في ربيع عام 2009، بعد تشغيل المشروع النموذجي لنقل تيار الجهد الفائق المتردد بألف كيلوفولت بين جيندونغنان ونانيانغ وجينمن، قام ليو تشن يا، المدير العام لشركة الشبكة الوطنية للكهرباء بالصين، بزيارة الولايات المتحدة الأمريكية وتحدث مع ستيفن تشو، وزير الطاقة الأمريكي آنذاك. قال ستيفن تشو: إنني أغبطكم على تقنية الجهد الفائق." وأضاف: "لقد تقدمتم على الولايات المتحدة الأمريكية، ونريد أن نتقاسم هذا الإنجاز معكم حقا ".

من الفولتية العالية إلى الفولتية الفائقة حتى الجهد الفائق، تواجه الصين تحديات تقنية ضخمة لكل مستوى من زيادة جهد النقل. تشير تقنية نقل الجهد الفائق إلى تقنية النقل لألف كيلوفولت من التيار المتردد وثمانمائة كيلوفولت من التيار المباشر وما فوق. بالمقارنة مع طريقة نقل الكهرباء بالجهد المنخفض، فهي تتميز بمزايا المسافة الطويلة والسعة الكبيرة والفاقد القليل وتوفير موارد الأرض. تم تشغيل أول مشروع لنقل طاقة الجهد الفائق في الصين رسميا في 6 يناير عام 2009، مما يشير إلى أن تكنولوجيا نقل الطاقة الكهربائية في الصين قد وصلت إلى المستوى الرائد في العالم. تعمل تقنية نقل الجهد الفائق على حل مشكلة النقل لمسافة طويلة عبر المناطق المختلفة، وتخلق ظروفا لتطوير الطاقة المتجددة على نطاق واسع في غربي الصين. إنه إنجاز تقني تاريخي لثورة الطاقة في الصين واختراق كبير في تطوير الإنتاجية المتقدمة للصين.

تكنولوجيا الطاقة الكهربائية تحقق "الريادة الصينية"

في عام 1986، بدأت الصين في الأبحاث حول تكنولوجيا الجهد الفائق. ومنذ ذلك الحين، أدرجت الصين هذه الأبحاث، بشكل مستمر، في الخطط الوطنية السابعة والثامنة والخامسة عشرة للبحث العلمي والتكنولوجي، وقد تراكمت لديها خبرة قيّمة في هذا المجال. كما تم تضمين الأبحاث في "الخطوط العريضة للخطة الوطنية المتوسطة والطويلة الأجل لتطوير العلوم والتكنولوجيا" و"خطة دعم العلوم والتكنولوجيا الوطنية" و"الخطة الخمسية الحادية عشرة". إن التشغيل السلس للمشروع النموذجي لنقل التيار المتردد بقدرة 750 كيلوفولت في شمالي غرب الصين والتنفيذ الناجح لمشروع نقل التيار المستمر بقدرة 500 كيلوفولت من المضايق الثلاثة قد أديا إلى تحسين القدرة التصنيعية ومستوى معدات نقل الكهرباء في الصين، وخلق الظروف لبحث وتطوير وتطبيق تقنية ومعدات الجهد الفائق.

ومع ذلك، عندما وافقت اللجنة الوطنية للتنمية والإصلاح على بناء المشروع النموذجي لنقل تيار الجهد الفائق المتردد بألف كيلوفولت بين جيندونغنان ونانيانغ وجينمن في أغسطس عام 2006، كانت تقنية الجهد الفائق التي شهدت عشرين عاما من الاستكشاف والبحث لا تزال بحاجة إلى التغلب على العديد من الصعوبات.

في مارس 2008، أتمت شركة شنيانغ المحدودة لمحولات الكهرباء (TBEA) بنجاح تصميم محول بقدرة 1000 كيلوفولت. هذا المحول، باعتباره من معدات الجهد الفائق الرئيسية، جمع جهودا لا حصر لها من النخب العلمية والتكنولوجية المحلية في المجالات المعنية. في يونيو عام 2008، حقق اختبار محول وزنه 400 طن بتكلفة 50 مليون يوان نجاحا تاما.

