中國儲能網(wǎng)訊：7月31日，在國家電投湖北電力有限公司新能源生產(chǎn)運營中心（以下簡稱國家電投湖北公司）的大屏幕上，實時滾動顯示著已接入的60個光伏和13個風電項目的運行數(shù)據(jù)，而技術(shù)部主管雷曉峰和各工程師正全神貫注地盯著各個項目的運行情況。
這是國家電投湖北公司助力能源保供的一個場景。
入夏以來，全國用電負荷頻創(chuàng)新高，迎峰度夏的“大考”近在眼前。湖北是能源消費大省和輸入大省，近年來能源保供壓力較大。2022年，湖北更是遭遇了度夏期間用電負荷十創(chuàng)新高、日用電量七創(chuàng)新高等多重挑戰(zhàn)。
面對嚴峻的供電形式，國家電投積極部署能源保供，近日，《科創(chuàng)板日報》記者走進國家電投湖北公司，走訪探尋能源保供新范式。通過了解綜合零碳智慧電廠、30%天然氣摻氫等新型保供項目，記者綜合了解到，湖北公司是國家電投備戰(zhàn)全國能源保供的一個縮影，除了傳統(tǒng)的火力發(fā)電之外，還增加了綠色、智慧、降碳等多元互補的新特性。
（國家電投湖北電力有限公司新能源生產(chǎn)運營中心 記者李明明攝）
綜合零碳智慧電廠：為能源保供“雪中送炭”
國家電投湖北公司成立于2015年12月，是湖北省新能源裝機最大的發(fā)電企業(yè)，目前新能源運營裝機超400萬千瓦，其中光伏裝機280萬千瓦，風電裝機105萬千瓦。
雷曉峰告訴《科創(chuàng)板日報》記者，湖北公司與中石油簽訂長協(xié)，確保氣電板塊燃料供應(yīng)充足。同時，還提前做好了光伏組件清洗、風電機組年檢維護等，以提高發(fā)電效率，保證發(fā)電設(shè)備頂?shù)蒙?、發(fā)得出、穩(wěn)得住。同時實施預(yù)防性試驗并予以檢修更換，做好應(yīng)急預(yù)案。
（國家電投湖北公司 記者李明明攝）
緊接著，《科創(chuàng)板日報》記者來到了位于武漢經(jīng)開區(qū)的綜合智慧零碳電廠。
武漢經(jīng)開區(qū)位于武漢西南，地處武漢三環(huán)和武漢外環(huán)線之間，面積489.7平方公里，被稱為武漢經(jīng)濟發(fā)展的主戰(zhàn)場，工業(yè)經(jīng)濟的頂梁柱。
在經(jīng)開區(qū)的國家電投華中氫能產(chǎn)業(yè)基地，這里正在實施零碳電廠示范性項目，基地內(nèi)已經(jīng)建設(shè)完成分布式屋頂光伏（一期）、車棚“光儲充”、微風風機、智慧路燈、充電樁、太陽花景觀光伏等設(shè)備。
驕陽下，作為科技+能源+景觀屬性兼具一體的光伏太陽花熠熠生輝，基地工作人員對《科創(chuàng)板日報》記者介紹，其外形酷似太陽花，特性如向日葵，采用天文算法實現(xiàn)葉片開合和對太陽位置的自動追蹤，可以自動收疊，發(fā)電功率2645wp，所發(fā)電量全部供綜合樓使用，與傳統(tǒng)光伏板相比，發(fā)電效率提升約40%，是打造光伏鄉(xiāng)村、零碳公園、碳中和小鎮(zhèn)等新能源景觀建設(shè)的更優(yōu)選擇。
零碳電廠如何助力能源保供？國家電投湖北公司綜合智慧能源分公司工程建設(shè)總監(jiān)段翰林告訴《科創(chuàng)板日報》記者，經(jīng)開區(qū)能源對外依存度較大，年均外購電量51億kWh，迎峰度夏時段存在電力缺口，缺口有擴大的趨勢。零碳電廠主要是通過虛擬的管控平臺，把電源端納入到調(diào)度系統(tǒng)里來，再把發(fā)電端和用戶端打通，通過綜合智慧零碳電廠的建設(shè)，可以提高能源自給率，提高保供能力。
