沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)加快規(guī)劃建設(shè)大型風(fēng)電光伏基地項(xiàng)目 西部綠電助力“雙碳”目標(biāo)
中央紀(jì)委國(guó)家監(jiān)委網(wǎng)站 王雅婧
位于甘肅省酒泉市的敦煌光伏發(fā)電基地。（圖片來(lái)源：視覺(jué)中國(guó)）
十月的甘肅酒泉，古老的河西走廊上，一排排白色風(fēng)車(chē)槳葉旋舞，一片片銀色光伏板閃閃發(fā)亮，構(gòu)成新的大漠風(fēng)景。這里是國(guó)家規(guī)劃建設(shè)的首個(gè)千萬(wàn)千瓦級(jí)風(fēng)電基地和百萬(wàn)千瓦級(jí)太陽(yáng)能發(fā)電基地。
作為風(fēng)能可開(kāi)發(fā)量占全國(guó)總量七分之一，年均日照時(shí)數(shù)達(dá)3300小時(shí)以上的城市，酒泉正加快推進(jìn)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展，第二個(gè)千萬(wàn)千瓦級(jí)風(fēng)電基地建設(shè)項(xiàng)目也已開(kāi)工。
大規(guī)模開(kāi)發(fā)可再生能源，是我國(guó)兌現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”承諾的重要保障措施。10月12日，國(guó)家主席習(xí)近平在《生物多樣性公約》第十五次締約方大會(huì)領(lǐng)導(dǎo)人峰會(huì)上指出，中國(guó)將持續(xù)推進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，大力發(fā)展可再生能源，在沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)加快規(guī)劃建設(shè)大型風(fēng)電光伏基地項(xiàng)目，第一期裝機(jī)容量約1億千瓦的項(xiàng)目已于近期有序開(kāi)工。
相比于核能、水能等清潔能源過(guò)長(zhǎng)的籌備、建設(shè)期，風(fēng)光能源是最便利的綠色能源。近年來(lái)，我國(guó)風(fēng)電光伏產(chǎn)業(yè)進(jìn)入加速增長(zhǎng)階段。根據(jù)國(guó)家能源局發(fā)布的數(shù)據(jù)，2020年全國(guó)電源新增裝機(jī)容量中，風(fēng)電占比34.6%，太陽(yáng)能發(fā)電占比24.1%。新增風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電合計(jì)達(dá)1.20億千瓦，占比約63%，成為我國(guó)電源增長(zhǎng)主力。預(yù)計(jì)在2030年以后，風(fēng)能和太陽(yáng)能將成為主要的非化石能源品種。
黃河?xùn)|岸有了綠色能量
16萬(wàn)畝荒漠化土地?zé)òl(fā)新生
從銀川一路向東，過(guò)了黃河，會(huì)看到這樣一片“光的海洋”：成千上萬(wàn)片藍(lán)色的太陽(yáng)能光板像向日葵一樣逐光而動(dòng)，粼粼光海之下，點(diǎn)綴著一條條紅綠相間的“緞帶”，那是掛著紅果的枸杞林。
這是寧夏寶豐農(nóng)光一體光伏電站——全球最大的單體農(nóng)光互補(bǔ)電站。電站采用“板上發(fā)電，板下種枸杞”的新型綠色產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式，讓銀川黃河?xùn)|岸16萬(wàn)畝荒漠化土地?zé)òl(fā)盎然生機(jī)。光伏電站采用國(guó)際領(lǐng)先的帶傾角平單軸自動(dòng)跟蹤技術(shù)，最大限度吸收太陽(yáng)能，截至去年年底，與傳統(tǒng)火電相比，已累計(jì)減少二氧化碳排放204.7萬(wàn)噸，約等于種植8900多萬(wàn)棵樹(shù)。
有研究機(jī)構(gòu)發(fā)布過(guò)這樣一組數(shù)據(jù)：每秒到達(dá)地表的太陽(yáng)能有80萬(wàn)千瓦，如果把其中的0.1%轉(zhuǎn)為電能，以轉(zhuǎn)變率5%來(lái)算，每年的發(fā)電量是世界能耗的40倍。
資源環(huán)境效益，無(wú)疑是我國(guó)大力推動(dòng)風(fēng)電光伏發(fā)展的重要原因。
甘肅省酒泉市，這座曾經(jīng)黃沙漫天、烈日炎炎的大漠之都，過(guò)去能源消費(fèi)主要是煤，一方面帶來(lái)環(huán)境污染，另一方面也浪費(fèi)了當(dāng)?shù)刎S富的風(fēng)光資源。近年來(lái)，酒泉大力發(fā)展光熱發(fā)電項(xiàng)目，由傳統(tǒng)能源城市變?yōu)樾履茉闯鞘校呱暇G色發(fā)展之路。
