西部綠電助力"雙碳"目标

發(fā)布時(shí)間：2021-10-18  人浏覽

十月的甘肅酒泉，古老的河西走廊上，一排排白色風車槳葉旋舞，一片片銀色光伏闆閃閃發(fā)亮，構成(chéng)新的大漠風景。這(zhè)裡(lǐ)是國(guó)家規劃建設的首個千萬千瓦級風電基地和百萬千瓦級太陽能(néng)發(fā)電基地。

作爲風能(néng)可開(kāi)發(fā)量占全國(guó)總量七分之一，年均日照時(shí)數達3300小時(shí)以上的城市，酒泉正加快推進(jìn)新能(néng)源産業發(fā)展，第二個千萬千瓦級風電基地建設項目也已開(kāi)工。

大規模開(kāi)發(fā)可再生能(néng)源，是我國(guó)兌現“碳達峰、碳中和”承諾的重要保障措施。10月12日，國(guó)家主席習近平在《生物多樣性公約》第十五次締約方大會(huì)領導人峰會(huì)上指出，中國(guó)將(jiāng)持續推進(jìn)産業結構和能(néng)源結構調整，大力發(fā)展可再生能(néng)源，在沙漠、戈壁、荒漠地區加快規劃建設大型風電光伏基地項目，第一期裝機容量約1億千瓦的項目已于近期有序開(kāi)工。

相比于核能(néng)、水能(néng)等清潔能(néng)源過(guò)長(cháng)的籌備、建設期，風光能(néng)源是最便利的綠色能(néng)源。近年來，我國(guó)風電光伏産業進(jìn)入加速增長(cháng)階段。根據國(guó)家能(néng)源局發(fā)布的數據，2020年全國(guó)電源新增裝機容量中，風電占比34.6%，太陽能(néng)發(fā)電占比24.1%。新增風電和太陽能(néng)發(fā)電合計達1.20億千瓦，占比約63%，成(chéng)爲我國(guó)電源增長(cháng)主力。預計在2030年以後(hòu)，風能(néng)和太陽能(néng)將(jiāng)成(chéng)爲主要的非化石能(néng)源品種(zhǒng)。

黃河東岸有了綠色能(néng)量

16萬畝荒漠化土地煥發(fā)新生

從銀川一路向(xiàng)東，過(guò)了黃河，會(huì)看到這(zhè)樣一片“光的海洋”：成(chéng)千上萬片藍色的太陽能(néng)光闆像向(xiàng)日葵一樣逐光而動，粼粼光海之下，點綴著(zhe)一條條紅綠相間的“緞帶”，那是挂著(zhe)紅果的枸杞林。

這(zhè)是甯夏寶豐農光一體光伏電站——全球最大的單體農光互補電站。電站采用“闆上發(fā)電，闆下種(zhǒng)枸杞”的新型綠色産業發(fā)展模式，讓銀川黃河東岸16萬畝荒漠化土地煥發(fā)盎然生機。光伏電站采用國(guó)際領先的帶傾角平單軸自動跟蹤技術，最大限度吸收太陽能(néng)，截至去年年底，與傳統火電相比，已累計減少二氧化碳排放204.7萬噸，約等于種(zhǒng)植8900多萬棵樹。

有研究機構發(fā)布過(guò)這(zhè)樣一組數據：每秒到達地表的太陽能(néng)有80萬千瓦，如果把其中的0.1%轉爲電能(néng)，以轉變率5%來算，每年的發(fā)電量是世界能(néng)耗的40倍。

資源環境效益，無疑是我國(guó)大力推動風電光伏發(fā)展的重要原因。

甘肅省酒泉市，這(zhè)座曾經(jīng)黃沙漫天、烈日炎炎的大漠之都(dōu)，過(guò)去能(néng)源消費主要是煤，一方面(miàn)帶來環境污染，另一方面(miàn)也浪費了當地豐富的風光資源。近年來，酒泉大力發(fā)展光熱發(fā)電項目，由傳統能(néng)源城市變爲新能(néng)源城市，走上綠色發(fā)展之路。

