汩汩綠電,點亮能源轉(zhuǎn)型之光
西藏首個百萬千瓦級水電站投產(chǎn)發(fā)電,國內(nèi)首艘2000噸級海上風(fēng)電安裝平臺出塢下水,國家光伏、儲能實證實驗平臺(大慶基地)開啟整年度戶外實證……今年以來,一批可再生能源項目建設(shè),如火如荼地展開。
可再生能源是指風(fēng)能、太陽能、水能、生物質(zhì)能、地?zé)崮艿确腔茉矗乔鍧嵞茉?。黨的十八大以來,我國可再生能源實現(xiàn)跨越式發(fā)展,裝機規(guī)模穩(wěn)居世界第一,發(fā)電量占比穩(wěn)步提升,能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和減碳效果逐步顯現(xiàn)。
從沙漠戈壁到蔚藍大海,從世界屋脊到廣袤平原,可再生能源發(fā)展展現(xiàn)出勃勃生機。通過風(fēng)力發(fā)電、水力發(fā)電和光伏發(fā)電等技術(shù)手段,可再生能源轉(zhuǎn)化為汩汩綠色電能(簡稱“綠電”),點亮中國能源轉(zhuǎn)型之光。據(jù)悉,“十四五”時期,我國可再生能源發(fā)電量增量在全社會用電量增量中的占比將超過50%,風(fēng)電和太陽能發(fā)電量將實現(xiàn)翻倍。
智慧大壩“領(lǐng)跑”世界
9月12日,在西藏自治區(qū)芒康縣與四川省巴塘縣交界的金沙江上游處,陡峭河谷間,熱風(fēng)夾帶著水霧緩緩升騰,國家“西電東送”接續(xù)基地的先導(dǎo)工程——蘇洼龍水電站就坐落于此。
作為西藏首座裝機超百萬千瓦級的水電站,蘇洼龍水電站由華電金沙江上游水電開發(fā)有限公司(以下簡稱“華電金上公司”)開發(fā)建設(shè),共安裝4臺30萬千瓦機組。截至目前,3號、4號機組已順利投產(chǎn)發(fā)電。
“筑壩料源組成復(fù)雜,是我們遇到的最大困難之一。”蘇洼龍水電站設(shè)計副總工程師朱軍解釋說,水電站大壩由瀝青心墻、粗細過渡料區(qū)、堆石區(qū)等分區(qū)組成,就像一個配料豐富的“三明治”。
“制作”好這個“三明治”絕非易事。為滿足結(jié)構(gòu)安全和防滲水需求,大壩每個分區(qū)選用的土石料均不相同。例如,堆石區(qū)的石料不能大于1000毫米、過渡料不能大于80毫米、粗反濾料不能大于60毫米等。
海量的土石料,如何準(zhǔn)確選?。坑秩绾伪WC能被送到指定位置?為解決這一問題,建設(shè)項目部為200余輛運輸車裝上了北斗定位系統(tǒng)。每輛車上裝的是哪種石料、應(yīng)該運送到哪個區(qū)域,工程技術(shù)人員一目了然。
“我們還引入了‘智慧大壩’控制系統(tǒng),使大壩既‘聰明’、又‘健康’?!比A電金上公司蘇洼龍分公司副總經(jīng)理唐茂剛對記者說,一旦測壓管、測縫計等儀器感知到大壩有任何“頭疼腦熱”,項目管理人員可立即知曉,并采取相應(yīng)措施。“如同‘神經(jīng)中樞’一樣,這個系統(tǒng)會時刻告知我們大壩的‘身體狀態(tài)’?!?/p>
除了肉眼可見的雄偉大壩,更多工程設(shè)備則藏在廠房之中。在參建各方的共同努力下,已投產(chǎn)的兩臺發(fā)電機組均實現(xiàn)了一次啟動成功、一次并網(wǎng)成功、一次試運行成功。
2021年6月11日,正值主廠房進行4號發(fā)電機組安裝的關(guān)鍵環(huán)節(jié)——機組盤車。第一次盤車后,水導(dǎo)軸承絕對振擺測值為0.26毫米,已在規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)0.35毫米以下。
“但是,機組在高速運轉(zhuǎn)下,精度對性能影響巨大?!卑l(fā)電機總裝負責(zé)人王玥海回憶說,為確保機組長期安全穩(wěn)定運行,裝機團隊決定繼續(xù)調(diào)整振擺參數(shù),爭取達到更低值。
