Čínská obří přenosová síť by mohla být klíčem ke snížení klimatických emisí

Konceptuální ilustrace zobrazující mapu světa a animovanou přenosovou mřížku Franziska Barczyková

Začátkem února začali čínští dělníci montovat tyčící se červenobílou vysílací věž na východním okraji provincie Anhui. Muži obkročmo obkročovali kovové trubky a utahovali k sobě příhradové části zavěšené vysoko nad jižním břehem řeky Jang-c'-ťiang.

Dělníci stavěli kritickou součást prvního přenosového vedení 1,1 milionu voltů na světě v době, kdy americké společnosti bojující postavit cokoliv nad 500 000 voltů. Jakmile státní rozvodná síť State Grid of China příští rok dokončí projekt, bude se trať táhnout z regionu Sin-ťiang na severozápadě do Anhui na východě a spojí elektrárny hluboko ve vnitrozemí země s městy poblíž pobřeží. .

Jeřáb zvedá nejvýkonnější konvertorový transformátor na světě, vyvinutý pro přenosové vedení 1,1 milionu voltů State Grid, v čínské provincii Anhui v březnu 2018. AP | Představte si

Tento příběh byl součástí našeho vydání z ledna 2019

• Viz zbytek čísla
• předplatit

Přenosové vedení bude schopné dodávat výkon 12 velkých elektráren na vzdálenost téměř 2 000 mil (3 200 kilometrů) a posílat o 50 % více elektřiny o 600 mil dále, než cokoli, co bylo kdy postaveno. (Vedení vysokého napětí může přenášet elektřinu na delší vzdálenosti s nižšími přenosovými ztrátami.) Jako jeden zahraniční poskytovatel zařízení pro projekt chlubí se Linka by mohla dodávat elektřinu z Pekingu do Bangkoku – což, jak už to tak bývá, jen naznačuje rostoucí globální ambice State Grid.

Společnost původně vyvinula a postavila vedení ultravysokého napětí, aby vyhověla rostoucím energetickým apetitům v rozlehlém národu, kde vysoké hory a obrovské vzdálenosti oddělují populační centra od uhelných, vodních, větrných a solárních zdrojů. Nyní však State Grid sleduje mnohem ambicióznější cíl: spojit elektrické systémy sousedních zemí do transkontinentálních supersítí schopných přenášet energii přes hranice a oceány.

Tyto masivní sítě by mohly pomoci snížit klimatické emise tím, že umožní kolísajícím obnovitelným zdrojům, jako je vítr a slunce, vyrábět mnohem větší podíl elektřiny používané těmito zeměmi. Delší linky s vyšší kapacitou umožňují vyvážit stmívající se slunce v jedné časové zóně, řekněme, větrnou, vodní nebo geotermální energií o několik zón dál.

Politika a byrokracie zbrzdily rozmístění tak ohromných, moderních energetických sítí ve velké části světa. Ve Spojených státech může trvat více než deset let, než se zajistí potřebná schválení pro věže, dráty a podzemní trubky, které protínají pásy federálních, národních, státních, okresních a soukromých pozemků – ve vzácných případech, kdy získají vůbec schváleno.

Dálková propojená přenosová síť je velkým kouskem klimatické skládačky, říká Steven Chu, bývalý ministr energetiky USA, který působí jako místopředseda neziskové organizace, kterou State Grid založila v roce 2016 na podporu mezinárodních síťových připojení. Čína říká: „Chceme být lídry ve všech těchto budoucích technologiích“, místo toho, abychom se dívali do zpětného zrcátka, jak se zdá v současnosti ve Spojených státech.

Usnadnění většího využívání obnovitelných zdrojů však zjevně není jedinou či dokonce primární motivací Číny. Přenosová infrastruktura je strategickou součástí iniciativy Belt and Road, čínského úsilí v hodnotě mnoha bilionů dolarů vybudovat rozvojové projekty a obchodní vztahy napříč desítkami zemí. Natahování jeho ultravysoko-napěťových drátů po celém světě slibuje rozšíření ekonomické, technologické a politické moci národa.

