01.08.2023北京科吉環(huán)境技術發(fā)展有限公司
中國儲能網訊：7月31日，在國家電投湖北電力有限公司新能源生產運營中心（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個風電項目的運行數據，而技術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。
（國家電投湖北電力有限公司新能源生產運營中心 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充足。同時，還提前做好了光伏組件清洗、風電機組年檢維護等，以提高發(fā)電效率，保證發(fā)電設備頂得上、發(fā)得出、穩(wěn)得住。同時實施預防性試驗并予以檢修更換，做好應急預案。
（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開區(qū)的綜合智慧零碳電廠。
武漢經開區(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，被稱為武漢經濟發(fā)展的主戰(zhàn)場，工業(yè)經濟的頂梁柱。
在經開區(qū)的國家電投華中氫能產業(yè)基地，這里正在實施零碳電廠示范性項目，基地內已經建設完成分布式屋頂光伏（一期）、車棚“光儲充”、微風風機、智慧路燈、充電樁、太陽花景觀光伏等設備。
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)等新能源景觀建設的更優(yōu)選擇。
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總監(jiān)段翰林告訴《科創(chuàng)板日報》記者，經開區(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，可以提高能源自給率，提高保供能力。
“園區(qū)內配有三套儲能系統(tǒng)，零碳電廠所發(fā)電力優(yōu)先供園區(qū)自用，余電上網。此外，未來零碳電廠生產的電力，將全部來自于可再生能源，能源從生產到使用都不產生碳排放?！倍魏擦终f。
而零碳電廠的重頭戲在用戶側調節(jié)。他介紹，武漢市經開區(qū)綜合智慧零碳電廠擬聚合工商業(yè)用戶64MW，預計可調節(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)用戶可調節(jié)負荷通，過參加電力需求側響應工作和電力輔助服務工作，在電力供應出現(xiàn)短缺時，為電網提供調峰能力，來緩解電力供應緊張等問題。
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的壓力，保障用戶在高峰時段正常生產。同時，清潔能源年平均發(fā)電量約5.4億kWh，減少標煤耗量16.5萬噸，減少二氧化碳排放45萬噸。
對外經濟貿易大學中國國際碳中和經濟研究院執(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，而建設綜合零碳智慧電廠與建立新型電力系統(tǒng)目標一致，可以增大電網運行的靈活性和安全性，有效地提升電力調峰的能力。其也是虛擬電廠的升級版，將有利于推動國家能源轉型，并最終實現(xiàn)“雙碳“目標。
以做強做優(yōu)用戶側為發(fā)力點，2022年8月，國家電投首次提出實施“雪炭行動”、建設“綜合智慧零碳電廠”的整體設想?！把┨啃袆印币庠凇岸焖蜏嘏?，夏天送清涼”，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
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、大型調壓設備、配套管道設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，工作人員在此基礎上再進行精確調整，以匹配管道氣的壓力。調試完成后，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，為加速國內自主氫燃機開發(fā)、運行，積累了寶貴的經驗。
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備，期間經過了十多次設備調試改造和閥門更換”。經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業(yè)升級，構建“風光電—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”。
利用在役天然氣管道進行摻氫輸送，被業(yè)內認為是未來實現(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)領域的應用均較少，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)域公司負責人于紅偉告訴《科創(chuàng)板日報》記者，未來，荊門燃機項目或將繼續(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，摻氫燃燒就具有經濟效益了?！卑准t濤更是給記者算了一筆賬。
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)電運行部責任區(qū)字樣。
“目前已在沙洋、潛江等地建設光伏+農業(yè)、養(yǎng)殖發(fā)電項目445兆瓦，每年通過土地租賃與農作物種植模式，為當地村民創(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！
持續(xù)的高溫天氣下，電力供應面臨著超負荷運行。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，記者體感風力較大，一仰頭，樓頂樹立著四臺小微風機，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，具體建設和運營是由湖北公司旗下的麻城綠動能源有限公司負責。
綜合智慧能源是“電、熱、冷、氣、水、氫”等多品種能源協(xié)同供應，實現(xiàn)縱向“源-網-荷-儲-用”等環(huán)節(jié)之間互動優(yōu)化的一種能源網絡。它改變了原有的不同能源品種、不同供應環(huán)節(jié)單獨規(guī)劃、單獨設計、單獨運行的傳統(tǒng)模式，從用戶側出發(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燃氣內燃發(fā)電機組和對應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臺蒸汽鍋及相關輔助設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。
《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“負荷預測+日前調度+實時修正”尋優(yōu)技術，可以優(yōu)化運行方式、指導生產運營，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%。
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。
來源：科創(chuàng)板日報
