialmente inclusa nel "Piano nazionale di sviluppo scientifico e tecnologico a medio e lungo termine (2006-2020)". Tuttavia, alcuni hanno comunque sottolineato che il piano non menzionava il livello di tensione e non specificava chiaramente che si trattasse di altissima tensione.

A questo proposito, Zhang Guobao ha ricordato: "Alcuni hanno detto che lo "Schema" non specificava il livello di tensione e non menzionava l'altissima tensione. In seguito l'ho esaminato e c'era scritto chiaramente. La corrente continua è di ±800 kilovolt e la corrente alternata di 1.000 kilovolt. Credo che lo sviluppo dell'altissima tensione sia ancora unanimemente accettato dalla maggior parte degli scienziati e dei tecnici".

Per rispondere attivamente, la State Grid Corporation of China ha più volte riferito al Consiglio di Stato e redatto numerosi documenti, spiegando che non esiste una correlazione inevitabile tra il livello di tensione e la portata della rete elettrica e la sicurezza. La chiave per garantire la sicurezza della rete elettrica risiede nel progresso, nell'applicabilità e nel livello di gestione operativa della struttura e dei mezzi tecnici della rete.

Per comprendere appieno lo sviluppo dell'UHV, la State Grid Corporation of China ha organizzato ispezioni sul campo condotte da esperti in Giappone, Russia e altri Paesi. Nel 2005, durante la sua ispezione in Giappone, Liu Zhenya si è persino fermato e ha scalato una montagna per ascoltare il rumore delle linee UHV. A quel tempo, il Giappone costruiva linee di trasmissione UHV, ma queste venivano sempre utilizzate a una tensione ridotta di 500 kV. Tre trasformatori monofase per i test presso la stazione di collaudo UHV, prodotti da Hitachi, Toshiba e Mitsubishi, erano sempre alimentati per il funzionamento di prova. Durante un'ispezione in Russia, ho notato che gli interruttori UHV sviluppati durante l'ex Unione Sovietica presentavano fino a 12 fratture (gli interruttori UHV cinesi ne presentano generalmente 2), ingombranti e ruvide. Anche questo era limitato dalla tecnologia e dai materiali dell'epoca.

Dall'ispezione è emerso che lo sviluppo di UHV esteri è ancora in fase di ricerca oppure non è in corso alcuna operazione commerciale per motivi tecnici o economici.

"A quel tempo, vidi che i progetti UHV di Giappone e Russia erano entrambi fallimentari. Ero sotto pressione. Ma per il bene dello sviluppo nazionale, a prescindere da quanto fosse grande il rischio, dovevamo far sì che i progetti UHV avessero successo". Molti anni dopo, Liu Zhenya usò le due parole "paura". C'è una sola parola per descrivere questo percorso.

Sebbene il processo di emancipazione ideologica sia arduo, senza emancipazione è impossibile promuovere lo sviluppo innovativo dell'UHV. Il modo migliore per placare le controversie è ovviamente dimostrarlo con i fatti. Come ha affermato Shi Dazhen, ex Ministro dell'Energia Elettrica, nel 2015, il dibattito interno sull'UHV non si è ancora concluso, ma i risultati concreti ottenuti nell'ultimo decennio dimostrano che, nonostante le opinioni divergenti, l'UHV è una strada da percorrere.

Non ancora finito! Per favore, leggi la seconda parte. Grazie!