中国の超高電圧の過去と現在を独占公開（上半期）

2024-05-20

世界に「標準なし、経験なし、設備なし」の状況下で、中国の超高圧は「ゼロからの出発」から「重要な設備を備えた大国」、「中国で創造」から「中国が主導」、「中国の設備」から「世界の設備」への転換に成功しました。超高圧電力網の構築は、わが国の電力発展の歴史の中で最も困難で、最も革新的で、最も挑戦的な大成果であると言えます。これは、中国と世界の電力産業の発展における重要なマイルストーンでもあります。

炭素ピーキングと炭素中立の文脈において、超高圧電力網は「西から東へ、北から南へ、水と火が相互に補完し、風と太陽が相互に補完する」中国のエネルギー輸送の「大動脈」となり、エネルギーと電力の発展を打破した。根深い矛盾は、エネルギーの地域均衡から大規模配分への根本的な転換を実現し、クリーンで低炭素な転換を効果的に促進した。

2020年末現在、中国は合計35のUHVプロジェクトを完了しており、そのうち「UHVライン14本、UHVライン16本」と「UHVライン2本、UHVライン3本」は建設中である。稼働中および建設中のUHVラインの総延長は4万8000キロメートルである。

「UHV事業が成功した今、人々は私を『UHVの父』と呼ぶ。勝者か敗者かは『UHVの敗北』であるべきだと私は思う。長年にわたり、私はUHVに固執したために多くの傷を負ってきた。、誰が私にこれを告げることができるのか」と、中国国家電網公司の元会長で世界エネルギーインターネット開発協力機構の会長である劉振亜氏は感極まって語った。

今後、UHVを基幹ネットワークとするグローバルエネルギーインターネットの構築は、世界的なクリーンエネルギー基地の発展、各大陸や国の電力網の相互接続を促進し、エネルギーネットワーク、交通ネットワーク、情報ネットワークの「3つのネットワーク」の統合開発を推進し、資源制約や環境問題に対する解決策を提供し、汚染、気候変動、貧困、疾病などの地球規模の課題を克服するために、新たな道を切り開き、人類社会の持続可能な発展に新たな貢献をします。

2004年末、中国国家電網公司のトップに就任して2か月が経った劉振亜氏と当時の国家発展改革委員会の主要指導者らは、三峡・広東直流送電プロジェクトの検収総括会議に出席した。高速を走るミニバスの中で、劉振亜氏は中国の電力不足の現状を深く憂慮していた。国内の電力供給は「経済発展を深刻に妨げている」。

中国では、大規模で長距離の石炭輸送が常にエネルギー資源の配分の主な方法であり、新しい鉄道輸送能力の70%以上が石炭輸送に使用されています。今世紀初頭、わが国は揚子江沿いに30キロごとに発電所を持っていました。揚子江デルタ地域の二酸化硫黄の年間排出量は1平方キロメートルあたり45トンに達し、全国平均の20倍です。これは、中国の資源賦存量と負荷の逆配分と切り離せないものです。中国の石炭76%、風力エネルギー80%、太陽エネルギー90%は西部と北部に分布し、水力発電80%は南西部に分布し、電力消費の70%以上は東部と中部に集中しています。エネルギーが豊富な地域は東部と中部から遠く離れています。需要の中心地は約1,000～4,000キロメートル離れています。

国家発展改革委員会の主要指導者らからの解決策に関する質問に対し、自らを「電気工クラスのリーダー」と呼ぶ劉振亜氏は、石炭輸送能力によって中国の電力開発が制限されるという長期的問題を完全に覆すために、「電気ハイウェイ」、つまり超高圧送電網を建設するという「賢いアイデア」を思いついた。

UHVは1000kV ACおよび±800kV DC送電技術を指します。送電距離が長く、容量が大きく、効率が高く、損失が少なく、単価が低く、省スペースなど多くの利点があり、エネルギー供給の安全性、既存の電力網の安全性、生態環境の安全性などの問題を効果的に解決できます。

