211service.com
Kinas potentielle vindpotentiale
Kina har fordoblet sin installerede vindkraftkapacitet hvert år i de seneste fem, og er i år i gang med at fortrænge USA som verdens største marked for nye installationer. Men forskere fra Harvard University og Beijings Tsinghua University antyder, at den kinesiske vindkraftindustri næppe er begyndt at udnytte sit potentiale. Ifølge deres meteorologiske og finansielle modellering, rapporteret i tidsskriftet Videnskab i sidste uge var der nok stærk vind i Kina til rentabelt at tilfredsstille hele landets efterspørgsel efter elektricitet indtil mindst 2030.
Vindkraft: Vindkraftværker i Xinjiang, Kina.
Harvard-Tsinghua projektleder Michael McElroy og kolleger kvantificerede Kinas vindenergipotentiale ved først at modellere tilgængeligheden af vind. For at gøre dette huggede de det kinesiske kort i pakker på 3.335 kvadratkilometer hver og brugte fem års nyere meteorologiske data til at generere en vindprofil for hver parcel. Dernæst tilføjede de industristandard 1,5 megawatt vindmøller på tværs af hver parcel (undtagen uvenligt terræn såsom stejle bakker, skove og byområder) i modellen og estimerede hver parcels energiudbytte. Til sidst beregnede de prisen på den energi, der kunne produceres, som funktion af omkostningerne ved at installere møllerne.
Modelleringen afslører omfattende regioner, koncentreret i det nordlige og vestlige Kina, hvor meget energi kan genereres til omkostninger svarende til de regeringsbestemte energisatser, som etableres vindmølleparker, som spænder fra 0,38 til 0,55 kinesiske yuan (6 cent til 8 cent) per kilowatt-time (kwh). For eksempel forudsiger modellen, at vindmølleparkoperatører rentabelt kunne generere 6,96 billioner kwh vindenergi – mere end det dobbelte af Kinas årlige strømforbrug på 3,4 billioner kwh og sammenligneligt med den forventede samlede efterspørgsel i 2030 – til en kontraktpris på 0,516 kinesiske yuan (7,5 øre) pr. kwh.
Med andre ord tilbyder vind en kulstofneutral energikilde til at opfylde Kinas strømbehov i de næste to årtier. At imødekomme den trinvise efterspørgsel med kulfyret produktion vil derimod generere 3,5 milliarder tons kuldioxid om året (mere drivhusgas end EU forventer at frigive i 2030).
McElroy, en Harvard-professor i miljøstudier, insisterer på, at sådanne ambitiøse visioner er realistiske og værd at overveje seriøst. For det første er 0,516 kinesiske yuan i den lave ende af de tariffer for fremtidige vindmølleparker, som Kinas Nationale Folkekongres godkendte i sidste måned. For det andet overgår Kinas vindindustri allerede målene år efter år. Kina vil nå sit 2020-mål for vindkraft næste år, et årti for tidligt, da vindkraftkapaciteten stiger over 30.000 MW, ifølge Bruxelles-baserede Global Wind Energy Council . I 2020 vil Kina sandsynligvis have installeret 135.000 MW vindkraftkapacitet, ifølge analyse fra konsulentfirmaet Ny energiforskning , baseret i Cambridge, MA.
McElroy erkender dog, at Kinas net skal være smartere og stærkere for at imødekomme vindenergiens variation. Faktisk siger Global Wind Energy Council, at Kinas underudviklede transmissionssystem allerede er en hindring, der forsinker starten af energiproduktion fra nye vindmølleparker. Og gruppen siger, at problemet bliver mere akut, efterhånden som Kinas vindudvikling skifter til de vindrige, men fjerntliggende regioner i nord og vest, hvor nettet er svagere end gennemsnittet, og strømmen skal rejse længere for at nå forbrugerne. I Kinas nordlige autonome region Indre Mongoliet begrænser nettets grænser foreslåede vindprojekter, ifølge Sebastian Meyer, forskningsdirektør for det Beijing-baserede konsulentfirma Azure International.
