Smart nät i Kina

Kina är världens största elkonsument, och dess efterfrågan förväntas fördubblas under det kommande decenniet [ , och tredubblas till 2035. År 2010 kom 70 procent av landets elproduktion från koleldade kraftverk, men den kinesiska regeringen satsar stort på förnybar energiteknik. Från och med 2013 kommer 21 procent av Kinas elproduktion från förnybara källor. Detta representerar endast 9 procent av den totala primärenergiförbrukningen i landet. Kinas senaste mål är att öka förnybar energi till 9,5 procent av den totala primärenergianvändningen till 2015. För att implementera Kinas nya kapacitet för ren energi i det nationella elnätet, och att förbättra tillförlitligheten hos landets befintliga infrastruktur, krävs betydande uppgraderingar och i slutändan, en smart nät .

Elproduktion i Kina fram till 2005

Ett smart nät skiljer sig från ett konventionellt elnät genom att det innehåller ett system av informations- och kommunikationsteknologier för att dubbelriktat överföra och distribuera el mer effektivt och tillförlitligt. Dessutom tillåter denna teknik konsumenter att hantera sin energianvändning och göra val för ekonomiskt effektiva produkter och tjänster. Kinas nationella verktyg, State Grid Corporation of China (SGCC), ansvarar för övervakningen av dessa uppgraderingar.

Historia

Kinas nationella allmännyttiga företag, State Grid Corporation of China (SGCC), tillkännagav planer på att investera 250 miljarder dollar i uppgraderingar av elkraftinfrastruktur under de kommande fem åren, varav 45 miljarder dollar är öronmärkta för teknik för smarta nät. Ytterligare 240 miljarder dollar mellan 2016 och 2020 kommer att läggas till för att slutföra smart grid-projektet. .

5-årsplan

2009–2010 – Fas 1 – Planerings- och pilotprojektfas

• Sätt tekniska och ledningsmässiga standarder

• Utveckla teknik och utrustning

• Sätt upp utvecklingsplaner och initiera pilotprojekt

• Specifikt under 2010 planerar Kina

att påbörja bygget av planen "Två vertikala, två horisontella" och nå en interregional överföringskapacitet på 12,9 GW i slutet av året.

2011–2015– Fas 2 – Omfattande byggnadsfas

• Konstruera UHV-nät och distributionsnät mellan stad och landsbygd

• Konstruera drift/styrning av smarta elnät och interaktivt servicesystem

• Viktiga tekniska genombrott och deras tillämpningar

• År 2015 kommer UHV och annan intraregional överföringskapacitet att vara 240 GW. Distribution och elförsörjning kommer att nå en tillförlitlighetsgrad på 99,915 % eller högre i städerna och 99,73 % eller högre på landsbygden. Smarta mätare kommer att användas flitigt och laddstationer för elbilar kommer att ha installerats i antal som kommer att tillfredsställa efterfrågan

2016–2020– Fas 3 – Ledarskapsfas

• Komplettera ett starkt, smart rutnät

• Bli världsledande inom management, teknik och utrustning

• År 2020 kommer UHV och annan intraregional överföringskapacitet att nå 400 GW, tillräckligt för att ansluta all planerad kol-, vatten-, kärn- och vindkraft till områden med hög efterfrågan

Teknologi

Smarta mätare

Under 2011 tog SGCC bud på 44 miljoner smarta mätare. Totalt fick 65 företag bud på smarta mätare från SGCC. Den totala marknaden för smarta mätare i Kina uppskattas till 330 miljoner enheter för smarta mätare värda cirka 7,7 miljarder USD. År 2011 hade SGCC distribuerat 45 miljoner smarta mätare. Alla SGCC-användare förväntas vara utrustade med smarta mätare senast 2014.

Topp 10 vinnare av smarta mätare i de fyra första budgivningarna från SGCC, 2011

1. Jiangsu Linyang Electronics Co., Ltd 6,48 %
2. Waision Group Holdings Limited 6,07 %
3. Shenzhen Clou Electronics Co., Ltd. 5,95 %
4. Nigbo Sanxing Electric Co., Ltd. 5,54 %
5. Holley Metering Limited 4,14 %
6. Ningxia LGG Instrument Co., Ltd. 3,89 %
7. Hangzhou Hexing Electrical Co., Ltd. 3,85 %
8. Shenzhen Haoningda Meters Co., Ltd. 3,70 %
9. Shenzhen Kaifa Technology Co., Ltd. 3,63 %
10. Shenzhen Techrise Electronics Co., Ltd. 3,12 %

Lagringsstation för batterienergi

I december 2011 slutfördes byggandet av en batterilagringsstation i Zhangbei, Hebeiprovinsen av BYD och SGCC. Lagringsstationen klarar av att lagra 36 MWh energi i en serie litiumjärn-fosfatbatterier ungefär lika stora som en fotbollsplan. Designat för att genomföras i samband med en 140 MW expansion av förnybar energi (sol och vind), är detta projekt värt över 500 miljoner USD.

Digitala transformatorstationer

Den första digitala transformatorstationen byggdes i Kina 2006. År 2009 hade Kina implementerat mer än 70 digitala transformatorstationer. Implementeringen av digitala transformatorstationer är avgörande för det smarta nätet eftersom det möjliggör bearbetning av energi som genereras från konventionella och förnybara källor, skyddar nätet från attacker och kommunicerar med resten av nätet.