من أجل حل سلسلة من المشكلات ذات المستوى العالمي وتشكيل التقنيات الأساسية مع حقوق الملكية الفكرية المستقلة في أعمال الجهد الفائق، قام المشروع النموذجي لنقل تيار الجهد الفائق المتردد بألف كيلوفولت بين جيندونغنان ونانيانغ وجينمن بأكمله بالتعاون مع أكثر من 100 وحدة، تشمل مؤسسات البحث العلمي والتصنيع والتصميم والمعاهد والجامعات، إلخ، واشترك في المشروع ما يقرب من خمسين ألف شخص، قاموا بأكثر من 180 بحثا تقنيا رئيسيا و9 فئات من أكثر من 40 نوعا من تطوير المعدات الرئيسية، وحققوا اختراقات مبتكرة في التحكم في الجهد وتكوين العزل الخارجي والتحكم في البيئة الكهرومغناطيسية والتطوير الكامل للمعدات وتكامل النظام وقدرات الاختبار. لقد أتقنت الصين تماما التكنولوجيا الأساسية لنقل تيار الجهد الفائق المتردد، ونجحت في تطوير مجموعة كاملة من المعدات الرئيسية، وتحديث الرقم القياسي العالمي لمعدات نقل وتحويل الكهرباء الرئيسية، وبناء مشروع نقل التيار المتردد بأعلى مستوى من جهد الكهرباء وأقوى قدرة لنقل الكهرباء في العالم.

في صباح يوم 8 يناير 2013، في مؤتمر جائزة العلوم والتكنولوجيا الوطنية، الذي أقيم في قاعة الشعب الكبرى ببكين، فازت "تكنولوجيا نقل التيار المتردد الرئيسية، والمعدات الكاملة والتطبيق الهندسي" بالجائزة المتميزة لجائزة التقدم العلمي والتكنولوجي الوطنية. هذا هو أعلى تكريم حصل عليه مجال الهندسة الكهربائية الصينية في جائزة العلوم والتكنولوجيا الوطنية. كما فاز "مشروع نقل تيار الجهد الفائق المباشر بقدرة 800 كيلوفولت" أيضا بجائزة الصناعة الصينية.

وفقا لرأي ليو كاي جيون، الرئيس السابق لمعهد الاقتصاد والتكنولوجيا للشبكة الوطنية للكهرباء بالصين، تعد هاتان التقنيتان علامتين هامتين في تطوير صناعة الطاقة الكهربائية في الصين. لقد تم تغيير الوضع السلبي لصناعة الطاقة الكهربائية في الصين بعد تطور الدول الغربية المتقدمة لفترة طويلة، حيث تم إيجاد "المعيار الصيني" وتحقيق "الابتكار الصيني" و"الريادة الصينية".

في الثالث من نوفمبر عام 2020، وافقت اللجنة الوطنية للتنمية والإصلاح رسميا على مشروع نقل التيار المباشر بقدرة 800 كيلوفولت بين بايخهتان وجيانغسو باستثمارات إجمالية بلغت 7ر30 مليار يوان (الدولار الأمريكي يساوي 5ر6 يوانات حاليا) وقدرة نقل تبلغ 8 ملايين كيلووات.

إن سوق بناء الجهد الفائق، مدفوعة بطفرة البنية التحتية الجديدة، لا تزال مزدحمة. ويتوقع "الكتاب الأبيض بشأن تطوير صناعة الجهد الفائق وفرص الاستثمار في البنية التحتية الجديدة"، الذي صدر مؤخرا، أنه بحلول عام 2022، سيصل إجمالي حجم الاستثمار المدفوع بصناعة الجهد الفائق وروابط المنبع والمصب في السلسلة الصناعية لها إلى 414 مليار يوان في الصين؛ في عام 2025، سيصل حجم الاستثمار الإجمالي لصناعة الجهد الفائق والصناعات المدفوعة بها إلى 587 مليار يوان.

