Het gigantische transmissienet van China zou de sleutel kunnen zijn om de klimaatemissies te verminderen

Conceptuele afbeelding met een kaart van de wereld en een geanimeerd transmissieraster Franziska Barczyk

Begin februari begonnen Chinese arbeiders met het monteren van een torenhoge rood-witte zendmast aan de oostelijke rand van de provincie Anhui. De mannen zaten schrijlings op metalen buizen terwijl ze de traliewerkstukken aan elkaar trokken die hoog boven de zuidelijke oever van de Yangtze-rivier hingen.

De arbeiders waren een cruciaal onderdeel aan het bouwen van 's werelds eerste transmissielijn van 1,1 miljoen volt, in een tijd waarin Amerikaanse bedrijven worstelend om iets boven 500.000 volt te bouwen. Zodra het overheidsbedrijf, State Grid of China, het project volgend jaar voltooit, zal de lijn zich uitstrekken van de Xinjiang-regio in het noordwesten tot Anhui in het oosten, waarbij energiecentrales diep in het binnenland worden verbonden met steden in de buurt van de kust .

Een kraan tilt 's werelds krachtigste convertertransformator op, ontwikkeld voor de 1,1 miljoen volt transmissielijn van State Grid, in de Chinese provincie Anhui in maart 2018. AP | Imaginechina

Dit verhaal maakte deel uit van ons nummer van januari 2019

• Zie de rest van het nummer
• Abonneren

De transmissielijn zal in staat zijn om de output van 12 grote energiecentrales te leveren over bijna 2.000 mijl (3.200 kilometer), waardoor 50% meer elektriciteit 600 mijl verder wordt verzonden dan alles wat ooit is gebouwd. (Hogerspanningslijnen kunnen elektriciteit over langere afstanden vervoeren met lagere transmissieverliezen.) Als een buitenlandse leverancier van apparatuur voor het project opschept , zou de lijn elektriciteit van Peking naar Bangkok kunnen vervoeren - wat overigens alleen maar duidt op de stijgende wereldwijde ambities van State Grid.

Het bedrijf ontwikkelde en bouwde aanvankelijk ultrahoogspanningslijnen om te voldoen aan de groeiende energiebehoefte in het uitgestrekte land, waar hoge bergen en enorme afstanden de bevolkingscentra scheiden van steenkool-, waterkracht-, wind- en zonnebronnen. Maar nu streeft State Grid een veel ambitieuzer doel na: de elektriciteitssystemen van naburige landen samenvoegen tot transcontinentale supergrids die in staat zijn om energie over grenzen en oceanen uit te wisselen.

Deze enorme netwerken kunnen de klimaatemissies helpen verminderen door fluctuerende hernieuwbare bronnen zoals wind en zon in staat te stellen een veel groter deel van de elektriciteit die door deze landen wordt gebruikt op te wekken. De langere lijnen met een hogere capaciteit maken het mogelijk om de dimmende zon in één tijdzone in evenwicht te brengen met bijvoorbeeld wind, waterkracht of geothermische energie op verschillende zones verderop.

Politiek en bureaucratie hebben de aanleg van zulke immense, moderne elektriciteitsnetten in een groot deel van de wereld belemmerd. In de Verenigde Staten kan het meer dan tien jaar duren om de nodige goedkeuringen te krijgen voor de torens, draden en ondergrondse buizen die door delen van federaal, nationaal, staats-, provincie- en privéterrein lopen - in het zeldzame geval dat ze worden helemaal goedgekeurd.

Een onderling verbonden langeafstandstransmissienet is een groot stuk van de klimaatpuzzel, zegt Steven Chu, de voormalige Amerikaanse energiesecretaris, die fungeert als vice-voorzitter van de non-profitorganisatie die State Grid in 2016 lanceerde om internationale netwerkverbindingen te promoten. China zegt: 'We willen leiders zijn in al deze toekomstige technologieën' in plaats van in de achteruitkijkspiegel te kijken zoals de Verenigde Staten op dit moment lijken te doen.

Maar het faciliteren van een groter gebruik van hernieuwbare energie is duidelijk niet de enige, of zelfs primaire, motivatie van China. De transmissie-infrastructuur is een strategisch onderdeel van het Belt and Road Initiative, de miljardeninspanning van China om ontwikkelingsprojecten en handelsrelaties op te bouwen tussen tientallen landen. Door zijn ultrahoogspanningsdraden over de hele wereld uit te rekken, belooft het de groeiende economische, technologische en politieke macht van het land uit te breiden.