“0.22毫米,調(diào)”“0.15毫米,繼續(xù)調(diào)”“0.1毫米,再調(diào)”……通過繪制水平投影圖,不斷優(yōu)化軸線空間幾何狀態(tài)圖,各方密切聯(lián)系、分析推算,終于達到理想效果?!?.05毫米,我們成功了!”廠房內(nèi)響起一陣歡呼。
“現(xiàn)在,我們發(fā)電機組的振擺參數(shù),達到了國內(nèi)同類型機組安裝的領(lǐng)先水平。在額定轉(zhuǎn)速下,機組能做到穩(wěn)如泰山。”王玥海介紹,水電站已投產(chǎn)的兩臺機組正滿負荷運行,每天可產(chǎn)生1440萬千瓦時的電力,滿足300萬戶家庭或1000棟大型寫字樓的用電需求。
水電惠藏,造福民生。華電金上公司結(jié)合項目建設(shè),面向當(dāng)?shù)厝罕?,開設(shè)定向招生、培養(yǎng)、安置的“三定”培養(yǎng)班?!熬蜆I(yè)有保障,生活有奔頭,我現(xiàn)在每個月都能領(lǐng)到上萬元的工資?!薄叭ā迸囵B(yǎng)班畢業(yè)生、蘇洼龍分公司水情值班員昂旺卓瑪笑著說。
在蘇洼龍水電站成功建設(shè)開發(fā)的背后,是中國水電從奮起直追到超越領(lǐng)先的經(jīng)驗支撐。
如今,溯金沙江而下,葛洲壩、三峽、烏東德、溪洛渡、向家壩與白鶴灘共6座水電站中,有5座躋身世界前十二大水電站榜單。6座水電站,發(fā)電總量大,調(diào)峰能力強,有效緩解了華中、華東地區(qū)及川、滇、粵等地的用電緊張局面。
其中,白鶴灘水電站16臺單機容量100萬千瓦水輪發(fā)電機組,更是世界上單機容量最大的水輪發(fā)電機組,實現(xiàn)了100%國產(chǎn)化,具有100%自主知識產(chǎn)權(quán)?!鞍偃f千瓦水輪發(fā)電機組的研發(fā)應(yīng)用,使我國水電裝備制造實現(xiàn)了從‘跟跑者’到‘并跑者’,再到‘領(lǐng)跑者’的角色轉(zhuǎn)變?!卑Q灘工程建設(shè)部副主任涂陽文說。
“近幾年,中國的水電項目在改善民生與保護環(huán)境等方面都產(chǎn)生了積極影響,我相信,中國水電也將在創(chuàng)新方面繼續(xù)引領(lǐng)世界標(biāo)準(zhǔn)?!眹H大壩委員會(ICOLD)主席邁克爾·羅杰斯稱贊道。
海上風(fēng)電 向海“爭風(fēng)”
風(fēng)電是當(dāng)今發(fā)展最快的綠色電能之一。與陸地風(fēng)電不同,海上風(fēng)電更少受土地占用、噪聲污染等因素制約。向?!盃庯L(fēng)”,正成為我國東部沿海地區(qū)綠色低碳發(fā)展的“藍色動力”。
根據(jù)《2021年中國海洋經(jīng)濟統(tǒng)計公報》數(shù)據(jù)顯示,2021年全國海上風(fēng)電新增并網(wǎng)容量1690萬千瓦,同比增長4.5倍,累計容量躍居世界第一。
向海“爭風(fēng)”,離不開海洋高端裝備研發(fā)能力的快速提升。
受制于復(fù)雜多變的自然環(huán)境,海上風(fēng)電施工的年均作業(yè)窗口期,往往僅有100天至150天左右。同時,海底地質(zhì)條件也是變幻莫測,曾有人將海上風(fēng)電施工比喻為“在豆腐上插筷子”。
因此,“白鶴灘”號的問世,對于破解這一系列難題具有重要意義。
今年6月29日,由中國三峽集團投資建造的國內(nèi)首艘2000噸級海上風(fēng)電安裝平臺——“白鶴灘”號在廣東省廣州市順利出塢下水。據(jù)了解,其甲板面積為4200平方米,足有10個籃球場大,這為施工作業(yè)提供了廣闊空間。
三峽物資招標(biāo)公司船機項目部的王鵬告訴記者:“‘白鶴灘’號擁有的4條120米高的三角形桁架式樁腿,可使船體牢牢‘站立’在海面上,最大作業(yè)水深可達70米?!贝送?,“白鶴灘”號配有2000噸級繞樁式起重機,能滿足10兆瓦及以上大容量風(fēng)機一體化安裝需求,在施工窗口期,也擁有更高的作業(yè)效率。
在“白鶴灘”號身上,建設(shè)者們付出了諸多心血。