化石エネルギー資源の限界と需要の急速な増加、石炭と電力の輸送の逼迫とエネルギー資源の配分能力の不足、クリーンエネルギーの開発と消費の困難さなどの矛盾を根本的に解決するにはどうすればよいのでしょうか。

劉振亜氏はUHV構想の形成について次のように述べている。「2000年以前、私は山東省で働いていました。当時は、電力が不足しているところに発電所が建設されていました。電力網に注意を払うことはなく、石炭があるかどうか、輸送能力が十分であるかどうかはほとんど考慮されていませんでした。2000年以降、北京に来て、より高いレベルで国のエネルギー資源と電力需給を見たとき、地域バランスの取れた電力開発モデルが、我が国の長期にわたる石炭と電力の輸送の逼迫と、周期的かつ季節的な電力不足の根本的な原因であることに気づきました。この問題を根本的に解決するには、送電容量が大きく、送電距離が長く、電圧レベルが高い電力網を開発し、電力網の「輸送能力」を向上させ、いつの日か全国に電力を配電できるようにする必要があります。」

実際、中国国家電網公司のトップに就任したばかりの劉振亜氏は、党大会の初開催時に超高電圧の開発を提案した。大会後、中国国家電網公司は国にUHV開発に関する文書を提出した。中国のUHV開発の幕が正式に開いたのである。

さらに遡れば、劉振亜氏の自信は、中国におけるより高い電圧レベルの必要性がすでに彼の大学院論文で取り上げられていたという事実に由来している。

劉振亜氏が長年温めてきた超高圧送電の「賢いアイデア」は皆を感動させた。当日の三峡広東直流送電プロジェクト承認総括会議では、超高圧送電は「エネルギー問題を解決する良いアイデアと方法」であり、「電力計画で研究し、考慮するべきだ」と発言した。

2005年の春節後、中国国家電網公司は実行可能性調査を開始した。2月16日、国家発展改革委員会は「我が国の100万ボルト交流およびプラスマイナス80万ボルト直流超高圧送電技術の予備研究作業を開始する」ことを提案する文書（国家発展改革弁公室エネルギー[2005]第282号）を発行した。3月21日、国務院指導者が会議を主宰し、劉振亜が報告した。この会議の議事録（国月[2005]第21号）には、超高圧電力網を開発し、国家の主要設備計画に超高圧を組み込むことが明確に合意されている。

長年の計画を経て、UHV建設は「加速ボタン」を押した。しかし、UHV開発が国務院指導部によって承認されてから間もなく、反対の声も上がった。

2005年5月、「超高圧電力網の発展に関する問題と提案」と題する報告書が国務院に提出され、既存の500キロボルト電力網の上に1,000キロボルト電力網を建設することが必要かつ安全であるかどうかが提案された。

3日後、国務院は国家発展改革委員会に専門家による議論を組織するよう要請した。長引くUHV「討論」が始まった。

2005年6月21日から23日まで、国家発展改革委員会は北戴河で超高圧送電技術セミナーを開催した。会場に置かれたデモ用資材の厚さは50センチだった。「電気技師や電力設備の専門家など200人以上が参加した。」

専門家が提起した質問は、主に石炭と電力送電の比較、UHV経済性、安全性、電磁環境への影響の4つの側面に焦点を当てています。

実際、500kV超高圧交流送電と比較すると、1000kV UHV交流送電距離は2〜3倍、送電容量は4〜5倍に増加し、送電損失はわずか1/3、廊下幅はわずか1/3、単位コストはわずか70%です。

±500 kV UHV DC送電と比較して、±800 kVと±1100 kV UHV DCの送電距離はそれぞれ2〜3倍と5〜6倍に増加し、送電容量は2〜3倍と4〜5倍に増加し、送電損失は1/2、1/4未満であり、単位容量回廊幅はわずか65%、55%、単位コストはわずか65%、40%です。