23.000 mijl aan draden

State Grid is waarschijnlijk het grootste bedrijf waar je nog nooit van hebt gehoord, met bijna 1 miljoen werknemers en 1,1 miljard klanten. Vorig jaar rapporteerde het een winst van $ 9,5 miljard op een omzet van $ 350 miljard, waarmee het het op een na grootste bedrijf ter wereld is Fortune's Global 500-lijst .

State Grid is al de grootste stroomdistributeur in Brazilië, waar het zijn eerste (en nog steeds enige) overzeese ultrahoogspanningslijn heeft gebouwd. Het bedrijf heeft ook belangen genomen in nationale transmissiebedrijven in Australië, Griekenland, Italië, de Filippijnen en Portugal. Ondertussen gaat het door met grote projecten in Egypte, Ethiopië, Mozambique en Pakistan en blijft het bieden op aandelen in andere Europese nutsbedrijven.

Een elektricien staat in 2011 voor een State Grid-filiaal in de Chinese provincie Hunan. AP | hij dongping

Veel Chinese bedrijven zijn zeer ambitieus in het verspreiden naar het buitenland, zegt Simon Nicholas, een co-auteur van a verslag doen van het volgen van deze investeringen door het Institute for Energy Economics and Financial Analysis, een Amerikaanse denktank. Maar State Grid is van een ander niveau.

State Grid werd eind 2002 opgericht, toen de regering een enorm monopolie, de State Power Corporation of China, opsplitste in 11 kleinere elektriciteitsopwekkings- en distributiebedrijven. Die ontvlechting van de regelgeving was bedoeld om concurrentie te introduceren en de ontwikkeling te versnellen terwijl de natie worstelde om aan de stijgende vraag naar energie te voldoen en terugkerende stroomuitval een halt toe te roepen. Maar State Grid was verreweg de grootste van de twee resulterende transmissiebedrijven, en het werkt als een effectief monopolie in bijna 90% van het land.

In 2004 koos de Communistische Partij Liu Zhenya, het voormalige hoofd van het machtsbureau van de provincie Shandong, uit om de aftredende directeur van State Grid te vervangen. Liu, een slimme telefoniste met een talent voor het navigeren door partijpolitiek, begon bijna onmiddellijk hard te lobbyen voor ultrahoogspanningsprojecten, volgens Sinews of Power: The Politics of the State Grid Corporation of China door Xu Yi-Chong, een professor aan de Griffith University in Australië.

Lijnen die in staat zijn om meer energie over grotere afstanden te sturen, zouden de gefragmenteerde netwerken van het land kunnen samenvoegen, waardoor overtollige elektriciteit onmiddellijk van de ene provincie naar de andere in nood kan worden geleverd, betoogde Liu. Later, toen China onder toenemende druk kwam te staan ​​om vervuiling en de uitstoot van broeikasgassen op te ruimen, evolueerde de grondgedachte van State Grid: de hoogspanningsleidingen werden een manier om de groeiende hoeveelheid hernieuwbare energieopwekking op te vangen.

Vanaf het begin beweerden critici dat State Grid ultrahoogspanningstransmissie in de eerste plaats pushte om zijn dominante positie te consolideren, of dat de nieuwe technologie een dure en risicovolle manier was om de gammele energie-infrastructuur te ondersteunen.

Maar Liu's argumenten wonnen het: vroege projecten werden goedgekeurd en gebouwd, en partijleiders gaven al snel de voorkeur aan ultrahoogspanningstechnologie in China's invloedrijke vijfjarenplannen.

Het bedrijf werkte aanvankelijk nauw samen met buitenlandse bedrijven die transmissietechnologie ontwikkelden, waaronder het Zweedse ABB en het Duitse Siemens, en het blijft wat apparatuur van hen kopen. Maar het nam snel de expertise van zijn partners in zich op en begon zich te ontwikkelen zijn eigen technologie , inclusief hoogspanningstransformatoren en lijnen die op zeer grote hoogte en bij zeer lage temperaturen kunnen functioneren. State Grid heeft ook software ontwikkeld die de spanning en frequentie die aankomen op bestemmingspunten in het hele netwerk nauwkeurig kan regelen, waardoor het systeem snel en automatisch kan reageren op veranderende vraag- en aanbodniveaus.

Het bedrijf ingeschakeld de eerste wisselstroomlijn van een miljoen volt in 2009 en 's werelds inaugurele 800.000 volt gelijkstroomlijn in 2010. State Grid, en bij uitbreiding China, is nu verreweg de grootste bouwer van deze lijnen ter wereld. Tegen het einde van 2017 waren in het land 21 ultrahoogspanningslijnen voltooid en zijn er nog vier in aanbouw, zei Liu tijdens een presentatie aan de Harvard-universiteit in april.

