中國儲能網(wǎng)訊：
用不完的電有了更多綠色消納方案
——來自吉林省白城市的調(diào)查
隨著我國新能源產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，新能源消納問題也日益凸顯。依托豐沛的綠電資源，吉林省白城市前瞻布局綠氫化工、新型儲能等領(lǐng)域，不斷拓展綠能應(yīng)用場景，提升就地消納能力。從“綠色發(fā)電”到“綠色制造”“綠色消納”，綠電有了更多解決方案。
“一年刮兩次，一次刮半年”，地處大興安嶺和長白山脈之間的松嫩平原，是東北地區(qū)重要的氣流通道。位于吉林省西部的白城市正處于這個大風(fēng)口，風(fēng)光資源富集。
立足資源優(yōu)勢，結(jié)合域內(nèi)未利用土地較多等條件，白城市近年來大力發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)。截至2024年底，當(dāng)?shù)匦履茉撮_發(fā)規(guī)模突破1600萬千瓦，居?xùn)|北第一位、全國前十位，是東北地區(qū)首個千萬千瓦級新能源發(fā)電城市。
面對快速擴(kuò)大的開發(fā)規(guī)模和裝機(jī)數(shù)量，白城市未雨綢繆，瞄準(zhǔn)氫能和新型儲能賽道，探索“綠電—綠氫—綠色化工”一體化模式，將更多的綠電就地消納，并加強電網(wǎng)外送能力建設(shè)。每一縷風(fēng)、每一束陽光，都為高質(zhì)量發(fā)展注入源源不斷的綠色動能。
綠氫化工尋突破
今年7月，白城市兩個綠氫化工項目投產(chǎn)的消息引起業(yè)內(nèi)廣泛關(guān)注。這兩個項目創(chuàng)造了多個“全國第一”或“全球之最”，這就意味著，在綠氫化工領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重大突破。
從大安火車站出站，行駛約40分鐘，抵達(dá)兩家子鎮(zhèn)的一片鹽堿荒地后，遠(yuǎn)遠(yuǎn)就看到一個現(xiàn)代化工廠區(qū)——國家電投大安風(fēng)光制綠氫合成氨一體化示范項目。
記者走到項目控制中心門廳的一處沙盤前，廠區(qū)各功能區(qū)一覽無余，代表電能、氫氣、氮氣的不同顏色光標(biāo)在沙盤內(nèi)游走。大安吉電綠氫能源有限公司綜合部主任孫鶴告訴記者：“風(fēng)電場和光伏電站發(fā)出來的綠電，先后輸送到總變電所和化工區(qū)各變電所，再抵達(dá)各制氫廠房，完成電解水制氫。之后，氫氣與從空氣中分離出的氮氣匯集至合成塔裝置，生成合成氨?！?/span>
由于上游電力是由風(fēng)電機(jī)組或光伏發(fā)電，屬非化石能源，所以業(yè)內(nèi)稱其為“綠電”，由綠電電解水制成的氫氣則被稱為“綠氫”，由綠氫與氮氣合成的氨則是“綠氨”。
孫鶴介紹，該示范項目采用“綠氫消納綠電、綠氨消納綠氫、源網(wǎng)荷儲一體化”的全產(chǎn)業(yè)鏈設(shè)計思路，取得1項發(fā)明專利和33項實用新型專利，實現(xiàn)多項重大技術(shù)突破，最顯著的亮點在于4項“全球之最”。
——全球最大規(guī)模的一次性投產(chǎn)綠色合成氨單體項目。項目建成一套18萬噸/年合成氨裝置，成功實現(xiàn)從電到氫再到氨的全產(chǎn)業(yè)鏈貫通，為新能源發(fā)電就地轉(zhuǎn)化提供了新路徑。