石炭輸送と比較すると、西部北部の大規模石炭火力基地からの電力はUHVを通じて東部と中部の負荷センターに輸送され、グリッド電力価格は地元の石炭火力ベンチマークグリッド電力価格より0.06〜0.13元/kWh低くなります。

さらに、UHV送電プロジェクトの電磁環境指標はすべて国家基準を満たしており、ノイズは500kV送電プロジェクトよりも大幅に低くなっています。

わが国は2009年に初のUHVプロジェクトを稼働させて以来、現在までに30件のUHV ACおよびDCプロジェクトを建設し、UHVの安全性を全面的に検証してきました。UHV電力網の強力なサポートにより、わが国の電力網は現在、大規模停電を経験していない世界で唯一の超大規模電力網です。

会議では、ほとんどの人がUHVの導入に賛成した。改善や注意が必要な問題を指摘する人もいたが、おおむね賛成だった。中国国家電網公司は「試験実証プロジェクトの建設を実行するための条件はすでに整っており、試験実証プロジェクトはできるだけ早く承認されるよう勧告する」と呼びかけた。

2005 年 9 月下旬、山西省南陽市荊門市 1000 kV AC UHV 試験実証プロジェクトの実現可能性報告書が国家承認を通過しました。

北戴河会議後、UHVの開発は順調に進まず、一部の機関や人員は再び異なる意見を表明した。

2005年10月31日、国家発展改革委員会は第2回デモ会議を開催し、UHVに反対する人々を特別に招待した。

会議には元電力部長の石大珍氏や元電力副部長の陸延昌氏などベテラン指導者が招待され、参加した専門家らは意見書を作成し、署名した。

2回の会議の後も、反対意見は依然としてUHVの安全性、経済性、信頼性などの問題に集中しており、特にAC UHV技術の応用とそれに伴うAC同期電力網と大規模電力網の安全性については意見が分かれています。2006年の春節後、一部の人々は再びUHV技術の発展を慎重に検討することを提案しました。

UHVはかつて敏感な話題となり、「専門家の請願-中国国家電網公司の報告-政府のデモ-専門家の再請願-中国国家電網公司の再報告-政府の再デモ」という「奇妙な悪循環」に陥り始めた。

その後、国家発展改革委員会元副主任、国家エネルギー局元局長の張国宝氏は著書『青い糸』の中で、「あまりにも多くの論争があったため、超高真空の建設は遅れた」と回想している。「劉振亜について語らないでください。私たちのような人々は心身ともに疲れ切っています。実は、議論をすることは悪いことではありませんが、決断を下さずに議論するだけでは問題があります。」

2006 年 11 月 27 日、中国国家電網公司は UHV 送電技術に関する国際セミナーを開催しました。この会議で、当時国際大規模電力網会議の事務局長であったコヴァル氏は、UHV の開発には技術的な実現可能性の問題はないと考えていました。当時、UHV 技術を開発するかどうかについては、意見がほぼ一致していました。

しかし、最初のUHVプロジェクトが5年以上安全に運用され、その後の多くのUHVプロジェクトも安全に完了し運用されているという事実に直面しても、依然として疑問を抱き続ける人もいます。

このため、2014年3月、中国人民政治協商会議全国委員会は特別調査を組織しました。5月15日、中国人民政治協商会議全国委員会は、UHVの発展に関連する主要な問題を検討するための隔週の協議シンポジウムを開催しました。会議では、中国国家電網公司が、なぜUHV技術を開発する必要があるのか、なぜ「3つの中国」同期電力網を構築する必要があるのか、なぜUHV電力網がACとDCの発展を調整する必要があるのかなど、主要な問題について包括的かつ体系的な報告を行いました。この会議はUHVの発展を大いに促進しましたが、当初の反対者は依然として反対を主張し続けました。