2021年7月,“白鶴灘”號開始建造前,王鵬挑起了項目負責(zé)人的重任?!凹夹g(shù)規(guī)格書足有上百頁,涉及結(jié)構(gòu)、艙室、機械、空調(diào)通風(fēng)等多個專業(yè),那陣子,甚至連吃飯、睡覺,我都在心里琢磨這些?!被叵肫甬?dāng)時的情景,王鵬不無感慨。
工作任務(wù)重、學(xué)習(xí)時間少,為了盡快掌握專業(yè)知識,王鵬每晚都會在辦公室看技術(shù)資料、啃建造方針、學(xué)法律法規(guī)。漸漸地,無論是船舶建造工藝,還是船舶設(shè)備性能,邊學(xué)邊干的他都能做到如數(shù)家珍。
“建造完成后,得盡快建立‘朋友圈’,找到‘好朋友’?!庇捎谌狈I巷L(fēng)電安裝平臺的管理經(jīng)驗,王鵬四處拜訪上下游企業(yè),深入了解市場行情。經(jīng)過一年多的努力,他帶領(lǐng)團隊制定出與“白鶴灘”號相匹配的管理模式,為其交付運營做足了準(zhǔn)備。
有了性能更優(yōu)的安裝設(shè)備,如何進一步提高捕“風(fēng)”效率,轉(zhuǎn)換為更多的綠電?
寬闊整潔的總裝基地廠房里,各種型號風(fēng)電機組配件整齊排列、整裝待發(fā)。福建三峽海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)園,是全國首個全產(chǎn)業(yè)鏈海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)園。2018年以來,我國自主研發(fā)的6.7兆瓦、8兆瓦、10兆瓦、13兆瓦海上風(fēng)電機組相繼在產(chǎn)業(yè)園下線。
“目前來看,產(chǎn)業(yè)園發(fā)展良好,東方風(fēng)電、金風(fēng)科技、中國中車等多家龍頭企業(yè)相繼入園?!备=ㄈ龒{海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)園相關(guān)負責(zé)人劉建平說,園區(qū)已形成集技術(shù)研發(fā)、設(shè)備制造、檢測認(rèn)證、建設(shè)安裝、運行維護為一體的世界級海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)集群。
國家發(fā)展改革委、國家能源局印發(fā)的《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》提出,提升東部地區(qū)能源低碳發(fā)展水平,要積極推進東南部沿海地區(qū)海上風(fēng)電集群化開發(fā)。與此同時,多地也錨定“藍?!?,海上風(fēng)電“高質(zhì)量躍升發(fā)展”的主題逐漸明確,今后,國產(chǎn)化將是助推高質(zhì)量發(fā)展的重要抓手。
光伏性能 戶外實證
光伏發(fā)電系統(tǒng),簡稱光伏,是指利用光伏電池的光生伏特效應(yīng),將太陽輻射能直接轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電系統(tǒng)。
近年來,中國光伏技術(shù)取得巨大進步,光伏組件等關(guān)鍵設(shè)備的實驗室研究水平不斷提升。與此同時,設(shè)備戶外運行的系統(tǒng)性研究仍很欠缺,許多已建成的光伏發(fā)電系統(tǒng)的實際運行性能,尚未得到科學(xué)有效評估。
“實驗室中的結(jié)果再好,產(chǎn)品的實效還是要拿到實際使用中來看,只有做好戶外實證研究,才能掌握光伏產(chǎn)品的真實運行情況。”國家電投(國家電力投資集團有限公司的簡稱)光伏創(chuàng)新中心副總經(jīng)理龐秀嵐表示。
一片片光伏發(fā)電板匯成“藍海”,在陽光下熠熠生輝;40余米高的監(jiān)測塔猶如“海中燈塔”,傲立其間,指引航程……9月14日,在黑龍江省大慶市,國家光伏、儲能實證實驗平臺(大慶基地)形成了一道亮麗的風(fēng)景線。