“園區(qū)內(nèi)配有三套儲能系統(tǒng)，零碳電廠所發(fā)電力優(yōu)先供園區(qū)自用，余電上網(wǎng)。此外，未來零碳電廠生產(chǎn)的電力，將全部來自于可再生能源，能源從生產(chǎn)到使用都不產(chǎn)生碳排放?！倍魏擦终f。
而零碳電廠的重頭戲在用戶側(cè)調(diào)節(jié)。他介紹，武漢市經(jīng)開區(qū)綜合智慧零碳電廠擬聚合工商業(yè)用戶64MW，預(yù)計可調(diào)節(jié)負荷7.6MW。聚合企業(yè)類型包括汽車制造業(yè)、橡膠業(yè)、充電樁、辦公樓、大型商業(yè)綜合體等，后續(xù)用戶可調(diào)節(jié)負荷通，過參加電力需求側(cè)響應(yīng)工作和電力輔助服務(wù)工作，在電力供應(yīng)出現(xiàn)短缺時，為電網(wǎng)提供調(diào)峰能力，來緩解電力供應(yīng)緊張等問題。
談及零碳電廠的社會效益，段翰林表示，投運后，減輕了高峰時段電網(wǎng)的壓力，保障用戶在高峰時段正常生產(chǎn)。同時，清潔能源年平均發(fā)電量約5.4億kWh，減少標煤耗量16.5萬噸，減少二氧化碳排放45萬噸。
對外經(jīng)濟貿(mào)易大學中國國際碳中和經(jīng)濟研究院執(zhí)行院長董秀成對《科創(chuàng)板日報》記者介紹，國家電投目前正在全國大力開展綜合零碳智慧電廠建設(shè)，而建設(shè)綜合零碳智慧電廠與建立新型電力系統(tǒng)目標一致，可以增大電網(wǎng)運行的靈活性和安全性，有效地提升電力調(diào)峰的能力。其也是虛擬電廠的升級版，將有利于推動國家能源轉(zhuǎn)型，并最終實現(xiàn)“雙碳“目標。
以做強做優(yōu)用戶側(cè)為發(fā)力點，2022年8月，國家電投首次提出實施“雪炭行動”、建設(shè)“綜合智慧零碳電廠”的整體設(shè)想?！把┨啃袆印币庠凇岸焖蜏嘏?，夏天送清涼”，以綜合智慧零碳電廠為地方政府“迎峰度夏、迎峰度冬”雪中送炭。2022年12月，國家電投首個“綜合智慧零碳電廠”——河北保定項目并網(wǎng)投運。
全國首例天然氣摻氫30%示范項目: 每年可減碳達1.8萬噸以上
在國家電投荊門綠動能源有限公司，《科創(chuàng)板日報》記者見到了4根卸氫柱、大型調(diào)壓設(shè)備、配套管道設(shè)施及燃氣輪機控制系統(tǒng)。
而這即是國家級重大科技創(chuàng)新專項-燃機摻氫燃燒試驗的設(shè)備，其高比例摻氫燃燒改造試驗的作業(yè)流程大概如下：管束車將制備好的氫運往摻氫站的卸氣柱，再在調(diào)壓撬中進行減壓降溫。減壓兩次后，壓強從20兆帕降至約6兆帕，工作人員在此基礎(chǔ)上再進行精確調(diào)整，以匹配管道氣的壓力。調(diào)試完成后，開始將氫摻入天然氣。