——全球最大規(guī)模的堿液與PEM（質(zhì)子交換膜技術(shù)）混合電解水制氫。36000標(biāo)方/小時的堿液制氫與9600標(biāo)方/小時的PEM制氫設(shè)備實現(xiàn)雙技術(shù)路線耦合，兼顧規(guī)?；c靈活性，構(gòu)建起組合優(yōu)勢?！耙驗閴A液制氫與PEM制氫的設(shè)備起停速度不一樣，這兩種技術(shù)混合制氫可隨著風(fēng)、光波動而隨時調(diào)整，進(jìn)而達(dá)到一種平穩(wěn)制氫狀態(tài)。”孫鶴說。
——全球最大規(guī)模的直流微電網(wǎng)制氫。項目攻克直流離網(wǎng)制氫關(guān)鍵技術(shù)及裝備國產(chǎn)化難題，實現(xiàn)40兆瓦新能源發(fā)電直供制氫，探索風(fēng)光離網(wǎng)制氫新模式。
——全球最大規(guī)模的固態(tài)儲氫。項目建設(shè)48000標(biāo)方固態(tài)儲氫裝置，驗證固態(tài)儲氫在可再生能源制氫領(lǐng)域的可行性，助力破解氫氣儲存難題。孫鶴解釋道：“不是說氫是固態(tài)，而是用固態(tài)裝置將氫氣存儲在其中。在風(fēng)光發(fā)電不足、難以制氫的時候，儲備氫便可用于合成氨，以平滑風(fēng)光發(fā)電的波動性?！?/span>
通過一系列科學(xué)機(jī)制，該示范項目破解了風(fēng)光發(fā)電波動性與合成氨生產(chǎn)穩(wěn)定性的匹配難題，制出的“綠氨”可廣泛應(yīng)用于化工、交通等領(lǐng)域。項目投產(chǎn)第一個月，在未滿產(chǎn)狀態(tài)下，就生產(chǎn)出2000多噸合成氨。
在白城，綠電不僅生產(chǎn)出綠氨，還生產(chǎn)出了綠色甲醇。
7月15日，由上海電氣建設(shè)的洮南市風(fēng)電耦合生物質(zhì)綠色甲醇一體化示范項目投產(chǎn)，首期可年產(chǎn)綠色甲醇5萬噸。該項目在行業(yè)內(nèi)首次實現(xiàn)風(fēng)電制氫與生物質(zhì)氣化耦合大規(guī)模生產(chǎn)綠色甲醇，首批產(chǎn)品通過“洮南生產(chǎn)—陸海聯(lián)運—上海加注”模式，登上法國達(dá)飛集裝箱班輪，作為船用燃料走向國際市場。
“項目探索構(gòu)建起‘綠電—綠氫—綠色甲醇’的生產(chǎn)體系，全程零化石能源參與，不僅促進(jìn)綠電就地消納，還將秸稈等變廢為寶。”項目管理運營方、洮南綠源燃料有限公司副總經(jīng)理巴建省告訴記者，“綠氫要變?yōu)榫G色甲醇，需添加碳元素。農(nóng)作物秸稈等生物質(zhì)就是碳源，洮南等地農(nóng)作物資源豐富，可承載這方面需求?！?/span>
巴建省認(rèn)為，無論是綠氨還是綠色甲醇，都需要更為嚴(yán)密的綠色認(rèn)證體系和更為濃厚的政策支持氛圍，使氫基化工產(chǎn)業(yè)擁有更加有利的發(fā)展環(huán)境?！半S著國家‘雙碳’目標(biāo)深入推進(jìn)，更加強調(diào)碳足跡，相信綠色氫基化工會迎來更加廣闊的發(fā)展空間。”
產(chǎn)業(yè)集聚強鏈條
白城市大力發(fā)展氫基化工，既是探路新產(chǎn)業(yè)、尋找新動能的積極作為，也是引導(dǎo)應(yīng)對當(dāng)?shù)匦履茉串a(chǎn)業(yè)發(fā)展形勢的必然選擇。
白城市能源局副局長夏天告訴記者，白城風(fēng)光資源豐富，風(fēng)功率密度等級達(dá)2級以上，風(fēng)電年利用小時數(shù)為3300小時至3800小時，屬于太陽能資源B類很豐富區(qū)。近年來，白城市主動扛起國家松遼清潔能源基地核心區(qū)建設(shè)責(zé)任，加快風(fēng)光資源開發(fā)利用，新能源開發(fā)規(guī)模呈井噴式增長。