23 000 mil drátů

State Grid je pravděpodobně největší společností, o které jste nikdy neslyšeli, s téměř 1 milionem zaměstnanců a 1,1 miliardou zákazníků. Loni vykázala zisk 9,5 miliardy dolarů při tržbách 350 miliard dolarů, čímž se stala druhou největší společností na trhu Fortune's Global 500 seznam .

State Grid je již nyní největším distributorem elektřiny v Brazílii, kde vybudoval svou první (a stále jedinou) zámořskou linku ultravysokého napětí. Společnost také získala podíly v národních přenosových společnostech v Austrálii, Řecku, Itálii, na Filipínách a v Portugalsku. Mezitím prosazuje velké projekty v Egyptě, Etiopii, Mosambiku a Pákistánu a nadále se uchází o podíly v dalších evropských společnostech.

Elektrikář stojí před pobočkou State Grid v čínské provincii Chu-nan v roce 2011. AP | On dongping

Mnoho čínských společností je velmi ambiciózních v šíření do zámoří, říká Simon Nicholas, spoluautor knihy zpráva sledování těchto investic Institutem pro energetickou ekonomiku a finanční analýzu, americký think tank. Ale State Grid je na jiné úrovni.

State Grid byl vytvořen koncem roku 2002, kdy vláda rozbila masivní monopol, State Power Corporation of China, na 11 menších energetických a distribučních společností. Toto regulační oddělení bylo navrženo tak, aby zavedlo konkurenci a urychlilo rozvoj, protože národ se snažil uspokojit rostoucí energetické požadavky a zastavit opakující se výpadky. Ale State Grid byla daleko větší ze dvou výsledných přenosových společností a funguje jako efektivní monopol v téměř 90 % země.

V roce 2004 komunistická strana ručně vybrala Liou Zhenyu, bývalého šéfa mocenského úřadu provincie Shandong, aby nahradil odcházejícího generálního ředitele State Grid. Liu, důvtipný operátor s talentem orientovat se ve stranické politice, téměř okamžitě začal tvrdě lobovat za projekty v oblasti ultravysokého napětí. Šlachy moci: Politika společnosti State Grid Corporation of China Xu Yi-Chong, profesor na Griffith University v Austrálii.

Linky schopné přenášet více energie na větší vzdálenosti by mohly spojit roztříštěné národní sítě a okamžitě dodávat přebytečnou elektřinu z jedné provincie do druhé v nouzi, tvrdil Liu. Později, když se Čína dostala pod rostoucí tlak na odstranění znečištění a emisí skleníkových plynů, se zdůvodnění State Grid vyvinulo: elektrické vedení se stalo způsobem, jak pojmout rostoucí množství výroby obnovitelné energie.

Kritici od začátku tvrdili, že State Grid prosazuje přenos ultravysokého napětí především jako prostředek k upevnění svého dominantního postavení, nebo že nová technologie je nákladným a riskantním způsobem podpory vratké energetické infrastruktury.

Liuovy argumenty však zvítězily: první projekty byly schváleny a postaveny a straničtí vůdci brzy upřednostnili ultravysokonapěťovou technologii ve vlivných pětiletých plánech Číny.

Společnost nejprve úzce spolupracovala se zahraničními firmami vyvíjejícími přenosovou technologii, včetně švédského ABB a německého Siemensu, a nadále od nich nakupuje některá zařízení. Rychle si však osvojila odbornost svých partnerů a začala se rozvíjet svou vlastní technologii , včetně vysokonapěťových transformátorů a také vedení, která mohou fungovat ve velmi vysokých nadmořských výškách a velmi nízkých teplotách. State Grid také vyvinul software, který dokáže přesně řídit napětí a frekvenci přicházející do cílových bodů v celé síti, což umožňuje systému rychle a automaticky reagovat na měnící se úrovně nabídky a poptávky.

Společnost zapnutý její první vedení střídavého proudu s milionem voltů v roce 2009 a inaugurační vedení 800 000 voltů stejnosměrného proudu na světě v roce 2010. State Grid a potažmo Čína je nyní zdaleka největším světovým stavitelem těchto vedení. Do konce roku 2017 bylo v zemi dokončeno 21 vedení ultravysokého napětí a další čtyři jsou ve výstavbě, řekl Liu během prezentace dubna na Harvardské univerzitě.