國家電投湖北公司鄂中區(qū)域公司副總經(jīng)理白紅濤對《科創(chuàng)板日報》記者介紹，荊門燃機項目是國家級重大科技創(chuàng)新專項-燃機摻氫燃燒試驗的業(yè)主單位。分別于2021年12月30日、2022年9月29日相繼完成我國首次、全球首例、在重型燃機商業(yè)機組上實施高比例摻氫燃燒改造試驗和科研攻關(guān)，為加速國內(nèi)自主氫燃機開發(fā)、運行，積累了寶貴的經(jīng)驗。
摻氫節(jié)點從0%到15%再到30%，一路研發(fā)并不輕松。白紅濤體會尤為明顯，“第一階段非常困難，摻氫后出現(xiàn)燃燒不穩(wěn)定現(xiàn)象，容易出現(xiàn)脈動從而損壞燃燒設(shè)備，期間經(jīng)過了十多次設(shè)備調(diào)試改造和閥門更換”。經(jīng)過堅持不懈的試驗攻堅，項目的成功推動了燃氣輪機高端裝備制造產(chǎn)業(yè)升級，構(gòu)建“風光電—氫—電熱”生態(tài)能源發(fā)展新模式，該模式將顯著提高我國的能源自給率和清潔化水平，減少油氣進口依賴，實實在在地將能源飯碗端在自己手里。
同時，天然氣摻氫還提出了“減碳”新思路，白紅濤表示，“其減碳效果顯著。單臺機組在摻氫30%的情況下，每年可減少二氧化碳排放達1.8萬噸以上”。
利用在役天然氣管道進行摻氫輸送，被業(yè)內(nèi)認為是未來實現(xiàn)氫能大規(guī)模輸送、解決氫能供需錯配的重要方向之一。
北京石油化工學院氫能研究中心副研究員李敬法表示，目前摻氫天然氣直接燃燒在民用和工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用均較少，只有小規(guī)模定點示范，主要受限于摻氫燃燒器具不成熟、以及較高的氫氣成本等因素。
對此，國家電投湖北鄂中區(qū)域公司負責人于紅偉告訴《科創(chuàng)板日報》記者，未來，荊門燃機項目或?qū)⒗^續(xù)提高摻氫比例進行燃機摻氫研究。同時在探索大規(guī)模天然氣摻氫商業(yè)應(yīng)用方面，還要降低用氫成本。
“目前荊門燃機項目購天然氣每立方米大約2.7元，而氫氣每立方米3元。大約3立方米氫氣同1立方米天然氣的燃燒熱值接近，所以什么時候1方氫氣的價格降到0.9元了，摻氫燃燒就具有經(jīng)濟效益了?！卑准t濤更是給記者算了一筆賬。
談及能源保供中所起的作用，白紅濤表示，公司克服極端氣溫、最高電力負荷疊加、燃料供應(yīng)量緊價高等不利因素，圓滿完成重要時段保供保安全工作。投產(chǎn)以來未發(fā)生電力、熱力斷供事件，保供保安全工作得到地方政府及客戶高度肯定。
此外，《科創(chuàng)板日報》記者還注意到，鄂中公司還在“光伏+農(nóng)業(yè)”方面做了很多探索，在這里，靜靜矗立的光伏板在艷陽下流光溢彩，太陽能資源正在被轉(zhuǎn)化為電力。光伏板下養(yǎng)植雞、鴨、魚和種植冬瓜、南瓜、旱稻等農(nóng)作物。菜地上還插著指示牌，顯示2號菜地是發(fā)電運行部責任區(qū)字樣。
“目前已在沙洋、潛江等地建設(shè)光伏+農(nóng)業(yè)、養(yǎng)殖發(fā)電項目445兆瓦，每年通過土地租賃與農(nóng)作物種植模式，為當?shù)卮迕駝?chuàng)收約1680萬元。截止2023年7月，鄂中區(qū)域公司“光伏+”項目累計發(fā)電12.65億千瓦時，減排二氧化碳105.24萬噸，綠電應(yīng)用效果顯著。”白紅濤說。
直擊湖北醫(yī)院新型保電：冷熱水電蒸汽五聯(lián)供！