いずれにせよ、中国人民政治協商会議全国委員会、北戴河会議、国家発展改革委員会会議、UHV国際会議は、いずれも中国のUHV発展の歴史において避けられないイデオロギー論争である。

「イデオロギー解放」のジレンマ。UHV 開発の過程で直面する最大の問題は、まず第一にイデオロギーの問題です。

中国の電力業界は数十年にわたり、欧米先進国の足跡をたどることに慣れており、外国人にはできない、中国人にもできないと固定観念を持つ人もいる。

しかし、UHVがどれだけ発展しても、眠っているふりをしている人たちを目覚めさせることは決してないようです。そのため、UHVの発展のさまざまな段階で、さまざまな声が常に現れます。初期の頃は、わが国にはUHVは必要なく、既存の電圧レベルで要件を満たすことができると主張する人もいました。その後、UHVのコア技術は中国では解決できず、主要な機器は製造できないとも指摘されました。プロジェクト建設段階では、電磁環境の問題を解決できないと指摘されました。運用開始後は、機器が信頼できず、電力網が安全でなく、不経済であると指摘されました。多くのプロジェクトが長年にわたって安全かつ安定して稼働した後、UHV ACは必要なく、UHV DCのみが必要であるとも指摘されました。議論はエスカレートしました。元電力大臣の石大珍氏は、「古い考えに固執していては、誰も発展しません。一部の人々が早く目覚めることを願うだけです」と述べました。

2006年の元旦の2日前、UHV送電技術は正式に「国家中長期科学技術発展計画（2006-2020年）」に盛り込まれた。しかし、計画概要には電圧レベルについて触れられておらず、超高圧であるとは明記されていないと指摘する声もあった。

この点について、張国宝氏は次のように回想している。「『要綱』には電圧レベルが何であるかが書かれておらず、超高電圧についても言及されていないという人もいました。後になって見直してみたら、そこにははっきりと書かれていました。直流は±800キロボルト、交流は1,000キロボルトです。超高電圧の開発は、今でもほとんどの科学技術関係者の総意だと思います。」

中国国家電網公司は積極的に対応するために、何度も国務院に報告し、複数の報告資料を作成し、電力網の電圧レベルと規模と安全性の間には必然的な関係はなく、電力網の構造と技術手段の先進性、適用性、運用管理レベルが電力網の安全性を確保する鍵であると説明した。

UHVの発展を十分理解するため、中国国家電網公司は専門家を組織し、日本、ロシアなど各国で現地視察を行った。2005年、日本視察の際、劉振亜氏は立ち止まって山を登り、UHV線の騒音を聞いた。当時、日本はUHV送電線を建設したが、常に500kVの低電圧で運用されていた。日立、東芝、三菱製のUHV試験所の試験用単相変圧器3台は、常に試運転のために通電されていた。ロシアでの視察中、旧ソ連時代に開発されたUHVスイッチには12個もの亀裂があり（中国のUHVスイッチには一般的に2つの亀裂がある）、かさばって粗雑であることがわかった。これも当時の技術と材料による制限だった。

調査の結果、海外のUHV開発は依然として研究段階にあるか、技術的または経済的な理由により商業運転が行われていないことが判明した。

「当時、日本とロシアのUHVプロジェクトはどちらも失敗しているのを見て、私は大きなプレッシャーを感じていました。しかし、国家の発展のためには、リスクがどれだけ大きくても、UHVプロジェクトを成功させなければなりませんでした。」何年も経って、劉振亜は「恐怖」という2つの言葉を使いました。この旅を表現できる言葉は1つしかありません。

イデオロギー解放の過程は困難だが、解放なくしてUHVの革新的発展を推進することはできない。論争を鎮める最善の方法は、明らかに事実で証明することだ。2015年に元電力大臣の石大珍が述べたように、UHVに関する国内の議論はまだ終わっていないが、過去10年間に達成された実際の結果は、意見が異なっていても、UHVは必ず進むべき道であることを証明している。

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