迎峰度夏之國家電投湖北篇:零碳智慧電廠、30%天然氣摻氫等新型電力項目多元化助力能源保供|實干中國·2023
原創(chuàng)
2023-07-31 08:34 星期一
科創(chuàng)板日報記者 李明明
①近日,《科創(chuàng)板日報》記者走進國家電投湖北公司,走訪探尋能源保供新范式;
②通過了解綜合零碳智慧電廠、30%天然氣摻氫等新型保供項目,記者發(fā)現(xiàn),國家電投備戰(zhàn)全國能源保供方面,具有綠色、智慧、降碳等多元化互補的特性;
③荊門燃機項目實現(xiàn)了我國首次高比例摻氫燃燒改造試驗。

編者按:2023年,我們需要堅持抱負,但更要需要腳踏實地,實干為要,致敬實干者,財聯(lián)社、《科創(chuàng)板日報》聯(lián)合推出“實干中國 · 2023”系列,記錄實干中的企業(yè)、實干中的人物、實干中的城市、實干中的中國。

《科創(chuàng)板日報》7月31日訊 (記者 李明明) 在國家電投湖北電力有限公司新能源生產(chǎn)運營中心(以下簡稱國家電投湖北公司)的大屏幕上,實時滾動顯示著已接入的60個光伏和13個風(fēng)電項目的運行數(shù)據(jù),而技術(shù)部主管雷曉峰和各工程師正全神貫注地盯著各個項目的運行情況。

這是國家電投湖北公司助力能源保供的一個場景。

入夏以來,全國用電負荷頻創(chuàng)新高,迎峰度夏的“大考”近在眼前。湖北是能源消費大省和輸入大省,近年來能源保供壓力較大。2022年,湖北更是遭遇了度夏期間用電負荷十創(chuàng)新高、日用電量七創(chuàng)新高等多重挑戰(zhàn)。

面對嚴(yán)峻的供電形式,國家電投積極部署能源保供,近日,《科創(chuàng)板日報》記者走進國家電投湖北公司,走訪探尋能源保供新范式。通過了解綜合零碳智慧電廠、30%天然氣摻氫等新型保供項目,記者綜合了解到,湖北公司是國家電投備戰(zhàn)全國能源保供的一個縮影,除了傳統(tǒng)的火力發(fā)電之外,還增加了綠色、智慧、降碳等多元互補的新特性。

image (國家電投湖北電力有限公司新能源生產(chǎn)運營中心 記者李明明攝)

綜合零碳智慧電廠:為能源保供“雪中送炭”

國家電投湖北公司成立于2015年12月,是湖北省新能源裝機最大的發(fā)電企業(yè),目前新能源運營裝機超400萬千瓦,其中光伏裝機280萬千瓦,風(fēng)電裝機105萬千瓦。

雷曉峰告訴《科創(chuàng)板日報》記者,湖北公司與中石油簽訂長協(xié),確保氣電板塊燃料供應(yīng)充足。同時,還提前做好了光伏組件清洗、風(fēng)電機組年檢維護等,以提高發(fā)電效率,保證發(fā)電設(shè)備頂?shù)蒙?、發(fā)得出、穩(wěn)得住。同時實施預(yù)防性試驗并予以檢修更換,做好應(yīng)急預(yù)案。

image (國家電投湖北公司 記者李明明攝)

緊接著,《科創(chuàng)板日報》記者來到了位于武漢經(jīng)開區(qū)的綜合智慧零碳電廠。

武漢經(jīng)開區(qū)位于武漢西南,地處武漢三環(huán)和武漢外環(huán)線之間,面積489.7平方公里,被稱為武漢經(jīng)濟發(fā)展的主戰(zhàn)場,工業(yè)經(jīng)濟的頂梁柱。

在經(jīng)開區(qū)的國家電投華中氫能產(chǎn)業(yè)基地,這里正在實施零碳電廠示范性項目,基地內(nèi)已經(jīng)建設(shè)完成分布式屋頂光伏(一期)、車棚“光儲充”、微風(fēng)風(fēng)機、智慧路燈、充電樁、太陽花景觀光伏等設(shè)備。

