Kinas gigantiske overføringsnett kan være nøkkelen til å kutte klimautslipp

Konseptuell illustrasjon som viser et kart over verden og et animert overføringsnett Franziska Barczyk

I begynnelsen av februar begynte kinesiske arbeidere å sette sammen et skyhøye rødt-hvitt overføringstårn på den østlige kanten av landets Anhui-provins. Mennene gikk over metallrør mens de strammet sammen seksjoner med gitter hengt høyt over den sørlige bredden av Yangtze-elven.

Arbeiderne reiste en kritisk komponent av verdens første 1,1 millioner volt overføringslinje, på et tidspunkt da amerikanske selskaper er sliter å bygge noe over 500 000 volt. Når det statligeide verktøyet, State Grid of China, fullfører prosjektet neste år, vil linjen strekke seg fra Xinjiang-regionen i nordvest til Anhui i øst, og koble kraftverk dypt i det indre av landet til byer nær kysten .

En kran løfter verdens kraftigste omformertransformator, utviklet for State Grids 1,1 millioner volt overføringslinje, i Kinas Anhui-provins i mars 2018. AP | Tenk deg selv

Denne historien var en del av januar 2019-utgaven vår

• Se resten av saken
• Abonnere

Transmisjonslinjen vil være i stand til å levere ytelsen til 12 store kraftverk over nesten 2000 miles (3200 kilometer), og sende 50 % mer strøm 600 miles lenger enn noe som noen gang har blitt bygget. (Høyspentlinjer kan føre elektrisitet over lengre avstander med lavere overføringstap.) Som en utenlandsk utstyrsleverandør for prosjektet skryter , kan linjen sende elektrisitet fra Beijing til Bangkok - noe som, som det skjer, bare antyder State Grids økende globale ambisjoner.

Selskapet utviklet og bygde i utgangspunktet ultrahøyspentlinjer for å møte den svulmende energiappetitten over den vidstrakte nasjonen, der høye fjell og store avstander skiller befolkningssentre fra kull-, vannkraft-, vind- og solressurser. Men nå forfølger State Grid et langt mer ambisiøst mål: å sy sammen elektrisitetssystemene til nabolandene til transkontinentale supernett som er i stand til å bytte energi på tvers av grenser og hav.

Disse massive nettverkene kan bidra til å redusere klimautslippene ved å gjøre det mulig for fluktuerende fornybare kilder som vind og sol å generere en langt større andel av elektrisiteten som brukes av disse landene. De lengre linjene med høyere kapasitet gjør det mulig å balansere den dimmende solen i én tidssone med for eksempel vind, vannkraft eller geotermisk energi flere soner unna.

Politikk og byråkrati har hindret utplasseringen av slike enorme, moderne strømnett i store deler av verden. I USA kan det ta mer enn et tiår å sikre de nødvendige godkjenningene for tårnene, ledningene og underjordiske rørene som går på tvers av deler av føderale, nasjonale, statlige, fylkeskommunale og private landområder – en sjelden gang når de får godkjent i det hele tatt.

Et sammenkoblet overføringsnett over lang avstand er en stor del av klimapuslespillet, sier Steven Chu, den tidligere amerikanske energiministeren, som fungerer som nestleder i den ideelle organisasjonen som State Grid lanserte i 2016 for å fremme internasjonale nettforbindelser. Kina sier «Vi ønsker å være ledende innen alle disse fremtidige teknologiene» i stedet for å se i bakspeilet slik USA ser ut til å gjøre for øyeblikket.

Men å legge til rette for større bruk av fornybar energi er tydeligvis ikke Kinas eneste, eller til og med primære, motivasjon. Overføringsinfrastruktur er en strategisk del av Belt and Road Initiative, Kinas innsats på flere milliarder dollar for å bygge utviklingsprosjekter og handelsforbindelser på tvers av dusinvis av nasjoner. Å strekke sine ultrahøyspentledninger rundt om i verden lover å utvide nasjonens svulmende økonomiske, teknologiske og politiske makt.