在白城市通榆縣經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)有一條“風(fēng)電大路”，這條長約5.2公里的大路兩側(cè)分布著10多家風(fēng)電裝備制造企業(yè)。通榆縣三一風(fēng)電裝備技術(shù)有限公司就坐落于此。走進(jìn)公司生產(chǎn)車間，只見自動化生產(chǎn)線一片忙碌。公司行政事務(wù)經(jīng)理陳永春說，三一集團(tuán)2008年進(jìn)入風(fēng)電領(lǐng)域，2009年就在通榆縣建廠，那時通榆縣新能源產(chǎn)業(yè)剛起步，主要是看好通榆縣乃至白城市的風(fēng)電資源優(yōu)勢。去年，公司實現(xiàn)產(chǎn)值24.31億元，訂單覆蓋東北三省和內(nèi)蒙古東部地區(qū)。
產(chǎn)業(yè)鏈集聚效應(yīng)日益顯著，東方電氣、遠(yuǎn)景能源、天能重工等龍頭企業(yè)紛紛在此投資建廠。如今，通榆縣已成為風(fēng)電全產(chǎn)業(yè)鏈覆蓋縣，不用出縣就可完成一套風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的整裝。截至2024年底，通榆縣新能源裝備制造業(yè)年產(chǎn)值近40億元；新能源并網(wǎng)裝機(jī)容量達(dá)606萬千瓦，占吉林省總裝機(jī)容量近三成，年發(fā)電量超120億千瓦時。
除了風(fēng)力資源豐富外，通榆縣年均日照時長超2900小時，光伏年有效發(fā)電時長超1700小時，發(fā)展太陽能開發(fā)利用具有得天獨厚的優(yōu)勢。來到位于通榆縣鴻興鎮(zhèn)的興東升壓站觀景臺，眼前是閃閃發(fā)光的光伏板“海洋”。這片總占地面積達(dá)590公頃的光伏發(fā)電項目，總裝機(jī)容量為20萬千瓦。
2017年11月，白城市申報的“光伏發(fā)電應(yīng)用領(lǐng)跑者”項目獲得國家有關(guān)部門批準(zhǔn)。此后幾年，白城光伏發(fā)電應(yīng)用領(lǐng)跑基地一期、二期項目陸續(xù)建成。興東升壓站副站長刁恩澤介紹，白城光伏發(fā)電應(yīng)用領(lǐng)跑基地的兩期項目每年可向國家電網(wǎng)輸入電力約19億千瓦時。
2024年，白城市全口徑發(fā)電量297億千瓦時，其中風(fēng)光新能源發(fā)電量230億千瓦時；可是，2024年白城全社會用電量僅為65億千瓦時，且供暖季與風(fēng)光發(fā)電高峰期重合，消納空間亟待擴(kuò)容。“一方面，白城市必須扛穩(wěn)松遼清潔能源基地核心區(qū)的保供重任；另一方面，我們必須做好快速增長的新能源就近消納工作。”夏天表示。
布局儲能與智算
走進(jìn)位于洮北區(qū)的遠(yuǎn)景白城零碳產(chǎn)業(yè)園2號車間，磷酸鐵鋰電池儲能系統(tǒng)裝配線有序運行。產(chǎn)業(yè)園產(chǎn)業(yè)經(jīng)理哈一煒介紹，產(chǎn)業(yè)園一期于2023年10月開工，2024年12月磷酸鐵鋰電池儲能系統(tǒng)實現(xiàn)產(chǎn)品下線，今年產(chǎn)值已近4億元?！笆芴鞖鈼l件影響，風(fēng)光發(fā)電會有波峰和波谷。在發(fā)電有效小時多的時間，富余電能可通過儲能系統(tǒng)保存下來，防止電力浪費?！惫粺樥f。
