エネルギーの大移動
中国東部には人口の約70％と経済活動の80％以上が集中しているが、経済活動の原動力となるエネルギーは、数千キロ離れた西部に埋もれている。地域をまたぐエネルギー輸送は、世界第2位の経済大国を悩ませる古くからの問題だ。この古くからの問題をどう解決するか。大同が出した答えは、天から地に至る立体的なエネルギー供給ネットワークを構築することだ。
現場から石炭を撤去してください
地層をさらに深く掘り下げてみましょう。地表から平均500メートルの深さで、何百万年も眠っていた炭層が目覚めつつあります。市内の59の炭鉱が同時に稼働しており、毎日328,800トンの「黒い石」が再び見られます。
西から東への石炭輸送
黒い石は、自由な空気に触れる前に、140立方メートルにも満たない個室に招かれ、653キロ離れた秦皇島港に送られた。そこで、石は無数の大小さまざまな貨物船に積み降ろしされ、急速に分解され、エネルギーを緊急に必要とする中国東部と南部の隅々まで神経終末のように広がった。
西から東への電力伝送
見上げてみましょう。この曲がりくねった653キロの鉄道の上には、瞬間送電の魔法である500kVの高圧線があります。180万キロワットの太陽光発電と風力発電を集め、大同から淮安までわずか1/36秒で直接到着します。これは、数千マイルに及ぶ燕淮直流送電を運ぶ「スーパーハイウェイ」であり、あらゆるものを照らします。
出発点は「大同」、終点は「異」。地理的スケールで、ここのエネルギーはそれぞれの使命を担い、山と海に向かって突き進んでいきます！
場所: JD
司会者：任市長、こんにちは。大同市は省内の主要なエネルギー都市であり、5つの主要基地の建設はエネルギー革命と総合改革のパイロットプロジェクトを実行するための重要な手段です。それでは、大同市にとって、これら5つの基地のどの側面が私たちの主な強みなのでしょうか？
任希潔（大同市常務委員、執行副市長）：今年、省党委員会と省政府は大同市に北京・天津・河北地区に融合し、橋頭保を築くという重要な歴史的使命を託しました。私たちはこの責任をしっかりと担い、エネルギー革命を突破口として、石炭のグリーン開発と利用を積極的に推進し、電力伝送基地の比較優位を強化し続けます。現在、市内の先進的な石炭生産能力は90％を超えています。これに基づいて、「風力、太陽熱、水力、火力、水素貯蔵の融合」という仕事の理念を堅持し、新エネルギー産業の高品質な発展を全面的に加速します。市内の電力総設備容量は1647万キロワットで、そのうち832万キロワットは50％以上を占めています。第14次5カ年計画の目標を3年前倒しで達成し、さらに石炭ベースおよび石炭化学基地の建設も積極的に模索し、いくつかの有益な成果を達成しました。
素晴らしい知恵の塔山！
誰もが子供の頃にゴールドマイナーというゲームをプレイしたことがあるでしょう。そのゲームの主な目的は金とダイヤモンドを手に入れることです。では、ハイテク鉱山労働者が現在「ブラックゴールド」を採掘するために何を使っているか考えたことがありますか。
木々の中に建物、緑の中に人々、公園の中に鉱山。この公園のような場所が実際に鉱山だなんて想像もつきません!
塔山スマート鉱山へようこそ！塔山鉱山の石炭埋蔵量は213510トンで、最大の特徴は炭層の最も厚い部分が20メートルに達することです。14メートルを超える極厚炭層の安全で効率的な採掘技術は世界的な課題です。あなたの仕事は、極厚炭層を採掘する方法を見つけ、「深海沈没船」を見つけることです！
これらの大型スクリーンでリアルタイムに再生されるのは、地下の作業状況です。当社の輸送車両に続いて、地下のシミュレーション迷路をご覧ください。長さ2キロメートル、幅200メートルのこの炭鉱切羽には、60台以上のカメラと1500台以上のセンサーが設置されています。地下の5G基地局の統一スケジュールの下で、ハイパースペクトル石炭鉱石がリアルタイムで自動的に識別され、レーザースキャンを使用して石炭の放出量を監視します。今後、集中制御センターはより少ない人員で運営され、総合的な知覚、5G伝送、自律的な意思決定、協調制御を統合した新しいインテリジェント採掘モデルを構築します。デバイスデータの高速アップロードと制御情報のリアルタイム発行、制御遅延は500ミリ秒以下で、人間の視覚と聴覚を作業切羽まで拡張し、没入型で安全生産を監視します。
司会者は現実に戻ります。5G の完全なカバレッジは、地下鉱山に鋭い目と万能な手を装備するのと同じですが、使用できるツールは何でしょうか?