23 000 miles med ledninger

State Grid er sannsynligvis det største selskapet du aldri har hørt om, med nesten 1 million ansatte og 1,1 milliarder kunder. I fjor rapporterte det 9,5 milliarder dollar i overskudd på 350 milliarder dollar i omsetning, noe som gjør det til det nest største selskapet på Fortunes Global 500-liste .

State Grid er allerede den største kraftdistributøren i Brasil, hvor det bygde sin første (og fortsatt eneste) oversjøiske ultrahøyspentlinje. Selskapet har også tatt opp eierandeler i nasjonale overføringsselskaper i Australia, Hellas, Italia, Filippinene og Portugal. I mellomtiden presser den videre på store prosjekter i Egypt, Etiopia, Mosambik og Pakistan og fortsetter å by på aksjer i andre europeiske energiselskaper.

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

Mange kinesiske selskaper er veldig ambisiøse når det gjelder å spre seg til utlandet, sier Simon Nicholas, en medforfatter av en rapportere sporer disse investeringene av Institute for Energy Economics and Financial Analysis, en amerikansk tenketank. Men State Grid er på et annet nivå.

State Grid ble opprettet på slutten av 2002, da regjeringen brøt opp et massivt monopol, State Power Corporation of China, i 11 mindre kraftproduksjons- og distribusjonsselskaper. Denne regulatoriske adskillelsen ble designet for å introdusere konkurranse og akselerere utviklingen ettersom nasjonen kjempet for å møte økende energibehov og stoppe gjentatte strømbrudd. Men State Grid var det desidert største av to resulterende overføringsselskaper, og det fungerer som et effektivt monopol over nesten 90% av nasjonen.

I 2004 håndplukket kommunistpartiet Liu Zhenya, den tidligere sjefen for Shandong-provinsens kraftbyrå, til å erstatte den avtroppende administrerende direktøren for State Grid. Liu, en erfaren operatør med talent for å navigere i partipolitikk, begynte nesten umiddelbart å lobbye hardt for ultrahøyspentprosjekter, ifølge Senews of Power: The Politics of the State Grid Corporation of China av Xu Yi-Chong, professor ved Griffith University i Australia.

Linjer som er i stand til å sende mer energi over større avstander kan sy sammen nasjonens fragmenterte nett, og umiddelbart levere overflødig strøm fra en provins til en annen i nød, hevdet Liu. Senere, da Kina kom under økende press for å rydde opp i forurensning og klimagassutslipp, utviklet State Grids begrunnelse: kraftledningene ble en måte å imøtekomme den økende mengden fornybar energiproduksjon.

Fra starten hevdet kritikere at State Grid presset på med ultrahøyspent overføring først og fremst som et middel til å konsolidere sin dominerende posisjon, eller at den nye teknologien var en dyr og risikabel måte å støtte opp vaklevoren energiinfrastruktur.

Men Lius argumenter vant frem: tidlige prosjekter ble godkjent og bygget, og partiledere prioriterte snart ultrahøyspentteknologi i Kinas innflytelsesrike femårsplaner.

Selskapet samarbeidet først tett med utenlandske firmaer som utvikler overføringsteknologi, inkludert Sveriges ABB og Tysklands Siemens, og det fortsetter å kjøpe noe utstyr fra dem. Men det assimilerte raskt ekspertisen til partnerne og begynte å utvikle seg sin egen teknologi , inkludert høyspenttransformatorer samt linjer som kan fungere i svært høye høyder og svært lave temperaturer. State Grid har også utviklet programvare som nøyaktig kan kontrollere spenningen og frekvensen som kommer til destinasjonspunkter i hele nettverket, slik at systemet kan reagere raskt og automatisk på skiftende nivåer av tilbud og etterspørsel.

Firmaet skrudd på sin første million-volts vekselstrømlinje i 2009 og verdens første 800 000 volt likestrømlinje i 2010. State Grid, og i forlengelsen Kina, er nå verdens desidert største produsent av disse linjene. Ved utgangen av 2017 var 21 ultrahøyspentlinjer ferdigstilt i landet, med fire til under bygging, sa Liu under en presentasjon ved Harvard University i april.