儲能是促進(jìn)新能源消納的重要手段，也是白城市近年推進(jìn)能源轉(zhuǎn)型的重要發(fā)力點。洮北區(qū)能源局副局長袁傳博表示，有些企業(yè)使用儲能設(shè)施以獲得更充足的電力保障或者更經(jīng)濟(jì)的電力資源；有的與電網(wǎng)公司簽訂協(xié)議，自建儲能電站，在風(fēng)光發(fā)電波峰、價低的時候從電網(wǎng)買電，在波谷、價高的時候再把電賣給電網(wǎng)。
除了輔助電網(wǎng)削峰填谷，儲能設(shè)備在白城市還被用于新能源產(chǎn)業(yè)鏈下游的制氫、制氨等領(lǐng)域。
在吉林白城綠電園區(qū)，吉電能谷（白城）儲能投資有限公司鉛碳電池項目一期于2023年10月實現(xiàn)首批產(chǎn)品下線，填補了吉林省儲能制造產(chǎn)業(yè)的空白。該公司綜合部主任艾玉林介紹，鉛碳電池性能穩(wěn)定，安全性高。一期項目達(dá)產(chǎn)后，可年產(chǎn)500萬kVAh鉛碳電池。目前生產(chǎn)的大部分鉛碳電池，已應(yīng)用于大安吉電綠氫合成氨一體化示范項目。
全釩液流電池項目也在白城市加速建設(shè)。在洮北經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，上海電氣年產(chǎn)1GWh全釩液流電池項目負(fù)責(zé)人李光博告訴記者，全釩液流電池具備能量轉(zhuǎn)換效率高、循環(huán)壽命長、調(diào)峰時間長、安全性好等優(yōu)點，全生命周期成本較低，尤其適用于大規(guī)模儲能場景。
以全釩液流電池項目為支撐，上海電氣集團(tuán)正在洮北區(qū)林海鎮(zhèn)建設(shè)一處百兆瓦級大型電化學(xué)儲能調(diào)峰電站——吉林白城100MW/600MWh全釩液流儲能電站。據(jù)悉，這個長時獨立儲能電站是吉林省第一座全釩液流儲能電站，投運后將有力參與輔助電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻、城市應(yīng)急電源等服務(wù)。
白城市各地積極布局儲能領(lǐng)域。6月20日，洮南市350兆瓦壓縮空氣儲能綠色電站一體化示范項目正式開工。該項目由中國能建數(shù)科集團(tuán)以“研投建營數(shù)”一體化建設(shè)，是我國高寒地區(qū)首個壓縮空氣儲能綠色電站。
儲能不只是儲綠電，還包括儲綠氫。位于洮南市的吉林省致遠(yuǎn)新能源氫能科技有限公司，主要生產(chǎn)車用壓縮氫氣鋁內(nèi)膽碳纖維全纏繞氣瓶。憑借一體化成型、無任何過渡間隙的金屬鋁內(nèi)膽以及精細(xì)的碳纖維纏繞工藝，其產(chǎn)品已成為不少知名汽車主機(jī)廠、電堆廠的供貨商。
存儲的綠電，終究需要轉(zhuǎn)化利用。對此，白城市建設(shè)綠電產(chǎn)業(yè)示范園區(qū)，引導(dǎo)綠電偏好型、電價敏感型企業(yè)進(jìn)入園區(qū)，實現(xiàn)清潔能源本地消納。
在人工智能快速發(fā)展的背景下，白城還積極探索“算電協(xié)同”新路徑，建設(shè)區(qū)域智算中心。智算中心是用電大戶，對綠電低電價政策依賴度較高。目前，白城市已謀劃建設(shè)7個區(qū)域智算中心，其中4個正在建設(shè)中，以此帶動新能源開發(fā)和電力消納。
