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口，風光資源富集。
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?shù)匦履茉撮_發(fā)規(guī)模突破1600萬千瓦，居東北第一位、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。
面對快速擴大的開發(fā)規(guī)模和裝機數(shù)量，白城市未雨綢繆，瞄準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、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，抵達兩家子鎮(zhèn)的一片鹽堿荒地后，遠遠就看到一個現(xiàn)代化工廠區(qū)——國家電投大安風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電機組或光伏發(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標方/小時的堿液制氫與9600標方/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。“因為堿液制氫與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、光波動而隨時調(diào)整，進而達到一種平穩(wěn)制氫狀態(tài)?！睂O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，以平滑風光發(fā)電的波動性?！?/span>
通過一系列科學機制，該示范項目破解了風光發(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。”
巴建省認為，無論是綠氨還是綠色甲醇，都需要更為嚴密的綠色認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’目標深入推進，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，也是引導應對當?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，白城風光資源豐富，風功率密度等級達2級以上，風電年利用小時數(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)責任，加快風光資源開發(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)濟開發(fā)區(qū)有一條“風電大路”，這條長約5.2公里的大路兩側(cè)分布著10多家風電裝備制造企業(yè)。通榆縣三一風電裝備技術(shù)有限公司就坐落于此。走進公司生產(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2008年進入風電領(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)鏈集聚效應日益顯著，東方電氣、遠景能源、天能重工等龍頭企業(yè)紛紛在此投資建廠。如今，通榆縣已成為風電全產(chǎn)業(yè)鏈覆蓋縣，不用出縣就可完成一套風力發(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)裝機容量達606萬千瓦，占吉林省總裝機容量近三成，年發(fā)電量超120億千瓦時。
除了風力資源豐富外，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590公頃的光伏發(fā)電項目，總裝機容量為20萬千瓦。
2017年11月，白城市申報的“光伏發(fā)電應用領(lǐng)跑者”項目獲得國家有關(guān)部門批準。此后幾年，白城光伏發(fā)電應用領(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，且供暖季與風光發(fā)電高峰期重合，消納空間亟待擴容。“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
走進位于洮北區(qū)的遠景白城零碳產(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。
儲能是促進新能源消納的重要手段，也是白城市近年推進能源轉(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)濟開發(fā)區(qū)，上海電氣年產(chǎn)1GWh全釩液流電池項目負責人李光博告訴記者，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，上海電氣集團正在洮北區(qū)林海鎮(zhèn)建設(shè)一處百兆瓦級大型電化學儲能調(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)膽以及精細的碳纖維纏繞工藝，其產(chǎn)品已成為不少知名汽車主機廠、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)，引導綠電偏好型、電價敏感型企業(yè)進入園區(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)至智算中心機房來處理有關(guān)指令，終端用戶不用購置主機箱等硬件，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。
還沒走進項目現(xiàn)場，遠遠就望見一個高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。
“熱的熔鹽既可以進入相應的罐體保存，也可以在需要發(fā)電時，將其泵入蒸汽發(fā)生器進行鹽水換熱，產(chǎn)生的高溫高壓蒸汽進入汽輪發(fā)電機就可做功發(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)部門密切跟進新能源項目布點，使電網(wǎng)送出工程與風光發(fā)電項目進度相匹配。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)展策劃部負責人王樹濤介紹，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“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
近年來，隨著能源轉(zhuǎn)型深入推進，新能源裝機占比持續(xù)提升。然而，風光等新能源“靠天吃飯”，具有間歇性、波動性、隨機性等特點，有的地區(qū)電網(wǎng)建設(shè)和消納機制相對滯后，前些年出現(xiàn)一定程度的“棄風”“棄光”問題。
如何保持新能源高水平利用成為難題。風光發(fā)電要發(fā)得出、用得上、送得了，這樣才能將風光資源優(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)展進行科學規(guī)劃的同時，也要對綠電消納進行積極引導和部署。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測、可調(diào)節(jié)。進一步拓展新型儲能應用場景，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到30%以上，風電和太陽能發(fā)電總裝機容量達到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體系，具備實現(xiàn)新目標的產(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。
