Kinas gigantiske transmissionsnet kan være nøglen til at reducere klimaemissionerne

Konceptuel illustration, der viser et kort over verden og et animeret transmissionsnet Franziska Barczyk

I begyndelsen af ​​februar begyndte kinesiske arbejdere at samle et skyhøjt rød-hvidt transmissionstårn i den østlige udkant af landets Anhui-provins. Mændene skrævede metalrør, mens de strammede sammen gitterdele suspenderet højt over den sydlige bred af Yangtze-floden.

Arbejderne byggede en kritisk komponent af verdens første 1,1 millioner volt transmissionsledning på et tidspunkt, hvor amerikanske virksomheder er kæmper at bygge noget over 500.000 volt. Når det statsejede forsyningsselskab, State Grid of China, afslutter projektet næste år, vil linjen strække sig fra Xinjiang-regionen i nordvest til Anhui i øst og forbinde kraftværker dybt inde i landet til byer nær kysten .

En kran løfter verdens mest kraftfulde konvertertransformator, udviklet til State Grids 1,1-million-volt transmissionslinje, i Kinas Anhui-provins i marts 2018. AP | Forestil dig chin

Denne historie var en del af vores januar 2019-udgave

• Se resten af ​​problemet
• Abonner

Transmissionslinjen vil være i stand til at levere output fra 12 store kraftværker over næsten 2.000 miles (3.200 kilometer), og sende 50 % mere elektricitet 600 miles længere end noget, der nogensinde er blevet bygget. (Højspændingsledninger kan transportere elektricitet over længere afstande med lavere transmissionstab.) Som en udenlandsk udstyrsleverandør til projektet praler , linjen kunne sende elektricitet fra Beijing til Bangkok - hvilket, som det sker, kun antyder State Grids stigende globale ambitioner.

Virksomheden udviklede og byggede oprindeligt ultrahøjspændingsledninger for at imødekomme den svulmende energiappetit på tværs af den vidtstrakte nation, hvor høje bjerge og store afstande adskiller befolkningscentre fra kul-, vandkraft-, vind- og solressourcer. Men nu forfølger State Grid et langt mere ambitiøst mål: at sammenføje nabolandenes elsystemer til transkontinentale supernet, der er i stand til at bytte energi på tværs af grænser og oceaner.

Disse massive netværk kan hjælpe med at reducere klimaemissionerne ved at gøre det muligt for fluktuerende vedvarende kilder som vind og sol at generere en langt større del af den elektricitet, der bruges af disse lande. De længere linjer med højere kapacitet gør det muligt at balancere den dæmpede sol i én tidszone med f.eks. vind, vandkraft eller geotermisk energi flere zoner væk.

Politik og bureaukrati har hindret udbredelsen af ​​sådanne enorme, moderne elnet i store dele af verden. I USA kan det tage mere end et årti at sikre de nødvendige godkendelser for de tårne, ledninger og underjordiske rør, der skærer på tværs af dele af føderale, nationale, statslige, amtslige og private landområder - en sjælden gang, når de får overhovedet godkendt.

Et langdistance-sammenkoblet transmissionsnet er en stor brik i klimapuslespillet, siger Steven Chu, den tidligere amerikanske energiminister, der fungerer som næstformand for den nonprofitorganisation, som State Grid lancerede i 2016 for at fremme internationale netforbindelser. Kina siger 'Vi vil være førende inden for alle disse fremtidige teknologier' i stedet for at se i bakspejlet, som USA ser ud til at gøre i øjeblikket.

Men at lette den større brug af vedvarende energi er klart ikke Kinas eneste, eller endda primære, motivation. Transmissionsinfrastruktur er en strategisk del af Bælte- og vejinitiativet, Kinas indsats på mange billioner dollars for at opbygge udviklingsprojekter og handelsforbindelser på tværs af snesevis af nationer. At strække sine ultrahøjspændingsledninger rundt i verden lover at udvide nationens svulmende økonomiske, teknologiske og politiske magt.