數據顯示，截止到今年6月，全市累計建成(chéng)并網風電裝機1045萬千瓦、光電裝機286萬千瓦，新能(néng)源累計發(fā)電量達1100億千瓦時(shí)，相當于節約标準煤3300萬噸，減排二氧化碳1億噸、二氧化硫34萬噸、氮氧化物17萬噸。當地群衆最直觀的感受，是天更藍了。

青海省海西州格爾木市地處三江源自然保護區，脆弱的生态，讓綠電轉型的意義不言而喻。2019年9月，随著(zhe)5萬千瓦光熱項目并網發(fā)電，國(guó)家首批多能(néng)互補集成(chéng)優化示範工程在這(zhè)裡(lǐ)建成(chéng)。工程總裝機容量70萬千瓦，包括20萬千瓦光伏項目、40萬千瓦風電項目、5萬千瓦光熱發(fā)電項目及5萬千瓦儲能(néng)系統。

“光伏、風電是電源輸出主力，光熱、儲能(néng)電站則作爲聯合調節，在光伏、風力發(fā)電進(jìn)入低谷期時(shí)，以熱能(néng)、電池儲能(néng)發(fā)電進(jìn)行補充。多種(zhǒng)方式深度融合，實現供電的穩定性。”工程運維企業——中國(guó)綠發(fā)青海新能(néng)源公司黨委書記、董事(shì)長(cháng)強同波表示，目前，項目年發(fā)電量約12.625億千瓦時(shí)，每年可節約标準煤約40.15萬噸，將(jiāng)有效降低大氣污染，推動青海完全實現清潔能(néng)源供給。

從2017年至今，青海先後(hòu)開(kāi)展了“綠電7日、9日、15日、31日”及“三江源綠電百日”活動，連續刷新100%清潔能(néng)源供電的世界紀錄。根據不久前發(fā)布的《青海打造國(guó)家清潔能(néng)源産業高地行動方案》，2030年青海將(jiāng)全面(miàn)建成(chéng)以清潔能(néng)源爲主體的新型電力系統，基本建成(chéng)零碳電網。

藏在陽光裡(lǐ)的創收秘訣

電力熱力生産及供應業在哈密市工業增加值中占比過(guò)半

新疆哈密，一座因哈密瓜而聞名全國(guó)的城市。這(zhè)裡(lǐ)水果甜的秘訣，藏在陽光裡(lǐ)——哈密全年太陽總輻射量達6397.35兆焦耳/平方米，位居全疆之首。

充足的日照不僅造就(jiù)了哈密瓜，也造就(jiù)了光伏産業。哈密石城子光伏産業園，是目前新疆單體規模最大、光伏組件類型最全面(miàn)的一座光伏示範園區，現有幾十家太陽能(néng)企業入駐，建成(chéng)并網79萬千瓦，年發(fā)電量達13億千瓦時(shí)以上，是疆電外送的重要支撐電源之一。光伏産業極大帶動了當地經(jīng)濟發(fā)展，哈密市發(fā)改委副主任張輝說(shuō)，去年，哈密市電力熱力生産及供應業在工業增加值中的占比達到了52.34%。電力産業成(chéng)爲哈密工業經(jīng)濟發(fā)展的支柱産業。

中國(guó)華電集團有限公司是最早在哈密從事(shì)風電、光伏新能(néng)源項目的建設企業。以前，華電主營業務在傳統能(néng)源，随著(zhe)國(guó)家能(néng)源政策開(kāi)始向(xiàng)可再生能(néng)源傾斜，傳統火電的發(fā)展日漸式微。近年來，企業加快轉型，開(kāi)始密集投資新能(néng)源項目。新能(néng)源不僅給企業創造了新的增長(cháng)點，也帶動了地方群衆增收。華電新疆分公司有關負責人介紹，集團在巴音庫魯提村投資建設的光伏扶貧電站，每年可爲村集體帶來70萬元收入；在阿圖什市瓦克瓦克村建設的“陽光銀行”，每年可爲村集體節約9萬元電費。