數(shù)據(jù)顯示，截止到今年6月，全市累計(jì)建成并網(wǎng)風(fēng)電裝機(jī)1045萬(wàn)千瓦、光電裝機(jī)286萬(wàn)千瓦，新能源累計(jì)發(fā)電量達(dá)1100億千瓦時(shí)，相當(dāng)于節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤3300萬(wàn)噸，減排二氧化碳1億噸、二氧化硫34萬(wàn)噸、氮氧化物17萬(wàn)噸。當(dāng)?shù)厝罕娮钪庇^的感受，是天更藍(lán)了。
青海省海西州格爾木市地處三江源自然保護(hù)區(qū)，脆弱的生態(tài)，讓綠電轉(zhuǎn)型的意義不言而喻。2019年9月，隨著5萬(wàn)千瓦光熱項(xiàng)目并網(wǎng)發(fā)電，國(guó)家首批多能互補(bǔ)集成優(yōu)化示范工程在這里建成。工程總裝機(jī)容量70萬(wàn)千瓦，包括20萬(wàn)千瓦光伏項(xiàng)目、40萬(wàn)千瓦風(fēng)電項(xiàng)目、5萬(wàn)千瓦光熱發(fā)電項(xiàng)目及5萬(wàn)千瓦儲(chǔ)能系統(tǒng)。
“光伏、風(fēng)電是電源輸出主力，光熱、儲(chǔ)能電站則作為聯(lián)合調(diào)節(jié)，在光伏、風(fēng)力發(fā)電進(jìn)入低谷期時(shí)，以熱能、電池儲(chǔ)能發(fā)電進(jìn)行補(bǔ)充。多種方式深度融合，實(shí)現(xiàn)供電的穩(wěn)定性。”工程運(yùn)維企業(yè)——中國(guó)綠發(fā)青海新能源公司黨委書(shū)記、董事長(zhǎng)強(qiáng)同波表示，目前，項(xiàng)目年發(fā)電量約12.625億千瓦時(shí)，每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤約40.15萬(wàn)噸，將有效降低大氣污染，推動(dòng)青海完全實(shí)現(xiàn)清潔能源供給。
從2017年至今，青海先后開(kāi)展了“綠電7日、9日、15日、31日”及“三江源綠電百日”活動(dòng)，連續(xù)刷新100%清潔能源供電的世界紀(jì)錄。根據(jù)不久前發(fā)布的《青海打造國(guó)家清潔能源產(chǎn)業(yè)高地行動(dòng)方案》，2030年青海將全面建成以清潔能源為主體的新型電力系統(tǒng)，基本建成零碳電網(wǎng)。
藏在陽(yáng)光里的創(chuàng)收秘訣
電力熱力生產(chǎn)及供應(yīng)業(yè)在哈密市工業(yè)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。這里水果甜的秘訣，藏在陽(yáng)光里——哈密全年太陽(yáng)總輻射量達(dá)6397.35兆焦耳/平方米，位居全疆之首。
充足的日照不僅造就了哈密瓜，也造就了光伏產(chǎn)業(yè)。哈密石城子光伏產(chǎn)業(yè)園，是目前新疆單體規(guī)模最大、光伏組件類(lèi)型最全面的一座光伏示范園區(qū)，現(xiàn)有幾十家太陽(yáng)能企業(yè)入駐，建成并網(wǎng)79萬(wàn)千瓦，年發(fā)電量達(dá)13億千瓦時(shí)以上，是疆電外送的重要支撐電源之一。光伏產(chǎn)業(yè)極大帶動(dòng)了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展，哈密市發(fā)改委副主任張輝說(shuō)，去年，哈密市電力熱力生產(chǎn)及供應(yīng)業(yè)在工業(yè)增加值中的占比達(dá)到了52.34%。電力產(chǎn)業(yè)成為哈密工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)。
中國(guó)華電集團(tuán)有限公司是最早在哈密從事風(fēng)電、光伏新能源項(xiàng)目的建設(shè)企業(yè)。以前，華電主營(yíng)業(yè)務(wù)在傳統(tǒng)能源，隨著國(guó)家能源政策開(kāi)始向可再生能源傾斜，傳統(tǒng)火電的發(fā)展日漸式微。近年來(lái)，企業(yè)加快轉(zhuǎn)型，開(kāi)始密集投資新能源項(xiàng)目。新能源不僅給企業(yè)創(chuàng)造了新的增長(zhǎng)點(diǎn)，也帶動(dòng)了地方群眾增收。華電新疆分公司有關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，集團(tuán)在巴音庫(kù)魯提村投資建設(shè)的光伏扶貧電站，每年可為村集體帶來(lái)70萬(wàn)元收入；在阿圖什市瓦克瓦克村建設(shè)的“陽(yáng)光銀行”，每年可為村集體節(jié)約9萬(wàn)元電費(fèi)。
