能源是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，近年來，我國用能結(jié)構(gòu)更加綠色，能源清潔高效利用取得新成效，綠色能源技術(shù)實現(xiàn)新突破。國家能源局最新數(shù)據(jù)顯示，自2020年以來，我國風電光伏連續(xù)4年新增裝機超過1億千瓦，在當年全國新增電力總裝機中的占比均超過50%，新能源已成為我國新增電力裝機的主體。截至2024年8月底，全國可再生能源綠色電力證書累計核發(fā)18.41億個。今年上半年，風電太陽能發(fā)電量合計超過9000億千瓦時，新能源在能源電力保供中的作用不斷凸顯。
位于江蘇省連云港市的我國首個工業(yè)用途核能供汽項目——“和氣一號”項目。圖片來源：視覺中國
事實上，近十年以來，中國累計淘汰的煤電落后產(chǎn)能已超過1億千瓦，新能源裝機規(guī)模連續(xù)多年穩(wěn)居世界第一。中國能源的綠色低碳轉(zhuǎn)型，正飛速向前邁進，為經(jīng)濟的高質(zhì)量發(fā)展注入源源不斷的“綠活力”。
創(chuàng)新成果持續(xù)轉(zhuǎn)化
我國綠色能源技術(shù)水平走向國際前列
廣東陽江海上風電場，全球單體容量最大的漂浮式風電平臺“明陽天成號”矗立在一片深藍之中，兩座塔筒呈“V”字形排列，巨大的葉片緩緩轉(zhuǎn)動，將海風轉(zhuǎn)換為綠色清潔的電能。作為新能源大國重器，“明陽天成號”是眾多創(chuàng)新技術(shù)的結(jié)合。在研制和建造過程中，“明陽天成號”攻克了多項卡脖子技術(shù)，申請專利600余項，填補了多項國內(nèi)空白，其中包括許多國際首創(chuàng)的技術(shù)成果，這些創(chuàng)新涵蓋了新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)、新材料、新工法等方面，為中國能源的綠色轉(zhuǎn)型注入新的能量。
技術(shù)創(chuàng)新，是支撐我國能源綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要力量，也是我國新能源產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的強大動力。2023年，我國首次問鼎風力發(fā)電機專利競爭力排行榜榜首，這一成就再一次證明中國風電創(chuàng)新發(fā)展的步伐正在不斷加快，技術(shù)水平走向國際前列。
不僅是風電，我國其他綠色能源領(lǐng)域的創(chuàng)新成果也不斷涌現(xiàn)。在湖北省應(yīng)城市，300兆瓦級壓縮空氣儲能電站示范工程創(chuàng)造了單機功率、儲能規(guī)模、轉(zhuǎn)換效率3項世界紀錄，以及數(shù)十項國際首創(chuàng)、全球首次的突破。在金沙江河道上，世界第二大水電站白鶴灘水電站在建設(shè)過程中創(chuàng)下6項世界第一，共攻克了16項世界級核心科技難關(guān)，形成127項關(guān)鍵技術(shù)突破，代表當今世界水電技術(shù)的最高水平。我國光伏發(fā)電高效晶體硅電池、鈣鈦礦電池等技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新，轉(zhuǎn)換效率屢次刷新世界紀錄。全球首座第四代核電站——山東榮成石島灣高溫氣冷堆核電站商業(yè)示范工程去年圓滿完成168小時連續(xù)運行考驗，標志著中國在第四代核電技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用領(lǐng)域達到世界領(lǐng)先水平……從海上到陸地，從風電到水電、光伏、新型儲能等，我國綠色能源創(chuàng)新成果已得到廣泛應(yīng)用，綠色能源技術(shù)不斷提升。
在擁抱科技、逐“綠”求新的路上，數(shù)字化、人工智能等新興技術(shù)的發(fā)展也為我國能源的綠色轉(zhuǎn)型帶來更多技術(shù)支持。在我國首個萬噸級綠氫煉化項目——新疆庫車綠氫示范項目的生產(chǎn)過程中，得益于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的充分利用，整個生產(chǎn)過程實現(xiàn)了數(shù)字化管理。