驕陽下,作為科技+能源+景觀屬性兼具一體的光伏太陽花熠熠生輝,基地工作人員對《科創(chuàng)板日報》記者介紹,其外形酷似太陽花,特性如向日葵,采用天文算法實現(xiàn)葉片開合和對太陽位置的自動追蹤,可以自動收疊,發(fā)電功率2645wp,所發(fā)電量全部供綜合樓使用,與傳統(tǒng)光伏板相比,發(fā)電效率提升約40%,是打造光伏鄉(xiāng)村、零碳公園、碳中和小鎮(zhèn)等新能源景觀建設(shè)的更優(yōu)選擇。

image (武漢經(jīng)開區(qū)國家電投華中氫能產(chǎn)業(yè)基地的光伏太陽花 記者李明明攝)

零碳電廠如何助力能源保供?國家電投湖北公司綜合智慧能源分公司工程建設(shè)總監(jiān)段翰林告訴《科創(chuàng)板日報》記者,經(jīng)開區(qū)能源對外依存度較大,年均外購電量51億kWh,迎峰度夏時段存在電力缺口,缺口有擴大的趨勢。零碳電廠主要是通過虛擬的管控平臺,把電源端納入到調(diào)度系統(tǒng)里來,再把發(fā)電端和用戶端打通,通過綜合智慧零碳電廠的建設(shè),可以提高能源自給率,提高保供能力。

“園區(qū)內(nèi)配有三套儲能系統(tǒng),零碳電廠所發(fā)電力優(yōu)先供園區(qū)自用,余電上網(wǎng)。此外,未來零碳電廠生產(chǎn)的電力,將全部來自于可再生能源,能源從生產(chǎn)到使用都不產(chǎn)生碳排放?!倍魏擦终f。

而零碳電廠的重頭戲在用戶側(cè)調(diào)節(jié)。他介紹,武漢市經(jīng)開區(qū)綜合智慧零碳電廠擬聚合工商業(yè)用戶64MW,預(yù)計可調(diào)節(jié)負荷7.6MW。聚合企業(yè)類型包括汽車制造業(yè)、橡膠業(yè)、充電樁、辦公樓、大型商業(yè)綜合體等,后續(xù)用戶可調(diào)節(jié)負荷通,過參加電力需求側(cè)響應(yīng)工作和電力輔助服務(wù)工作,在電力供應(yīng)出現(xiàn)短缺時,為電網(wǎng)提供調(diào)峰能力,來緩解電力供應(yīng)緊張等問題。

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(武漢經(jīng)開區(qū)國家電投華中氫能產(chǎn)業(yè)基地 記者李明明攝)

談及零碳電廠的社會效益,段翰林表示,投運后,減輕了高峰時段電網(wǎng)的壓力,保障用戶在高峰時段正常生產(chǎn)。同時,清潔能源年平均發(fā)電量約5.4億kWh,減少標(biāo)煤耗量16.5萬噸,減少二氧化碳排放45萬噸。

對外經(jīng)濟貿(mào)易大學(xué)中國國際碳中和經(jīng)濟研究院執(zhí)行院長董秀成對《科創(chuàng)板日報》記者介紹,國家電投目前正在全國大力開展綜合零碳智慧電廠建設(shè),而建設(shè)綜合零碳智慧電廠與建立新型電力系統(tǒng)目標(biāo)一致,可以增大電網(wǎng)運行的靈活性和安全性,有效地提升電力調(diào)峰的能力。其也是虛擬電廠的升級版,將有利于推動國家能源轉(zhuǎn)型,并最終實現(xiàn)“雙碳“目標(biāo)。

以做強做優(yōu)用戶側(cè)為發(fā)力點,2022年8月,國家電投首次提出實施“雪炭行動”、建設(shè)“綜合智慧零碳電廠”的整體設(shè)想?!把┨啃袆印币庠凇岸焖蜏嘏奶焖颓鍥觥?,以綜合智慧零碳電廠為地方政府“迎峰度夏、迎峰度冬”雪中送炭。2022年12月,國家電投首個“綜合智慧零碳電廠”——河北保定項目并網(wǎng)投運。

全國首例天然氣摻氫30%示范項目: 每年可減碳達1.8萬噸以上

image (國家電投荊門燃機項目 記者李明明攝)

在國家電投荊門綠動能源有限公司,《科創(chuàng)板日報》記者見到了4根卸氫柱、大型調(diào)壓設(shè)備、配套管道設(shè)施及燃氣輪機控制系統(tǒng)。