Dohromady se roztáhnou téměř 23 000 mil a budou schopny dodat přibližně 150 gigawattů elektřiny – zhruba výkon 150 jaderných reaktorů.

Na konci loňského roku Čína podle Bloomberg New Energy Finance nalila do projektů nejméně 400 miliard jüanů (57 miliard dolarů). Po zpomalení schvalování nových projektů během posledních dvou let Čínská národní energetická správa řekl září, že do konce roku 2019 podepíše 12 nových projektů v oblasti ultravysokého napětí.

Faktem je, že Číňané jsou jediní, kdo to v tuto chvíli vážně buduje, říká Christopher Clack, výkonný ředitel společnosti Vibrant Clean Energy a bývalý výzkumný pracovník amerického Národního úřadu pro oceán a atmosféru. V studie zveřejněné v Nature v roce 2016, Clack zjistil, že použití vysokonapěťových stejnosměrných vedení k integraci americké rozvodné sítě by mohlo během 15 let snížit emise elektřiny o 80 % pod úrovně z roku 1990 (viz Jak dostat vítr z Wyomingu do Kalifornie a snížit 80 % emise uhlíku v USA).

Globální

Koncem února 2016 Liu přistoupil k řečnickému pultu na energetické konferenci v Houstonu a oznámil odvážný plán: pomocí technologie ultravysokého napětí vybudovat energetickou síť, která by obletěla zeměkouli.

Propojením přenosové infrastruktury přes oceány a kontinenty, podobně jako jsme propletli internet, by se svět mohl napojit na obrovské zásoby větrné energie na severním pólu a solární energie podél rovníku, řekl. To by vyčistilo globální výrobu elektřiny, snížilo náklady na energii a dokonce by zmírnilo mezinárodní napětí.

Nakonec se náš svět promění v mírumilovnou a harmonickou globální vesnici, společenství společného osudu pro celé lidstvo s dostatkem energie, modrou oblohou a zelenou zemí, řekl.

Liou Zhenya, tehdejší předseda State Grid Corporation of China, na tiskové konferenci v Pekingu v roce 2012. AP | Wang Zhou

Taková globální síť se samozřejmě nestane. Stálo by to více než 50 bilionů dolarů a vyžadovalo by to bezprecedentní – a nerealistické – úrovně mezinárodní důvěry a spolupráce. Kromě toho se jen málo národů dožaduje těchto druhů vysokonapěťových vedení i v rámci jejich hranic.

Hrstka zemí si již vyměňuje elektřinu prostřednictvím standardních přenosových vedení, ale snahy o sdílení obnovitelných zdrojů napříč širokými regiony do značné míry probíhají nikam pryč . Mezi pozoruhodná selhání patří průmyslová iniciativa Desertec, snaha podporovaná před deseti lety společnostmi Siemens a Deutsche Bank napájet severoafrické, blízkovýchodní a evropské elektrické sítě solární energií ze Sahary.

Globální plán rozvodné sítě společnosti State Grid je však v zásadě prodejním motivem pro její dálkové přenosové linky a propaguje je jako základní technologii umožňující přechod na čistou energii. Pokud vše, čeho společnost kdy dosáhne, jsou počáteční kroky ve vizi globálního propojení a vyvine regionální sítě spojující hrstku národů, stále by mohla vydělat spoustu peněz.

Zejména na konferenci v Pekingu měsíc po Liuově projevu společnost podepsala dohodu s Korea Electric Power, japonskou Softbank a ruskou energetickou společností Rosseti o spolupráci na vývoji severovýchodní asijské supersítě spojující tyto národy a Mongolsko.

Šéf Softbank Masayoshi Son navrhl verzi supersítě nezávislou na State Grid již v roce 2011, poté, co jaderná katastrofa ve Fukušimě podtrhla křehkost japonského energetického sektoru.

Kenichi Yuasa, mluvčí konglomerátu, uvedl, že studie proveditelnosti dokončené v letech 2016 a 2017 ukázaly, že síťová propojení mezi Mongolskem, Čínou, Koreou a Japonskem, stejně jako trasa mezi Ruskem a Japonskem, jsou technicky i ekonomicky proveditelné. My, jako komerční developer, jsme připraveni realizovat projekty a rádi bychom dosáhli hmatatelného pokroku před olympiádou v Tokiu v roce 2020, uvedl v e-mailu.