23.000 miles af ledninger

State Grid er sandsynligvis den største virksomhed, du aldrig har hørt om, med næsten 1 million ansatte og 1,1 milliarder kunder. Sidste år rapporterede det 9,5 milliarder dollars i overskud på 350 milliarder dollars i omsætning, hvilket gør det til det næststørste selskab på Fortunes Global 500 liste .

State Grid er allerede den største strømdistributør i Brasilien, hvor det byggede sin første (og stadig eneste) oversøiske ultrahøjspændingslinje. Virksomheden har også optaget aktier i nationale transmissionsselskaber i Australien, Grækenland, Italien, Filippinerne og Portugal. I mellemtiden skubber det videre på store projekter i Egypten, Etiopien, Mozambique og Pakistan og fortsætter med at byde på aktier i andre europæiske forsyningsselskaber.

En elektriker står foran en State Grid-afdeling i Kinas Hunan-provins i 2011. AP | Han dongping

Mange kinesiske virksomheder er meget ambitiøse i at sprede sig til udlandet, siger Simon Nicholas, en medforfatter af en rapport sporer disse investeringer af Institute for Energy Economics and Financial Analysis, en amerikansk tænketank. Men State Grid er på et andet niveau.

State Grid blev oprettet i slutningen af ​​2002, da regeringen brød et massivt monopol, State Power Corporation of China, op i 11 mindre elproduktions- og distributionsselskaber. Denne reguleringsmæssige adskillelse var designet til at indføre konkurrence og fremskynde udviklingen, da nationen kæmpede for at imødekomme stigende energibehov og standse tilbagevendende strømafbrydelser. Men State Grid var langt det største af to resulterende transmissionsselskaber, og det fungerer som et effektivt monopol på tværs af næsten 90% af nationen.

I 2004 håndplukkede kommunistpartiet Liu Zhenya, den tidligere leder af Shandong-provinsens magtkontor, til at erstatte den afgående administrerende direktør for State Grid. Liu, en kyndig operatør med talent for at navigere i partipolitik, begyndte næsten øjeblikkeligt at lobbye hårdt for ultrahøjspændingsprojekter, ifølge Senes of Power: The Politics of the State Grid Corporation of China af Xu Yi-Chong, professor ved Griffith University i Australien.

Linjer, der er i stand til at sende mere energi over større afstande, kunne sammenføje nationens fragmenterede net og øjeblikkeligt levere overskydende elektricitet fra en provins til en anden i nød, hævdede Liu. Senere, da Kina kom under et voksende pres for at rydde op i forurening og drivhusgasemissioner, udviklede State Grids rationale sig: elledningerne blev en måde at imødekomme den voksende mængde af vedvarende energiproduktion.

Fra starten hævdede kritikere, at State Grid skubbede ultrahøjspændingstransmission primært som et middel til at konsolidere sin dominerende stilling, eller at den nye teknologi var en dyr og risikabel måde at understøtte vakkelvorn energiinfrastruktur.

Men Lius argumenter vandt: Tidlige projekter blev godkendt og bygget, og partiledere prioriterede hurtigt ultrahøjspændingsteknologi i Kinas indflydelsesrige femårsplaner.

Virksomheden samarbejdede først tæt med udenlandske firmaer, der udviklede transmissionsteknologi, herunder Sveriges ABB og tyske Siemens, og det fortsætter med at købe noget udstyr fra dem. Men det tilegnede sig hurtigt sine partneres ekspertise og begyndte at udvikle sig sin egen teknologi , herunder højspændingstransformatorer samt ledninger, der kan fungere i meget høje højder og meget lave temperaturer. State Grid har også udviklet software, der præcist kan styre den spænding og frekvens, der ankommer til destinationspunkter i hele netværket, hvilket gør det muligt for systemet at reagere hurtigt og automatisk på skiftende niveauer af udbud og efterspørgsel.

Virksomheden Tændt sin første million-volts vekselstrømsledning i 2009 og verdens første 800.000 volt jævnstrømsledning i 2010. State Grid, og i forlængelse heraf Kina, er nu langt verdens største bygherre af disse linjer. Ved udgangen af ​​2017 var 21 ultrahøjspændingsledninger færdige i landet, med fire mere under opførelse, sagde Liu under en præsentation på Harvard University i april.

