多能互補(bǔ) 一家火電企業(yè)的低碳轉(zhuǎn)型實(shí)踐

文章來源:經(jīng)濟(jì)參考報(bào)安路蒙2024-01-08 09:45

  在碳達(dá)峰、碳中和的大背景下,傳統(tǒng)能源轉(zhuǎn)型升級(jí)迫在眉睫。傳統(tǒng)火電企業(yè)將走向何方?近日,國(guó)家首個(gè)利用既有火電通道打捆外送新能源多能互補(bǔ)項(xiàng)目——蒙西托克托200萬千瓦新能源外送項(xiàng)目,首批機(jī)組正式并網(wǎng)發(fā)電,標(biāo)志著作為世界在役最大火電廠的大唐托克托發(fā)電公司(下稱“大唐托電”),實(shí)現(xiàn)由傳統(tǒng)的火力發(fā)電向風(fēng)、光、火多能互補(bǔ)轉(zhuǎn)型。
 
  火電廠轉(zhuǎn)型“綠電廠”,火電角色從基荷電源向調(diào)峰電源轉(zhuǎn)變,火電企業(yè)積極轉(zhuǎn)向綜合能源服務(wù)商……眼下,大唐托電正交出自己的低碳轉(zhuǎn)型答卷。
 
  綠色轉(zhuǎn)型勢(shì)在必行
 
  電力是最主要的減碳行業(yè),而火電又是我國(guó)目前能源結(jié)構(gòu)中占比最大的能源形式。作為火電行業(yè)的“龍頭”企業(yè),大唐托電總裝機(jī)672萬千瓦,年供電量達(dá)300多億千瓦時(shí),是世界在役最大火力發(fā)電廠,供應(yīng)著京津唐電網(wǎng)約四分之一的電力。
 
  “雙碳背景下,綠色低碳轉(zhuǎn)型是火電企業(yè)的主題。”大唐托克托新能源事業(yè)部黨委書記、執(zhí)行董事王長(zhǎng)庚表示,一方面火電作為基礎(chǔ)電源支撐仍發(fā)揮著重要作用,也是國(guó)家電力安全的重要保障;另一方面火電的角色正在發(fā)生變化,逐步從基荷電源向調(diào)峰電源轉(zhuǎn)變、從規(guī)?;蚣s化轉(zhuǎn)變、從經(jīng)濟(jì)型向高質(zhì)量發(fā)展轉(zhuǎn)變。
 
  要適應(yīng)新能源接入、支撐電網(wǎng)平穩(wěn)升級(jí),火電機(jī)組靈活性改造是前提基礎(chǔ)。對(duì)此,內(nèi)蒙古專門出臺(tái)煤電靈活性改造行動(dòng)計(jì)劃,力爭(zhēng)“十四五”期間完成3000萬千瓦燃煤機(jī)組靈活性改造,新增系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力300萬千瓦左右。不過靈活性改造成本高昂,火電深度調(diào)峰運(yùn)行還會(huì)帶來發(fā)電量減少、經(jīng)濟(jì)效益下滑。
 
  為解決上述問題,內(nèi)蒙古的首創(chuàng)之舉是鼓勵(lì)火電廠自建新能源發(fā)電項(xiàng)目,實(shí)現(xiàn)火電和綠電的耦合發(fā)展,改變煤電和新能源零和博弈的對(duì)立關(guān)系,電廠的主體積極性被大大激發(fā)出來。大唐托電就是實(shí)踐先行者,率先于2021年建設(shè)蒙西托克托外送200萬千瓦風(fēng)光項(xiàng)目,加快從傳統(tǒng)煤電廠轉(zhuǎn)型為既有煤電也有綠電的新型綠色電廠。
 
  展開來說,該項(xiàng)目包含170萬千瓦風(fēng)力發(fā)電和30萬千瓦光伏發(fā)電,是國(guó)內(nèi)首個(gè)利用既有火電通道打捆外送新能源的多能互補(bǔ)項(xiàng)目,即把風(fēng)光項(xiàng)目所發(fā)“綠電”,匯集到大唐托電現(xiàn)有的電力外送通道,送至京津唐電網(wǎng),實(shí)現(xiàn)新能源項(xiàng)目送出線路投資零新增,并提高原有輸電通道利用率。同時(shí),依托大唐托電原有的火電機(jī)組龐大容量進(jìn)行深度調(diào)峰,實(shí)現(xiàn)火電與新能源多能互補(bǔ)發(fā)電,確保打捆外送電力的平穩(wěn)送出。
 
  “綠電”進(jìn)京成為現(xiàn)實(shí)
 
  寒冬臘月,內(nèi)蒙古高原北風(fēng)冷冽。蒙西托克托外送200萬千瓦風(fēng)光項(xiàng)目和林格爾項(xiàng)目部施工現(xiàn)場(chǎng)依然在緊張施工中,一臺(tái)臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)拔地而起,一排排光伏板鋪設(shè)整齊。
 
