211service.com
Potężny potencjał wiatru w Chinach
W ciągu ostatnich pięciu lat Chiny co roku podwajały swoją zainstalowaną moc wiatrową i w tym roku wyprą Stany Zjednoczone jako największy na świecie rynek dla nowych instalacji. Jednak naukowcy z Uniwersytetu Harvarda i Uniwersytetu Tsinghua w Pekinie sugerują, że chiński przemysł energetyki wiatrowej dopiero zaczął wykorzystywać swój potencjał. Zgodnie z ich modelami meteorologicznymi i finansowymi, zgłoszonymi w czasopiśmie Nauka w zeszłym tygodniu w Chinach wiało wystarczająco dużo, aby z zyskiem zaspokoić całe zapotrzebowanie kraju na energię elektryczną przynajmniej do 2030 roku.
Moc wiatru: Elektrownie wiatrowe w Xinjiang w Chinach.
Kierownik projektu z Harvard-Tsinghua, Michael McElroy, wraz z kolegami określił ilościowo potencjał energii wiatrowej Chin, najpierw modelując dostępność wiatru. Aby to zrobić, podzielili chińską mapę na działki o powierzchni 3335 kilometrów kwadratowych każda i wykorzystali ostatnie dane meteorologiczne z ostatnich pięciu lat do wygenerowania profilu wiatru dla każdej działki. Następnie dodali do modelu standardowe turbiny wiatrowe o mocy 1,5 megawata na każdej działce (z wyłączeniem nieprzyjaznego terenu, takiego jak strome wzgórza, lasy i obszary miejskie) i oszacowali wydajność energetyczną każdej działki. Na koniec obliczyli koszt energii, którą można wyprodukować, jako funkcję kosztu instalacji turbin.
Modelowanie ujawnia rozległe regiony, skoncentrowane w północnych i zachodnich Chinach, gdzie dużo energii można wytworzyć po kosztach zbliżonych do ustalonych przez rząd stawek za energię uzyskiwanych przez istniejące farmy wiatrowe, które wahają się od 0,38 do 0,55 chińskiego juana (6 do 8 centów). za kilowatogodzinę (kwh). Na przykład model przewiduje, że operatorzy farm wiatrowych mogą z zyskiem wytworzyć 6,96 biliona kwh energii wiatrowej – ponad dwukrotnie więcej niż roczne zużycie energii w Chinach wynoszące 3,4 biliona kwh i porównywalne z przewidywanym całkowitym zapotrzebowaniem do 2030 r. – przy cenie kontraktowej 0,516 chińskich juanów (7,5 centa) za kWh.
Innymi słowy, wiatr jest neutralnym pod względem emisji dwutlenku węgla źródłem energii, aby zaspokoić zapotrzebowanie Chin na energię na kolejne dwie dekady. Natomiast zaspokojenie rosnącego zapotrzebowania za pomocą wytwarzania opartego na węglu generowałoby 3,5 miliarda ton rocznie emisji dwutlenku węgla (więcej gazów cieplarnianych niż przewiduje Unia Europejska do 2030 r.).
McElroy, profesor studiów środowiskowych na Harvardzie, twierdzi, że takie ambitne wizje są realistyczne i warte poważnego rozważenia. Po pierwsze, 0,516 chińskiego juana znajduje się na najniższym poziomie taryf dla przyszłych farm wiatrowych zatwierdzonych przez Chiński Narodowy Kongres Ludowy w zeszłym miesiącu. Po drugie, chiński przemysł wiatrowy już z roku na rok przewyższa cele. Chiny osiągną swój cel w zakresie energii wiatrowej na 2020 rok w przyszłym roku, dekadę wcześniej, gdy moc wiatru przekroczy 30 000 MW, według brukselskiej agencji Światowa Rada Energetyki Wiatrowej . Według analizy przeprowadzonej przez firmę konsultingową do 2020 r. Chiny prawdopodobnie zainstalują 135 000 MW mocy wiatrowej Badania wschodzącej energii , z siedzibą w Cambridge, MA.
McElroy przyznaje jednak, że chińskie sieci musiałyby być inteligentniejsze i silniejsze, aby dostosować się do zmienności energii wiatrowej. W rzeczywistości Global Wind Energy Council twierdzi, że słabo rozwinięty system przesyłowy w Chinach już jest przeszkodą, opóźniającą rozpoczęcie produkcji energii z nowych farm wiatrowych. Grupa twierdzi, że problem staje się coraz bardziej dotkliwy, ponieważ rozwój wiatru w Chinach przenosi się do bogatych w wiatr, ale odległych regionów na północy i zachodzie, gdzie sieć jest słabsza niż średnia, a energia musi podróżować dalej, aby dotrzeć do konsumentów. Według Sebastiana Meyera, dyrektora ds. badań w pekińskiej firmie konsultingowej Azure International, w północnym autonomicznym regionie Chin, Mongolii Wewnętrznej, ograniczenia sieci ograniczają proponowane projekty wiatrowe.