Tilsammen vil de strække sig næsten 23.000 miles og være i stand til at levere omkring 150 gigawatt elektricitet - omtrent produktionen af ​​150 atomreaktorer.

I slutningen af ​​sidste år havde Kina hældt mindst 400 milliarder yuan (57 milliarder dollars) ind i projekterne, ifølge Bloomberg New Energy Finance. Efter en opbremsning i nye projektgodkendelser i løbet af de sidste to år har Kinas nationale energiadministration sagde i september, at det vil skrive under på 12 nye ultrahøjspændingsprojekter inden udgangen af ​​2019.

Sagen er, at kineserne er de eneste, der seriøst bygger det på dette tidspunkt, siger Christopher Clack, administrerende direktør for Vibrant Clean Energy og tidligere forsker ved US National Oceanic and Atmospheric Administration. I en undersøgelse offentliggjort i Nature i 2016, fandt Clack ud af, at brug af højspændings-jævnstrømsledninger til at integrere det amerikanske elnet kunne reducere el-emissionerne til 80 % under 1990-niveauet inden for 15 år (se Sådan får du Wyoming-vinden til Californien, og skære 80 % af USA's kulstofemissioner).

At blive global

I slutningen af ​​februar 2016 gik Liu hen til talerstolen ved en energikonference i Houston og annoncerede en dristig plan: Brug af ultrahøjspændingsteknologi til at bygge et energinetværk, der ville kredse om kloden.

Ved at sammenkoble transmissionsinfrastruktur på tværs af oceaner og kontinenter, på samme måde som vi har flettet internettet sammen, kunne verden udnytte enorme lagre af vindkraft på Nordpolen og sol langs ækvator, sagde han. Dette ville rydde op i global elproduktion, reducere energiomkostningerne og endda lette internationale spændinger.

Til sidst vil vores verden blive til en fredelig og harmonisk global landsby, et fællesskab med fælles skæbne for hele menneskeheden med tilstrækkelig energi, blå himmel og grønt land, sagde han.

Liu Zhenya, daværende formand for State Grid Corporation of China, ved en pressekonference i Beijing i 2012. AP | Wang zhou

Selvfølgelig vil et sådant globalt net ikke ske. Det ville koste mere end 50 billioner dollars og kræve hidtil usete – og urealistiske – niveauer af international tillid og samarbejde. Desuden er der få nationer, der råber efter denne slags højspændingsledninger, selv inden for deres grænser.

En håndfuld lande udveksler allerede elektricitet gennem standard transmissionsledninger, men indsatsen for at dele vedvarende ressourcer på tværs af brede regioner har stort set gået ingen steder . Blandt de bemærkelsesværdige fejl er Desertec Industrial Initiative, en indsats støttet af Siemens og Deutsche Bank for ti år siden for at forsyne nordafrikanske, mellemøstlige og europæiske elnet med solenergi fra Sahara.

Men State Grids globale netplan er dybest set et salgsargument for dets langdistancetransmissionslinjer, der promoverer dem som en grundlæggende muliggørende teknologi til overgangen til ren energi. Hvis det eneste, virksomheden nogensinde opnår, er de indledende træk i visionen om global sammenkobling, og det udvikler regionale net, der forbinder en håndfuld nationer, kan det stadig tjene mange penge.

Navnlig på en konference i Beijing måneden efter Lius tale underskrev virksomheden en aftale med Korea Electric Power, Japans Softbank og det russiske elselskab Rosseti om at samarbejde om udviklingen af ​​et nordøstasiatisk supernet, der forbinder disse nationer og Mongoliet.

Softbank-chef Masayoshi Son havde foreslået en version af supernettet uafhængigt af State Grid tilbage i 2011, efter at Fukushima-atomkatastrofen understregede skrøbeligheden af ​​Japans elektricitetssektor.

Kenichi Yuasa, en talsmand for konglomeratet, sagde, at gennemførlighedsundersøgelser gennemført i 2016 og 2017 viste, at netforbindelser mellem Mongoliet, Kina, Korea og Japan, samt en rute mellem Rusland og Japan, er både teknisk og økonomisk gennemførlige. Vi, som kommerciel udvikler, er klar til at udføre projekterne og vil gerne levere håndgribelige fremskridt før OL i Tokyo i 2020, sagde han i en e-mail.