 قال ليو كاي جيون: "تقنية الجهد الفائق هي أكثر تقنيات نقل الطاقة تقدما في العالم حاليا. إنها تقنية إستراتيجية تعزز ترقية تكنولوجيا الطاقة وتضمن سلامة إمدادات الطاقة والاقتصاد وحماية البيئة." إن تقنية الجهد الفائق يمكن أن تصبح أحد المجالات الرئيسية السبعة للبنية التحتية الجديدة، إذ أنها تمثل الاتجاه الرئيسي للتنمية الاقتصادية والاجتماعية وتحسين الجودة الصناعية وتنشيطها، ولها سلسلة صناعية طويلة وقوة دافعة قوية ومنافع اقتصادية واجتماعية ملحوظة، وغيرها من المزايا.

تحسين مشهد الطاقة في الصين

في 24 نوفمبر عام 2020، تم تشغيل محولات كونبي- لونغمن لنقل تيار الجهد العالي الثنائي القطب ضمن مشروع كونليولونغ لنقل التيار المباشر لأول مرة، لزيادة الجهد بشكل مطرد من 680 كيلوفولت إلى 800 كيلوفولت. زادت قوة النقل إلى 800 ميغاوات بشكل مطرد، مما يشير إلى دخول الجهد الفائق الصيني عصر نقل التيار المباشر بالجهد العالي. هذا هو أول استخدام في العالم لنقل الكهرباء عبر مسافات طويلة من خلال تطبيق LCC/VSC-UHVDC وVSC-UHVDC، وهو أيضا اختراق آخر في تكنولوجيا الجهد الفائق الصينية. بعد اكتمال المشروع، ستصل قدرة النقل الكهربائية الإجمالية إلى 8 ملايين كيلووات. ستزداد سعة الحمل الكهربائي في مقاطعة قوانغدونغ بمقدار 5 ملايين كيلووات وفي مقاطعة قوانغشي بمقدار 3 ملايين كيلووات، مما سيزيد من تحسين هيكل الطاقة في المقاطعات والمناطق الجنوبية الخمس، ويدعم شبكة كهرباء خضراء أكثر استقرارا وأمانا، ويعزز إستراتيجية "نقل الكهرباء من الغرب إلى الشرق".

قال ليو كاي كون: "تقنية الجهد الفائق هي التكنولوجيا الأساسية لحل مشكلة التوزيع العكسي لموارد الطاقة وحمل الكهرباء في الصين، وتنفيذ إستراتيجية نقل الكهرباء من الغرب إلى الشرق ونقل الكهرباء عبر المناطق وعلى نطاق واسع." بالمقارنة مع طرق نقل الكهرباء ذات الجهد العالي فإن نقل الكهرباء بالجهد الفائق له مزايا واضحة في كفاءة النقل العالية ومسافة النقل الطويلة وتوفير موارد الأرض. تحدد الظروف الوطنية للطاقة في الصين أنه يجب عليها تطوير الجهد الفائق.

