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觀察|全球最大清潔能源發電企業在火電大省的綠色棋局
用電量穩居全國前三的山東向來以火電大省著稱,富煤的自然稟賦、工業基地的龐大能源胃口,長期以來造成了該省煤炭消費占比高、煤電裝機占比高的“兩高”格局。但地處海陸交匯之地、坐擁豐富新能源資源的山東欲改寫“一煤獨大”的能源底色,近年來綠色電力快速增長。
截至9月底,山東光伏、風電等新能源裝機達8414萬千瓦,新型儲能裝機達333萬千瓦,二者規模均居全國第一。今后幾年,山東還將陸續迎來非化石能源電力裝機的龐大增量,海上風電、海上光伏、膠東半島核電、魯北鹽堿灘涂地風光儲一體化、魯西南采煤沉陷區“光伏+”等五大清潔能源基地建設將為齊魯大地注入源源不斷的“綠色動力”。澎湃新聞近日隨“綠色國家電投膠東行”走訪煙臺、威海等地發現,海上風電、核能供暖、智慧儲能等正構筑起山東能源新圖景。
駛向“深藍”,向海爭風
山東威海乳山南側海域,53臺百米高的風電機組迎風起舞——每臺掃風面積近100個標準籃球場的風電機組,每年將發出2547萬千瓦時清潔電力。不久之前,國家電投山東半島南U1場址一期450兆瓦海上風電項目實現全容量并網發電,山東省首個百萬千瓦級海上風電基地由此誕生。
這是全球最大清潔能源發電企業國家電力投資集團有限公司(下稱國家電投)在山東海上風電領域發力的一瞥。
據悉,國家電投山東半島南U1場址海上風電由國家電投山東能源投資開發,規劃使用海域面積143平方公里,總投資100億元,總裝機容量900兆瓦,分兩期建設。一期項目規劃使用海域面積71平方公里,布局53臺單機容量8.5兆瓦風電機組,配套1座海上升壓站及陸上集控中心。項目投產后,年可發電13.5億千瓦時,替代標煤約42.3萬噸,減排二氧化碳約117.4萬噸。
截至目前,在山東半島南,國家電投山東能源先后建成半島南3號、半島南V場址、半島南U1場址一期共三個海上風電項目,實現“三年三投”,在運規模達125萬千瓦。隨著U1場址一期的投產,該公司半島南風電集群的182臺風機每年將發出36.5億千瓦時清潔電力,惠及膠東半島兩百余萬戶家庭。
國家電投山東能源投資開發的半島南U1場址一期海上風電
山東依海而立,海岸線約占全國六分之一,毗鄰海域15.95萬平方公里,向海爭風是其可再生能源倍增計劃的重要支柱。
《山東省能源發展“十四五”規劃》提出,實施“四增兩減”工程,聚焦可再生能源、核能、天然氣、省外來電做加法,煤炭、煤電做減法。其中,將以海上風電為主戰場,積極推進風電開發。到2025年,風電裝機規模將達到2500萬千瓦。
乘風破浪,挺進深海。據國家電投山東能源相關負責人介紹,“十四五”及未來一段時期,海上風電依然是該公司極其重要的戰略布局。下一步,公司將加快推動U1二期、半島南5號等海上風電場址建設,積極推動深遠海、山東省內外其他海域海上風電開發建設,同時盡快實現近海樁基固定式海上風電開工建設,打造海上“千萬千瓦級”清潔能源基地。
核級溫暖,持續擴圍
一城供熱,兩城同暖。
當前供暖季,海陽核電在給煙臺海陽市供暖的同時,供暖區域到達威海乳山市,實現了零碳熱源的跨區域互通共享。此工程可覆蓋乳山主城區630萬平方米,預計可替代原煤消耗23萬噸,減排二氧化碳42萬噸。本供暖季“暖核一號”供暖面積合計達1250萬平方米,可滿足約40萬人口的冬季清潔取暖需求。
海陽核電是山東首核,也是全國核能大面積供熱的開創者。2019年,海陽核電一期工程1號、2號兩臺機組全面商運,同年11月,海陽先行先試,投運“暖核一號”一期“園區級”核能供熱工程,供熱面積覆蓋周邊70萬平方米。2021年11月,二期“縣域級”投入運營,供熱面積接近500萬平方米,海陽城區全域核能供熱模式啟動,海陽徹底告別燃煤取暖的歷史,成為全國首個“零碳”供暖城市。今年,3.0版本“暖核一號”正式投用,首次實現核能供熱的跨地級市發展。
“硬核”供暖源自硬核技術。據介紹,核能供熱的設計經過5次換熱,最終將熱量送到百姓家中。這就好比自熱火鍋,發熱包并沒有到裝有食物的鍋里,因為它有鍋隔離,核能供熱相當于隔了5層鍋,保證供熱的安全性。
