沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)加快規(guī)劃建設(shè)大型風電光伏基地項目
西部綠電助力“雙碳”目標
十月的甘肅酒泉，古老的河西走廊上，一排排白色風車槳葉旋舞，一片片銀色光伏板閃閃發(fā)亮，構(gòu)成新的大漠風景。這里是國家規(guī)劃建設(shè)的首個千萬千瓦級風電基地和百萬千瓦級太陽能發(fā)電基地。
作為風能可開發(fā)量占全國總量七分之一，年均日照時數(shù)達3300小時以上的城市，酒泉正加快推進新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展，第二個千萬千瓦級風電基地建設(shè)項目也已開工。
大規(guī)模開發(fā)可再生能源，是我國兌現(xiàn)“碳達峰、碳中和”承諾的重要保障措施。10月12日，國家主席習近平在《生物多樣性公約》第十五次締約方大會領(lǐng)導人峰會上指出，中國將持續(xù)推進產(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)大型風電光伏基地項目，第一期裝機容量約1億千瓦的項目已于近期有序開工。
相比于核能、水能等清潔能源過長的籌備、建設(shè)期，風光能源是最便利的綠色能源。近年來，我國風電光伏產(chǎn)業(yè)進入加速增長階段。根據(jù)國家能源局發(fā)布的數(shù)據(jù)，2020年全國電源新增裝機容量中，風電占比34.6%，太陽能發(fā)電占比24.1%。新增風電和太陽能發(fā)電合計達1.20億千瓦，占比約63%，成為我國電源增長主力。預計在2030年以后，風能和太陽能將成為主要的非化石能源品種。
1 16萬畝荒漠化土地煥發(fā)新生
黃河東岸有了綠色能量
從銀川一路向東，過了黃河，會看到這樣一片“光的海洋”：成千上萬片藍色的太陽能光板像向日葵一樣逐光而動，粼粼光海之下，點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，讓銀川黃河東岸16萬畝荒漠化土地煥發(fā)盎然生機。光伏電站采用國際領(lǐng)先的帶傾角平單軸自動跟蹤技術(shù)，最大限度吸收太陽能，截至去年年底，與傳統(tǒng)火電相比，已累計減少二氧化碳排放204.7萬噸，約等于種植8900多萬棵樹。
有研究機構(gòu)發(fā)布過這樣一組數(shù)據(jù)：每秒到達地表的太陽能有80萬千瓦，如果把其中的0.1%轉(zhuǎn)為電能，以轉(zhuǎn)變率5%來算，每年的發(fā)電量是世界能耗的40倍。
資源環(huán)境效益，無疑是我國大力推動風電光伏發(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，過去能源消費主要是煤，一方面帶來環(huán)境污染，另一方面也浪費了當?shù)刎S富的風光資源。近年來，酒泉大力發(fā)展光熱發(fā)電項目，由傳統(tǒng)能源城市變?yōu)樾履茉闯鞘?，走上綠色發(fā)展之路。
數(shù)據(jù)顯示，截止到今年6月，全市累計建成并網(wǎng)風電裝機1045萬千瓦、光電裝機286萬千瓦，新能源累計發(fā)電量達1100億千瓦時，相當于節(jié)約標準煤3300萬噸，減排二氧化碳1億噸、二氧化硫34萬噸、氮氧化物17萬噸。當?shù)厝罕娮钪庇^的感受，是天更藍了。
青海省海西州格爾木市地處三江源自然保護區(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5萬千瓦光熱項目并網(wǎng)發(fā)電，國家首批多能互補集成優(yōu)化示范工程在這里建成。工程總裝機容量70萬千瓦，包括20萬千瓦光伏項目、40萬千瓦風電項目、5萬千瓦光熱發(fā)電項目及5萬千瓦儲能系統(tǒng)。
“光伏、風電是電源輸出主力，光熱、儲能電站則作為聯(lián)合調(diào)節(jié)，在光伏、風力發(fā)電進入低谷期時，以熱能、電池儲能發(fā)電進行補充。多種方式深度融合，實現(xiàn)供電的穩(wěn)定性。”工程運維企業(yè)——中國綠發(fā)青海新能源公司黨委書記、董事長強同波表示，目前，項目年發(fā)電量約12.625億千瓦時，每年可節(jié)約標準煤約40.15萬噸，將有效降低大氣污染，推動青海完全實現(xiàn)清潔能源供給。
從2017年至今，青海先后開展了“綠電7日、9日、15日、31日”及“三江源綠電百日”活動，連續(xù)刷新100%清潔能源供電的世界紀錄。根據(jù)不久前發(fā)布的《青海打造國家清潔能源產(chǎn)業(yè)高地行動方案》，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)。
2 電力熱力生產(chǎn)及供應(yīng)業(yè)在哈密市工業(yè)增加值中占比過半
藏在陽光里的創(chuàng)收秘訣
新疆哈密，一座因哈密瓜而聞名全國的城市。這里水果甜的秘訣，藏在陽光里——哈密全年太陽總輻射量達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、光伏組件類型最全面的一座光伏示范園區(qū)，現(xiàn)有幾十家太陽能企業(yè)入駐，建成并網(wǎng)79萬千瓦，年發(fā)電量達13億千瓦時以上，是疆電外送的重要支撐電源之一。光伏產(chǎn)業(yè)極大帶動了當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展，哈密市發(fā)改委副主任張輝說，去年，哈密市電力熱力生產(chǎn)及供應(yīng)業(yè)在工業(yè)增加值中的占比達到了52.34%。電力產(chǎn)業(yè)成為哈密工業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)。