Supermocarstwo wiatrowe: Naukowcy z Harvard University i Tsinghua University połączyli modelowanie meteorologiczne i turbiny wiatrowe, aby zmapować potencjał energii wiatrowej w Chinach. Potencjalna moc turbin wiatrowych o mocy 1,5 MW jest pokazana jako procent maksymalnej mocy w czasie.
Meyer mówi, że wyzwanie będzie w równym stopniu administracyjne i finansowe, co techniczne. Twierdzi, że imperatyw polityczny dla rozwoju obszarów wiejskich gwarantuje, że energia wiatrowa pozostanie popularna wśród urzędników lokalnych i regionalnych, ale jak sfinansować usprawnienie i zrównoważenie sieci musi zostać rozwiązane. Dopłata w wysokości 0,001-0,002 chińskiego juana za kWh, którą chińscy konsumenci płacą w celu wsparcia integracji energii odnawialnej, ledwo pokrywa bezpośrednie koszty przyłączenia farm wiatrowych do sieci. Nawet w przypadku tego ograniczonego wykorzystania końcowego fundusze wróciły do lokalnych sieci ze znacznym opóźnieniem, mówi Meyer.
Z drugiej strony, mówi McElroy, Chiny już agresywnie modernizują swoje sieci energetyczne, aby łączyć odległe projekty hydroenergetyczne z skupiskami ludności – proces, który może rozszerzyć się na dystrybucję masowej produkcji z notorycznie nieprzewidywalnych farm wiatrowych. Chiny z pewnością dysponują wiedzą, jak budować systemy przesyłowe wysokiego napięcia na duże odległości, mówi McElroy.
Poważne modernizacje sieci, które już trwają w Chinach, w szerokim zakresie wykorzystują linie wysokiego napięcia prądu stałego (HVDC) na skalę kontynentalną, które pozostają przedmiotem planów supersieci w Europie i Stanach Zjednoczonych. Są światowym liderem we wdrażaniu systemów przesyłowych na duże odległości, mówi Bjarne Andersen, dyrektor brytyjskiej firmy konsultingowej Andersen Power Electronic Solutions i ekspert w dziedzinie ultrawydajnej technologii HVDC. Andersen mówi, że Chiny eksploatują już linie HVDC o mocy 19 860 MW, budują linie na kolejne 18 900 MW i planują kolejne 17 900 MW.
Andersen mówi, że chińscy planiści energii wprowadzają innowacje. Oczekuje się, że 800-kilowoltowe połączenie HVDC z centralnej prowincji Yunnan do przybrzeżnego Guangdong, które będzie pierwszym na świecie, gdy zostanie uruchomione jeszcze w tym roku, ma stracić 30% mniej energii w tranzycie niż dzisiejsze linie 500 kV. Kilka kolejnych linii 800 kV jest w trakcie budowy.
Obecne modernizacje sieci odzwierciedlają to, co byłoby potrzebne do przesyłania zdalnej energii wiatrowej. Większość nowych linii przesyłowych jest zaprojektowana do przesyłania energii z zachodnich zapór hydroelektrycznych do wschodnich megamiast, takich jak Pekin, Szanghaj i Kanton, mówi Andersen. Są jednak oznaki, że planiści sieci zaczynają poważnie traktować rozwój energetyki wiatrowej. Budowa rozpoczęła się w zeszłym roku na linii 750 kV AC do przesyłu energii elektrycznej z farmy wiatrowej w zachodniej prowincji Gansu, która jest jednym z sześciu krajowych megaprojektów energetyki wiatrowej zatwierdzonych przez rząd. Farma wiatrowa Gansu, nazwana Tamą Trzech Przełomów na lądzie, ma wzrosnąć do 20 000 MW do 2020 roku, co szacowany jest na 120 miliardów chińskich juanów (17,5 miliarda dolarów).
McElroy mówi, że sytuacja polityczna w Chinach może również pozwolić na dodanie wymaganych linii przesyłowych. Regiony bogate w wiatr, takie jak etnicznie północno-zachodni Ujgurów, należą do najbiedniejszych w Chinach, a rząd jest zainteresowany promowaniem ich rozwoju gospodarczego. McElroy dodaje, że lokalny sprzeciw, który od lat hamował projekty przesyłowe w Ameryce Północnej i Europie, prawdopodobnie nie powstrzyma wzrostu energetyki wiatrowej w Chinach. Rząd prawdopodobnie ma większe uprawnienia do ustanowienia planu po jego zatwierdzeniu.