城關(guān)村，是酒泉市肅北蒙古族自治縣（以下簡(jiǎn)稱(chēng)肅北縣）的一個(gè)城郊村。過(guò)去，由于缺少收入來(lái)源，村里人大多外出務(wù)工，這里成了“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(zhèn)的共同問(wèn)題。直到2019年，縣里選了包括城關(guān)村在內(nèi)的三個(gè)村子做試點(diǎn)，以鄉(xiāng)鎮(zhèn)自籌加政府投資的方式建起屋頂光伏發(fā)電項(xiàng)目，一舉實(shí)現(xiàn)了每村年創(chuàng)收2-3萬(wàn)元的目標(biāo)。
“占地小、成本低、見(jiàn)效快、收入穩(wěn)。”城關(guān)村黨支部書(shū)記趙國(guó)俊談起光伏發(fā)電便贊不絕口。如今，他一有空就帶著大伙把村黨群服務(wù)中心屋頂上的光伏板擦得亮亮的。“這樣可以多發(fā)一點(diǎn)電。”趙國(guó)俊說(shuō)，這片37千瓦的光伏電板,如今累計(jì)發(fā)電已超過(guò)9000度。
試點(diǎn)的成功讓屋頂光伏在全縣推廣開(kāi)來(lái)，近年來(lái)，縣里先后在4個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)、26個(gè)村建起屋頂式光伏發(fā)電項(xiàng)目，盤(pán)活了過(guò)去閑置的光照資源。肅北縣委有關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，項(xiàng)目平均每年可為村級(jí)集體經(jīng)濟(jì)增加收入2.5萬(wàn)元。
位于肅北縣東北方向的金塔縣，依托顯著的光照優(yōu)勢(shì)，目前已駛上光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“快車(chē)道”。作為甘肅省七個(gè)百萬(wàn)千瓦級(jí)光電基地之一，金塔縣已建成光伏并網(wǎng)發(fā)電項(xiàng)目578兆瓦。縣發(fā)改局副局長(zhǎng)徐志堅(jiān)介紹：“今年上半年全縣發(fā)電量4億千瓦時(shí)，實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入2.06億元。”“屋頂架上‘藍(lán)板板’，家里多了‘金罐罐’。”當(dāng)?shù)厝诵蜗蟮匕压夥鼱I(yíng)收稱(chēng)作“陽(yáng)光收入”。
能量流與信息流融合
智能巡檢把2個(gè)月的工作縮短到20分鐘
寧夏回族自治區(qū)鹽池縣馮記溝鄉(xiāng)，深秋的原野和天空一樣遼闊。長(zhǎng)長(zhǎng)天際間，10萬(wàn)千瓦智慧型風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)機(jī)塔迎風(fēng)屹立，宛如一片白色森林。此刻，遠(yuǎn)在甘肅蘭州的集控中心內(nèi)，工作人員正在對(duì)風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。操作者輕點(diǎn)鼠標(biāo)，實(shí)時(shí)發(fā)電情況、風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)等數(shù)據(jù)便統(tǒng)統(tǒng)顯示在大屏幕上。這樣一個(gè)集控中心，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)幾座，乃至幾十座場(chǎng)站的集中控制。
和國(guó)內(nèi)很多行業(yè)一樣，近年來(lái)，數(shù)字化、智能化也成為風(fēng)電等新型可再生能源的發(fā)展趨勢(shì)。“能量流與信息流的融合”有效提升了電站的穩(wěn)定性與發(fā)電效率，為解決傳統(tǒng)新能源場(chǎng)站面臨的“設(shè)備分散難集中管理”“現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維成本高”等痛點(diǎn)提供了路徑。
“一個(gè)風(fēng)電場(chǎng)，上百臺(tái)風(fēng)機(jī)，分散各處，靠人來(lái)監(jiān)測(cè)管理，是很困難的。”魯能新能源有限公司甘肅分公司寧夏鹽池風(fēng)電場(chǎng)副場(chǎng)長(zhǎng)高海波介紹，“鹽池風(fēng)電場(chǎng)從設(shè)計(jì)之初就定位為‘智慧型’，依靠傳感設(shè)備和控制系統(tǒng)，風(fēng)電場(chǎng)具備了像人一樣的自我感知和獨(dú)立分析能力，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)機(jī)控制的自動(dòng)化。”
“我們的風(fēng)機(jī)葉片后方有個(gè)機(jī)艙，機(jī)艙頂部裝有激光雷達(dá)。它可實(shí)時(shí)捕獲極端風(fēng)況，如陣風(fēng)、風(fēng)切變等，提前做出響應(yīng)；還能精確探測(cè)前方機(jī)組尾流信息，優(yōu)化機(jī)組間尾流影響。”提起風(fēng)電場(chǎng)的智能化技術(shù)，高海波如數(shù)家珍，“能巢系統(tǒng)可以感知外部環(huán)境和風(fēng)機(jī)工況，智慧控制全場(chǎng)風(fēng)機(jī)發(fā)電。有了它，全場(chǎng)發(fā)電量提升了1.8%-3%。”