Gezamenlijk zullen ze bijna 23.000 mijl uitstrekken en ongeveer 150 gigawatt aan elektriciteit kunnen leveren - ongeveer de output van 150 kernreactoren.

Volgens Bloomberg New Energy Finance had China eind vorig jaar minstens 400 miljard yuan ($ 57 miljard) in de projecten gestoken. Na een vertraging van de goedkeuringen van nieuwe projecten in de afgelopen twee jaar, heeft China's National Energy Administration zei in september dat het tegen eind 2019 12 nieuwe ultrahoogspanningsprojecten zal ondertekenen.

Feit is dat de Chinezen de enige zijn die het op dit moment serieus bouwen, zegt Christopher Clack, chief executive van Vibrant Clean Energy en een voormalig onderzoeker bij de Amerikaanse National Oceanic and Atmospheric Administration. In een studie Clack, gepubliceerd in Nature in 2016, ontdekte dat het gebruik van hoogspanningsgelijkstroomlijnen om het Amerikaanse net te integreren de elektriciteitsemissies binnen 15 jaar tot 80% onder het niveau van 1990 zou kunnen verminderen (zie Hoe wind uit Wyoming naar Californië te krijgen en 80% van CO2-uitstoot in de VS).

Wereldwijd gaan

Eind februari 2016 liep Liu naar de lessenaar op een energieconferentie in Houston en kondigde een gedurfd plan aan: met behulp van ultrahoogspanningstechnologie een energienetwerk bouwen dat de wereld rond zou gaan.

Door transmissie-infrastructuur over oceanen en continenten met elkaar te verbinden, zoals we het internet hebben verweven, zou de wereld kunnen profiteren van enorme voorraden windenergie op de Noordpool en zonne-energie langs de evenaar, zei hij. Dit zou de wereldwijde elektriciteitsopwekking opruimen, de energiekosten verlagen en zelfs de internationale spanningen verlichten.

Uiteindelijk zal onze wereld veranderen in een vredig en harmonieus mondiaal dorp, een gemeenschap met een gemeenschappelijk lot voor de hele mensheid met voldoende energie, blauwe luchten en groen land, zei hij.

Liu Zhenya, toenmalig voorzitter van de State Grid Corporation of China, op een persconferentie in Peking in 2012. AP | Wang Zhou

Zo'n wereldwijd netwerk zal er natuurlijk niet komen. Het zou meer dan $ 50 biljoen kosten en een ongekend – en onrealistisch – niveau van internationaal vertrouwen en samenwerking vereisen. Bovendien schreeuwen maar weinig landen om dit soort hoogspanningslijnen, zelfs binnen hun grenzen.

Een handvol landen wisselen al elektriciteit uit via standaardtransmissielijnen, maar de inspanningen om hernieuwbare bronnen over grote regio's te delen hebben grotendeels nergens heen gegaan . Een van de opmerkelijke mislukkingen is het Desertec Industrial Initiative, een poging die tien jaar geleden door Siemens en Deutsche Bank werd gesteund om Noord-Afrikaanse, Midden-Oosterse en Europese elektriciteitsnetten van stroom te voorzien met zonne-energie uit de Sahara.

Maar het wereldwijde netwerkplan van State Grid is in feite een verkooppraatje voor zijn langeafstandstransmissielijnen en promoot ze als een fundamentele technologie voor de overgang naar schone energie. Als het bedrijf alleen maar de eerste stappen zet in de visie van wereldwijde interconnectiviteit, en het regionale netwerken ontwikkelt die een handvol landen met elkaar verbinden, kan het nog steeds veel geld verdienen.

Met name op een conferentie in Peking de maand na Liu's toespraak, tekende het bedrijf een deal met Korea Electric Power, het Japanse Softbank en het Russische energiebedrijf Rosseti om samen te werken aan de ontwikkeling van een Noordoost-Aziatisch supernetwerk dat deze landen en Mongolië verbindt.

Softbank-baas Masayoshi Son had in 2011 een versie van het supergrid voorgesteld, onafhankelijk van State Grid, nadat de nucleaire ramp in Fukushima de kwetsbaarheid van de Japanse elektriciteitssector had onderstreept.

Kenichi Yuasa, een woordvoerder van het conglomeraat, zei dat haalbaarheidsstudies die in 2016 en 2017 zijn voltooid, hebben aangetoond dat netwerkverbindingen tussen Mongolië, China, Korea en Japan, evenals een route tussen Rusland en Japan, zowel technisch als economisch haalbaar zijn. Wij, als commerciële ontwikkelaar, zijn klaar om de projecten uit te voeren en willen graag tastbare vooruitgang boeken vóór de Olympische Spelen van Tokyo in 2020, zei hij in een e-mail.