中國華電集團有限公司是最早在哈密從事風電、光伏新能源項目的建設(shè)企業(yè)。以前，華電主營業(yè)務(wù)在傳統(tǒng)能源，隨著國家能源政策開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，企業(yè)加快轉(zhuǎn)型，開始密集投資新能源項目。新能源不僅給企業(yè)創(chuàng)造了新的增長點，也帶動了地方群眾增收。華電新疆分公司有關(guān)負責人介紹，集團在巴音庫魯提村投資建設(shè)的光伏扶貧電站，每年可為村集體帶來70萬元收入;在阿圖什市瓦克瓦克村建設(shè)的“陽光銀行”，每年可為村集體節(jié)約9萬元電費。
城關(guān)村，是酒泉市肅北蒙古族自治縣(以下簡稱肅北縣)的一個城郊村。過去，由于缺少收入來源，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)的共同問題。直到2019年，縣里選了包括城關(guān)村在內(nèi)的三個村子做試點，以鄉(xiāng)鎮(zhèn)自籌加政府投資的方式建起屋頂光伏發(fā)電項目，一舉實現(xiàn)了每村年創(chuàng)收2-3萬元的目標。
“占地小、成本低、見效快、收入穩(wěn)。”城關(guān)村黨支部書記趙國俊談起光伏發(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)一點電。”趙國俊說，這片37千瓦的光伏電板，如今累計發(fā)電已超過9000度。
試點的成功讓屋頂光伏在全縣推廣開來，近年來，縣里先后在4個鄉(xiāng)鎮(zhèn)、26個村建起屋頂式光伏發(fā)電項目，盤活了過去閑置的光照資源。肅北縣委有關(guān)負責人介紹，項目平均每年可為村級集體經(jīng)濟增加收入2.5萬元。
位于肅北縣東北方向的金塔縣，依托顯著的光照優(yōu)勢，目前已駛上光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“快車道”。作為甘肅省七個百萬千瓦級光電基地之一，金塔縣已建成光伏并網(wǎng)發(fā)電項目578兆瓦?？h發(fā)改局副局長徐志堅介紹：“今年上半年全縣發(fā)電量4億千瓦時，實現(xiàn)營業(yè)收入2.06億元。”“屋頂架上‘藍板板’，家里多了‘金罐罐’。”當?shù)厝诵蜗蟮匕压夥鼱I收稱作“陽光收入”。
3 智能巡檢把2個月的工作縮短到20分鐘
能量流與信息流融合
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。長長天際間，10萬千瓦智慧型風電場的風機塔迎風屹立，宛如一片白色森林。此刻，遠在甘肅蘭州的集控中心內(nèi)，工作人員正在對風電場進行遠程監(jiān)控。操作者輕點鼠標，實時發(fā)電情況、風機運行狀態(tài)等數(shù)據(jù)便統(tǒng)統(tǒng)顯示在大屏幕上。這樣一個集控中心，可以實現(xiàn)對幾座，乃至幾十座場站的集中控制。
和國內(nèi)很多行業(yè)一樣，近年來，數(shù)字化、智能化也成為風電等新型可再生能源的發(fā)展趨勢。“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)新能源場站面臨的“設(shè)備分散難集中管理”“現(xiàn)場運維成本高”等痛點提供了路徑。
“一個風電場，上百臺風機，分散各處，靠人來監(jiān)測管理，是很困難的。”魯能新能源有限公司甘肅分公司寧夏鹽池風電場副場長高海波介紹，“鹽池風電場從設(shè)計之初就定位為‘智慧型’，依靠傳感設(shè)備和控制系統(tǒng)，風電場具備了像人一樣的自我感知和獨立分析能力，實現(xiàn)了風機控制的自動化。”
“我們的風機葉片后方有個機艙，機艙頂部裝有激光雷達。它可實時捕獲極端風況，如陣風、風切變等，提前做出響應(yīng);還能精確探測前方機組尾流信息，優(yōu)化機組間尾流影響。”提起風電場的智能化技術(shù)，高海波如數(shù)家珍，“能巢系統(tǒng)可以感知外部環(huán)境和風機工況，智慧控制全場風機發(fā)電。有了它，全場發(fā)電量提升了1.8%-3%。”
除了提升設(shè)備智能化程度，智慧電場的一個重要變革是由人工決策轉(zhuǎn)為智慧決策、由經(jīng)驗控制變?yōu)榫毣芾怼?/p>
在鹽池風電場，設(shè)備健康管理系統(tǒng)通過算法分析建立起故障預警模型，能夠提前發(fā)現(xiàn)機組運行過程中的潛在問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)推出智能電場產(chǎn)品方案。“大型光伏電站的運營是非常困難的，傳統(tǒng)方法是專門的團隊帶著專門的儀器到電站去運營和維護，效率是比較低的。我們用AI算法，通過電流、電壓檢測，很快就可以準確判斷光伏電站哪一串光伏板有問題。”在上個月的數(shù)字能源媒體溝通會上，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。
越來越多智能技術(shù)的涌入，極大提升了國內(nèi)光伏電站的運維效率。在山西省大同市左云縣賈家溝10萬千瓦光伏發(fā)電站，5017畝的電站、38萬余塊太陽能光板，僅需15個運維人員。在青海省共和縣，2.2吉瓦光伏項目依托智能診斷方案，讓2個月的運維巡檢工作縮短到僅僅20分鐘。
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