 منذ الخطة الخمسية الثالثة عشرة، زاد استهلاك الكهرباء في الصين بمعدل سنوي 2ر6%، بمتوسط استهلاك سنوي جديد للكهرباء يبلغ 360 مليار كيلووات ساعة، وهو ما يعادل حجم استهلاك الكهرباء الإجمالي في المملكة المتحدة، التي تحتل المرتبة الحادية عشرة في استهلاك الكهرباء في العالم. بالنظر إلى "الخطة الخمسية الرابعة عشرة"، فإن الاقتصاد الصيني في المرحلتين المتوسطة والمتأخرة من التصنيع ومرحلة التحول الحضري السريع بشكل عام، وسيستمر الطلب على الكهرباء في النمو بشكل كبير. تشير التقديرات إلى أنه بحلول عام 2025، سيكون استهلاك الكهرباء للمجتمع الصيني بأكمله بين 9 تريليونات و10 تريليونات كيلووات  ساعة، بمتوسط ​​معدل نمو سنوي من 4% إلى 6%. في سياق الطلب المتزايد على الكهرباء، فإن هيكل الطاقة في الصين غير معقول. يقول العاملون في الصناعة إنه لتغيير هذا الوضع، يمكن بذل الجهود في مجالين؛ أحدهما هو تعزيز الاستخدام الفعال والنظيف للفحم وتقليل الضغط البيئي في المناطق الوسطى والشرقية الصينية؛ والثاني هو زيادة نسبة الطاقة النظيفة مثل الطاقة الكهرومائية وطاقة الرياح والخلايا الكهروضوئية.

في الوقت الحاضر ولفترة من الزمن في المستقبل، ستظل طاقة الفحم مصدر الطاقة الرئيسي في الصين. ومع ذلك، في الوقت الحالي، يوجد أكثر من نصف محطات توليد الكهرباء التي تعمل بالفحم في الصين في المنطقة الشرقية، والتي لا تملك اليوم موارد أرضية كافية وقدرة بيئية مناسبة لمواصلة بناء محطات الكهرباء التي تعمل بالفحم. بالنظر إلى أن أكثر من 70% من احتياطيات الفحم في الصين توجد في مقاطعات شانشي ومنغوليا الداخلية وشنشي وشينجيانغ ومناطق أخرى، فإن محطات الكهرباء التي تعمل بالفحم في المستقبل ستوزع بشكل أكبر في المناطق الغربية والشمالية، التي تتمتع بقدرة تحمل بيئية كبيرة نسبيا. هذه الخطوة لن تخفف الضغط البيئي في المنطقة الشرقية فحسب، وإنما أيضا ستحقق التنمية المكثفة والفعالة والإدارة المركزية لمحطات الكهرباء التي تعمل بالفحم، وتقلل انبعاث الملوثات.

في الوقت نفسه، ستزداد نسبة الطاقة النظيفة في استهلاك الطاقة بالصين تدريجيا. تشير التقديرات إلى أنه بحلول عام 2050، ستشكل قدرات توليد الطاقة النظيفة في الصين ما يقرب من 50% من إجمالي قدرات توليد الطاقة. ومع ذلك، يوجد أكثر من 80% من الطاقة الكهرومائية في الصين في المناطق الغربية مثل سيتشوان ويوننان والتبت. ولكن محطات توليد الكهرباء التي تعمل بطاقة الرياح والخلايا الكهروضوئية لا يمكن بناؤها إلا في المناطق التي توجد بها الموارد الوفيرة. لذلك، فإن التطوير النشيط للطاقة النظيفة سيؤدي أيضا إلى نقل زيادة القدرة المركبة إلى المنطقة الشمالية الغربية.

في تناقض صارخ مع حقيقة أن موارد الطاقة تتركز بشكل أساسي في المناطق الغربية والشمالية، يتركز ثلثا الطلب على الطاقة في الصين في المناطق الشرقية والوسطى. يتم توزيع موارد الطاقة ومراكز استخدام الطاقة في الاتجاه العكسي، مما يحدد أن الصين يجب أن تقوم بنقل الكهرباء على نطاق واسع لتحقيق نقل الكهرباء لمسافات طويلة، وهو بالضبط ما تجيده شبكة الجهد الفائق. على سبيل المثال، مشروع نقل التيار المباشر بقدرة 1100 كيلوفولت بين تشوندونغ وواننان، الذي تم تشغيله خلال "الخطة الخمسية الثالثة عشر"، تبلغ مسافة نقله 3300 كيلومتر. إنه حاليا مشروع نقل التيار المباشر بأعلى مستوى لجهد النقل وأطول مسافة نقل في العالم، إنه أيضا ممثل نموذجي لنقل الكهرباء على نطاق واسع ولمسافات طويلة.