孫磊（大山鉱山研究開発センター事務局長）：すごいですね。これは炭鉱の有害ガス検査ロボットです。地下で危険に遭遇し、人が降りられないときに、これを送り込んでその後の作業を円滑にしてくれます。
司会者: 素晴らしい SF ですね! 非常に厚い石炭層を採掘するにはどうすればいいのでしょうか?
孫磊：2つの魔法の武器を紹介しましょう。まず、9アーム掘削アンカー統合機には高速掘削装置が装備されています。哨戒機のように3つのヘッドと6つのアームがあり、1つは上部の中間アイの掘削専用、2つは下部ロッドの掘削専用です。さらに、空中水探査掘削リグが設計および追加され、現場での水探査作業を実現します。1人で複数のタスクを実行できるため、効率が40％向上し、1日の掘削速度は20メートルに達します。
司会者：掘削が速くなりましたが、運はどうですか？
孫磊：これは私が言及した2番目の魔法の武器です。基礎のないベルトコンベアと永久磁石同期電動ドラム技術です。電動モーター、減速機、ドラムを1つに組み合わせ、小型で設置が簡単で、伝達効率が高く、メンテナンスも不要です。これにより、毎年数百万ドルの節約になります。
司会者：この2つの独自に開発された魔法兵器により、転がる黒金は地下を離れ、ベルトに沿って継続的に地上に輸送され、大同ではほとんど止まらず、直接大秦線の列車に乗り込みます。
大秦鉄道：石炭の海から海まで走る
大秦千里の旅は大同湖東駅から始まり、1万トンの列車が12分ごとに出発し、毎日100本近くの列車が出発します。初夏以来、毎日の輸送量は120万トンを超えています。
司会者：どうすれば、安全を確保しながら、これほど多くの過積載の列車が最大限に接続、集合、分散できるようにするのでしょうか。効率的で、効率的で、非常に効率的な完璧な連携も必要です。
任福真（大秦鉄道湖東駅当直員）：852563 プレビュー、修正、実行。
任富珍：車の数が多すぎて交通が密集しすぎています。各列車をピックアップして送り出すには約 20 のプログラムが必要で、各プログラム間の平均時間は約 10 秒です。接続は非常に重要です。
大秦線の責任は重大であり、1分遅れるごとに1,000トン以上の石炭輸送量が減少します。人と車両の正確な連携があって初めて、エネルギー輸送の安全性と安定性を確保することができます。
司会者：梯子を登って操縦室に上がった運転手は、大秦線の運転手です。彼らはこの補給線に最も精通しており、すべての車両、すべての線路、ここの出発と到着をすべて把握しています。
何暁東（滬東電力車庫大秦重機運転手）：列車73019号線は滬東第二ヤード17番線から出発します。運転手は理解しています。
何暁東（滬東電力基地大秦重機運転手）：私は1000ポンドのブレーキハンドルを持ち、毎日600人の同僚や同志とともに大秦線を走り、安全と輸送を確保し、全国各地に電力を輸送しています。
司会者：全長2600メートル、2万トンのこの大型列車を、指令室の護衛のもと、石炭の海から海まで運転できるのは彼らだけです。
大秦の重荷は、単に輸送量の数字の伝説を作っただけではありません。中国の6大電力網、5つの発電グループ、10の鉄鋼会社、数万の工業・鉱山企業の石炭生産を担い、10以上の省、市、自治区の生産と日常の石炭を担っています。それはエネルギー源であり、供給の保証であり、中国の経済発展の基盤であり、世界の大型鉄道輸送の奇跡です。
司会者：だからこそ、重い列車が駅の入り口を出て、線路に沿って徐々に離れていくのを見ると、別れではなくつながりを感じるのです。
司会者：でも、実は接続方法は複数あります。上を見上げると、これは超高圧送電路、いわゆる電気の「スーパーハイウェイ」です。電流は毎秒約30万キロメートルの速度で都市間を流れています。
場所：大同新栄（定雅）変電所
