AI、機器人、無人駕駛齊上陣 實探全球首個“煤—新能源—電—鋁”循環(huán)經(jīng)濟示范工程
原創(chuàng)
2024-09-19 11:53 星期四
科創(chuàng)板日報記者 李明明
①該示范工程在新能源的加持下“風光無限”,今年上半年,電解鋁綠電消納占比達27.58%;
②人工智能、爬塔機器人、5G+無人駕駛等現(xiàn)代信息技術助力央企智慧能源一線建設。

《科創(chuàng)板日報》9月19日訊(記者 李明明) 在科爾沁草原腹地的群山間,266臺風機迎風矗立、36萬余塊光伏板逐日生輝,持續(xù)為霍林河循環(huán)經(jīng)濟局域電網(wǎng)供給綠色能源。

日前,《科創(chuàng)板日報》記者走進國家電投內蒙古公司,實地探查全球首個‘煤—新能源—電—鋁’循環(huán)經(jīng)濟新范式—霍林河循環(huán)經(jīng)濟示范工程,其在新能源的加持下“風光無限”,今年上半年,電解鋁綠電消納占比達27.58%。

當前,新質生產(chǎn)力已經(jīng)成為高質量發(fā)展的強勁動力。而在定義新能源領域的新質生產(chǎn)力上,業(yè)內認為,可以理解為通過創(chuàng)新技術、創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)模式,推動能源轉型和可持續(xù)發(fā)展的生產(chǎn)力,由此,霍林河循環(huán)經(jīng)濟示范工程也作為新能源新質生產(chǎn)力樣本昭示活力。

近期,國家發(fā)展改革委黨組書記、主任鄭柵潔也表示,發(fā)展新質生產(chǎn)力是推動高質量發(fā)展的內在要求和重要著力點,要加快改造提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),激發(fā)“老產(chǎn)業(yè)”的“新動能”。

此外,依托人工智能、爬塔機器人、5G+無人駕駛項目等現(xiàn)代信息技術,國家電投內蒙古公司早已實現(xiàn)因地制宜發(fā)展新質生產(chǎn)力,開展智能化建設。

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打造全球首個‘煤—新能源—電—鋁’循環(huán)經(jīng)濟新范式

國家電投內蒙古公司是集煤炭、火電、新能源、電解鋁、鐵路、港口等產(chǎn)業(yè)一體化協(xié)同發(fā)展的大型綜合能源企業(yè)?,F(xiàn)有煤炭產(chǎn)能8300萬噸;火電裝機750萬千瓦,在建202萬千瓦;新能源裝機711萬千瓦等,資產(chǎn)總額1339億元。

內蒙古自治區(qū)通遼市境內的霍林河煤田,是我國現(xiàn)代化生產(chǎn)程序最高的大型露天煤礦,儲量超過130億噸,是全國五大露天煤礦之一。

走進霍林河北露天煤礦現(xiàn)場,《科創(chuàng)板日報》記者站在廣闊的礦坑邊緣,俯視之下,發(fā)現(xiàn)大量的純電動礦用自卸車、百噸級無人駕駛自卸車和大型運輸車在礦區(qū)往來穿梭。

據(jù)悉,在這里,昔日曾大量產(chǎn)生剝離過程中伴生的劣質煤,因其遇水易散、遇硬易碎等缺陷無法外運,長期存放還會引起自燃,造成大量資源浪費和環(huán)境污染,被視為“生態(tài)垃圾”。

如何讓這塊“雞肋”充分釋放能量?國家電投內蒙古公司副總工程師兼電力分公司總經(jīng)理、黨委副書記、霍林河循環(huán)經(jīng)濟電力監(jiān)控指揮中心主任趙晉宇告訴《科創(chuàng)板日報》記者,此前中電投集團(現(xiàn)國家電投集團)在霍林河地區(qū)的電解鋁產(chǎn)業(yè)已初具規(guī)模,也恰逢當時國內風電、光伏產(chǎn)業(yè)開始異軍突起,綜合考慮了“煤-電-鋁”的協(xié)同,確定了建設新能源,推動綠色轉型的發(fā)展方向之后,中電投蒙東能源選擇用煤炭產(chǎn)品轉化帶動產(chǎn)業(yè)結構調整,在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)上,形成煤、電、鋁三個支柱產(chǎn)業(yè),最終形成完整的多元化、開放型產(chǎn)業(yè)鏈條。

