211service.com
China's krachtige windpotentieel
China heeft de afgelopen vijf jaar zijn geïnstalleerde windenergiecapaciteit elk jaar verdubbeld en ligt dit jaar op schema om de Verenigde Staten te verdringen als 's werelds grootste markt voor nieuwe installaties. Maar onderzoekers van de Harvard University en de Tsinghua University in Peking suggereren dat de Chinese windenergie-industrie haar potentieel nog maar nauwelijks heeft benut. Volgens hun meteorologische en financiële modellen, gerapporteerd in het tijdschrift Wetenschap vorige week is er genoeg harde wind in China om tot ten minste 2030 winstgevend aan de totale elektriciteitsvraag van het land te voldoen.
Windkracht: Windenergiecentrales in Xinjiang, China.
Michael McElroy, projectleider van Harvard-Tsinghua en collega's hebben het windenergiepotentieel van China gekwantificeerd door eerst de beschikbaarheid van wind te modelleren. Om dit te doen, hakten ze de Chinese kaart in percelen van elk 3.335 vierkante kilometer en gebruikten ze vijf jaar aan recente meteorologische gegevens om een windprofiel voor elk pakket te genereren. Vervolgens voegden ze industriestandaard windturbines van 1,5 megawatt toe aan elk perceel (exclusief onvriendelijk terrein zoals steile heuvels, bossen en stedelijke gebieden) in het model en schatten ze de energie-output van elk perceel. Ten slotte berekenden ze de kosten van de energie die zou kunnen worden geproduceerd als functie van de installatiekosten van de turbines.
De modellering onthult uitgebreide regio's, geconcentreerd in Noord- en West-China, waar veel energie kan worden opgewekt tegen kosten die vergelijkbaar zijn met de door de overheid vastgestelde energietarieven die worden verdiend door gevestigde windparken, die variëren van 0,38 tot 0,55 Chinese yuan (6 cent tot 8 cent) per kilowattuur (kwh). Het model voorspelt bijvoorbeeld dat exploitanten van windmolenparken op winstgevende wijze 6,96 biljoen kWh aan windenergie kunnen genereren – meer dan het dubbele van het jaarlijkse elektriciteitsverbruik van China van 3,4 biljoen kWh en vergelijkbaar met de verwachte totale vraag in 2030 – tegen een contractprijs van 0,516 Chinese yuan. (7,5 cent) per kWh.
Met andere woorden, wind biedt een koolstofneutrale energiebron om in de komende twee decennia in de stroombehoefte van China te voorzien. Het voldoen aan de toenemende vraag met kolengestookte opwekking zou daarentegen 3,5 miljard ton CO2-uitstoot per jaar genereren (meer broeikasgas dan de Europese Unie verwacht tegen 2030 vrij te geven).
McElroy, een Harvard-professor in milieustudies, benadrukt dat dergelijke ambitieuze visies realistisch zijn en het overwegen waard zijn. Om te beginnen bevindt 0,516 Chinese yuan zich aan de onderkant van de tarieven voor toekomstige windparken die het Chinese Nationale Volkscongres vorige maand heeft goedgekeurd. Anderzijds overtreft de Chinese windindustrie al jaar na jaar de doelstellingen. China zal zijn 2020-doelstelling voor windenergie volgend jaar bereiken, een decennium te vroeg, aangezien de capaciteit van windenergie meer dan 30.000 MW bereikt, volgens het in Brussel gevestigde bedrijf. Global Wind Energy Council . Volgens een analyse van adviesbureaus zal China tegen 2020 waarschijnlijk 135.000 MW aan windvermogen hebben geïnstalleerd Opkomend energieonderzoek , gevestigd in Cambridge, MA.
McElroy erkent echter dat de Chinese netten slimmer en sterker zouden moeten zijn om de variabiliteit van windenergie op te vangen. De Global Wind Energy Council zegt zelfs dat het onderontwikkelde transmissiesysteem van China al een belemmering is, waardoor de start van de energieproductie van nieuwe windparken wordt vertraagd. En de groep zegt dat het probleem acuter wordt naarmate de windontwikkelingen in China verschuiven naar de windrijke maar afgelegen regio's in het noorden en westen, waar het net zwakker is dan gemiddeld en de stroom verder moet reizen om de consumenten te bereiken. Volgens Sebastian Meyer, onderzoeksdirecteur van het in Peking gevestigde adviesbureau Azure International, beperken netlimieten de voorgestelde windprojecten in de noordelijke autonome regio van Binnen-Mongolië.