الانطلاق إلى الخارج

تحتل الصين، كبلد رائد في تكنولوجيا الجهد الفائق، مكانة رائدة أيضا في الإنشاءات الهندسية ذات الجهد الفائق.

حتى نهاية عام 2019، مر تشييد الجهد الفائق في الصين بأكثر من عشر سنوات من التقدم، وتم الانتهاء من إجمالي 26 مشروعا للجهد الفائق، منها 12 مشروعا لنقل التيار المتردد و14 مشروعا لنقل التيار المباشر. غطت هذه مشروعات شبكات الكهرباء الإقليمية السبعة في الصين بالكامل.

كما اعترف المجتمع الدولي بإنجازات الصين في الاختراقات التكنولوجية لتقنية الجهد الفائق والبناء الهندسي لها. العديد من المنظمات الموثوقة في العالم لديها تقييمات عالية لتكنولوجيا نقل كهرباء الجهد الفائق، وتقر بشكل عام بأن تقنية نقل كهرباء الجهد الفائق تمثل أحد أهم اتجاهات التطوير لشبكات الكهرباء حاليا. إن هذه التقنية تعد معلما هاما في تاريخ تطوير صناعة الطاقة الكهربائية ويمكنها حل أزمة الطاقة المستقبلية بشكل كبير.

في الوقت الحاضر، تعتبر كل من روسيا والهند والبرازيل ودول أخرى نقل كهرباء الجهد الفائق اتجاها هاما لتطوير الطاقة الكهربائية، وتسعى بنشاط إلى التعاون الفني مع الصين.

في عام 2014، انطلقت تكنولوجيا نقل التيار المباشر الفائق الجهد الصينية بنجاح إلى الخارج وتم تطبيقها في مشروع نقل التيار المباشر لمحطة جبل ميلي للطاقة الكهرومائية في البرازيل. لا يحل المشروع مشكلة عدم تطابق الإمداد بالكهرباء والأحمال الكهربائية في البرازيل فحسب، وإنما أيضا يلبي الطلب على الكهرباء لما يقرب من 22 مليون شخص ويعزز الارتقاء بصناعات إمدادات الكهرباء والمعدات الكهربائية والمواد الخام وغيرها من صناعات المنبع والمصب المحلية أيضا، لتقديم دعم قوي لتنشيط الاقتصاد البرازيلي. لقد حقق هذا المشروع ذهاب تكنولوجيا ومعايير ومعدات نقل التيار المباشر الفائق الجهد إلى الخارج، وقدم خبرة ناضجة لتنفيذ مشروعات التيار المباشر اللاحقة في الخارج، وقدم عرضا لتكنولوجيا الجهد الفائق الصينية لخدمة السوق الدولية، وأصبح بطاقة جديدة أخرى للمؤسسات الصينية في تقدمها نحو العالم.

قال ليو كاي كون: "أخذت بلادنا زمام المبادرة في العالم لإتقان التكنولوجيا الأساسية لنقل كهرباء الجهد الفائق، وأصبح معيار الجهد الفائق الذي تحدده بلادي معيارا دوليا." من وجهة نظر ليو، تعد تقنية الجهد الفائق تغييرا هاما في نقل الكهرباء في العالم، مثل تكنولوجيا القطار الفائق السرعة وتكنولوجيا الفضاء، قدمت الصين مساهمة كبيرة في الصناعة العالمية. لقد قرعت هذه التقنيات أجراس إصلاح وتنمية الطاقة في العالم، وستعزز تحويل إنتاج الطاقة واستهلاكها في العالم بقوة.

--

شانغ تشيان مينغ، مراسل مجلة لياووانغ (استشراف المستقبل) الصينية.