  王長(zhǎng)庚介紹,項(xiàng)目所在地氣候多風(fēng)干旱、日照充足,據(jù)測(cè)算4個(gè)風(fēng)電場(chǎng)年均利用小時(shí)數(shù)均超過2100小時(shí),光伏年均利用小時(shí)數(shù)在1500小時(shí)以上。隨著近期該項(xiàng)目首批機(jī)組的并網(wǎng)發(fā)電,數(shù)百公里外的京津唐電網(wǎng)將進(jìn)一步提升“綠電”比例,保障京津唐地區(qū)日益增長(zhǎng)的電力需求。
 
  踏勘選址、催盯供貨、基礎(chǔ)澆筑、風(fēng)機(jī)吊裝、靜態(tài)調(diào)試,各環(huán)節(jié)有序銜接、齊頭并進(jìn)……170萬千瓦風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目采用大功率風(fēng)機(jī)、總裝機(jī)重量超520噸,吊裝難度巨大,為確保項(xiàng)目進(jìn)度,項(xiàng)目建設(shè)者們不斷優(yōu)化工序工藝,大大縮短了整機(jī)吊裝時(shí)間。
 
  “風(fēng)機(jī)輪轂中心高107米,葉片長(zhǎng)91米,掃風(fēng)面積相當(dāng)于3個(gè)足球場(chǎng)大,每旋轉(zhuǎn)一周可以發(fā)出綠電10.4度。”現(xiàn)場(chǎng)工作人員介紹,一臺(tái)風(fēng)機(jī)每小時(shí)發(fā)電量接近1萬度,夠一個(gè)家庭用三四年。
 
  在30萬千瓦光伏項(xiàng)目中,大唐托電創(chuàng)新性采用“固定支架+柔性支架”建設(shè),保證陣列滿容鋪設(shè)的同時(shí)提高土地利用率,并結(jié)合項(xiàng)目需求打破組件傳統(tǒng)固定方式,實(shí)現(xiàn)了“上可發(fā)電、下可養(yǎng)殖”。據(jù)測(cè)算光伏板下可集中放牧10萬余只羊,促進(jìn)當(dāng)?shù)匦竽翗I(yè)規(guī)?;l(fā)展和鄉(xiāng)村振興。
 
  該項(xiàng)目全容量投產(chǎn)后,每年可生產(chǎn)綠電41億千瓦時(shí)以上,托電外送通道中綠電比例將達(dá)到15%。同時(shí)節(jié)約標(biāo)煤超過143萬噸,減少二氧化碳排放超過350萬噸,將有力推動(dòng)首都北京及內(nèi)蒙古自治區(qū)盡快實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和。
 
  實(shí)現(xiàn)“風(fēng)光火”打捆外送
 
  蒙西托克托200萬千瓦新能源外送項(xiàng)目創(chuàng)新利用煤電通道裕量開發(fā)新能源,開辟了一條新能源大規(guī)模開發(fā)的新路徑。“為配合新能源項(xiàng)目建設(shè),我們同步開展了10臺(tái)機(jī)組靈活性改造,改造后1-8號(hào)機(jī)組最小技術(shù)出力能夠達(dá)到20%額定容量,9、10號(hào)超超臨界機(jī)組最小技術(shù)出力能夠達(dá)到30%額定容量。為新能源外送釋放了充足的調(diào)峰空間。”大唐托電總工程師郭洪義說。
 
  500kV升壓站工程是200萬千瓦新能源外送項(xiàng)目的重要部分,承擔(dān)著新能源項(xiàng)目整體接入送出的重大任務(wù),是新能源打捆外送的核心樞紐。技術(shù)人員通過大量專題計(jì)算,解決了“風(fēng)光火”聯(lián)合送出的次同步諧振問題,順利迎來設(shè)備聯(lián)調(diào)聯(lián)試,全面推動(dòng)配套線路工程隨主體工程同步投運(yùn)。
 
  “風(fēng)光火”打捆外送作為一個(gè)新型的電力系統(tǒng),在世界上也是規(guī)模最大、最復(fù)雜的輸電系統(tǒng),復(fù)雜性不言而喻。當(dāng)前容量下的次同步諧振難題已被攻克,下一步大唐托電還需繼續(xù)開展混合電力系統(tǒng)聯(lián)合運(yùn)行、電網(wǎng)安全穩(wěn)定性研究、新型電力系統(tǒng)對(duì)新能源入網(wǎng)要求等科技創(chuàng)新與技術(shù)攻關(guān),打造一套“本質(zhì)安全型、電網(wǎng)友好型”風(fēng)光火打捆外送項(xiàng)目示范。
 
  內(nèi)蒙古自治區(qū)能源局有關(guān)負(fù)責(zé)人表示,通過將內(nèi)蒙古的綠色電力與火電打捆輸送至京津唐電網(wǎng)負(fù)荷中心,區(qū)內(nèi)清潔能源在更大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化配置,并為存量火電送出通道利用率提升以及新能源規(guī)?;?、集中化、基地化開發(fā)模式探索了寶貴經(jīng)驗(yàn)。
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