中国の超高圧の過去と現在を独占公開（後半）

電力の「エベレスト」を征服するUHVは、中国では「ゼロからのスタート」です。

2004年以来、中国国家電網公司は数十の科学研究機関や大学、200社以上の設備製造会社、500以上の建設部門、数十万人の人々を組織し、UHVの基礎研究、技術研究開発、設備開発、システム設計、テスト検証、エンジニアリング建設、試運転および運用の作業に参加させ、310の重要な技術を克服し、過電圧と絶縁の調整、電磁環境制御、UHV ACとDCのハイブリッド電力網の安全制御など、世界クラスの問題を解決しました。

電力網が安全かどうかを判断するために、世界各国はシミュレーション計算を評価の基礎として利用しています。中国電力研究所は、世界最先端の電力システムシミュレーションプラットフォームを構築し、220kVから1,000kVの電力網、2,258台の発電機、35,932本の回線、11,547個のノードを含む超大規模超高圧ACおよびDCハイブリッド電力システムのシミュレーションを行っています。パノラマシミュレーション計算では、10万を超える障害状態と動作モードをシミュレートし、UHV電力網の安全性と信頼性を完全に検証しました。

2010年、「三華」送電網論争が沸点に達したとき、国家エネルギー委員会の専門家諮問委員会は専門家と学者を特別に組織し、中国電力研究所で研究を行った。中国電力研究所は、シミュレーション計算と複数の選択肢の比較を通じて、「三中国」同期送電網は良いか悪いかの選択ではなく、送電網の発展にとって避けられない選択であると考えている。

UHV設備の国産化には、高度な試験条件が必要です。現在、中国は世界最高の電圧レベル、最先端の技術、最も充実した機能を備えたUHV試験研究システムを構築しており、独自のイノベーションに頼って、世界最高の電圧レベルと最大容量の単変圧器、直流変換バルブ、直流変換バルブの開発に成功しました。変換用変圧器、最強の遮断容量を持つスイッチギア、UHV主要設備第1セットを含む21の分類、100以上のアイテムが国産化されています。

「行き詰まって初めて、イノベーションの潜在力の大きさが分かる」。こうしてUHVの重要な設備の多くが誕生した。サイリスタはUHV DC送電の「CPU」であり、UHV DCの送電容量を決定する。当時は5インチと6インチの2つの選択肢があった。「5インチサイリスタの技術は成熟しており、国内で生産できるが、6インチサイリスタは国内外で生産・使用されておらず、国内の自主研究開発に頼るのは非常に難しい」というのが大方の意見だ。「当時、私は6インチソリューションの使用を主張していましたが、中国国家電網公司の内部に問題がありました。同志たちは実は困難を恐れ、成功しないのではないかと心配していました。しかし、どうしてこんなに簡単で簡単な方法で国際的なリーダーシップを獲得できるのでしょうか」と劉振亜氏はこの経験を振り返った。

今から見れば、6インチソリューションは正しい選択でした。6インチサイリスタは、電流容量を5インチサイリスタの3000アンペアから6000アンペア以上に増加させます。新疆準東-万南±1100kV UHV DCラインは3,324キロメートルの長さで、送電容量は1200万キロワットです。将来的には、±1100kV UHV DC送電距離は6,000キロメートルに達し、送電容量は1500万キロワットに達するでしょう。

まさにイノベーション精神に頼って、中国は世界初となる完全に独立した知的財産権を持つUHV技術標準システムを策定し、設計から製造、建設、試運転、運用、保守に至るまで、UHV ACおよびDCプロジェクトの完全な技術標準と仕様を形成しました。中国のUHV AC電圧は国際標準となっています。

UHV の成功により、わが国の電気機器製造業は全面的にアップグレードされ、わが国の UHV は完全に「グローバル化」することができました。2014 年と 2015 年に、中国国家電網公司は、ブラジルのベロモンテ水力発電所の UHV DC 送電プロジェクトの第 1 フェーズと第 2 フェーズの入札を獲得しました。現在、両方のプロジェクトは完了しており、安全かつ安定して稼働しています。

2008年、ロイターは中国が2020年までに超高圧送電網を建設する計画があるとの記事を掲載した。この計画は「古い送電網のアップグレードが遅れていた西側諸国を驚かせた」。

ロシア連邦電気技術研究所所長でロシア科学アカデミー会員のティハテエフ氏は、中国の超高真空の成果を見て二度涙を流した。超高真空は旧ソ連で早くから始まっていたが、中国は最終的に世界の電力技術の頂点に上り詰め、失望と後悔を感じざるを得なかった。

スモッグの「触媒」。2011 年、UHV 建設はまさに「追い越し車線」に入り、突然の煙霧と切り離せない状況になりました。

当時、国は、東北、華北、西北の「三北」地域の風力発電系統接続設備容量と発電量が全国総量の85%以上を占めているが、風力発電の抑制状況は比較的深刻であるという報告書を発表した。2011年、「三北」地域の風力発電抑制は123億キロワット時に達し、電気料金の損失は約66億元に相当した。

