A transmissão de energia cruzada é a única maneira de realizar a alocação ideal de energia global, complementar os recursos energéticos um do outro em todos os continentes e utilizar com eficiência energia limpa. É um vínculo importante na construção de uma Internet de energia global que abrange cinco continentes, conecta quatro oceanos, atravessa o leste e oeste e atravessa o norte e o sul.
Cabos submarinos, cabos de ponte cruzados, cabos de túnel submarino e linhas aéreas cruzadas são as principais maneiras de obter interconexão cruzada e transmissão de energia eólica offshore. Os cabos submarinos são os mais usados.
Comparado com as linhas aéreas, a transmissão de cabos submarinos é responsável por menos de 1% da capacidade de transmissão da grade de energia global. O desenvolvimento de energia eólica offshore em larga escala e uma extensa interconexão de grade proporcionaram impulso direto para o desenvolvimento da tecnologia de cabo submarino DC de alta tensão, que tem um grande potencial de desenvolvimento no futuro.
A partir de 2019, a demanda global total global de eletricidade atingiu 28.000 TWH, e a Escala de Transmissão Global de Grade de Energia excedeu 3.000 GW, dos quais aproximadamente 26 GW foram transmitidos por projetos de cabo submarinos, representando menos de 1%. Como a primeira região a desenvolver energia eólica offshore, a Europa se tornou a região com o maior número de projetos de cabo submarinos e a maior escala de construção do mundo. O comprimento total dos cabos submarinos excedeu 6.200 km e a capacidade total de transmissão excedeu 22GW. Com o rápido desenvolvimento econômico, o desenvolvimento de energia limpa e a crescente demanda por redes entre mares regionais, a Ásia está gradualmente crescendo em um importante mercado de aplicação de engenharia de cabos submarinos de alta tensão.
Até o final de 2019, a tecnologia de cabos submarinos DC de alta tensão altíssima amadureceu gradualmente, incluindo principalmente duas rotas técnicas: isolamento impregnado de papel impregnado e isolamento extrudado. O nível técnico pode atingir ± 200kV ~ ± 600kV/1000mW ~ 2500mW. A tecnologia de fixação é um fator-chave na realização de cabos submarinos de longa duração. Os materiais e processos relacionados são extremamente complexos e são o maior elo fraco.
Com o rápido desenvolvimento de desenvolvimento de energia limpa offshore em larga escala e interconexão cruzada de grades de energia, a demanda por capacidade de transmissão de projetos de cabo submarino, a distância e a melhoria econômica aumentou gradualmente e a demanda pelo desenvolvimento da tecnologia de cabos submarinos de EHV DC continuou a aumentar. It is estimated that in the next 30 years, the total transmission distance of cross-sea projects in Asia, Europe, North America and Africa will reach 10,000km, 9,000km, 5,000km and 4,000km respectively, and the total capacity will reach 120GW, 120GW, 40GW and 50GW respectively, of which the transmission capacity of most projects needs to reach 4000~8000MW, and some transmission distances can reach 2000~3000km.
É tecnicamente difícil para os cabos submarinos DC de tensão ultra alta para atender às necessidades futuras, por isso é urgente desenvolver ± 800kV e acima da tecnologia de cabo submarino de tensão ultra-alta. Em termos de economia, o custo abrangente de ± 200 ± ± 600kV cabos bipolares submarinos de alta tensão de alta tensão é de 1 milhão a 2,6 milhões de dólares/km, que é de 5 a 10 vezes o custo das linhas aéreas do mesmo nível e ainda tem um preço relativamente alto. Mas, ao mesmo tempo, à medida que o nível de tensão e a seção transversal do condutor aumentam, o custo da capacidade unitário dos cabos submarinos DC mostra uma tendência de queda. Portanto, no futuro, os cabos submarinos DC de grande capacidade EHV serão mais econômicos que os cabos submarinos da UHV DC e terão melhor perspectiva de desenvolvimento.
Comparado aos cabos submarinos UHV DC, os cabos submarinos EHV DC têm requisitos mais altos em termos de tecnologias -chave e indicadores econômicos abrangentes. Em termos de tecnologia, com base na demanda futura da capacidade, na tecnologia de produção e nas capacidades de equipamentos, espera -se que a tensão da unidade suporta a capacidade dos materiais de isolamento de ± 800kV ~ ± 1100kV/4000mW ~ 12000MW EHV DC Submarine Cables (isolamento extrado) no futuro precisará não ser inferior a 43 ~ 65KV/m. Em termos de economia, espera -se que, no futuro, ± 500kV/2000mW ~ 3000mW, ± 600kV/4000mW e ± 800kV/8000mw Cabos submarinos DC precisarão custar menos de 2,5 milhões, 3 milhões e 7 milhões de dólares/km para ter boa competitividade no mercado.