Vind superkraft: Forskere fra Harvard University og Tsinghua University fusionerede meteorologisk og vindmøllemodellering for at kortlægge Kinas vindenergipotentiale. Den potentielle effekt af 1,5 MW vindmøller er vist som en procentdel af maksimal effekt over tid.
Meyer siger, at udfordringen vil være lige så meget administrativ og økonomisk som teknisk. Han siger, at et politisk imperativ for udvikling af landdistrikter garanterer, at vindkraft forbliver populær blandt lokale og regionale embedsmænd, men hvordan man finansierer smartening og balancering af nettet, skal løses. Et tillæg på 0,001-0,002 kinesiske yuan pr. kWh, som kinesiske forbrugere betaler for at støtte integration af vedvarende energi, dækker knap de direkte omkostninger ved at lappe vindmølleparker ind i nettet. Selv til denne begrænsede slutanvendelse er der kommet midler tilbage til de lokale net med betydelig forsinkelse, siger Meyer.
Så igen, siger McElroy, opgraderer Kina allerede aggressivt sine elnet for at forbinde fjerntliggende vandkraftprojekter med befolkningscentre - en proces, der kan udvides til at distribuere massiv produktion fra notorisk uforudsigelige vindmølleparker. Kina har helt sikkert know-how til at bygge langdistance højspændingstransmissionssystemer, siger McElroy.
De store netopgraderinger, der allerede er i gang i Kina, gør i vid udstrækning brug af højspændings-jævnstrømsledninger (HVDC) i kontinental skala, som fortsat er stoffet i supernet-planer i Europa og USA. De er førende i verden med at implementere langdistancetransmissionsordninger, siger Bjarne Andersen, direktør for det britiske konsulentfirma Andersen Power Electronic Solutions og ekspert i den ultraeffektive HVDC-teknologi. Andersen siger, at Kina allerede driver HVDC-linjer med 19.860 MW strøm, bygger linjer for yderligere 18.900 MW og planlægger 17.900 MW mere.
Og Andersen siger, at Kinas magtplanlæggere er innovative. En 800-kilovolt HVDC-forbindelse fra det centrale Yunnan-provinsen til kystnære Guangdong, som vil være verdens første, når den starter op senere i år, forventes at miste 30 % mindre energi under transit end nutidens 500 kV-ledninger. Flere flere 800 kV-ledninger er under opførelse.
De nuværende netopgraderinger afspejler, hvad der ville være nødvendigt for at overføre fjernvindkraft. De fleste nye transmissionslinjer er designet til at drive strøm fra vestlige vandkraftdæmninger mod østlige megabyer som Beijing, Shanghai og Guangzhou, siger Andersen. Men der er tegn på, at netplanlæggere også begynder at tage vindudbygning seriøst. Byggeriet begyndte sidste år på en 750 kV AC-ledning til at transportere elektricitet fra en vindmøllepark i den vestlige Gansu-provins, som er et af seks nationale vindenergi-megaprojekter godkendt af regeringen. Gansus vindmøllepark, kaldet Three Gorges Dam on Land, forventes at vokse til 20.000 MW i 2020 til en anslået pris på 120 milliarder kinesiske yuan ($17,5 milliarder).
McElroy siger, at Kinas politiske situation også kan egne sig til at tilføje de nødvendige transmissionslinjer. Vindrige regioner som det etnisk uiguriske nordvest er blandt Kinas fattigste, og regeringen har en interesse i at fremme deres økonomiske udvikling. McElroy tilføjer, at lokal opposition, som har forhindret transmissionsprojekter i Nordamerika og Europa i årevis, sandsynligvis ikke vil stoppe Kinas vindenergistigning. Regeringen har sandsynligvis mere magt til at indføre en plan, når den er godkendt.