而這即是國家級重大科技創(chuàng)新專項-燃機摻氫燃燒試驗的設(shè)備,其高比例摻氫燃燒改造試驗的作業(yè)流程大概如下:管束車將制備好的氫運往摻氫站的卸氣柱,再在調(diào)壓撬中進行減壓降溫。減壓兩次后,壓強從20兆帕降至約6兆帕,工作人員在此基礎(chǔ)上再進行精確調(diào)整,以匹配管道氣的壓力。調(diào)試完成后,開始將氫摻入天然氣。

國家電投湖北公司鄂中區(qū)域公司副總經(jīng)理白紅濤對《科創(chuàng)板日報》記者介紹,荊門燃機項目是國家級重大科技創(chuàng)新專項-燃機摻氫燃燒試驗的業(yè)主單位。分別于2021年12月30日、2022年9月29日相繼完成我國首次、全球首例、在重型燃機商業(yè)機組上實施高比例摻氫燃燒改造試驗和科研攻關(guān),為加速國內(nèi)自主氫燃機開發(fā)、運行,積累了寶貴的經(jīng)驗。

摻氫節(jié)點從0%到15%再到30%,一路研發(fā)并不輕松。白紅濤體會尤為明顯,“第一階段非常困難,摻氫后出現(xiàn)燃燒不穩(wěn)定現(xiàn)象,容易出現(xiàn)脈動從而損壞燃燒設(shè)備,期間經(jīng)過了十多次設(shè)備調(diào)試改造和閥門更換”。經(jīng)過堅持不懈的試驗攻堅,項目的成功推動了燃氣輪機高端裝備制造產(chǎn)業(yè)升級,構(gòu)建“風(fēng)光電—氫—電熱”生態(tài)能源發(fā)展新模式,該模式將顯著提高我國的能源自給率和清潔化水平,減少油氣進口依賴,實實在在地將能源飯碗端在自己手里。

同時,天然氣摻氫還提出了“減碳”新思路,白紅濤表示,“其減碳效果顯著。單臺機組在摻氫30%的情況下,每年可減少二氧化碳排放達1.8萬噸以上”。

image (國家電投荊門燃機項目 記者李明明攝)

利用在役天然氣管道進行摻氫輸送,被業(yè)內(nèi)認為是未來實現(xiàn)氫能大規(guī)模輸送、解決氫能供需錯配的重要方向之一。

北京石油化工學(xué)院氫能研究中心副研究員李敬法表示,目前摻氫天然氣直接燃燒在民用和工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用均較少,只有小規(guī)模定點示范,主要受限于摻氫燃燒器具不成熟、以及較高的氫氣成本等因素。

對此,國家電投湖北鄂中區(qū)域公司負責(zé)人于紅偉告訴《科創(chuàng)板日報》記者,未來,荊門燃機項目或?qū)⒗^續(xù)提高摻氫比例進行燃機摻氫研究。同時在探索大規(guī)模天然氣摻氫商業(yè)應(yīng)用方面,還要降低用氫成本。

“目前荊門燃機項目購天然氣每立方米大約2.7元,而氫氣每立方米3元。大約3立方米氫氣同1立方米天然氣的燃燒熱值接近,所以什么時候1方氫氣的價格降到0.9元了,摻氫燃燒就具有經(jīng)濟效益了?!卑准t濤更是給記者算了一筆賬。

image (國家電投湖北鄂中區(qū)域公司 記者李明明攝)

談及能源保供中所起的作用,白紅濤表示,公司克服極端氣溫、最高電力負荷疊加、燃料供應(yīng)量緊價高等不利因素,圓滿完成重要時段保供保安全工作。投產(chǎn)以來未發(fā)生電力、熱力斷供事件,保供保安全工作得到地方政府及客戶高度肯定。

此外,《科創(chuàng)板日報》記者還注意到,鄂中公司還在“光伏+農(nóng)業(yè)”方面做了很多探索,在這里,靜靜矗立的光伏板在艷陽下流光溢彩,太陽能資源正在被轉(zhuǎn)化為電力。光伏板下養(yǎng)植雞、鴨、魚和種植冬瓜、南瓜、旱稻等農(nóng)作物。菜地上還插著指示牌,顯示2號菜地是發(fā)電運行部責(zé)任區(qū)字樣。

image (國家電投湖北鄂中區(qū)域公司 記者李明明攝)