持續(xù)的高溫天氣下，電力供應(yīng)面臨著超負荷運行。如何保障醫(yī)院這一特殊重要公共場所的必要用電？
在麻城市人民醫(yī)院，《科創(chuàng)板日報》記者找到了答案，遠處大別山靜靜矗立，記者體感風力較大，一仰頭，樓頂樹立著四臺小微風機，旁邊連著大范圍的光伏面板，在供能上，這家醫(yī)院“與眾不同”。
國家電投湖北公司綜合智慧能源分公司副總經(jīng)理劉曉慧對《科創(chuàng)板日報》記者介紹，這是湖北省首個樓宇型綜合智慧能源項目，總投資3600萬元，供能面積約16萬平米。由湖北公司投資建設(shè)，具體建設(shè)和運營是由湖北公司旗下的麻城綠動能源有限公司負責。
綜合智慧能源是“電、熱、冷、氣、水、氫”等多品種能源協(xié)同供應(yīng)，實現(xiàn)縱向“源-網(wǎng)-荷-儲-用”等環(huán)節(jié)之間互動優(yōu)化的一種能源網(wǎng)絡(luò)。它改變了原有的不同能源品種、不同供應(yīng)環(huán)節(jié)單獨規(guī)劃、單獨設(shè)計、單獨運行的傳統(tǒng)模式，從用戶側(cè)出發(fā)，實現(xiàn)多種能源品種的融合。
《科創(chuàng)板日報》記者現(xiàn)場觀察到，該項目是由2臺800kW燃氣內(nèi)燃發(fā)電機組和對應(yīng)的煙氣熱水型溴化鋰機組、4臺電制冷機組、3臺燃氣真空鍋爐、2臺蒸汽鍋及相關(guān)輔助設(shè)備組成的分布式能源系統(tǒng)；同時還布置有1200kWp（含二期）屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)，主要滿足醫(yī)院的部分電力需求和全部的集中冷、熱、熱水及蒸汽需求。
“項目設(shè)計年供冷量1600萬kWh，年供熱量640萬kWh，年供生活熱水5.7萬噸，年供蒸汽3500噸，年發(fā)電量720萬kWh，其中蒸汽可供消毒、熱水可供中藥制劑煎煮，總體能夠滿足醫(yī)院的10%-20%的電力需求和100%其他類型用能需求。”劉曉慧介紹。
《科創(chuàng)板日報》記者在醫(yī)院走訪看到，盛夏高溫里，掛號收費窗口、大廳服務(wù)臺、門急診藥房、以及各大外科等的工作人員工作狀態(tài)井然有序，大廳里中央空調(diào)系統(tǒng)運行良好、體感清涼。
綜合智慧能源相較傳統(tǒng)供能有何優(yōu)勢？麻城能源站站長鄭承新對《科創(chuàng)板日報》記者表示，項目利用了綜合智慧能源項目智慧管控平臺——智能工況尋優(yōu)系統(tǒng)，通過“負荷預(yù)測+日前調(diào)度+實時修正”尋優(yōu)技術(shù)，可以優(yōu)化運行方式、指導生產(chǎn)運營，項目自2020年12月供能投運以來，每年可以為醫(yī)院節(jié)省用能費用5%-10%。
綜合以上舉措，記者了解到，截至目前，湖北省今夏電力保供形式整體趨好。湖北公司售電公司交易結(jié)算部主任康文文對《科創(chuàng)板日報》記者表示，目前公司在大別山庫存的長線煤和地方保供煤可支持供電25天左右，高于地方政府要求的20天。而去年用電高峰期間，最多僅可滿足七天用電需求。
（原標題為：迎峰度夏之國家電投湖北篇：零碳智慧電廠、30%天然氣摻氫等新型電力項目多元化助力能源保供｜實干中國·2023）
