海底直流输电连接1070公里
首个项目:斥资2.8万亿建设塞万金-西华城线路
海外海底及地下直流输电项目同样活跃
技术开发与国产化成提升出口竞争力良机

编者按继汽车、半导体之后,电力产业正崛起为我国工业的“功勋板块”。长期以来,电力在产业领域只扮演“辅助者”的角色。但随着人工智能(AI)数据中心、电动汽车以及可再生能源的扩散,电力需求激增,电力产业也随之成为海外争相寻找的“K产业”主角之一。包括LS Electric在内的国内4家电力设备企业,手中已掌握约33万亿韩元的订单,电力产业正稳固成为有助于出口和创造就业的成长型产业。业界关注的焦点,是如何构建良性循环结构。为实现更高效的输电,掌握直流相关技术已成为核心课题。本文梳理了我国企业为实现电力产业大转型所面临的课题。
[电力产业大转型]④1.2万亿“西海岸能源高速公路项目”即将登场…忙碌的K电力 View original image

LS Electric今年7月与全球能源解决方案企业GE Vernova签署了为实现超高压直流输电(HVDC)用换流设备国产化的业务协议(谅解备忘录)。双方计划利用LS Electric的HVDC生产基础设施,将GW级电压型HVDC核心设备——换流阀实现国产化。LS Electric此前已在电流型HVDC之后,完成了电压型HVDC换流用变压器(CTR)的国产化。


LS Electric加快推进电压型HVDC设备国产化,是瞄准新政府重点推进的“西海岸能源高速公路”项目。舆论认为,为抢占预计将达到数万亿韩元规模的国内能源高速公路项目,国内电力设备企业之间的竞赛已正式打响。


据气候能源环境部及电力业界27日消息,政府计划到2030年代,向将湖南圈生产的太阳能、风能等可再生能源输送至产业园区密集的首都圈的“西海岸能源高速公路”项目投入约11.5万亿韩元。其中,换流设备相关预算预计将高达4.8万亿韩元。


同时,政府还计划到2040年代完成连接南海与东海的U字形全国能源输电网。这是建国以来规模最大的输电网项目。总投资额预计将远超20万亿韩元。

湖南可再生能源,经海底HVDC送往首都圈

“能源高速公路”是指通过海底,将岭南和湖南地区生产的可再生能源直接输送到首都圈的输电基础设施。该项目最初在第10次长期输变电设备计划(至2036年)和第11次长期输变电设备计划(至2038年)中,以“西海岸HVDC项目”的名称提出。新政府将其更名为“西海岸能源高速公路”,并提前了完工目标时间。


火力发电、核电等我国发电站集中在岭南和湖南地区。此前,利用陆上的高压输电网,将岭南和湖南地区生产的电力输送至以首都圈为代表的用电地。但随着反对修建输电塔的地方居民呼声不断高涨,内陆输电网建设持续拖延。今年年初,《国家骨干电网扩充特别法》虽突破国会关口并于9月起施行,但仍有许多课题亟待解决。受居民补偿问题影响,建设进度很可能依旧缓慢。


问题在于,岭南和湖南地区的太阳能、风能等新能源发电装机容量也在急速增长。政府计划将目前约40GW的可再生能源装机,到2030年增至100GW,其中大部分预计将集中在岭南和湖南地区。仅在湖南圈获得新能源发电许可的规模,到2033年就将达到48.5GW。


要按政府目标快速推广可再生能源,必须与电网实现顺畅衔接。目前因电网饱和导致的可再生能源出力限制问题已十分严峻。新建光伏电站为接入电网而等待一年以上的情况屡见不鲜。


若采用海底HVDC,可望解决社会接受度问题。相较陆上,海底电网在施工区段涉及的利益相关方相对较少。HVDC在长距离输电时,较交流方式成本更低,占地面积也更小。以太阳能、风能等电力变换装置(逆变器)为基础的可再生能源,以直流方式输送也更为高效。尤其是海底HVDC电网,便于与大规模海上风电场相连接。

[电力产业大转型]④1.2万亿“西海岸能源高速公路项目”即将登场…忙碌的K电力 View original image

电力设备企业在能源高速公路项目启动前,已充满期待。西海岸能源高速公路全长1070公里,共设4条线路,输送容量达8GW。该项目预计分为三个阶段推进:第一阶段为技术开发及国产化,第二阶段为换流站和输电线路开工,第三阶段为海底电缆铺设。电力设备业务将主要集中在第一、二阶段,届时对HVDC换流器、气体绝缘开关设备(GIS)、变压器等的需求将十分可观。


4条线路中率先启动的是连接Saemangeum与Seohuaseong、全长220公里的HVDC项目。原定于2031年前完工,但新政府将目标时间提前至其任期内的2030年。仅该项目就将投入2.8万亿韩元,其中换流设备1万亿韩元、输电1.2万亿韩元、变电站6000亿韩元。随后,连接Shin Haenam与Dangjin火电、Shin Haenam与Seo Incheon复合发电站、Saemangeum与Yeongheung火力发电站的项目将依次推进。


目前海外也在积极推进利用海底或地下线路建设能源高速公路的项目。2023年开工的Neuconnect项目,是连接英国和德国、全长725公里的海底HVDC工程,计划在两国之间实现约1.4GW规模电力的双向输电。该项目总投资约28亿欧元(约4万亿韩元),预计于2028年完工。


德国的SuedLink项目,则是在从德国北部至南部约700公里区间铺设地下电缆的工程,计划到2028年投入约100亿欧元(约16万亿韩元)。


2022年,丹麦、德国、荷兰、比利时4国同意在2030年前在北海共同建设6GW规模的海上风电,并联结区域内电网,推动“北海海上风电枢纽项目”。各国风电场将通过HVDC电网相连。韩国方面,由LS电缆牵头的联合体已中标4项将北海风电接入德国本土的HVDC项目,签订了约1.5万亿韩元规模的合同。

“应扩大国内技术实证并引入多供应商策略”

能源高速公路项目有望成为在确保以内需为基础的生产线、提升出口竞争力的同时,加强HVDC技术实力的契机。政府计划到2027年完成GW级阀门、控制器以及500kV级换流用变压器等核心设备的开发。


业界一致表示,为确保能源高速公路项目成功,有必要扩大国内技术的实证,并引入多供应商(Multi Vendor)策略。


在本月初由大韩电气协会于全南光州Kim Daejung Convention Center主办的“为构建能源高速公路的当前议题与今后课题”政策论坛上,LS Electric能源DX事业部部长Baek Seungtaek表示:“应通过适用监管沙盒或简化用于实证的专用线路审批程序,使国内企业开发的HVDC换流器、控制器等设备能够验证其稳定性并提升性能。”


他接着补充称:“应借鉴欧洲案例,引入以多供应商为基础的HVDC设计。”


◆术语解释

·阀门·控制器=阀门承担将高电压交流电变为直流电,或将直流电再次变为交流电并输送至电网的功能。阀门由可控硅、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)等电力半导体器件串联堆叠而成。控制器负责指令阀门动作,并对整个系统的运行进行监视和管理,起到“大脑”的作用。



·HVDC换流用变压器=为交流与直流转换用阀门提供适当电压的设备。其作用是在交流电网与阀门之间实现绝缘(Isolation)并传输电力,同时兼具降低在AC(交流)↔DC(直流)转换过程中产生的谐波(Harmonics)等不必要频率的功能。


本报道由人工智能(AI)翻译技术生成。

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