I et svar på forespørgsler fra MIT Technology Review anfægtede State Grid argumentet om, at den bredere globale sammenkoblingsplan ikke vil ske, eller at dens drivende motiver primært er økonomiske og geopolitiske.

'Den store succes med UHV-teknologiapplikation i Kina repræsenterer en stor innovation inden for kraftoverførselsteknologi,' sagde virksomheden i en erklæring. 'State Grid vil gerne dele denne form for teknologisk innovation med resten af ​​verden, der adresserer en mulig løsning på vitale bekymringer for menneskeheden, for eksempel miljøforurening, klimaændringer og mangel på adgang til elforsyning.'

Oprydning el gøre rent ?

Faktisk, selvom Kina har bygget langt flere ultrahøjspændingsledninger end noget andet land i verden, er dets eget net stadig noget af et rod. Landet kæmper for effektivt at balancere sin elproduktion og efterspørgsel og for at distribuere elektricitet, hvor og når det er nødvendigt. Et resultat er, at det ikke udnytter sine eksisterende vedvarende kraftværker fuldt ud. Et nyligt MIT papir bemærkede, at Kinas satser for begrænsning af vedvarende energi - betegnelsen for hvornår planter er droslet ned på grund af utilstrækkelig efterspørgsel - er de højeste i verden og bliver højere.

En del af problemet er, at det er nemmere og mere lukrativt at bruge forudsigelige elektroner fra kilder som kul eller atomkraft, som giver en konstant strøm af elektricitet, end den variable produktion fra vedvarende energi, siger Valerie Karplus, tidligere direktør for Tsinghua-MIT China Energy og klimaprojekt. Obligatoriske kvoter for fossile brændselsanlæg og provinspolitik forvrider også tildelingsbeslutninger, tilføjer hun.

Mindre end halvdelen af ​​de ultrahøjspændingsledninger, der er bygget eller planlagt til dato i Kina, er beregnet til at overføre elektricitet fra vedvarende kilder, ifølge en sen-2017 rapport af Bloomberg New Energy Finance.

At få mest muligt ud af vind, sol og andre intermitterende kilder vil kræve genovervejelse af, hvordan man gør netdrift mere fleksibel og lydhør, sagde Karplus i en e-mail.

På trods af sine påståede grønne ambitioner har State Grid selv modstået de bredere markedsreformer, der ville være nødvendige for at mindske Kinas afhængighed af fossile brændselsanlæg. Alt dette rejser spørgsmål om virksomhedens forpligtelse til at reducere udledningen af ​​drivhusgasser, og hvor meget langdistanceledningerne virkelig vil bidrage til at rense elproduktionen andre steder.

Sigende nok er State Grids vigtigste målmarkeder i fattige lande, hvor fossile brændselsanlæg dominerer, og kinesiske virksomheder er travlt byggeri hundredvis af nye kulværker. Så der er ringe grund til at forvente, at alle ultrahøjspændingsledninger bygget der primært vil bære energi fra vedvarende kilder når som helst snart.

Jeg har ikke set noget, der ville få mig til at tro, at det her er en del af et grønt udviklingsinitiativ, siger Jonas Nahm, der studerer Kinas energipolitik på Johns Hopkins School of Advanced International Studies. Jeg tror, ​​at State Grid bare vil sælge disse ting hvor som helst og dominere med sine egne standarder over dem, der er udviklet af Siemens og andre virksomheder.

Han mener, at State Grids bredere ambitioner er knyttet til Bælte- og vejinitiativ , hvorigennem Kinas statsbanker pløjer billioner ind i infrastrukturprojekter på tværs af Asien og Afrika i et forsøg på at sælge kinesiske varer og styrke landets geopolitiske indflydelse. At bygge, eje eller drive en anden nations kritiske infrastruktur – det være sig søhavne eller transmissionslinjer – tilbyder en særlig effektiv rute til at udøve blød og nogle gange knap så blød magt. Det her er virkelig en kamp om udviklingslandene, siger Nahm.

skjule