城關村，是酒泉市肅北蒙古族自治縣（以下簡稱肅北縣）的一個城郊村。過(guò)去，由于缺少收入來源，村裡(lǐ)人大多外出務工，這(zhè)裡(lǐ)成(chéng)了“空殼村”。十村九空、村集體收入單一、底子薄，一度是困擾肅北縣大部分村鎮的共同問題。直到2019年，縣裡(lǐ)選了包括城關村在内的三個村子做試點，以鄉鎮自籌加政府投資的方式建起(qǐ)屋頂光伏發(fā)電項目，一舉實現了每村年創收2-3萬元的目标。

“占地小、成(chéng)本低、見效快、收入穩。”城關村黨支部書記趙國(guó)俊談起(qǐ)光伏發(fā)電便贊不絕口。如今，他一有空就(jiù)帶著(zhe)大夥把村黨群服務中心屋頂上的光伏闆擦得亮亮的。“這(zhè)樣可以多發(fā)一點電。”趙國(guó)俊說(shuō)，這(zhè)片37千瓦的光伏電闆,如今累計發(fā)電已超過(guò)9000度。

試點的成(chéng)功讓屋頂光伏在全縣推廣開(kāi)來，近年來，縣裡(lǐ)先後(hòu)在4個鄉鎮、26個村建起(qǐ)屋頂式光伏發(fā)電項目，盤活了過(guò)去閑置的光照資源。肅北縣委有關負責人介紹，項目平均每年可爲村級集體經(jīng)濟增加收入2.5萬元。

位于肅北縣東北方向(xiàng)的金塔縣，依托顯著的光照優勢，目前已駛上光伏産業發(fā)展的“快車道(dào)”。作爲甘肅省七個百萬千瓦級光電基地之一，金塔縣已建成(chéng)光伏并網發(fā)電項目578兆瓦。縣發(fā)改局副局長(cháng)徐志堅介紹：“今年上半年全縣發(fā)電量4億千瓦時(shí)，實現營業收入2.06億元。”“屋頂架上‘藍闆闆’，家裡(lǐ)多了‘金罐罐’。”當地人形象地把光伏營收稱作“陽光收入”。

能(néng)量流與信息流融合

智能(néng)巡檢把2個月的工作縮短到20分鍾

甯夏回族自治區鹽池縣馮記溝鄉，深秋的原野和天空一樣遼闊。長(cháng)長(cháng)天際間，10萬千瓦智慧型風電場的風機塔迎風屹立，宛如一片白色森林。此刻，遠在甘肅蘭州的集控中心内，工作人員正在對(duì)風電場進(jìn)行遠程監控。操作者輕點鼠标，實時(shí)發(fā)電情況、風機運行狀态等數據便統統顯示在大屏幕上。這(zhè)樣一個集控中心，可以實現對(duì)幾座，乃至幾十座場站的集中控制。

和國(guó)内很多行業一樣，近年來，數字化、智能(néng)化也成(chéng)爲風電等新型可再生能(néng)源的發(fā)展趨勢。“能(néng)量流與信息流的融合”有效提升了電站的穩定性與發(fā)電效率，爲解決傳統新能(néng)源場站面(miàn)臨的“設備分散難集中管理”“現場運維成(chéng)本高”等痛點提供了路徑。

“一個風電場，上百台風機，分散各處，靠人來監測管理，是很困難的。”魯能(néng)新能(néng)源有限公司甘肅分公司甯夏鹽池風電場副場長(cháng)高海波介紹，“鹽池風電場從設計之初就(jiù)定位爲‘智慧型’，依靠傳感設備和控制系統，風電場具備了像人一樣的自我感知和獨立分析能(néng)力，實現了風機控制的自動化。”