A pesquisa e o desenvolvimento de cabos submarinos de EHV DC enfrentarão gargalos técnicos principais, como tensão, capacidade, distância e melhorias na profundidade do mar. A melhoria econômica é um fator -chave na promoção e aplicação de cabos submarinos de EHV DC. Os fatores de mercado e políticas são catalisadores para promover ainda mais o desenvolvimento de cabos submarinos de EHV DC, o desenvolvimento de cabos submarinos EHV DC requer avanços em materiais de isolamento, tecnologia de processamento, tecnologia de acessórios, tecnologia de construção e tecnologia de pós-operação e manutenção.
No curto e médio prazo, no futuro, pode -se alcançar o nível técnico de ± 800kV/4000mW EHV DC Submarine Cable, e espera -se que o nível técnico de ± 800kV/8000mW seja excedido a médio e longo prazo. A tecnologia de isolamento de papel impregnado e confiável e confiável e a tecnologia de isolamento de extrusão que desenvolve rapidamente são as rotas técnicas para realizar cabos submarinos EHV DC de baixa capacidade a curto prazo no futuro. Com a melhoria adicional da resistência ao calor dos materiais de isolamento, espera -se que atinja o nível de ± 800kV/8000MW em 2035. Espera -se que, até 2050, nas condições de grandes avanços nas propriedades dos condutores e dos materiais isolantes, seja esperado que seja divulgado com o nível técnico de tensão de ± 1100kV.
A pesquisa e desenvolvimento de cabos submarinos de EHV DC é um projeto sistemático passo a passo que requer avanços em tecnologias-chave, como materiais, design e processos em etapas e etapas.
Before 2025, focus on optimizing the insulation structure design of impregnated paper and extrusion technology, and construct the basic theory of DC submarine cable insulation structure design involving parameters such as space charge, temperature, electric field, conductivity, dielectric constant, etc., through nano-doping and base material purification and other methods are used to reduce the impact of space charge, study the electric field reversal mechanism and suppression methods, and improve the processing technology e confiabilidade operacional do corpo e acessórios; Desenvolver terminais de teste de grau de EHV e construir base de testes sistemáticos de EHV; Atenda aos requisitos para ± 800KV/4000MW EHV DC Submarine Cable Project.
De 2025 a 2035, melhore o nível de fabricação de materiais de isolamento, desenvolva materiais base de alta e alta rede, aumente a resistência à temperatura a longo prazo a 110 ° C, aumente a força de isolamento para 43kV/mm e a pesquisa correspondente a materiais de blindagem.
De 2035 a 2050, realize pesquisas aprofundadas e abrangentes sobre potenciais materiais base de isolamento, melhore as capacidades de síntese química e desenvolva novos materiais de isolamento com força de isolamento até 65kV/mm; Projete a estrutura de isolamento do cabo submarino com base nas características de desempenho de novos materiais para melhorar a resistência à água, resistência à pressão e resistência à deformação do corpo do cabo submarino e formar uma capacidade de processamento e nível de produção para a produção em massa industrial.
Com o avanço e promoção da tecnologia, a economia deCabos submarinos EHV DCserá bastante aprimorado no futuro e os objetivos econômicos esperados podem ser alcançados. Estima -se que, em 2050, o custo de ± 800kV/4000mW e os cabos submarinos DC de ± 800kv/8000mw atinjam US $ 2,6 milhões/km e US $ 4,4 milhões/km, e os custos de ± 1100kV/12000mw, e os cabos submarinos de US $ 5,8 milhões/km.
O desenvolvimento dos cabos submarinos da EHV DC trará enormes benefícios técnicos, econômicos, sociais ambientais e políticos. Por um lado, pode promover o progresso tecnológico em materiais, processos, controle e outras indústrias relacionadas e impulsionar o investimento em projetos de transmissão de energia de DC cruzados de até 150 bilhões de dólares. Por outro lado, pode melhorar a segurança regional do fornecimento de energia e criar aproximadamente 14 milhões de empregos em indústrias relacionadas. Ao mesmo tempo, pode promover o processo de limpeza de energia, abordar efetivamente o problema das mudanças climáticas e reduzir os recursos da terra em mais de 100.000 km2.
Além disso, o desenvolvimento deCabos submarinos EHV DCTambém pode promover um novo mecanismo de negociação de energia e energia, acelerar o desenvolvimento da energia limpa offshore e a construção de uma Internet de energia global, aumentar o nível de interconexão de energia, melhorar o nível de fornecimento de energia dos países da ilha e melhorar a segurança da transmissão de energia. Promover o desenvolvimento regional coordenado.