一方では突然のスモッグが発生し、他方ではクリーンエネルギーの深刻な浪費が発生しています。しかし、2011年頃は、新しいUHVラインの承認はまだ不明でした。

この時期に、UHV DCのみを開発し、UHV ACは開発する必要がないと提案し、UHV AC「三華同期グリッド」の建設に反対する人もいました。

「交流と直流は機能と働きが異なるだけで、男性と女性のように性別が異なるだけです。長所と短所の区別はありません」と劉振亜は強調しました。実際、国内であれ国際であれ、交流電力網が主体です。UHV直流は1万トンの巨大船のようなもので、UHV交流電力網は深水港のようなものです。1万トンの巨大船を開発するには、深水港を建設する必要があります。UHV直流だけが開発され、交流が開発されなければ、「強い直流、弱い交流」の構造が形成されます。交流障害は直流システムの整流障害を引き起こしやすく、さらには複数の直流障害が同時に発生し、大規模な停電につながります。

2013年9月、国務院の「大気汚染防止行動計画」は、北京・天津・河北、長江デルタ、珠江デルタなどの地域の石炭総消費量のマイナス成長を達成し、外部送電の割合を徐々に高めることを目指して提案しました。2014年2月12日、国務院の煙霧対策強化を検討・展開する常務会議は、「地域をまたぐ送電プロジェクトの実施」を明確に表明しました。

4月18日、新国家エネルギー委員会の第1回会議では、長距離大容量送電技術の開発と、多数の超高圧送電チャンネルの建設が明確に提案された。5月には、大気汚染防止行動計画において、12の重要な送電チャンネルの建設を加速することを提案した。中国国家電網公司は、8つの超高圧プロジェクトを含む11の送電プロジェクトの建設を担当し、2017年12月25日にすべて稼働を開始した。

2018年、中央経済工作会議で初めて新しいインフラが登場し、UHVは春を待つことになるかもしれない。9月3日、国家エネルギー局はUHV認可計画を策定した。UHVプロジェクトは12件で、総送電容量は5,700万キロワットに達する。

「西部のクリーンエネルギーの開発と利用、東部と中部のヘイズ抑制につながる」超高電圧電力網は、今後ますます注目を集めることが予想される。

UHV、高速鉄道、5Gはそれぞれ、わが国のエネルギー、交通、情報通信の3つの基幹産業における主要な技術革新の例です。今世紀初頭、中国の高速鉄道とUHVはほぼ同時にスタートしました。2004年に国は「4つの垂直と4つの水平」の高速鉄道計画を導入し、その後「8つの垂直と8つの水平」の計画を計画しました。5Gの開発は本格化しています。

しかし、高速鉄道や5Gと比較すると、全国のUHV電力網のカバー範囲には依然として大きなギャップがあり、10年以上の開発を経ても、UHV電力網の「強弱接続」という「ダモクレスの剣」が私たちの頭上に垂れ下がっています。

劉振亜氏は、一部のUHV DCプロジェクトの利用率が低いのは、送電側の電源建設が追いつかず送電できる電力があまりないか、受電側のUHV ACプロジェクトの建設が追いつかず送電網の受け入れ能力が不足しているためだと考えている。電力が多すぎると、結局UHV DC送電能力が遊休状態となり、無駄になる。AC送電網が整備されなければ、DC送電能力も限られてしまう。

2009年から現在に至るまで、華北と華中地域の2大電力網は依然として1本のUHV交流線に頼って弱い相互接続を維持しており、まるで「綱渡りをする象」のようだ。中国国家電網公司は窮余の策として、大規模な揚水発電所と復水器を建設し、電力網の有効電力と無効電力の調整能力を向上させた。これは安全を確保するための「自力救済」とも言える。

UHVの開発は難しい。何が問題なのか？技術的な問題なのか？張国宝氏は著書の中で、「中国国家電網公司は超高圧交流線路の建設にこだわり、『三中国』（華東、華中、華北）の電力網を接続したいと考えています。三中国電力網に反対する人もいます。これは技術的な論争であるべきです。」と回想しています。非技術的要素を組み込む。」

それは制度上の問題ですか？中華人民共和国の建国以来、鉄道部は最も安定した省庁の1つであり、電力は管理機関の変更が最も多い業界であり、燃料工業部、水利電力部、エネルギー部、電力部、電力監督委員会、エネルギー局など、多くの変更を経験してきました。 1996年末に国家電力会社が設立されました。 2002年に取り消された後、2つの電力網会社、5つの発電グループ、および計画設計、設備製造、エンジニアリング建設などのいくつかの関連電力企業が設立されました。 頂上には多くの山があり、ドアビューがあることは避けられません。

UHVは長年議論されてきました。技術的な問題が一つずつ解決されるにつれて、反対意見は最終的に改革に起因するものになります。これは、過去20年間の中国の電力業界における独特の「奇妙な循環」です。中国国家電網公司はUHVの開発によって電力網の独占を強化し、UHV交流および同期電力網の開発は独占を強化した「証拠」であると考える人もいます。

