La transmission d'énergie intermédiaire est le seul moyen de réaliser l'allocation optimale de l'énergie mondiale, de se compléter les ressources énergétiques de l'autre sur tous les continents et d'utiliser efficacement l'énergie propre. Il s'agit d'un lien important dans la construction d'un Internet à l'énergie mondiale qui s'étend sur cinq continents, relie quatre océans, traverse l'est et l'ouest et se déroule dans le nord et le sud.
Les câbles sous-marins, les câbles de pont transversal, les câbles de tunnel sous-marin et les lignes aériennes de mer transversales sont les principaux moyens d'atteindre l'interconnexion en mer et la transmission éolienne offshore. Les câbles sous-marins sont les plus couramment utilisés.
Par rapport aux lignes aériennes, la transmission du câble sous-marin représente moins de 1% de la capacité de transmission du réseau électrique mondial. Le développement de l'énergie éolienne à grande échelle et une interconnexion approfondie du réseau ont fourni un élan direct pour le développement de la technologie des câbles sous-marins à haute tension, qui a un grand potentiel de développement à l'avenir.
En 2019, la demande annuelle totale mondiale d'électricité a atteint 28 000 TWH, et l'échelle de transmission mondiale du réseau électrique dépassait 3 000 GW, dont environ 26 GW a été transmise par des projets de câbles sous-marins, représentant moins de 1%. En tant que première région à développer l'énergie éolienne offshore, l'Europe est devenue la région avec le plus grand nombre de projets de câbles sous-marins et la plus grande échelle de construction au monde. La durée totale des câbles sous-marins a dépassé 6 200 km et la capacité de transmission totale a dépassé 22 GW. Avec le développement économique rapide, le développement des énergies propres et l'augmentation de la demande de réseautage régional de la mer transversale, l'Asie se transforme progressivement en un important marché d'applications d'ingénierie par câble à haute tension à haute tension.
À la fin de 2019, la technologie des câbles sous-marins DC à ultra-tension a progressivement mûri, incluant principalement deux voies techniques: l'isolation en papier imprégné collant et l'isolation extrudée. Le niveau technique peut atteindre ± 200kV ~ ± 600kV / 1000 MW ~ 2500 MW. La technologie d'attachement est un facteur clé pour réaliser des câbles sous-marins de longue longue longueur. Les matériaux et processus connexes sont extrêmement complexes et sont le plus gros lien faible.
Avec le développement rapide du développement de l'énergie propre offshore à grande échelle et de l'interconnexion inter-océanique des réseaux électriques, la demande de capacité de transmission du projet de câble sous-marin, la distance et l'amélioration économique a progressivement augmenté et la demande de développement de la technologie des câbles sous-marins EHV DC a continué d'augmenter. On estime qu'au cours des 30 prochaines années, la distance totale de transmission des projets croisés en Asie, en Europe, en Amérique du Nord et en Afrique atteindra respectivement 10 000 km, 9 000 km, 5 000 km et 4 000 km, et la capacité totale atteindra respectivement 120 gw, 120 gw, 4 000 ~ 8000m 2000 ~ 3000 km.
Il est techniquement difficile pour les câbles sous-marins DC à ultra-tension pour répondre aux besoins futurs, il est donc urgent de développer ± 800KV et plus de la technologie des câbles sous-marins DC à ultra-tension. En termes d'économie, le coût complet de ± 200 ~ ± ± 600 kV des câbles bipolaires sous-marins à ultra-tension ultra-haute tension est de 1 à 2,6 millions de dollars américains / km, ce qui est de 5 à 10 fois le coût des lignes aériennes du même niveau, et est toujours à un prix relativement élevé. Mais en même temps, à mesure que le niveau de tension et l'augmentation de la coupe transversale du conducteur, le coût de la capacité unitaire des câbles sous-marins DC montre une tendance à la baisse. Par conséquent, à l'avenir, les câbles sous-marins DC à grande capacité EHV seront plus économiques que les câbles sous-marins UHV DC et auront une meilleure perspective de développement.
Par rapport aux câbles sous-marins UHV DC, les câbles sous-marins EHV DC ont des exigences plus élevées en termes de technologies clés et d'indicateurs économiques complets. En termes de technologie, sur la base de la demande future de la capacité, de la technologie de production et des capacités d'équipement, il est prévu que la tension unitaire résiste à la capacité des matériaux d'isolation de ± 800kV ~ ± 1100kV / 4000MW ~ 12000MW EHV DC sous-marin (isolation extrud) à l'avenir ne sera pas moins de 43 ~ 65kV / mm. En termes d'économie, il est prévu qu'à l'avenir, ± 500kV / 2000 MW ~ 3000 MW, ± 600kV / 4000 MW et ± 800kV / 8000mW de câbles sous-marins DC devront coûter moins de 2,5 millions, 3 millions et 7 millions de dollars américains / km pour avoir une bonne compétitivité du marché.