V reakci na dotazy MIT Technology Review State Grid zpochybnil argument, že širší plán globálního propojení se neuskuteční nebo že jeho motivace jsou především finanční a geopolitické.

„Velký úspěch aplikace technologie UHV v Číně představuje významnou inovaci technologie přenosu energie,“ uvedla společnost v prohlášení. 'State Grid by rád sdílel tento druh technologické inovace se zbytkem světa a řešil by možné řešení životně důležitých problémů lidstva, jako je znečištění životního prostředí, změna klimatu a nedostatečný přístup k dodávkám elektřiny.'

Úklid popř čištění ?

Ve skutečnosti, ačkoli Čína postavila mnohem více vedení ultravysokého napětí než kterákoli jiná země na světě, její vlastní síť je stále něco jako nepořádek. Země se snaží efektivně vyvážit svou výrobu energie a poptávku a distribuovat elektřinu tam, kde a kdy je potřeba. Jedním z výsledků je, že plně nevyužívá své stávající obnovitelné elektrárny. Nedávný MIT papír poznamenal, že míra omezování obnovitelných zdrojů v Číně – termín, kdy jsou elektrárny utlumeny kvůli nedostatečné poptávce – je nejvyšší na světě a stále se zvyšuje.

Část problému spočívá v tom, že je snazší a lukrativnější používat předvídatelné elektrony ze zdrojů, jako je uhlí nebo jaderná energie, které poskytují konstantní proud elektřiny, než proměnná výroba z obnovitelných zdrojů, říká Valerie Karplus, bývalá ředitelka Tsinghua-MIT China Energy. a klimatický projekt. Povinné kvóty pro elektrárny na fosilní paliva a provinční politika také zkreslují rozhodnutí o alokaci, dodává.

Méně než polovina vedení ultravysokého napětí vybudovaných nebo plánovaných k dnešnímu dni v Číně je určena k přenosu elektřiny z obnovitelných zdrojů, podle konce roku 2017. zpráva od Bloomberg New Energy Finance.

Vytěžení maxima z větrných, solárních a dalších přerušovaných zdrojů bude vyžadovat přehodnocení, jak učinit operace sítě flexibilnějšími a pohotovějšími, uvedl Karplus v e-mailu.

Navzdory svým údajným zeleným ambicím samotný State Grid odolal širším tržním reformám, které by byly nezbytné ke snížení závislosti Číny na elektrárnách na fosilní paliva. To vše vyvolává otázky o odhodlání společnosti snížit emise skleníkových plynů a o tom, jak moc dálkové linky skutečně pomohou vyčistit výrobu elektřiny jinde.

Je pozoruhodné, že hlavními cílovými trhy State Grid jsou chudé země, kde dominují elektrárny na fosilní paliva a čínské společnosti. rušná budova stovky nových uhelných elektráren. Není tedy důvod očekávat, že jakákoli tam postavená vedení ultravysokého napětí budou v dohledné době primárně přenášet energii z obnovitelných zdrojů.

Neviděl jsem nic, co by mě přimělo si myslet, že je to součást iniciativy zeleného rozvoje, říká Jonas Nahm, který studuje čínskou energetickou politiku na Johns Hopkins School of Advanced International Studies. Myslím, že State Grid chce tyto věci jen prodávat kdekoli a dominovat svými vlastními standardy nad těmi, které vyvinul Siemens a další společnosti.

Věří, že širší ambice State Grid jsou svázány s Iniciativa Belt and Road , jejímž prostřednictvím čínské státní banky narývají biliony do infrastrukturních projektů napříč Asií a Afrikou ve snaze prodat čínské zboží a posílit geopolitický vliv země. Budování, vlastnictví nebo provozování kritické infrastruktury jiného národa – ať už jde o námořní přístavy nebo přenosová vedení – nabízí obzvláště efektivní způsob, jak uplatnit měkkou a někdy nepříliš měkkou sílu. Toto je skutečně bitva o rozvojový svět, říká Nahm.

skrýt