在通榆縣，吉林云智算科技有限公司投建的云鏡（吉林）智算中心體驗館內(nèi)只能看到一臺臺顯示終端和配套“盒子”，卻不見傳統(tǒng)的主機(jī)箱等硬件。該公司執(zhí)行總裁張舜卿介紹，這個“盒子”可幫助顯示終端聯(lián)網(wǎng)至智算中心機(jī)房來處理有關(guān)指令，終端用戶不用購置主機(jī)箱等硬件，有助于降低企業(yè)成本。目前，該公司已建起覆蓋方圓400公里的服務(wù)圈。
完善電網(wǎng)促外送
眼下，大安市樂勝鄉(xiāng)的100兆瓦塔式熔鹽光熱電站項目正在抓緊建設(shè)中，即將建成投用。
還沒走進(jìn)項目現(xiàn)場，遠(yuǎn)遠(yuǎn)就望見一個高233米的吸熱塔，塔周有序布置著19667面、單個面積為30平方米的太陽能反射鏡。該項目由央企中廣核和中能建合資建設(shè)，合資公司為大安市廣投中能光熱發(fā)電有限公司。該公司副經(jīng)理徐海軍告訴記者，這些反射鏡叫定日鏡，經(jīng)過角度調(diào)整，將太陽能反射匯集到中央的吸熱塔頂部吸熱器上，熔鹽介質(zhì)經(jīng)此可被加熱到數(shù)百攝氏度，再通過光熱資源轉(zhuǎn)化，輸出清潔電力。
“熱的熔鹽既可以進(jìn)入相應(yīng)的罐體保存，也可以在需要發(fā)電時，將其泵入蒸汽發(fā)生器進(jìn)行鹽水換熱，產(chǎn)生的高溫高壓蒸汽進(jìn)入汽輪發(fā)電機(jī)就可做功發(fā)電?！毙旌＼娬f，該項目是世界緯度最高、東北地區(qū)首座塔式熔鹽光熱電站，創(chuàng)造了新型高效的儲能和能量轉(zhuǎn)換方式。
塔式熔鹽光熱電站的建成，對保障電力外送具有重要意義。據(jù)介紹，魯固直流（內(nèi)蒙古扎魯特旗至山東青州市）特高壓是東北電網(wǎng)首條特高壓直流通道，額定輸送能力1000萬千瓦。作為國家第一批“沙戈荒”基地項目的重要新能源送出配套工程，吉西基地魯固直流白城140萬千瓦外送項目旨在進(jìn)一步提高魯固直流通道利用率和新能源輸送比例。這140萬千瓦外送電力中，有80萬千瓦是風(fēng)力發(fā)電、40萬千瓦是光伏發(fā)電、20萬千瓦是光熱發(fā)電。
新能源電力的接入和外送，離不開輸變電的支撐，尤其需要變電站升壓以實現(xiàn)高電壓外送。今年3月底，白城樂勝500千伏輸變電工程竣工投用。參與該工程日常運維的國網(wǎng)吉林電力超高壓公司員工王昌滿告訴記者，該工程大大緩解了大安地區(qū)新能源電力的接入和外送難題，每年可輸送綠色電力約60億千瓦時，并緩解了周邊500千伏變電站的上送壓力，為白城北部新能源接入創(chuàng)造了有利條件，對完善吉林省西部電網(wǎng)網(wǎng)架起到有力支撐。
6月底，國網(wǎng)吉林省電力有限公司白城傅家500千伏輸變電工程建成投運。該工程可為區(qū)域內(nèi)12個新能源項目的消納與輸送提供關(guān)鍵支撐，滿足通榆縣快速增長的新能源接網(wǎng)與電力外送需求。
近年來，白城市完善電網(wǎng)架構(gòu)，提升電網(wǎng)匯集能力和送出能力。積極協(xié)調(diào)電網(wǎng)部門密切跟進(jìn)新能源項目布點，使電網(wǎng)送出工程與風(fēng)光發(fā)電項目進(jìn)度相匹配。最近5年，白城市先后完成甜水、向陽、昌盛3個500千伏變電站的增容擴(kuò)建工程，新建樂勝、傅家等多個輸變電項目。
國網(wǎng)白城供電公司發(fā)展策劃部負(fù)責(zé)人王樹濤介紹，吉林省共有440萬千瓦新能源項目被納入國家“沙戈荒”大型風(fēng)電光伏基地建設(shè)，其中有340萬千瓦落戶白城。