據(jù)介紹,2014年8月,霍林河循環(huán)經(jīng)濟示范項目前三期30萬千瓦風電項目全容量并網(wǎng)發(fā)電,霍林河循環(huán)經(jīng)濟示范項目進入“風火互補”發(fā)電時期,邁出了綠色轉型的第一步。同年10月,隨著2臺35萬千瓦火電機組陸續(xù)投產(chǎn),霍林河循環(huán)經(jīng)濟示范項目全面建成投運。

“截至目前,國家電投內蒙古公司在霍林河地區(qū)建成了包括年消耗900萬噸劣質褐煤的180萬千瓦火電裝機、105萬千瓦新能源裝機、86萬噸電解鋁產(chǎn)能以及配套自備電網(wǎng)、監(jiān)控指揮中心的產(chǎn)業(yè)集群。每年有30億千瓦時綠電輸送至下游內部電解鋁產(chǎn)業(yè)。今年上半年,電解鋁綠電消納占比達27.58%,打造了全球首個‘煤—新能源—電—鋁’循環(huán)經(jīng)濟新范式?!?趙晉宇說。

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此外,聚焦科技創(chuàng)新,進一步探索不同形式的儲能在霍林河循環(huán)經(jīng)濟示范項目中的應用情況和適配能力,2023年8月19日,全國首個由鐵鉻液流、飛輪、鋰電三種形式組成的混合儲能項目在內蒙古公司電力分公司投運。

國家電投內蒙古公司電力分公司經(jīng)營副總經(jīng)理李洪波告訴《科創(chuàng)板日報》記者,其中,1MW鐵-鉻液流電池儲能項目應用國家電投自主研發(fā)的“容和一號”電池堆,是全球首例兆瓦級鐵-鉻液流電池儲能項目。為下一步大規(guī)模引入儲能項目,促進綠電消納能力提升,保障局域電網(wǎng)穩(wěn)定運行提供可靠的決策依據(jù)和實證數(shù)據(jù)。

機器人、智慧風場等新技術推動央企智慧能源一線建設

近年來,國家電投內蒙古公司不斷探索高新科技的應用,推動能源生產(chǎn)和消費方式的深刻變革。

比如,在國家電內蒙古公司電力分公司D廠,當《科創(chuàng)板日報》記者走進偌大的新能源場站集控室里時,發(fā)現(xiàn)僅有3名值班人員在智慧風場平臺系統(tǒng)終端前監(jiān)視著設備運轉情況。

據(jù)介紹,該場站運用的智慧風場系統(tǒng)涵蓋9大模塊、87項具體功能,可以將人工智能技術深度融入場站運營的全方位、全過程,同時應用智能爬塔機器人和升壓站巡檢機器人等技術產(chǎn)品,真正實現(xiàn)新能源場站的少人值班和無人值守。

登上公司79號風機觀禮臺,數(shù)臺風機迎風傲立,其中百米高的風機塔筒壁上正在向上向上攀爬的機器人惹人關注。

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內蒙古公司電力分公司D廠運行副總工程師楊坤向《科創(chuàng)板日報》記者介紹,爬塔機器人是該公司和上海成套院聯(lián)合設計研發(fā)的一款機器人,其主要功能是塔筒焊縫的檢測、漆面的打磨和補漆,另外是對塔筒臟污的清洗。公司目前共有266臺風機,有了爬塔機器人后,就可以自主對全部風機進行檢查,然后對存在隱患的風機桿塔進行重點復核,可以兼顧全面性和經(jīng)濟性。

“在使用智能爬塔機器人前,我們都是應用“蜘蛛人”對風機桿塔外壁進行焊口檢測、油污清理、補漆作業(yè)等,基本操作就是在風機機艙頂部通過鋼絲繩吊起一只吊籃,檢修人員站在吊籃中沿著塔壁升降進行作業(yè),這種作業(yè)方式存在安全風險,而且人工檢測焊口的效率較低,人工完成1臺風機塔筒焊口的全面檢測大約需要5小時左右,而利用爬塔機器人則只需要2個多小時,可以將這項工作的效率提升1倍左右?!?楊坤說。