任希潔：現在、180万キロワットの新エネルギーがオンラインで稼働しています。この送電・変電プロジェクトはすでに運用されており、大同西北地域の新エネルギー出力増加の問題を大幅に解決しています。エネルギー路線は最も重要です。現在、市内では大同から懐来までの1000kV超高圧送電・変電プロジェクトを全力で建設しています。このプロジェクトは金北新エネルギー基地の不可欠な部分であり、その実施により、大同の新エネルギーと伝統エネルギーの輸出能力の問題を効果的に解決できます。この送電・変電ラインが完成すると、控えめに言っても毎年1000億キロワット時の安定した新エネルギー指標を北京・天津・河北地域に提供し、華北電力網の電力安定供給と電力構造の最適化に重要な役割を果たします。
司会者：では、なぜ送電が大同のエネルギー転換にとって重要な方向となったのでしょうか？
任希潔：以前は石炭を輸出し、その後石炭を電力に変換していました。大秦鉄道は全長650キロメートル以上になります。技術的な駐車や荷降ろしを考慮しなければ、片道10時間は走ることができます。しかし、石炭を電力に変換すれば、大同から全国各地に送電するのに数秒しかかかりません。つまり、非常に時間効率が良いのです。さらに、電気は効率的でクリーン、便利、低炭素のエネルギー源であるため、石炭の送電を電力の送電に変えるということは、三方良し、三方良しの状況です。
昨年は550億キロワット時の電力でした。大同から私に連絡があり、150億キロワット時を使用し、400億キロワット時を外出に費やしたとのことです。550億キロワット時のうち、ほぼ100億キロワット時が新エネルギーによって生成され、その大部分は97.5億キロワット時です。97.5億キロワット時の電力は、省と全国で進んでいる総発電量の約29％を占めています。国は2035年までに30％の目標を求めています。今年、2023年から、私たちはすでに12年も前倒しで目標を達成したと思いますか。
「エネルギー」を蓄える
高くそびえる煙突と立ち上る白い煙は、大同人にとっては当たり前の光景で、かつては大同第一火力発電所の過去でした。しかし現在、山西省最大の新型エネルギー貯蔵発電所である王寧エネルギー貯蔵発電所が火力発電所の跡地に建設され、廃止された敷地と送電施設を十分に活用してエネルギー貯蔵を構築しています。これは「新旧」の交替であるだけでなく、「強」と「強」の組み合わせでもあります。
王寧エネルギー貯蔵発電所は現在、山西省で初めて全容量送電網接続を完了したエネルギー貯蔵発電所です。全屋外プレハブキャビン設計を採用し、寧徳時代1500V高圧液冷リン酸鉄リチウムエネルギー貯蔵システムを備えています。システム全体の変換効率は90％以上で、業界平均レベルを上回っています。
李延飛（国網時代のエネルギー貯蔵技術専門家）：7,000個以上のバッテリーセルを搭載しており、このコンテナをフル充電するには2時間かかります。6,700キロワット時以上の電力を供給でき、一般家庭の5年間の電力供給が可能です。
場所: 車内
司会者：任市長、私たちの調査では、大同市は石炭のグリーン開発利用基地と送電基地に優位性があることがわかりました。同時に、大同市は石炭を基盤とした技術革新の成果の転換にも多大な努力を払ってきました。具体的にはどのようなことをしてきましたか？
任希潔：中国科学院工程熱物理研究所大同支所、つまり大同の石炭クリーン有効利用研究所を訪問します。そこで答えを見つけます。
司会者：一緒に見てみましょう。
レン・シージエ: わかりました。
司会者：ここは大同石炭研究所で、中国科学院工程熱物理研究所の実験基地でもありますが、この基地は珍しいものです。大同石炭研究所の6階建ての空間で、集中的にパイロット研究が行われています。ここは、中国最大の石炭のクリーンで効率的な利用のパイロット研究基地であり、山西省の石炭のクリーンで効率的な燃焼とガス化のパイロット基地でもあります。ここのパイロットプラットフォームは、石炭のクリーンで効率的で柔軟な燃焼、石炭の分類と利用、炭素系固形廃棄物資源の利用という3つの研究方向に重点を置いています。これらはすべて、国際一流の基準に従って設計、建設されています。実験で実証された技術を通じて、私たちは今、祖国の広大な北と南に向かって進んでいます。
