La gran red eléctrica UHV

Por SHANG QlANMlNG

Su tecnología es una contribución tan significativa como la de los trenes de alta velocidad o la aeroespacial

EN la primavera de 2009,después de que el proyecto piloto de transmisión de corriente alterna (AC,por sus siglas en inglés) y ultra alto voltaje (UHV, por sus siglas en inglés) de 1000 kV del sureste de Shanxi-Nanyang-Jingmen entrara en funcionamiento, Liu Zhenya, entonces gerente general de la Corporación Estatal de la Red Eléctrica de China, realizó una visita a Estados Unidos, donde sostuvo un encuentro con Steven Chu,quien era secretario de Energía de dicho país. En aquella ocasión, Chu le hizo una confesión: “China se encuentra por delante de Estados Unidos en esta materia,por lo que nos encantaría ser parte de estos logros junto con ustedes”.

27 de agosto de 2020. Un robot de inspección habilitado para 5G de un proyecto de corriente eléctrica continua, en una subestación transformadora en la ciudad de Zhumadian, provincia de Henan.

29 de mayo de 2020. Personal de mantenimiento trabaja en la línea de transmisión de corriente continua de muy alta tensión ±800 kV en la ciudad de Taizhou,provincia de Jiangsu.

Del alto voltaje al ultra alto voltaje,China se ha enfrentado a un gran desafío tecnológico con cada aumento de la corriente de trasmisión eléctrica. La tecnología de transmisión UHV se refiere a la tecnología de transmisión de AC 1000 kV, DC ±800 (corriente continua,por sus siglas en inglés) kV y superior,que tiene las ventajas de larga distancia,alta capacidad, baja pérdida y ahorro de recursos terrestres en comparación con los métodos de transmisión de menor tensión. El primer proyecto de transmisión UHV de China fue puesto a andar el 6 de enero de 2009, lo cual sentó al país como líder mundial en lo que se refiere al campo de la tecnología de transmisión eléctrica, resolviendo a la vez el problema de la transmisión a larga distancia y creando las condiciones necesarias para el desarrollo a gran escala de la energía renovable eólica, solar e hidráulica en la zona occidental del país. Todo ello representó un hito tecnológico de la revolución energética y un gran avance en el desarrollo de una mayor productividad en China.

Líder en ciencia y tecnología eléctrica

Ya en 1986, China comenzó su investigación en el campo de la tecnología UHV y, desde entonces, se ha incluido su estudio en los Programas Nacionales para el Desarrollo Científico y Tecnológico del VII Plan Quinquenal (1986-1990),el VIII Plan Quinquenal (1991-1995) y el X Plan Quinquenal (2001-2005), lo cual le ha permitido acumular una valiosa experiencia. Además, la investigación y el desarrollo de dicha tecnología han sido incluidos en el Esquema del Programa Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico de Largo y Mediano Plazo y la Subvención Nacional de Ciencia y Tecnología del XI Plan Quinquenal (2006-2010). La exitosa puesta en marcha del proyecto nacional piloto de transmisión y transformación eléctrica de 750 kV de la zona noroccidental de China y de transmisión de DC de ± 500 kV de las Tres Gargantas ha mejorado enormemente la capacidad de fabricación de los equipos de transmisión y transformación energética de China, y ha creado también las condiciones para la investigación y desarrollo (I+D) y la aplicación de equipos de tecnología UHV.

No obstante, cuando en agosto de 2006 la Comisión Nacional de Desarrollo y Reforma aprobó la construcción del proyecto piloto de AC UHV de 1000 kV del sureste de Shanxi-Nanyang-Jingmen, la tecnología UHV, que ya había pasado por dos décadas de investigación y utilización, debió superar muchas pruebas.

En marzo de 2008 se completó el diseño del transformador de 1000 kV fabricado por TBEA Shenyang. Como equipo clave de UHV, este transformador representaba el cúmulo de esfuerzos de aquellos dedicados a la ciencia y tecnología en este campo. Sin embargo,una vez iniciado su testeo, el indicador de tensión volvió a cero tras 72 segundos y, en un segundo ensayo, volvió a pasar lo mismo apenas 29 segundos después, lo cual evidenciaba el fallo de ambas pruebas.

Aun así, en lugar de rendirse ante esta difícil situación, el equipo a cargo recabó los resultados obtenidos y siguió adelante. Finalmente, en junio de 2008,el transformador, con un peso de 400 toneladas y un costo de 50 millones de yuanes (7,7 millones de dólares) fue probado exitosamente.

Este es apenas uno de los hitos dentro de la empresa iniciada por China en el sector de la UHV. Con el fin de resolver una serie de problemas de clase mundial y desarrollar tecnologías clave con derechos de propiedad intelectual independientes, el proyecto piloto de prueba se adhirió a la producción, enseñanza,investigación y aplicación conjuntas,colaborando con 50.000 personas provenientes de más de 100 unidades de estudio científico, fabricación y diseño,además de centros técnicos especializados en la industria eléctrica y maquinaria, para llevar a cabo la investigación de más de 180 tecnologías y la fabricación de más de 40 equipos clave. De este modo, se lograron avances innovadores en el control de la tensión, la configuración del aislamiento externo, el control del entorno electromagnético, entre otros sectores. Asimismo, se pudo dominar ampliamente la tecnología central de transmisión de energía AC UHV, lo que permitió desarrollar con éxito un conjunto completo de equipos clave,establecer nuevos récords mundiales de equipos de transmisión de energía importantes y construir el proyecto de transmisión de energía AC con el mayor nivel de tensión y la mayor capacidad de transmisión del mundo.