此外，白城市還積極推進(jìn)“吉電入京”項目，持續(xù)提升新能源外送能力。據(jù)了解，有關(guān)部門正在謀劃建設(shè)東北松遼清潔能源送電華北工程（“吉京直流”），擬建設(shè)±800千伏特高壓直流輸變電工程，可外送白城市新能源600萬千瓦、松原市新能源200萬千瓦，目前正深入推進(jìn)前期論證和選址工作。這將是吉林省和白城市第一個“吉電入京”項目，建成投用后，吉林省西部豐富的清潔電力將被輸送至華北用電負(fù)荷中心，既可實現(xiàn)新能源資源更廣區(qū)域優(yōu)化配置，也能提升受電端區(qū)域的可再生能源消納比重。到那時，“吉林的風(fēng)點亮北京的燈”將成為現(xiàn)實。
調(diào)查手記
用全產(chǎn)業(yè)鏈思維一體推進(jìn)
近年來，隨著能源轉(zhuǎn)型深入推進(jìn)，新能源裝機(jī)占比持續(xù)提升。然而，風(fēng)光等新能源“靠天吃飯”，具有間歇性、波動性、隨機(jī)性等特點，有的地區(qū)電網(wǎng)建設(shè)和消納機(jī)制相對滯后，前些年出現(xiàn)一定程度的“棄風(fēng)”“棄光”問題。
如何保持新能源高水平利用成為難題。風(fēng)光發(fā)電要發(fā)得出、用得上、送得了，這樣才能將風(fēng)光資源優(yōu)勢持續(xù)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢和發(fā)展優(yōu)勢。
堅持協(xié)同推進(jìn)新能源規(guī)?；_發(fā)和產(chǎn)業(yè)集群式發(fā)展。對新能源發(fā)展進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃的同時，也要對綠電消納進(jìn)行積極引導(dǎo)和部署。從源頭上完善規(guī)劃，優(yōu)化布局，提升管理效能，實現(xiàn)能源的集約利用，防范綠電發(fā)出來卻用不了、送不出去等問題。運用數(shù)字化、智能化手段，讓“捉摸不定”的新能源變得更加可預(yù)測、可調(diào)節(jié)。進(jìn)一步拓展新型儲能應(yīng)用場景，提升調(diào)度運用水平，推動新能源行業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展。
牢固樹立全產(chǎn)業(yè)鏈思維，推動未來新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展。不久前，我國在聯(lián)合國氣候變化峰會上明確，到2035年，國內(nèi)非化石能源消費占能源消費總量的比重達(dá)到30%以上，風(fēng)電和太陽能發(fā)電總裝機(jī)容量達(dá)到2020年的6倍以上。這意味著，我國新能源行業(yè)將迎來更大規(guī)模、更高速度的發(fā)展期，也對繼續(xù)做好新能源發(fā)展工作提出了新要求。要看到，我國已建成全球最大的清潔能源供應(yīng)體系，具備實現(xiàn)新目標(biāo)的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)、技術(shù)優(yōu)勢與市場規(guī)模。牢固樹立全產(chǎn)業(yè)鏈思維，堅持源網(wǎng)荷儲一體化協(xié)調(diào)發(fā)展，就一定能實現(xiàn)新目標(biāo)。