除了提升設(shè)備智能化程度，智慧電場(chǎng)的一個(gè)重要變革是由人工決策轉(zhuǎn)為智慧決策、由經(jīng)驗(yàn)控制變?yōu)榫?xì)化管理。
在鹽池風(fēng)電場(chǎng)，設(shè)備健康管理系統(tǒng)通過(guò)算法分析建立起故障預(yù)警模型，能夠提前發(fā)現(xiàn)機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中的潛在問(wèn)題和大部件異常工作狀態(tài)，減少電站損失。
記者發(fā)現(xiàn)，隨著國(guó)內(nèi)新能源行業(yè)的熱度提升，許多數(shù)字技術(shù)、智能技術(shù)企業(yè)推出智能電場(chǎng)產(chǎn)品方案。“大型光伏電站的運(yùn)營(yíng)是非常困難的，傳統(tǒng)方法是專(zhuān)門(mén)的團(tuán)隊(duì)帶著專(zhuān)門(mén)的儀器到電站去運(yùn)營(yíng)和維護(hù)，效率是比較低的。我們用AI算法，通過(guò)電流、電壓檢測(cè)，很快就可以準(zhǔn)確判斷光伏電站哪一串光伏板有問(wèn)題。”在上個(gè)月的數(shù)字能源媒體溝通會(huì)上，華為數(shù)字能源技術(shù)有限公司副總裁方良周就介紹了華為在光伏清潔發(fā)電領(lǐng)域的技術(shù)應(yīng)用。
越來(lái)越多智能技術(shù)的涌入，極大提升了國(guó)內(nèi)光伏電站的運(yùn)維效率。在山西省大同市左云縣賈家溝10萬(wàn)千瓦光伏發(fā)電站，5017畝的電站、38萬(wàn)余塊太陽(yáng)能光板，僅需15個(gè)運(yùn)維人員。在青海省共和縣，2.2吉瓦光伏項(xiàng)目依托智能診斷方案，讓2個(gè)月的運(yùn)維巡檢工作縮短到僅僅20分鐘。
中國(guó)電力技術(shù)市場(chǎng)協(xié)會(huì)儲(chǔ)能設(shè)備技術(shù)專(zhuān)委會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)郭云高： 提升風(fēng)光發(fā)電質(zhì)量 需要多個(gè)環(huán)節(jié)配合
中央紀(jì)委國(guó)家監(jiān)委網(wǎng)站 王雅婧
我國(guó)已明確提出，到2030年，單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放將比2005年下降65%以上，非化石能源占一次能源消費(fèi)比重將達(dá)到25%左右，風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電總裝機(jī)容量將達(dá)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(jiān)表示，作為世界上最大的發(fā)展中國(guó)家，中國(guó)將用最短時(shí)間從碳排放峰值實(shí)現(xiàn)碳中和，這充分體現(xiàn)了中國(guó)的大國(guó)擔(dān)當(dāng)。
從國(guó)內(nèi)目前的發(fā)展?fàn)顩r來(lái)看，我們離“雙碳”目標(biāo)還有多少差距？實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的難度有多大？在風(fēng)電光伏等可再生能源的利用上，還面臨哪些挑戰(zhàn)和不足？圍繞相關(guān)問(wèn)題，記者近日對(duì)中國(guó)電力技術(shù)市場(chǎng)協(xié)會(huì)儲(chǔ)能設(shè)備技術(shù)專(zhuān)委會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)郭云高進(jìn)行了采訪。
郭云高表示，考慮到我國(guó)所處的發(fā)展階段與設(shè)立的發(fā)展目標(biāo)，對(duì)比歐美日韓等發(fā)達(dá)國(guó)家宣布承諾的碳目標(biāo)，如期高質(zhì)量實(shí)現(xiàn)我國(guó)“雙碳”目標(biāo)時(shí)間緊、任務(wù)重、難度大。具體來(lái)說(shuō)，2020年我國(guó)風(fēng)光累計(jì)裝機(jī)總?cè)萘砍^(guò)5.3億千瓦，與2030年裝機(jī)12億千瓦以上目標(biāo)還有約7億千瓦缺口。我國(guó)2020年非化石能源消費(fèi)占比為15.9%，要實(shí)現(xiàn)2030年占比25%的目標(biāo)，還需上升9.1個(gè)百分點(diǎn)。
