5月19日,由国家能源局主办、电力规划设计总院承办的能源绿色低碳转型典型案例发布及技术交流会在北京召开,国家能源局党组成员、副局长万劲松出席会议并致辞,国家能源局总工程师向海平发布典型案例和《能源绿色低碳转型典型案例汇编》。
《能源绿色低碳转型典型案例汇编》系统展示了绿色能源供给新模式、城市(乡镇)能源增绿减碳、能源产业链碳减排、用能企业(园区)低碳转型等4类共23个典型案例的基本情况、做法实践、技术特点、实际成效等,旨在为不同领域能源绿色低碳转型提供有益的经验借鉴和实践参考。
通过典型案例来看,在23个绿色低碳项目中有16个与光伏项目相关,涉及到的项目类型包括电网友好型绿色电站、高比例新能源县域发电、光伏制氢、光伏高速、绿色园区供电、综合能源等多种应用形式。
万劲松表示,加快能源绿色低碳转型,是落实党中央重大决策部署、实现碳达峰碳中和的关键,也是建设新型能源体系的重要举措。近年来,我国清洁能源快速发展,能源结构持续优化,新技术新模式新业态蓬勃发展,涌现了一批绿色低碳转型发展的优秀案例,为建设新型能源体系作出了有益探索。新时代新征程下,能源转型变革任重而道远,社会各界应共同努力,加强规划引领,强化政策机制保障,发挥示范带头作用,协力推动我国能源高质量发展。
向海平介绍,典型案例征集工作共收到150多个申报案例,国家能源局组建专家组,委托电力规划设计总院作为第三方机构组织答辩评选,并开展了案例核查、公示等工作,23个典型案例涵盖了能源生产供应、加工转化、终端消费等环节,具有较强的创新性和示范意义。本次案例发布及技术交流活动旨在搭建交流借鉴平台,更好发挥示范引领作用,以点带面推进我国能源绿色低碳转型。
项目涉及到的业主代表包括三峡集团、国家能源集团、华能集团、中国能建、国家电网以及各省地方电网等等。
典型案例通过项目的基本情况、实施情况、管理情况、做法实践、实际成效、典型经验等几个方面阐述了其在绿色低碳转型方面的优势以及代表性等。
内蒙古乌兰察布电网友好型绿色电站
以内蒙古乌兰察布电网友好型绿色电站为例,绿色电站风光总装机容量200万千瓦,配套55万千瓦/110万千瓦时储能及1座智慧联合集控中心。2021年4月项目开工,一期工程于2021年12月投运。
通过“智慧联合集控系统”的创新应用解决了高配比储能与风光的协调运行问题。控制技术上实现大规模风光储集群“可测、可控、可调、可支撑”;功能上形成“指令跟踪、顶峰供电、系统调峰、最大化消纳、功率平滑、一次调频/虚拟惯量”等六大电网友好功能。
2023年电站发电量99469万千瓦时,减少碳排放86.7万吨;储能调用684余次,累计充、放电量6224万千瓦时;部署智慧联合集控系统后,能够加强与电网、负荷实时运行数据的耦合。
项目背景是三峡集团提出以储能等新技术为突破口、以电网友好为示范目标,实现优化储能配置的“电网友好型”新能源示范电站的建设。在此背景下,三峡集团与乌兰察布市政府在“源网荷储一体化综合应用示范项目”达成共识。本项目通过风光储一体化建设运行,开展电网友好“网一源”协调关键机制研究,推动“新能源+储能”技术提升。本项目属于电网友好型“风光储一体化”绿色电站。
绿色电站从“储能规模配置”和“数字化管理”两方面下手,实现了高配比储能与风光的智慧协调运行,保障了能源安全可靠供给,实现了电网友好目标,推动了“新能源+储能”模式发展,提高了风光储场站数字化运维水平。“储能规模配置”是电站并网友好的物理基础,“数字化管理”是解决高配比储能与风光新能源智慧协调运行的手段。
绿色电站按照新能源装机容量30配置了储能,结合数字化管理,可实现等效替代一台60万千瓦火电机组,进行不低于2小时的可靠电力支撑。