據(jù)了解,該機器人外形尺寸小、重量輕、履帶裝置吸附力大、負載能力強,可以自動適應不同直徑的塔筒。另外越障能力強,作業(yè)時可以安全越過塔筒上的橫焊縫和豎焊縫。

機器人的運用無處不在,緊接著,《科創(chuàng)板日報》記者來到國家電投內蒙古電投能源股份有限公司霍煤鴻駿鋁電公司,在鋁錠鑄造生產(chǎn)現(xiàn)場,全國首套鋁錠鑄造自動化生產(chǎn)線正在有序平穩(wěn)運行,打渣、鑄錠、碼垛、打包、稱重等環(huán)節(jié)全部由機器人操作,全面實現(xiàn)了自動化生產(chǎn)。

霍煤鴻駿鋁電公司鑄造分廠副廠長車林對《科創(chuàng)板日報》記者表示,鑄造分廠將原有生產(chǎn)設備升級改造為行業(yè)內自動化程度比較高的生產(chǎn)線。目前實現(xiàn)了抬包自動傾翻、機器人打渣、鑄模自動預熱、機器人碼垛、自動打包、在線檢斤、自動轉運、鋁渣灰處理等全工序自動化。

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無人駕駛礦卡助力綠色礦山

無人駕駛這個概念已經(jīng)很普及,但是把無人駕駛技術應用在上百噸的寬體礦卡上還是較為罕見的,而在國家電投內蒙古公司白音華露天礦和北露天煤礦,無人駕駛已經(jīng)成為了現(xiàn)實。

《科創(chuàng)板日報》記者在白音華露天礦上注意到,一輛輛礦用寬體車自如地在煤海中穿梭,井然有序地進行土巖運輸工作,而這些車的駕駛室竟空無一人。負責“駕駛”它們的工人則坐在距離現(xiàn)場幾公里外的辦公室內,在一個酷似游樂設施的駕駛艙中,數(shù)臺熒幕顯示器將礦車現(xiàn)場360度呈現(xiàn)出來。

作為全國首次在復雜結構煤層上線應用的“露天礦寬體自卸車5G+無人駕駛項目”,白音華露天礦生產(chǎn)副礦長騰瑞雪告訴《科創(chuàng)板日報》記者,目前,白音華露天礦無人駕駛編組運煤量累計突破300萬噸,為我國提供可復制、可推廣的露天礦多煤層穩(wěn)定運輸作業(yè)的成功經(jīng)驗。該無人駕駛自卸車加裝激光雷達可以自行剎車,同時系統(tǒng)依托5G技術智能分析各路口信息,告知車輛通行次序,解決會車難題。

“截至目前,該項目已實現(xiàn)35臺65噸級寬體運輸車全天候無人駕駛穩(wěn)定運行和有人無人混編作業(yè),平均效率達到同期有人駕駛效率的92%以上。在高峰期時,無人駕駛作業(yè)相當可減少運輸車司機110人,真正實現(xiàn)露天煤礦“少人則安、無人則安”?!膀v瑞雪說。

在距離礦區(qū)5公里之外的北露天煤礦,副礦長劉志華則對《科創(chuàng)板日報》記者表示,目前使用的無人駕駛礦卡車是和易控智駕合作的,同時也在和北京慧拓、華為等接洽,目前一輛車成本大概270萬,隨著規(guī)?;慨a(chǎn)后會降低。截至2024年5月底,無人駕駛礦卡已累計拉運10余萬立方米,無人駕駛效率達到有人駕駛效率的77%。

此外,劉志華還透露,針對露天礦山雙齒輥破碎機齒輥補焊過程環(huán)境惡劣,人工電弧焊接工作強度大、效率低的實際情況,北露天煤礦聯(lián)合嚴格科創(chuàng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展集團合肥有限公司研發(fā)雙齒輥破碎機智能焊接系統(tǒng),去年正式投入使用。

“智能焊接系統(tǒng)主要包含6軸大臂展機器人、3D視覺識別等6大子系統(tǒng),與人工焊接相比,焊接機器人焊接效率提升5倍以上,焊接硬度提升60HL,焊接質量一致性更優(yōu)。“

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