磁器は中国の輝かしい文化を代表するものです。景徳鎮の磁器焼成千年の歴史の中で、薪窯は長い間絶対的な優位を占めていました。石炭窯は1950年代から1970年代にかけて短期間現れ、20年以上続き、その後ガス窯と電気窯の世界になりました。しかし、現代社会で大きな需要がある陶磁器を作るには、ガスと電気は最良の選択ではありません。
江西省景徳鎮からほど近い建築用陶磁器産業基地の高安では、エネルギーがかつて地元産業の発展を制限する大きな問題となっていました。古いガス発電機は汚染がひどく、段階的に廃止する必要がありましたが、天然ガスは安定供給を保証できないだけでなく、石炭からガスに変換するよりもはるかに高価でした。大同石炭研究所の循環流動床ガス化技術とガス化残渣焼却技術は、ここの生産と生活条件を変えつつあります。企業が使用するエネルギーコストは天然ガスを燃焼させるコストの3分の1であり、発生源からの汚染物質の排出を極低レベルに抑えることもできるため、地元産業の経済的、環境的制約を完全に解決し、最終的には世界最大の90億立方メートルの石炭からクリーンな工業用ガスに変換するプロジェクトにつながっています。
研究者：小型装置が冷熱状態で完成した後、これが合理的であり、出力を利用できることがわかった。20メートルを超える大型プラットフォームが建設される予定で、これはすでに中国で大規模な実験と見なされている。
任希潔：こう言ってもいいでしょうか？あなたの実験プラットフォーム、特に高温燃焼プラットフォームは中国最大規模です。
研究者：実験にとっては意味があります。
任希潔：次のステップは実証であり、大規模な産業推進と応用です。
研究者：はい。
任希潔：大同市のエネルギー転換、石炭ハイテクの利用、革新成果の転換は、常に研究されるべきテーマであり、大同市の歴代政権が解決しなければならない問題でもありました。大同市は毎年1億6千万トンの原炭を生産しており、そのうち30％が石炭鉱石で、約5千万トンです。この5千万トンについてはどうでしょうか？以前はほとんどが埋め立てられ、十分に活用されていませんでした。しかし、私たちは中国科学院工程熱物理研究所を誘致しました。その目的は、石炭のクリーンな燃焼を促進するだけでなく、さらに重要なのは、石炭に基づく革新成果を転換することです。私たちは、廃棄物を宝物に変え、すべての石炭を抽出し、すべてのプロセス、分野、側面で人類のグリーンエネルギーに真に貢献したいと考えています。
4年間の努力を経て、大同の59の炭鉱のうち3つがインテリジェント採掘を実現し、年間の石炭生産量は約1億2000万トンで安定し、そのうち高度な生産は90.7%を占めています。
大秦鉄道は、全国の営業距離の1％未満であるが、鉄道石炭輸送総量の23％、鉄道貨物輸送総量の11.3％を占め、人類による化石エネルギー輸送の総量、距離、速度の記録を継続的に更新している。
昨年、大同から全国各地に送電された電力は392.6億キロワット時に達し、年間電力消費量1000万キロワット時の企業3926社の電力需要を満たすことができ、年間電力消費量3000キロワット時の世帯1308.6万世帯の電力需要を満たすことができます。しかし、このデータは年々増加しています。
大同石炭研究所では、5つの科学研究成果がパイロットテストを完了し、5つの科学研究成果がパイロットテストに向けて待機しています。
大同は5つの主要基地の建設を通じてエネルギー転換のペースを加速し、エネルギー産業のグリーン転換を新たなレベルに全面的に推進しています。