“海陽核電核能供熱能力是隨著核電機組不斷建成而提升的。”國家電投山東核電公司相關負責人向澎湃新聞介紹,目前,海陽核電2臺機組在運、2臺機組在建、2臺機組和一臺小型堆正在開展前期工作。隨著后續機組的建成投運,并結合周邊地區取暖需求,遠期海陽核電供熱能力將達到2億平方米。
海陽核電1、2號機組
將安全置于首位的同時,核能要在供熱市場競爭中脫穎而出,須算好“生態賬”“經濟賬”和“民生賬”。
上述人士援引相關數據稱,“暖核一號”投運以來,已完成4個完整供暖季,累計提供零碳熱量456萬吉焦,替代原煤消耗39萬噸,減排二氧化碳72萬噸,同比核能供熱前,海陽市供暖季空氣中PM2.5下降了16%,天氣優良率上升了17%。
對于近年來減煤壓力頗大的山東省而言,其中的意義不言而喻。
經濟方面,核能供熱受燃料成本波動影響較小,目前可做到與燃煤供熱成本持平,也可為熱力公司極大緩解燃煤的運輸壓力。
核能綜合利用同時提高了能源利用效率。據了解,采用汽輪機發電的機組均會有部分熱量不能利用而需排放到環境中,核能供熱通過抽取核電機組二回路中發過部分電的蒸汽作為熱源,把原本要排放到環境中的熱量利用起來,提高了能源和資源的利用率。
以“暖核一號”二期“縣域級”核能供熱工程為例,首個供暖季對外供出清潔熱量200萬吉焦,其中有150吉焦熱量是原本要排放到環境中的,在“變廢為寶”、提高能源利用率的同時,使2攝氏度溫升海域面積縮減了25公頃,有效保護了海洋生態環境。
山東是我國北方嚴重缺水省份之一,人均水資源占有量僅為全國水平的1/6。向海取水、海水淡化被列為該省解決缺水問題的重要手段。
澎湃新聞了解到,山東核電有限公司分別在2020年、2021年建成并投運了世界首個“水熱同傳”“水熱同產同傳”科技示范工程,實現在零碳供熱的同時“零能耗”制水。該公司正在推進建設大規模海水淡化,廠內8400噸/天的海水淡化項目已投運6年,計劃分階段實現年產3000萬噸至1億噸淡水供應能力。
此外,核能供工業蒸汽、大規模儲熱、核能制氫、現代農業等項目也正在探索推進過程中。
智慧“充電寶”,儲能新樣板
作為新能源的“穩定器”,儲能是建設新型電力系統、構建新型能源體系的重要一環。近年來,山東儲能發展步入規模化、市場化的快車道。
新型儲能規模全國第一的背后,是山東的多項政策機制創新。近年來,山東先后出臺了國內首個獨立儲能參與電力中長期市場支持政策、國內首個獨立儲能參與電力現貨市場支持政策、國內首個長時儲能專項支持政策、國內首個配建儲能轉為獨立儲能支持政策,并首創“新能源+新型儲能”協同發展機制。
其中,在山東率先實踐的獨立儲能,解決了傳統配建方式無盈利模式、充放電損耗自擔的問題,實現了利用小時數和設備質量的雙提升,已成為全國主流建設方式。
新源智儲能源發展(北京)有限公司(下稱新源智儲)是由國家電投控股的新型儲能技術創新和集成應用專業化平臺,連續兩年位列儲能系統出貨量排行榜全國前十。
在山東,2023年3月,由新源智儲負責建設和運營管理的沂水100MW/200MWh獨立儲能電站(一期)項目全容量并網投產。該項目坐落于臨沂市沂水縣許家湖鎮,投資4.5億元,采用高壓風冷儲能分系統先進集成技術,包括儲能電池預制艙、升壓變流一體艙40臺,220千伏升壓站1座及220千伏送出線路5公里。
作為山東省儲能示范項目,沂水100MW/200MWh獨立儲能電站(一期)為山東電網提供調峰服務,極大提升電力系統的靈活性、經濟性和安全性。
沂水100MW/200MWh獨立儲能電站(一期)
據介紹,基于儲能電站運營輔助決策功能,可為項目提供多種市場交易品種投標決策,即“一站多用、分時復用”模式,具備參與電力現貨交易市場、爬坡輔助服務市場、調峰輔助服務市場等能力。該項目創新性提出“運維+運營”管理模式,智能巡檢效率提升150%、巡檢風險識別率提升60%,項目現貨交易日前價格預測精度>90%,項目日均收益由1.6萬元提升至4.1萬元,深入開展調頻、爬坡等輔助服務探索,為解決儲能電站經濟性差難題提供了成功經驗。
在產業融合上,該項目融合了2021年建成投產的臨沂首座電動重型卡車換電站,為后者持續提供清潔穩定電力供應。經測算,此舉年可消耗新能源電量6000萬千瓦時,壓減煤炭消費約1.9萬噸,可有效解決當地新能源消納問題,為魯中南地區電力系統安全穩定運行發揮重要作用。
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