実際、電力網の同期相互接続を強化することは、大規模電力網の安全を確保するための有効な手段です。2012年7月30日と31日、インドは連続した大規模停電を経験し、6億人以上に影響を与えました。事故の分析から、当時のインドの電力網は主に400kVで、まだ全国的な同期ネットワークを形成していませんでした。5つの主要な地域電力網間の接続は弱く、電力供給と事故支援能力は著しく不足していました。

事故後、インドは全国的な電力網の相互接続と統一管理を強化し、2013年に765kVの全国交流同期電力網を構築し、電力供給能力を大幅に向上させた。それ以来、大規模な停電は発生していない。

わが国の「三花」電力網と比較すると、インドの電力網の電力供給範囲は「三花」電力網の1.2倍であり、電力供給人口の数と密度はそれぞれ1.7倍と1.3倍である。インドは8年前に全国的な通信ネットワーク化を実現したが、わが国の「三花」電力網の建設は依然として度重なる論争にさらされている。

2018年9月、中国南方電力網公司の専門家が中心となって「我が国の将来の電力網配置研究に関する諮問意見（2020年）」という報告書をまとめた。関係者は「報告書には『UHV ACは一般的に送電プロジェクトには使用されない』と書かれており、UHV AC同期電力網の構築は推奨されていない。なぜUHV ACは送電にもネットワーク化にも適さないと結論づけられているのか？」と分析している。その理由は非常に興味深い。

制度上の理由により、技術には独自の競争があるようです。データを見てみましょう。中国南方電力網公司は、4本の±800kV UHV DCラインを相次いで建設しました。そのうち3本は5インチサイリスタを使用し、送電容量は500万キロワットです。中国国家電網公司の最初の±800kV UHV DC送電容量は640万キロワット、2本目は720万キロワットで、その後800万キロワット、さらに1000万キロワットに増加しました。これも±800kV UHV DCですが、送電容量は2倍になっています。

将来、UHV 道路はどうなるのでしょうか。新時代は UHV にどのような歴史的使命を託すのでしょうか。これらの疑問は、私たちが合理的に考える価値があります。カーボン ニュートラルのトレンドは偶然か、それとも運命か。

2020年9月22日、わが国は第75回国連総会の一般討論でカーボンピークとカーボンニュートラルの目標を発表し、世界中ですぐに白熱した議論を引き起こしました。同日、世界エネルギーインターネット開発協力機構は気候と環境危機の打開に関する国際フォーラムを開催し、「危機の打開」と「持続可能な開発への道」という2つの成果を正式に発表しました。半年後の2021年3月18日、協力機構は2030年までの中国のカーボンピーク、2060年までのカーボンニュートラル、2030年の中国のエネルギーと電力開発計画、2060年の見通しなどの研究結果を発表し、中国のカーボンピーク、カーボンニュートラルロードマップを提案しました。

中国のUHV開発の成功は、グローバルエネルギーインターネットの構築への道を切り開いた。グローバルエネルギーインターネットは、UHVを基幹グリッドとしてエネルギーをグローバルに配分し、「2つの代替」（エネルギー開発のクリーン代替とエネルギー使用の電気エネルギー代替）の実施を促進するプラットフォームであり、新エネルギーを主体とする新しいタイプの電力システムであり、最終的にはクリーン主導、電気中心、グリーン、低炭素、費用対効果が高く、効率的な現代エネルギーシステムを形成する。

国連のグテーレス事務総長はかつて、中国の超高真空技術は再生可能エネルギーの発展にとって極めて重要であり、世界のエネルギーインターネットは持続可能な人類の発展を実現する中核であり、世界の包括的な成長の鍵であると述べた。

ノーベル物理学賞受賞者で元米国エネルギー長官のスティーブン・チュー氏は、中国が米国のイノベーションのリーダーシップに挑戦し、急速に発展している関連分野には、UHV交流送電と直流送電が含まれると考えている。

「ブロードバンド技術がなければ、世界は『地球村』になれるだろうか？」劉振亜氏はかつてこう語った。「持続可能な開発の核心はクリーン開発です。クリーン開発を実現するには、クリーンエネルギーを大規模に開発する必要があり、クリーンエネルギーは送電に変換できません。UHVを開放してください。UHV技術がなければ、グローバルエネルギーインターネットは考えられませんが、今では実際に実現可能です。」

時代の発展とともに、UHVは新たな送電技術であるだけでなく、新たな資源配分プラットフォームと新たな低炭素発展の道でもあります。エネルギーの転換と持続可能な供給、クリーンな低炭素とグリーンな発展、イノベーション主導と国家の復興、持続可能な発展、人類共通の未来を持つコミュニティの構築など、多くの使命を担っています。

過去を振り返ると、UHVは我が国の電力革命を推進し、エネルギーと電力の発展方式に大きな変化をもたらしました。現在、我が国の超高圧送電網は完全に構築されており、世界のエネルギーと電力の変革を積極的に推進しています。将来を見据えて、UHV送電網を中核として、我が国と世界のエネルギーインターネットの構築を加速し、「3つのネットワーク」（エネルギー、交通、情報）の統合開発を推進することで、カーボンピークとカーボンニュートラルの目標を達成し、人類社会の持続可能性を促進します。開発はより大きな役割を果たします。