在电网友好功能上,基于四项核心技术系统对应开发设计了“指令跟踪、顶峰供电、系统调峰、最大化消纳、功率平滑、一次调频/虚拟惯量”等六大功能,能够加强与电网、负荷实时运行数据的耦合,加强与电网调度交易中心的互动,未来还可适应电力市场的复杂运行环境,六大功能如表1所示。
经过长周期、全场景的稳定运行,示范项目对电网的“六大”友好功能得到了初步验证,电能质量优于常规新能源电站,符合新型电力系统建设要求,具有一定的推广意义。
山东枣菏高速公路交能融合工程项目
又例如山东枣菏高速公路交能融合工程项目,位于山东省枣庄至菏泽段高速公路,规划总装机容量约124兆瓦,并于2022年12月正式开工,2023年5月项目一期金乡示范段建成投产。
开发边坡光伏、屋顶光伏、垂直轴风力发电等清洁能源,采用综合能源管控、智慧交通管理、智能微网调度等先进技术,以源网荷储一体化、交通用能绿色化、车路能云智慧化为主要路径,实现交通运输业高质量发展。
项目实施后,一是经济效益显著,已累计清洁电力1520万度,直接效益约600万元;二是社会效益明显,促进土地资源高效利用,形成系统解决方案。
项目用高速沿线符合建设条件的边坡,高速沿线服务区、收费站、建筑物屋面等部位布设光伏发电设施,重点打造大规模长线型边坡光伏、零碳智慧服务区、光储直柔一体化建筑、交能融合一体化管控平台等新型交通+能源融合体系。项目规划总装机容量约124MW,同步还建设垂直轴风机、储能、充电桩、换电站、智慧路灯、交能融合一体化管控系统等,项目采用自发自用、余电上网的商业模式。
交通领域作为国家节能降碳的三大领域之一,国家从顶层规划上在不断加强引导,交能与能源融合的发展在政策上也得到了大力支持。为积极践行国家战略,推动交通与能源融合发展,助力交通行业绿色能源供给模式革新,打造智慧高效的交通行业新型能源体系,葛洲坝(武汉)新能源发展有限公司建设了枣菏高速交能融合工程项目。
在具体实践方面,包括大规模长线型边坡光伏、近零碳服务区(风光互补)工程示范区、光储直柔一体化建筑以及交能融合一体化管控系统。
首先,进行边坡光伏对交通安全和环境影响进行系统性专项评估,为边坡建设光伏提供技术支持。结合公路长线性的特点,对边坡光伏布置设计、边坡稳定分析、结构固定型式、运营运维技术等多项关键技术开展研究和试验,形成完整性技术方案;探索长线性分布式光伏的建设流程、总结工艺工法。
边坡光伏采用分布式并网模式,本项目根据分布情况和接入点的数量将整个发电系统分为21个并网区块,单个电站容量控制在6MW,近负荷区并网区块通过柔直互联技术补充高负荷区域用能需求,光伏所发电力经箱式变压器升压在经开关站汇流后,通过10kV集电线路接入周边10kV电网。
在实际成效方面,该项目统筹集约高速公路可利用土地资源,不额外征用土地,与同等规模集中式电站相比可节约用地约4400亩。运营期内累计生产清洁电力约为28.9亿kWh,年均发电量1.4亿kWh、节约标准煤量约为4万吨、减排二氧化碳约11万吨。其中一期金乡段预计年平均发电量2437万千瓦时,节约标准煤7444吨,减排二氧化碳约2.02万吨。
该项目带来的典型经验是交能融合模式能够实现绿色电力供给和消纳,提升交通基础设施服务水平,同时通过区域微电网调度和大电网柔性互联技术,可促进形成智慧高效的新型能源体系。
交能融合不应简单理解为利用交通基础设施的闲置空间资源建设新能源发电项目,而是要根据交通用能的特性和增长潜力,结合区域新能源资源禀赋,进行一体化的规划设计和建设。
交能合的发展和推广需要依托工程实践来形成可复制、可推广的综合解决方案。在规划阶段进行交通和能源电力一体化设计,最大化提升绿色能源自洽率;在建设阶段考虑永临结合,建设综合能源供给站;在运营阶段,通过微电网和柔性互联技术,实现全域能源灵活调度;通过标准化模块化能源的供给、转换、输送、储存、利用关键技术装备,满足路域设施多元化、精细化、定制化的清洁用能需求。