但與此同時(shí)，近年來(lái)，我國(guó)污染治理和生態(tài)環(huán)境保護(hù)力度之大、制度出臺(tái)頻度之密、監(jiān)管執(zhí)法尺度之嚴(yán)、環(huán)境質(zhì)量改善速度之快也是前所未有的，生態(tài)文明理念日益深入人心。《2020中國(guó)生態(tài)環(huán)境狀況公報(bào)》顯示，2020年全國(guó)337個(gè)城市平均優(yōu)良天數(shù)比例為87.0%，同比上升5.0個(gè)百分點(diǎn)。PM2.5濃度為33微克/立方米，同比下降8.3%。我國(guó)單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)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“十三五”下降18%的目標(biāo)。
要想實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，必須推動(dòng)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型。而在眾多的可再生能源當(dāng)中，我國(guó)又特別明確提出了風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電方面的增長(zhǎng)目標(biāo)。
此外，太陽(yáng)能發(fā)電和風(fēng)電的成本也一直在大幅下降。根據(jù)國(guó)家發(fā)改委發(fā)布的《關(guān)于2021年新能源上網(wǎng)電價(jià)政策有關(guān)事項(xiàng)的通知》，自2021年8月1日起，國(guó)家對(duì)新備案集中式光伏電站、工商業(yè)分布式光伏項(xiàng)目和新核準(zhǔn)陸上風(fēng)電項(xiàng)目，實(shí)行平價(jià)上網(wǎng)。今年6月，四川甘孜州2020年南部光伏基地正斗一期20萬(wàn)千瓦光伏項(xiàng)目競(jìng)爭(zhēng)性配置結(jié)果公示，國(guó)家電投以0.1476元/千瓦時(shí)的申報(bào)電價(jià)最終拿下項(xiàng)目開(kāi)發(fā)權(quán)，創(chuàng)下中國(guó)光伏史上最低電價(jià)，開(kāi)啟了“0.1”元電價(jià)時(shí)代。
不過(guò)，目前國(guó)內(nèi)在風(fēng)電光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展上也還面臨一定挑戰(zhàn)。“風(fēng)光發(fā)電產(chǎn)業(yè)前半段（平價(jià)上網(wǎng)前）的挑戰(zhàn)主要是來(lái)自?xún)?nèi)部，即如何降低價(jià)格；而后半段的挑戰(zhàn)則主要來(lái)自外部，即如何創(chuàng)造一個(gè)照顧風(fēng)光發(fā)電產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)的新型電力系統(tǒng)。”郭云高表示，風(fēng)光發(fā)電是利用自然的風(fēng)、光資源生產(chǎn)電力，屬于靠天吃飯被動(dòng)式生產(chǎn)，這是其優(yōu)勢(shì)所在，也是其最大的不足之處，即無(wú)法根據(jù)需要主動(dòng)生產(chǎn)電力。
“從調(diào)節(jié)能力的角度看，風(fēng)光發(fā)電只算小時(shí)級(jí)水平，燃煤火電廠則擁有年調(diào)節(jié)能力，同為可再生能源發(fā)電的水力發(fā)電和生物質(zhì)發(fā)電也具有季度調(diào)節(jié)能力。風(fēng)光發(fā)電裝機(jī)占比增大后，電力系統(tǒng)的波動(dòng)性將增大，這既需要增強(qiáng)電力系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力，也需要支付更高的調(diào)節(jié)成本。”郭云高說(shuō)。
在郭云高看來(lái)，要想進(jìn)一步提升風(fēng)電、光伏等可再生能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展質(zhì)量，要把促進(jìn)風(fēng)光發(fā)電等可再生能源發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的義務(wù)和權(quán)益系統(tǒng)化、全局化。風(fēng)光發(fā)電等可再生能源產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展離不開(kāi)源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)各環(huán)節(jié)的配合，要允許風(fēng)光發(fā)電企業(yè)與用電企業(yè)共建共享用電側(cè)儲(chǔ)能，履行電力市場(chǎng)輔助服務(wù)義務(wù)。