In een reactie op vragen van MIT Technology Review betwistte State Grid het argument dat het bredere wereldwijde interconnectieplan niet zal plaatsvinden, of dat de drijvende motivaties ervan voornamelijk financieel en geopolitiek zijn.

'Het grote succes van de toepassing van UHV-technologie in China vertegenwoordigt een belangrijke innovatie van de technologie voor krachtoverbrenging', aldus het bedrijf in een verklaring. 'State Grid wil dit soort technologische innovatie graag delen met de rest van de wereld en een mogelijke oplossing aandragen voor vitale problemen voor de mensheid, bijvoorbeeld milieuvervuiling, klimaatverandering en gebrek aan toegang tot elektriciteitsvoorziening.'

Opruimen of schoonmaken ?

Hoewel China veel meer ultrahoogspanningslijnen heeft gebouwd dan enig ander land ter wereld, is zijn eigen net nog steeds een puinhoop. Het land worstelt om zijn elektriciteitsproductie en -vraag efficiënt in evenwicht te brengen en om elektriciteit te distribueren waar en wanneer dat nodig is. Een resultaat is dat het zijn bestaande hernieuwbare energiecentrales niet volledig benut. een recente MIT papier merkte op dat China's percentages van inperking van hernieuwbare energiebronnen - de term voor wanneer fabrieken worden gesmoord vanwege onvoldoende vraag - de hoogste ter wereld zijn en steeds hoger worden.

Een deel van het probleem is dat het gemakkelijker en lucratiever is om voorspelbare elektronen te gebruiken uit bronnen zoals steenkool of kernenergie, die zorgen voor een constante stroom van elektriciteit, dan de variabele opwekking uit hernieuwbare energiebronnen, zegt Valerie Karplus, voormalig directeur van de Tsinghua-MIT China Energy en Klimaatproject. Verplichte quota voor fossiele brandstoffen en provinciale politiek verstoren ook de toewijzingsbeslissingen, voegt ze eraan toe.

Volgens een eind 2017 is minder dan de helft van de ultrahoogspanningslijnen die tot nu toe in China zijn gebouwd of gepland, bedoeld om elektriciteit uit hernieuwbare bronnen te transporteren. verslag doen van door Bloomberg New Energy Finance.

Om het meeste uit wind, zonne-energie en andere intermitterende bronnen te halen, moet opnieuw worden nagedacht over hoe de netwerkactiviteiten flexibeler en responsiever kunnen worden gemaakt, zei Karplus in een e-mail.

Ondanks zijn vermeende groene ambities, heeft State Grid zich verzet tegen de bredere markthervormingen die nodig zouden zijn om China's afhankelijkheid van fossiele brandstoffen te verminderen. Dit alles roept vragen op over de inzet van het bedrijf om de uitstoot van broeikasgassen te verminderen en in hoeverre de langeafstandslijnen echt zullen helpen om de energieopwekking elders op te schonen.

Het is veelzeggend dat de belangrijkste doelmarkten van State Grid zich bevinden in arme landen waar fossiele brandstofcentrales domineren en Chinese bedrijven druk gebouw honderden nieuwe kolencentrales. Er is dus weinig reden om te verwachten dat de daar gebouwde ultrahoogspanningslijnen op korte termijn voornamelijk energie uit hernieuwbare bronnen zullen vervoeren.

Ik heb niets gezien waardoor ik zou denken dat dit onderdeel is van een initiatief voor groene ontwikkeling, zegt Jonas Nahm, die het energiebeleid van China bestudeert aan de Johns Hopkins School of Advanced International Studies. Ik denk dat State Grid deze dingen gewoon overal wil verkopen en domineert met zijn eigen normen boven die ontwikkeld door Siemens en andere bedrijven.

Hij is van mening dat de bredere ambities van State Grid verband houden met de Belt and Road-initiatief , waarmee de Chinese staatsbanken biljoenen in infrastructuurprojecten in Azië en Afrika ploegen in een poging om Chinese goederen te verkopen en de geopolitieke invloed van het land te versterken. Het bouwen, bezitten of exploiteren van de kritieke infrastructuur van een ander land - of het nu zeehavens of transmissielijnen zijn - biedt een bijzonder effectieve manier om zachte en soms minder zachte macht uit te oefenen. Dit is echt een strijd om de derde wereld, zegt Nahm.

zich verstoppen