Til sammen vil de strekke seg nesten 23 000 miles og være i stand til å levere rundt 150 gigawatt elektrisitet - omtrent ytelsen til 150 atomreaktorer.

På slutten av fjoråret hadde Kina strømmet minst 400 milliarder yuan (57 milliarder dollar) inn i prosjektene, ifølge Bloomberg New Energy Finance. Etter en nedgang i nye prosjektgodkjenninger i løpet av de siste to årene, har Kinas nasjonale energiadministrasjon sa i september at det vil signere på 12 nye ultrahøyspentprosjekter innen utgangen av 2019.

Faktum er at kineserne er de eneste som seriøst bygger det på dette tidspunktet, sier Christopher Clack, administrerende direktør i Vibrant Clean Energy og tidligere forsker ved US National Oceanic and Atmospheric Administration. I en studere publisert i Nature i 2016, fant Clack at bruk av høyspent likestrømslinjer for å integrere det amerikanske nettet kunne kutte elektrisitetsutslipp til 80 % under 1990-nivåer innen 15 år (se Hvordan få Wyoming-vinden til California, og kutte 80 % av USAs karbonutslipp).

Blir global

I slutten av februar 2016 gikk Liu til talerstolen på en energikonferanse i Houston og kunngjorde en dristig plan: å bruke ultrahøyspentteknologi for å bygge et energinettverk som skulle sirkle kloden.

Ved å koble sammen overføringsinfrastruktur på tvers av hav og kontinenter, på samme måte som vi har flettet sammen internett, kan verden utnytte enorme lagre av vindkraft på Nordpolen og solenergi langs ekvator, sa han. Dette vil rydde opp i global elektrisitetsproduksjon, kutte energikostnader og til og med lette internasjonale spenninger.

Til slutt vil vår verden bli til en fredelig og harmonisk global landsby, et fellesskap med skjebnefellesskap for hele menneskeheten med tilstrekkelig energi, blå himmel og grønt land, sa han.

Liu Zhenya, daværende styreleder i State Grid Corporation of China, på en pressekonferanse i Beijing i 2012. AP | Wang zhou

Selvfølgelig vil et slikt globalt rutenett ikke skje. Det ville koste mer enn 50 billioner dollar og kreve enestående – og urealistiske – nivåer av internasjonal tillit og samarbeid. Dessuten er det få nasjoner som roper etter denne typen høyspentlinjer selv innenfor deres grenser.

En håndfull land utveksler allerede strøm gjennom standard overføringslinjer, men innsatsen for å dele fornybare ressurser på tvers av store regioner har i stor grad gått ingensteds . Blant de bemerkelsesverdige feilene er Desertec Industrial Initiative, en innsats støttet av Siemens og Deutsche Bank for et tiår siden for å drive strømnettet i Nord-Afrika, Midtøsten og Europa med solenergi fra Sahara.

Men State Grids globale nettplan er i utgangspunktet et salgsargument for sine langdistanseoverføringslinjer, og fremmer dem som en grunnleggende muliggjørende teknologi for overgangen til ren energi. Hvis alt selskapet noen gang oppnår er åpningsgrepene i visjonen om global sammenkobling, og det utvikler regionale nett som forbinder en håndfull nasjoner, kan det fortsatt tjene mye penger.

Spesielt, på en konferanse i Beijing måneden etter Lius tale, signerte selskapet en avtale med Korea Electric Power, Japans Softbank og det russiske kraftselskapet Rosseti om å samarbeide om utviklingen av et nordøstasiatisk supernett som forbinder disse nasjonene og Mongolia.

Softbank-sjef Masayoshi Son hadde foreslått en versjon av supernettet uavhengig av State Grid tilbake i 2011, etter at atomkatastrofen i Fukushima understreket skjørheten til Japans elektrisitetssektor.

Kenichi Yuasa, en talsperson for konglomeratet, sa at mulighetsstudier fullført i 2016 og 2017 viste at nettforbindelser mellom Mongolia, Kina, Korea og Japan, samt en rute mellom Russland og Japan, er både teknisk og økonomisk gjennomførbare. Vi, som kommersiell utvikler, er klare til å gjennomføre prosjektene og ønsker å levere konkret fremgang før OL i Tokyo i 2020, sa han i en e-post.