“我們的風機葉片後(hòu)方有個機艙，機艙頂部裝有激光雷達。它可實時(shí)捕獲極端風況，如陣風、風切變等，提前做出響應；還(hái)能(néng)精确探測前方機組尾流信息，優化機組間尾流影響。”提起(qǐ)風電場的智能(néng)化技術，高海波如數家珍，“能(néng)巢系統可以感知外部環境和風機工況，智慧控制全場風機發(fā)電。有了它，全場發(fā)電量提升了1.8%-3%。”

除了提升設備智能(néng)化程度，智慧電場的一個重要變革是由人工決策轉爲智慧決策、由經(jīng)驗控制變爲精細化管理。

在鹽池風電場，設備健康管理系統通過(guò)算法分析建立起(qǐ)故障預警模型，能(néng)夠提前發(fā)現機組運行過(guò)程中的潛在問題和大部件異常工作狀态，減少電站損失。

記者發(fā)現，随著(zhe)國(guó)内新能(néng)源行業的熱度提升，許多數字技術、智能(néng)技術企業推出智能(néng)電場産品方案。“大型光伏電站的運營是非常困難的，傳統方法是專門的團隊帶著(zhe)專門的儀器到電站去運營和維護，效率是比較低的。我們用AI算法，通過(guò)電流、電壓檢測，很快就(jiù)可以準确判斷光伏電站哪一串光伏闆有問題。”在上個月的數字能(néng)源媒體溝通會(huì)上，華爲數字能(néng)源技術有限公司副總裁方良周就(jiù)介紹了華爲在光伏清潔發(fā)電領域的技術應用。

越來越多智能(néng)技術的湧入，極大提升了國(guó)内光伏電站的運維效率。在山西省大同市左雲縣賈家溝10萬千瓦光伏發(fā)電站，5017畝的電站、38萬餘塊太陽能(néng)光闆，僅需15個運維人員。在青海省共和縣，2.2吉瓦光伏項目依托智能(néng)診斷方案，讓2個月的運維巡檢工作縮短到僅僅20分鍾。

中國(guó)電力技術市場協會(huì)儲能(néng)設備技術專委會(huì)秘書長(cháng)郭雲高：

提升風光發(fā)電質量 需要多個環節配合

中央紀委國(guó)家監委網站王雅婧

我國(guó)已明确提出，到2030年，單位國(guó)内生産總值二氧化碳排放將(jiāng)比2005年下降65%以上，非化石能(néng)源占一次能(néng)源消費比重將(jiāng)達到25%左右，風電、太陽能(néng)發(fā)電總裝機容量將(jiāng)達到12億千瓦以上。在10月14日外交部例行記者會(huì)上，外交部發(fā)言人趙立堅表示，作爲世界上最大的發(fā)展中國(guó)家，中國(guó)將(jiāng)用最短時(shí)間從碳排放峰值實現碳中和，這(zhè)充分體現了中國(guó)的大國(guó)擔當。

從國(guó)内目前的發(fā)展狀況來看，我們離“雙碳”目标還(hái)有多少差距？實現這(zhè)一目标的難度有多大？在風電光伏等可再生能(néng)源的利用上，還(hái)面(miàn)臨哪些挑戰和不足？圍繞相關問題，記者近日對(duì)中國(guó)電力技術市場協會(huì)儲能(néng)設備技術專委會(huì)秘書長(cháng)郭雲高進(jìn)行了采訪。

郭雲高表示，考慮到我國(guó)所處的發(fā)展階段與設立的發(fā)展目标，對(duì)比歐美日韓等發(fā)達國(guó)家宣布承諾的碳目标，如期高質量實現我國(guó)“雙碳”目标時(shí)間緊、任務重、難度大。具體來說(shuō)，2020年我國(guó)風光累計裝機總容量超過(guò)5.3億千瓦，與2030年裝機12億千瓦以上目标還(hái)有約7億千瓦缺口。我國(guó)2020年非化石能(néng)源消費占比爲15.9%，要實現2030年占比25%的目标，還(hái)需上升9.1個百分點。