Flexibel kraftöverföring

För flexibel kraftöverföring i nätet måste betydande infrastrukturuppgraderingar göras av det befintliga elnätet. Detta görs i första hand genom att uppgradera det befintliga elnätet till ett system som kan överföra ultrahögspännings-växelström och ultrahögspänningslikström. Över hälften av Kinas investeringar i flexibel kraftöverföring är i form av statiska VAR-kompensatorer eller SVC. 2009 tillkännagav SGCC sin plan att investera cirka 88 miljarder dollar i ultrahögspänningsutrustning.

Laddningsutrustning för elfordon

I augusti 2009 etablerade SGCC sin första kommersiellt tillgängliga laddstation för elfordon, Caoxi Electrical Vehicle Charging Station. Från och med 2010,

76 laddstationer för elfordon har byggts i 41 kinesiska städer. Fortsatta investeringar i elbilsinfrastruktur speglar landets mål att ha 500 000 el-, hybrid- och bränslecellsfordon på vägen år 2015 och 5 miljoner år 2020.

Laddstationer per stad från och med 2010

Stad	Laddstationer	Stad	Laddstationer
Shanghai	6	Changchung	1
Peking	5	Hangzhou	1
Tianjin	5	Suzhou	1
Jinan	5	Wuxi	1
Nanjing	5	Xiamen	1
Dalian	4	Changsha	1
Hefei	4	Zhengzhou	1
Xi'an	4	Guangzhou	1
Harbin	3	Chongqing	1
Chengdu	3	Kunming	1
Nanchang	2	Lanzhou	1
Wuhan	2	Taiyuan	1
Shenzhen	2	Yinchuan	1

Utplaceringar

I september 2011 tillkännagav SGCC planer på att investera 250 miljarder dollar i uppgraderingar av elkraftinfrastruktur under de kommande fem åren, varav 45 miljarder dollar är öronmärkta för smarta nätteknologier. Ytterligare 240 miljarder dollar mellan 2016 och 2020 kommer att läggas till för att slutföra projektet med smarta nät.

Pilotprogram

Automated Demand Response (ADR) diagram

2012 undertecknade Kinas ekonomiska-tekniska utvecklingsområde (TEDA) i Tianjin ett avtal med USA:s handels- och utvecklingsbyrå (USTDA) om att implementera sitt första pilotprojekt för svar på efterfrågan. Honeywell valdes 2011 ut för att utveckla smart grid-projektet och implementera dess ADR-teknik (automated demand response) för att tillfälligt minska energianvändningen i kommersiella och industriella anläggningar. Minskningen utlöses när stadstäckande konsumtion toppar och hotar att överträffa förmågan att producera kraft, vilket skapar instabilitet, och potentialen för brownouts och blackouts. Projektet är en del av ett bidragsavtal mellan State Grid Electric Power Research Institute (SGEPRI), ett dotterbolag till State Grid Corporation of China , och USTDA.

Auto DR ser på energianvändning som en dynamisk variabel för att balansera utbud och efterfrågan. Genomförandet av Honeywell-pilotprojektet gav SGCC den senaste tekniken och perspektiv på hur man kan realisera fördelarna med efterfrågerespons. Kina är världens största marknad för överföring och distribution med investeringar i kraftledningar som växer med en årlig takt på 15 till 20 procent fram till 2018. Med denna investeringsnivå kan amerikanska företag testa och kommersialisera tekniken i Kina i snabbare och större skala än i andra delar av världen, inklusive utvecklade länder.

De byråer som var involverade i ADR-piloten ansåg att det var en framgång och tekniken implementeras nu i andra delar av Kina, inklusive Shanghai. Resultatet av programmet visade att "industrianläggningens belastningsminskning varierade med produktionsschemat. Anläggningen såg en minskning med 7,7 procent under hela produktionsperioder. När den inte kördes med full produktion ökade anläggningens efterfrågeberedskapskapacitet med mer än 30 procent . De två kommersiella byggnaderna gav en mer stabil och konsekvent belastningsreaktion och minskade mellan 15 och 20 procent."

Andra distributioner

Enligt de kinesiska myndigheterna en stark och robust marknad för smarta nät skulle uppgå till 20 miljarder USD årligen 2015. Utrullning av ultrahögspänningsöverföringssystem (UHV) skulle stå för mer än 60 % av den marknaden, medan smarta mätare och vindkraftsanslutning skulle kunna nå 2 miljarder USD och 800 miljoner dollar per år.

SGCC har implementerat dessa smarta nätteknologier i områden som Liangjiang, och projektet där passerade inspektionen under tredje kvartalet 2014. Det omfattar för närvarande en 220 kV transformatorstation och sju 110 kV transformatorstationer. SGCC lanserade också det första UHV-kraftnätet i Tianjin i november 2014. Projektet kräver att 290 överföringstorn ska byggas, varav 22 redan är byggda. Tianjin importerar för närvarande 20 procent av sin el, och detta projekt kommer att öka den totala summan till 30 procent med en uppskattad ytterligare kapacitet på 5 miljoner KW. Tianjins maximala spänning kommer också att fördubblas, från 500 kV till 1000 kV, allt samtidigt som kolförbrukningen minskar med 9 miljoner ton, samt minskar utsläppen av koldioxid, svaveldioxid och dikväveoxid.

I mars 2014 kontaktade National Grid Corporation of the Philippines (NGCP) SGCC för ett tekniskt partnerskap och expertis för att hjälpa Filippinerna i deras pilotprojekt för smarta nät i Antipolo.