Wind superkracht: Onderzoekers van Harvard University en Tsinghua University hebben meteorologische en windturbinemodellering samengevoegd om het windenergiepotentieel van China in kaart te brengen. Het potentiële vermogen van 1,5 MW windturbines wordt weergegeven als een percentage van het maximale vermogen in de tijd.
Meyer zegt dat de uitdaging zowel administratief en financieel als technisch zal zijn. Hij zegt dat een politieke noodzaak voor plattelandsontwikkeling garandeert dat windenergie populair zal blijven bij lokale en regionale functionarissen, maar hoe de slimmering en balancering van het net moet worden gefinancierd. Een toeslag van 0,001-0,002 Chinese yuan per kWh die Chinese consumenten betalen om de integratie van hernieuwbare energie te ondersteunen, dekt nauwelijks de directe kosten van het aansluiten van windparken op de netten. Zelfs voor dit beperkte eindgebruik zijn de middelen met aanzienlijke vertraging teruggekeerd naar de lokale netten, zegt Meyer.
Aan de andere kant, zegt McElroy, is China al agressief bezig met het upgraden van zijn elektriciteitsnetwerken om afgelegen waterkrachtprojecten te koppelen aan bevolkingscentra - een proces dat zou kunnen uitbreiden tot het distribueren van massale opwekking van notoir onvoorspelbare windparken. China heeft zeker de knowhow om hoogspanningstransmissiesystemen over lange afstand te bouwen, zegt McElroy.
De grote netupgrades die al aan de gang zijn in China, maken uitgebreid gebruik van HVDC-lijnen (hoogspanningsgelijkstroom) op continentale schaal, die in Europa en de Verenigde Staten nog steeds het spul zijn van supergrid-blauwdrukken. Ze zijn toonaangevend in de implementatie van langeafstandstransmissieschema's, zegt Bjarne Andersen, directeur van het in het VK gevestigde adviesbureau Andersen Power Electronic Solutions en een expert in de ultra-efficiënte HVDC-technologie. Andersen zegt dat China al HVDC-lijnen exploiteert met 19.860 MW vermogen, lijnen aan het bouwen is voor nog eens 18.900 MW en plannen heeft voor 17.900 MW meer.
En Andersen zegt dat de Chinese energieplanners aan het innoveren zijn. Een 800 kilovolt HVDC-verbinding van de centrale provincie Yunnan naar de kust van Guangdong, die later dit jaar de eerste ter wereld zal zijn, zal naar verwachting 30% minder energie verliezen tijdens het transport dan de huidige 500 kV-lijnen. Er zijn nog een aantal 800 kV-lijnen in aanbouw.
De huidige netupgrades weerspiegelen wat nodig zou zijn om windenergie op afstand te verzenden. De meeste nieuwe transmissielijnen zijn ontworpen om stroom van westelijke hydro-elektrische dammen naar oostelijke megasteden zoals Peking, Shanghai en Guangzhou te drijven, zegt Andersen. Maar er zijn tekenen dat netplanners de ontwikkeling van wind ook serieus beginnen te nemen. Vorig jaar begon de bouw van een 750 kV AC-lijn om elektriciteit te transporteren van een windmolenpark in de westelijke provincie Gansu, een van de zes nationale megaprojecten voor windenergie die door de regering zijn goedgekeurd. Het windmolenpark van Gansu, genaamd de Three Gorges Dam on Land, zal naar verwachting groeien tot 20.000 MW in 2020, tegen een geschatte kostprijs van 120 miljard Chinese yuan ($ 17,5 miljard).
McElroy zegt dat de politieke situatie in China zich ook leent voor het toevoegen van de vereiste transmissielijnen. Windrijke regio's zoals het etnisch Oeigoerse noordwesten behoren tot de armste van China en de regering heeft er belang bij hun economische ontwikkeling te bevorderen. McElroy voegt eraan toe dat lokale oppositie, die al jaren transmissieprojecten in Noord-Amerika en Europa heeft gedwarsboomd, de Chinese windenergiegolf waarschijnlijk niet zal stoppen. De overheid heeft waarschijnlijk meer macht om een plan op te stellen zodra het is goedgekeurd.