但與此同時(shí)，近年來，我國(guó)污染治理和生态環境保護力度之大、制度出台頻度之密、監管執法尺度之嚴、環境質量改善速度之快也是前所未有的，生态文明理念日益深入人心。《2020中國(guó)生态環境狀況公報》顯示，2020年全國(guó)337個城市平均優良天數比例爲87.0%，同比上升5.0個百分點。PM2.5濃度爲33微克/立方米，同比下降8.3%。我國(guó)單位國(guó)内生産總值二氧化碳排放比2019年下降約1.0%，比2015年下降18.8%，超額完成(chéng)“十三五”下降18%的目标。

要想實現“雙碳”目标，必須推動能(néng)源消費結構轉型。而在衆多的可再生能(néng)源當中，我國(guó)又特别明确提出了風電和太陽能(néng)發(fā)電方面(miàn)的增長(cháng)目标。

對(duì)此，郭雲高認爲，這(zhè)主要是因爲我國(guó)風能(néng)、太陽能(néng)資源豐富。“粗略估算，我國(guó)可開(kāi)發(fā)利用風能(néng)儲量約10億千瓦，各地太陽能(néng)年輻射總量爲3340-8400兆焦/平方米，按照中間值5852兆焦/平方米來算，約相當于1.9萬億噸标煤熱量。”郭雲高說(shuō)。

此外，太陽能(néng)發(fā)電和風電的成(chéng)本也一直在大幅下降。根據國(guó)家發(fā)改委發(fā)布的《關于2021年新能(néng)源上網電價政策有關事(shì)項的通知》，自2021年8月1日起(qǐ)，國(guó)家對(duì)新備案集中式光伏電站、工商業分布式光伏項目和新核準陸上風電項目，實行平價上網。今年6月，四川甘孜州2020年南部光伏基地正鬥一期20萬千瓦光伏項目競争性配置結果公示，國(guó)家電投以0.1476元/千瓦時(shí)的申報電價最終拿下項目開(kāi)發(fā)權，創下中國(guó)光伏史上最低電價，開(kāi)啓了“0.1”元電價時(shí)代。

不過(guò)，目前國(guó)内在風電光伏産業發(fā)展上也還(hái)面(miàn)臨一定挑戰。“風光發(fā)電産業前半段（平價上網前）的挑戰主要是來自内部，即如何降低價格；而後(hòu)半段的挑戰則主要來自外部，即如何創造一個照顧風光發(fā)電産業特點的新型電力系統。”郭雲高表示，風光發(fā)電是利用自然的風、光資源生産電力，屬于靠天吃飯被動式生産，這(zhè)是其優勢所在，也是其最大的不足之處，即無法根據需要主動生産電力。

“從調節能(néng)力的角度看，風光發(fā)電隻算小時(shí)級水平，燃煤火電廠則擁有年調節能(néng)力，同爲可再生能(néng)源發(fā)電的水力發(fā)電和生物質發(fā)電也具有季度調節能(néng)力。風光發(fā)電裝機占比增大後(hòu)，電力系統的波動性將(jiāng)增大，這(zhè)既需要增強電力系統的調節能(néng)力，也需要支付更高的調節成(chéng)本。”郭雲高說(shuō)。

在郭雲高看來，要想進(jìn)一步提升風電、光伏等可再生能(néng)源産業的發(fā)展質量，要把促進(jìn)風光發(fā)電等可再生能(néng)源發(fā)電産業發(fā)展的義務和權益系統化、全局化。風光發(fā)電等可再生能(néng)源産業的高質量發(fā)展離不開(kāi)源、網、荷、儲各環節的配合，要允許風光發(fā)電企業與用電企業共建共享用電側儲能(néng)，履行電力市場輔助服務義務。

本文來源于北極星電力新聞網