En la Conferencia de Premios Estatales de Ciencia y Tecnología, celebrada el 8 de enero de 2013 en el Gran Palacio del Pueblo en Beijing, la “Tecnología clave,el conjunto completo de equipos y aplicación de ingeniería en la transmisión AC UHV” fue galardonada con el Gran Premio Nacional de Progreso Científico y Tecnológico, que representa la mayor distinción en el campo de la ingeniería eléctrica en China. El “Proyecto de transmisión de corriente continua de muy alta tensión ±800 kV” también ganó el Premio de la Industria de China. Según Liu Kaijun, exrector del Instituto de Investigación Económica y Tecnológica de Beijing de la Corporación Estatal de la Red Eléctrica de China, estas dos tecnologías constituyen importantes hitos en el desarrollo de la industria eléctrica china. Gracias a ellas se pudo revertir por completo el atraso que hubo durante muchos años en comparación con los países desarrollados de Occidente y, a la vez, establecer el estándar, la creación y el liderazgo de China en esta materia.

La Comisión Nacional de Desarrollo y Reforma aprobó oficialmente el proyecto de transmisión DC de ±800 kV Baihetan-Jiangsu por una inversión total de 30.700 millones de yuanes (4743 millones de dólares) y una capacidad de transmisión de 8 millones de kilovatios.

El auge de las nuevas infraestructuras ha impulsado la construcción de numerosos proyectos de UHV. El libro Tendencias de desarrollo e inversión en la red eléctrica de ultra alta tensión de China, publicado recientemente, estima que para 2022, la escala total de inversión impulsada por la industria UHV de China y escalones complementarios de cursos superior e inferior de su cadena industrial alcanzará los 414.000 millones de yuanes (63.963 millones de dólares), mientras que para 2025, el monto podría llegar a los 587.000 millones de yuanes (90.691 millones de dólares).

Optimización de la estructura energética

El 24 de noviembre de 2020, el primer proyecto de transmisión de corriente continua híbrida UHV del mundo,el convertidor de alta y baja de Kunbei-Longmen 2 del proyecto de corriente continua de Kunliulong, fue puesto a andar de manera exitosa. El voltaje del sistema ascendió por primera vez a 800 kV, mientras que la potencia de transmisión aumentó a 800 MW, lo cual marcó otro importante avance en la tecnología UHV en China.

Desde el XIII Plan Quinquenal (2016-2020), el consumo de electricidad de China ha crecido a una tasa media anual del 6,2 %, con un consumo eléctrico nuevo promedio anual de 360.000 millones de kWh, lo que equivale al consumo total del Reino Unido, que ocupa el undécimo lugar en el mundo en consumo eléctrico. De cara al XIV Plan Quinquenal (2021-2025), la demanda eléctrica seguirá aumentando, ya que se estima que para 2025, el consumo eléctrico de toda China alcance los 9 a 10 billones de kWh, con un crecimiento anual promedio del 4 % al 6 %. Con esta creciente demanda eléctrica, la actual estructura energética de China no es la adecuada, puesto que el modelo basado en “mayor carbón y menor petróleo y gas” no solo ha conducido a una baja eficiencia energética, sino que también ha aumentado el impacto sobre el medio ambiente. Según los expertos, este panorama puede cambiar al menos por dos aspectos: primero, por la promoción del uso eficiente y limpio del carbón para reducir el impacto en el entorno en las regiones del este y centro de China y, en segundo lugar, por el aumento en el uso de energías limpias como las energías hidráulica, eólica y fotovoltaica.

Proyectándose hacia el exterior

Como líder en tecnología UHV, China también está a la vanguardia en lo que respecta a la construcción de proyectos de UHV. A finales de 2019, tras más de diez años de desarrollo, se completaron un total de 26 proyectos de UHV en el país.

El avance de China en esta materia también ha sido reconocido por la comunidad internacional. Muchas autoridades coinciden en que representa una de las tendencias de desarrollo más importantes de las redes eléctricas actuales y un hito importante en el desarrollo de la industria eléctrica, capaz de resolver en gran medida la futura crisis energética.

En la actualidad, Rusia, India, Brasil,entre otros países, han dado prioridad a la transmisión UHV para el desarrollo de la energía eléctrica, por lo que también han buscado activamente la cooperación técnica con China. En 2014, la tecnología DC UHV de China fue utilizada también en el proyecto de transmisión UHV DC de la central hidroeléctrica de Belo Monte en Brasil.

“China ha sido un precursor en el dominio de la tecnología UHV y las normas aplicadas también se han convertido en el estándar internacional”, señala Liu Kaijun. La tecnología UHV supone un cambio importante en la transmisión de energía en el mundo y es una contribución tan significativa a la industria como ha sido la tecnología de los trenes de alta velocidad o la tecnología aeroespacial.