記者了解到,該平臺是全國首個新能源戶外實證實驗平臺,由國家電投集團黃河公司建設(shè)管理,設(shè)立了光伏組件、逆變器、支架、儲能產(chǎn)品等4個產(chǎn)品及2個系統(tǒng)的實證實驗區(qū)。今年1月1日,平臺正式開啟了首期161種實證方案的整年度戶外實證。
為何會選址大慶?“大慶地處高緯度、寒溫帶,太陽能資源富集,且地勢平坦,具備在同等條件下,規(guī)模化連續(xù)開展戶外實證的優(yōu)勢?!眹译娡豆夥鼊?chuàng)新中心光儲數(shù)字信息中心主任崇鋒解釋說,此外,平臺所在區(qū)域的地表環(huán)境多樣,有利于開展多種復(fù)合應(yīng)用場景的戶外實證。
在建設(shè)過程中,項目團隊采取了一系列創(chuàng)新舉措,采用“光伏+草原”的開發(fā)模式就是個例子。崇鋒介紹,針對項目周邊存有的大片鹽堿化草原,團隊專門進行了生態(tài)修復(fù)研究,預(yù)留出草原生態(tài)修復(fù)與復(fù)合生產(chǎn)的空間。“打造集科研、觀光、科普于一體的‘光伏+’實證實驗平臺,提高了鹽堿化草原的經(jīng)濟產(chǎn)出。”
“戶外光照強度、土壤乃至地表水的酸堿度等,都會對光伏產(chǎn)品的性能造成影響。”龐秀嵐告訴記者,為保障所有被測試設(shè)備的實驗條件一致,平臺安裝了涵蓋資源、環(huán)境、電性能等7大類共19種在線測試設(shè)備,實現(xiàn)全要素、全過程數(shù)據(jù)實時采集和分析。
“平臺形成了很好的數(shù)據(jù)庫,這將為相關(guān)企業(yè)和科研院校開展科技研究,提供公共數(shù)據(jù)服務(wù)。”在中國科學(xué)院院士楊德仁看來,對光伏、儲能關(guān)鍵設(shè)備進行戶外實證研究,能為國家制定產(chǎn)業(yè)政策和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)提供科學(xué)依據(jù),為全球新能源行業(yè)發(fā)展貢獻中國智慧、中國方案和中國標(biāo)準(zhǔn)。
國家能源局發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示,2022年上半年,光伏發(fā)電新增并網(wǎng)容量3087.8萬千瓦,截至2022年6月底,光伏發(fā)電累計并網(wǎng)容量33620.4萬千瓦。
中國工程院院士湯廣福表示,當(dāng)前,中國能源轉(zhuǎn)型仍面臨巨大挑戰(zhàn),在智慧能源系統(tǒng)等領(lǐng)域,有待大量的技術(shù)突破。
近日,國務(wù)院辦公廳轉(zhuǎn)發(fā)國家發(fā)展改革委、國家能源局《關(guān)于促進新時代新能源高質(zhì)量發(fā)展的實施方案》(以下簡稱《實施方案》),旨在錨定到2030年我國風(fēng)電、太陽能發(fā)電總裝機容量達到12億千瓦以上的目標(biāo),加快構(gòu)建安全高效的能源體系。
圍繞新能源發(fā)展的難點堵點問題,《實施方案》在創(chuàng)新新能源開發(fā)利用模式、深化新能源領(lǐng)域“放管服”改革、完善支持新能源發(fā)展的財政金融政策等7個方面,提出了21項具體舉措。
國家能源局有關(guān)負責(zé)人表示,下一步,將會同有關(guān)部門制定《實施方案》的任務(wù)分工方案,進一步細化各項政策措施,并指導(dǎo)各地和有關(guān)方面認(rèn)真貫徹落實,確保《實施方案》落地見效,在確保能源安全供應(yīng)的前提下,持續(xù)推動新能源實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展,推動我國從能源大國向能源強國不斷邁進。
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