La recherche et le développement des câbles sous-marins EHV DC seront confrontés à des goulots d'étranglement techniques tels que la tension, la capacité, la distance et les améliorations de la profondeur de la mer. L'amélioration économique est un facteur clé dans la promotion et l'application des câbles sous-marins EHV DC. Les facteurs de marché et de politique sont des catalyseurs pour promouvoir davantage le développement des câbles sous-marins EHV DC Le développement des câbles sous-marins EHV DC nécessite des percées dans les matériaux d'isolation, la technologie de traitement, la technologie accessoire, la technologie de construction et la technologie de post-opération et de maintenance.
À court et moyen à terme à l'avenir, le niveau technique de ± 800kV / 4000MW EHV DC sous-marin peut être atteint, et le niveau technique de ± 800kV / 8000MW devrait être dépassé à moyen et long terme. La technologie d'isolation de papier mature et fiable et imprégnée et la technologie d'isolation d'extrusion en développement rapide sont les voies techniques pour réaliser des câbles sous-marins EHV DC EHV à court terme à l'avenir. Avec l'amélioration supplémentaire de la résistance à la chaleur des matériaux d'isolation, il devrait atteindre le niveau de ± 800kV / 8000MW en 2035. On s'attend à ce que d'ici 2050, dans les conditions de percées majeures dans les propriétés des conducteurs et des matériaux isolants, il devrait percer le niveau technique du niveau de tension de ± 1100kV.
La recherche et le développement des câbles sous-marins EHV DC est un projet systématique étape par étape qui nécessite des percées dans des technologies clés telles que les matériaux, la conception et les processus par étapes et étapes.
Avant 2025, concentrez-vous sur l'optimisation de la conception de la structure d'isolation des technologies de papier et d'extrusion imprégnées, et construire la théorie de base de la conception de la structure de l'isolation des câbles sous-marins DC impliquant des paramètres tels que la charge d'espace, la température, le champ électrique, la conductivité, la constante diélectrique, etc. fiabilité du corps et des accessoires; Développer les bornes de test de qualité EHV et construire une base de test systématique EHV; Répondre aux exigences pour ± 800kV / 4000MW Projet de câble sous-marin EHV DC.
De 2025 à 2035, améliorez le niveau de fabrication des matériaux d'isolation, développez des matériaux de base d'isolation à haute pureté et à haute nette, augmentez la résistance à la température à long terme à 110 ° C, augmentez la résistance à l'isolation à 43 kV / mm et la recherche de matériaux de blindage correspondant.
De 2035 à 2050, effectuez des recherches approfondies et complètes sur les matériaux potentiels de base d'isolation, améliorent les capacités de synthèse chimique et développent de nouveaux matériaux d'isolation avec une résistance à l'isolation pouvant atteindre 65 kV / mm; Concevez la structure d'isolation par câble sous-marin basée sur les caractéristiques de performance des nouveaux matériaux pour améliorer la résistance à l'eau, la résistance à la pression et la résistance à la déformation du corps du câble sous-marin, et former une capacité de traitement et un niveau de production pour la production de masse industrielle.
Avec l'avancement et la promotion de la technologie, l'économie deCâbles sous-marins EHV DCsera considérablement amélioré à l'avenir et les objectifs économiques attendus peuvent être atteints. On estime qu'en 2050, le coût de ± 800KV / 4000MW et ± 800kV / 8000MW DC Les câbles sous-marins atteindront 2,6 millions de dollars / km et 4,4 millions de dollars / km US, et le coût de ± 1100kV / 12000 MW de câbles sous-marins est censé atteindre 5,8 millions de dollars, avec une bonne économie et une compétitivité de marché du marché.
Le développement des câbles sous-marins EHV DC apportera d'énormes avantages techniques, économiques, sociaux et politiques. D'une part, il peut promouvoir les progrès technologiques dans les matériaux, les processus, le contrôle et d'autres industries connexes, et stimuler les investissements dans des projets de transmission de puissance DC croisés en mer jusqu'à 150 milliards de dollars américains. D'un autre côté, il peut améliorer la sécurité régionale de l'approvisionnement en énergie et créer environ 14 millions d'emplois dans les industries connexes. Dans le même temps, il peut favoriser le processus de propreté de l'énergie, aborder efficacement le problème du changement climatique et réduire les ressources foncières de plus de 100 000 km2.
De plus, le développement deCâbles sous-marins EHV DCPeut également promouvoir un nouveau mécanisme de trading d'énergie et d'énergie, accélérer le développement de l'énergie propre offshore et la construction d'un Internet à l'énergie mondiale, améliorer le niveau d'interconnexion énergétique, améliorer le niveau d'alimentation des pays insulaires et améliorer la sécurité de la transmission d'énergie. Promouvoir le développement régional coordonné.