I et svar på henvendelser fra MIT Technology Review, bestred State Grid argumentet om at den bredere globale sammenkoblingsplanen ikke vil skje, eller at drivmotivene først og fremst er økonomiske og geopolitiske.

'Den store suksessen til UHV-teknologiapplikasjonen i Kina representerer en stor innovasjon innen kraftoverføringsteknologi,' sa selskapet i en uttalelse. 'State Grid ønsker å dele denne typen teknologisk innovasjon med resten av verden, og adressere en mulig løsning på viktige bekymringer for menneskeheten, for eksempel miljøforurensning, klimaendringer og mangel på tilgang til strømforsyning.'

Rydde opp eller rydder opp ?

Faktisk, selv om Kina har bygget langt flere ultrahøyspentlinjer enn noe annet land i verden, er dets eget nett fortsatt noe av et rot. Landet sliter med å effektivt balansere sin kraftproduksjon og etterspørsel, og å distribuere elektrisitet der og når det trengs. Et resultat er at den ikke utnytter sine eksisterende fornybare kraftverk fullt ut. Et nylig MIT papir bemerket at Kinas rater for fornybar innskrenkning - betegnelsen for når planter blir strupet ned på grunn av utilstrekkelig etterspørsel - er de høyeste i verden og blir høyere.

En del av problemet er at det er enklere og mer lukrativt å bruke forutsigbare elektroner fra kilder som kull eller kjernekraft, som gir en konstant strøm av elektrisitet, enn variabel generasjon fra fornybar energi, sier Valerie Karplus, tidligere direktør for Tsinghua-MIT China Energy og klimaprosjektet. Obligatoriske kvoter for fossile brenselanlegg og provinspolitikk forvrenger også tildelingsbeslutninger, legger hun til.

Mindre enn halvparten av ultrahøyspentlinjene som er bygget eller planlagt til dags dato i Kina er ment å overføre elektrisitet fra fornybare kilder, ifølge en sent-2017 rapportere av Bloomberg New Energy Finance.

Å få mest mulig ut av vind, sol og andre intermitterende kilder vil kreve å tenke nytt om hvordan man kan gjøre nettdrift mer fleksibel og responsiv, sa Karplus i en e-post.

Til tross for sine påståtte grønne ambisjoner, har State Grid selv motstått de bredere markedsreformene som ville være nødvendige for å redusere Kinas avhengighet av fossilt brenselanlegg. Alt dette reiser spørsmål om selskapets forpliktelse til å kutte klimagassutslipp, og hvor mye langdistanselinjene virkelig vil bidra til å rydde opp i kraftproduksjon andre steder.

Tydeligvis er State Grids hovedmålmarkeder i fattige land hvor fossile brenselanlegg dominerer og kinesiske selskaper er travel bygning hundrevis av nye kullverk. Så det er liten grunn til å forvente at eventuelle ultrahøyspentlinjer bygget der først og fremst vil frakte energi fra fornybare kilder når som helst snart.

Jeg har ikke sett noe som kan få meg til å tro at dette er en del av et initiativ for grønn utvikling, sier Jonas Nahm, som studerer Kinas energipolitikk ved Johns Hopkins School of Advanced International Studies. Jeg tror State Grid bare ønsker å selge disse tingene hvor som helst og dominere med sine egne standarder over de som er utviklet av Siemens og andre selskaper.

Han mener State Grids bredere ambisjoner er knyttet til Belte- og veiinitiativ , der Kinas statsbanker pløyer billioner inn i infrastrukturprosjekter over hele Asia og Afrika i et forsøk på å selge kinesiske varer og styrke landets geopolitiske innflytelse. Å bygge, eie eller drifte en annen nasjons kritiske infrastruktur – det være seg havner eller overføringslinjer – tilbyr en spesielt effektiv rute for å utøve myk og noen ganger ikke så myk kraft. Dette er virkelig en kamp om utviklingsland, sier Nahm.

gjemme seg