“目前已在沙洋、潛江等地建設(shè)光伏+農(nóng)業(yè)、養(yǎng)殖發(fā)電項目445兆瓦,每年通過土地租賃與農(nóng)作物種植模式,為當(dāng)?shù)卮迕駝?chuàng)收約1680萬元。截止2023年7月,鄂中區(qū)域公司“光伏+”項目累計發(fā)電12.65億千瓦時,減排二氧化碳105.24萬噸,綠電應(yīng)用效果顯著。”白紅濤說。

直擊湖北醫(yī)院新型保電:冷熱水電蒸汽五聯(lián)供!

image (湖北麻城市人民醫(yī)院 記者李明明攝)

持續(xù)的高溫天氣下,電力供應(yīng)面臨著超負荷運行。如何保障醫(yī)院這一特殊重要公共場所的必要用電?

在麻城市人民醫(yī)院,《科創(chuàng)板日報》記者找到了答案,遠處大別山靜靜矗立,記者體感風(fēng)力較大,一仰頭,樓頂樹立著四臺小微風(fēng)機,旁邊連著大范圍的光伏面板,在供能上,這家醫(yī)院“與眾不同”。

國家電投湖北公司綜合智慧能源分公司副總經(jīng)理劉曉慧對《科創(chuàng)板日報》記者介紹,這是湖北省首個樓宇型綜合智慧能源項目,總投資3600萬元,供能面積約16萬平米。由湖北公司投資建設(shè),具體建設(shè)和運營是由湖北公司旗下的麻城綠動能源有限公司負責(zé)。

image (麻城市人民醫(yī)院光伏面板 記者李明明攝)

綜合智慧能源是“電、熱、冷、氣、水、氫”等多品種能源協(xié)同供應(yīng),實現(xiàn)縱向“源-網(wǎng)-荷-儲-用”等環(huán)節(jié)之間互動優(yōu)化的一種能源網(wǎng)絡(luò)。它改變了原有的不同能源品種、不同供應(yīng)環(huán)節(jié)單獨規(guī)劃、單獨設(shè)計、單獨運行的傳統(tǒng)模式,從用戶側(cè)出發(fā),實現(xiàn)多種能源品種的融合。

《科創(chuàng)板日報》記者現(xiàn)場觀察到,該項目是由2臺800kW燃氣內(nèi)燃發(fā)電機組和對應(yīng)的煙氣熱水型溴化鋰機組、4臺電制冷機組、3臺燃氣真空鍋爐、2臺蒸汽鍋及相關(guān)輔助設(shè)備組成的分布式能源系統(tǒng);同時還布置有1200kWp(含二期)屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng),主要滿足醫(yī)院的部分電力需求和全部的集中冷、熱、熱水及蒸汽需求。

“項目設(shè)計年供冷量1600萬kWh,年供熱量640萬kWh,年供生活熱水5.7萬噸,年供蒸汽3500噸,年發(fā)電量720萬kWh,其中蒸汽可供消毒、熱水可供中藥制劑煎煮,總體能夠滿足醫(yī)院的10%-20%的電力需求和100%其他類型用能需求?!眲曰劢榻B。

image (麻城能源站 記者李明明攝)

《科創(chuàng)板日報》記者在醫(yī)院走訪看到,盛夏高溫里,掛號收費窗口、大廳服務(wù)臺、門急診藥房、以及各大外科等的工作人員工作狀態(tài)井然有序,大廳里中央空調(diào)系統(tǒng)運行良好、體感清涼。

綜合智慧能源相較傳統(tǒng)供能有何優(yōu)勢?麻城能源站站長鄭承新對《科創(chuàng)板日報》記者表示,項目利用了綜合智慧能源項目智慧管控平臺——智能工況尋優(yōu)系統(tǒng),通過“負荷預(yù)測+日前調(diào)度+實時修正”尋優(yōu)技術(shù),可以優(yōu)化運行方式、指導(dǎo)生產(chǎn)運營,項目自2020年12月供能投運以來,每年可以為醫(yī)院節(jié)省用能費用5%-10%。

image (麻城能源站 記者李明明攝)

綜合以上舉措,記者了解到,截至目前,湖北省今夏電力保供形式整體趨好。湖北公司售電公司交易結(jié)算部主任康文文對《科創(chuàng)板日報》記者表示,目前公司在大別山庫存的長線煤和地方保供煤可支持供電25天左右,高于地方政府要求的20天。而去年用電高峰期間,最多僅可滿足七天用電需求。

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