Прорыв-2024: Как инженеры КНР сделали так, чтобы ЖКХ не превращалось в коллапс
Любой россиян, каждый месяц получая платежку за коммуналку, возмущается: откуда такие суммы! Мы улицу отапливаем?! А вот китайцы такой вопрос задавать не будут: в коммунальной энергетике Поднебесной грядет революция. В прошлое канут отключения света, потери и воровство электроэнергии. Для России это кажется недостижимой фантастикой, особенно на фоне замерзающих городов.
- Advertisement -
Китайский чудо-кабель заменяет несколько устаревших
В Шанхае запустили первую сверхпроводящую ЛЭП. Прямо в центре мегаполиса проложен 1,2-километровый кабель — первый в мире. Ранее такие кабели энергетики прокладывали в порядке эксперимента в безлюдных местах. А вот в городах — впервые.
Сверхпроводимость — физическое явление, при котором потери электроэнергии близки к нулю. Оно представляет собой одну из самых революционных передовых технологий в современной электроэнергетике.
Принцип заключается в снижении электрического сопротивления. Для этого, правда, нужно использовать специальные материалы в низкотемпературном жидком азоте.
Однако экономический эффект вполне оправдан: пропускная способность одного сверхпроводящего кабеля эквивалентна пропускной способности четырех-шести обычных медных кабелей при том же уровне напряжения. Таким образом, удается экономить около 70 процентов пространства подземных трубопроводов.
Демонстрационная линия имеет рабочее напряжение 35 кВ. ЛЭП принадлежит энергетической компании Shanghai Electric Power Company. ЛЭП расположена между двумя подстанциями 220 кВ в районе Сюхуэй в центре Шанхая. Шанхай — один из крупнейших городов планеты, с населением почти 30 млн человек. А Сэхуэй — один из самых густонаселенных районов мегаполиса, где расположены жилые кварталы, больницы и бизнес-центры.
Китайцы приручили электроэнергию с помощью жидкого азота
Последние 20 лет потребление электроэнергии в крупных городах Китая стремительно росло. Поэтому муниципальные системы электроснабжения остро нуждаются в расширении, особенно в центральных районах крупных городов. Однако модернизация электросетей ограничена запредельной стоимостью земли.
Китай стал первой страной, где еще в 2004 году началось коммерческое тестирование сверхпроводимых ЛЭП. Проложили их в Куньмине и Байине, а в 2013 году — в Шанхае. Однако эти линии были короткими и, по сути, чисто экспериментальными. Одновременно такие же эксперименты шли и в других странах, от США до Японии и Южной Кореи.
Продвинутый мэр Шанхая Гун Чжэн решил, что его город как никакой подходит для внедрения новых технологий. И вот в Сэхуэе появилась инновационная ЛЭП, которая заменила, по подсчетам энергетиков, четыре «обычных» кабеля из сшитого полиэтилена.
Сверхпроводящая ЛЭП — это многожильный медный кабель. Правда, он заключен в специальную колбу, внутри которой циркулирует жидкий азот.
Для повышения стабильности системы охлаждения два основных охладителя можно заменять друг другом и они могут поддерживать друг друга. Если выходят из строя обе основные системы охлаждения, включается аварийная, которая может работать в самых экстремальных условиях. Создатели ЛЭП называют ее не только самой эффективной, но и самой надежной.
— Наш город стремится к дальнейшему объединению фундаментальных научных исследований и промышленных идей. Официальное внедрение сверхпроводящей ЛЭП знаменует собой важный шаг для города в превращении его в центр науки и инноваций, — сказал вице-мэр Шанхая Чжан Вэй на торжественном запуске новой линии.
Монополисты больше не наварятся, а экологи будут рады
Появление первой в Китае сверхпроводящей ЛЭП — результат двух десятилетий усилий инженеров Шанхайского НИИ электрических кабелей при Shenergy Group. Это корпорация, которая на протяжении последних 60 лет изучает сверхпроводимость.
— Если широко использовать сверхпроводящие кабели, можно решить проблемы развития таких сверхбольших городов, таких как Шанхай: это высокая плотность энергетических объектов при ограниченном пространстве, — говорит Хуан Чунци, член Китайской инженерной академии.
Раньше Китай импортировал даже высоковольтные кабели, поскольку не умел их производить. А сейчас Китай является одним из ведущих мировых производителей трансформаторов и промышленного электрооборудования. Сверхпроводящие материалы Китай тоже разрабатывает сам.
Это помогло снизить стоимость сверхпроводящего сырья, которое когда-то было монополизировано зарубежными странами, почти на две трети.
Теперь энергетики планируют построить в Шанхае сверхпроводящие ЛЭП длиной в 5 и 10 км. Однако о полноценной замене всей коммунальной энергетики в Китае говорить пока рано: работа титаническая.
Согласно данным, опубликованным Национальной комиссией по развитию и реформам, электросети Китая — самые протяженные на планете. Почти 2,3 млн километров — или около 60 полных витков вокруг Земли. Чтобы заменить ЛЭП даже в крупнейших городах на сверхпроводящие нужны гигантские инвестиции.
Даже с учетом экономии на потерях такие инвестиции отобьются через десятилетия. Однако отказываться от реформы нельзя. Ведь сверхпроводящие ЛЭП позволят еще и уменьшить выбросы парниковых газов, а это одна из основных задач китайского развития, которую поставил Си Цзиньпин.