新疆庫車的綠氫制備是通過太陽能發(fā)電，再通過電解水來制取氫氣。由于光伏電站受光照影響，每個時段的發(fā)電不一樣，具有波動性，為了提高制氫對這種波動性的適應(yīng)，新疆庫車綠氫示范項目通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，打造出智能控制系統(tǒng)，利用大數(shù)據(jù)算法分析，實現(xiàn)新能源發(fā)電、電控設(shè)備與制氫設(shè)備同步響應(yīng)匹配，突破性解決了新能源波動電力場景下源網(wǎng)荷儲用一體化智能控制穩(wěn)定供氫難題。不僅如此，智能管理控制系統(tǒng)還極大提升了整個項目的效率，就廠區(qū)巡檢這樣一個普通的工作流程就能節(jié)省80%以上的人力。
國際能源署發(fā)布的《2023年可再生能源》年度市場報告顯示，中國不僅在國內(nèi)大規(guī)模發(fā)展可再生能源，還向其他國家提供相關(guān)服務(wù)和支持，顯著提升了清潔能源技術(shù)的可及性，降低了全球使用綠色技術(shù)的成本。
更多“低碳村莊”涌現(xiàn)
新能源產(chǎn)業(yè)美了山鄉(xiāng)富了群眾
青海省黃南藏族自治州尖扎縣德吉村坐落于黃河之畔，國慶期間，村里的陽群農(nóng)家樂迎來了不少游客。為了接待游客，陽群農(nóng)家樂的后廚格外忙碌，電灶爐、蒸飯柜、電飯煲等眾多廚用電器每天火力全開，讓羊排飯等一道道當?shù)靥厣朗潮粶蕰r擺上餐桌。
為這些電器提供穩(wěn)定電力支撐的，是村里家家戶戶屋頂上都安裝的分布式屋頂光伏。屋頂上，一片片藍色的光伏發(fā)電板沐浴著陽光，將青海豐富的太陽能轉(zhuǎn)換為綠色低碳的電能。村民角巴吉近年來給家里添置了冰箱、洗衣機等不少電器。“有了屋頂光伏，我們不僅用電不愁，還能賺錢。”角巴吉高興地說。如今，村里的光伏發(fā)電系統(tǒng)已經(jīng)并入電網(wǎng)，平日里都是實行村民自發(fā)自用、余電上網(wǎng)。如果按照每天10小時日照時長、0.3247元收購發(fā)電價格來算，預(yù)計每戶一年能通過屋頂光伏獲取2970元的收入。不僅如此，用上了綠電，村里的二氧化碳排放量也少了，可謂一舉多得。
近年來，隨著國家能源結(jié)構(gòu)的綠色轉(zhuǎn)型，廣大鄉(xiāng)村地區(qū)也逐步由“用上電”向“用上更綠色的電”發(fā)展，新能源成為推動鄉(xiāng)村振興的新產(chǎn)業(yè)。今年8月發(fā)布的《中國的能源轉(zhuǎn)型》白皮書顯示，目前我國農(nóng)村地區(qū)戶用光伏規(guī)模達到1.2億千瓦，涉及農(nóng)戶超過550萬戶，每年可為農(nóng)戶增收110億元，增加就業(yè)崗位約200萬個。
在浙江省永康市花街鎮(zhèn)楓源村，一套“光伏—儲能—換電”融合的農(nóng)村換電智能微網(wǎng)系統(tǒng)正在高效運轉(zhuǎn)，通過樓頂光伏發(fā)電和儲能系統(tǒng)的存儲、轉(zhuǎn)換，村民可自助前往村內(nèi)的儲能換電柜為電動車更換電池。
作為永康市的首個鄉(xiāng)村綠色能源創(chuàng)新利用示范項目，楓源村綠色能源創(chuàng)新利用示范項目以換電形式嫁接消納場景，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)村生活提供低碳綠電。“我們通過向村集體租賃的形式，在楓源村黨群服務(wù)中心屋頂安裝容量23.6千瓦的光伏發(fā)電系統(tǒng)用于能源支撐，同時在村內(nèi)投放了3個儲能換電柜，能滿足33輛電動自行車同時換電的需求。”永康市產(chǎn)投集團副總、新能源公司經(jīng)理樓勛臣介紹，光伏系統(tǒng)年發(fā)電量可達2.36萬度，產(chǎn)生的電量主要通過儲能柜為電動車提供換電服務(wù)，多余的電量銷售給電網(wǎng)公司。
為什么選擇兩輪電動車進行換電試水?樓勛臣表示，當下鄉(xiāng)村綠色能源的應(yīng)用場景主要分為交通工具、農(nóng)用機械和移動冷庫三大類，目前永康市農(nóng)村兩輪電動車的使用較為普及，推行兩輪電動車換電能夠讓群眾最直接地感受到低碳發(fā)電的成果。“以前自己在家充電，每個月電費大概要花50多元，現(xiàn)在月租電動車電池只要15元，還能無限次換電，真的省了不少錢!”楓源村村民告訴記者，采用換電模式無需整夜充電，只需要花幾分鐘就能換上滿格的電池，安全又便捷。截至目前，楓源村綠色能源創(chuàng)新利用示范項目已累計換電912次。樓勛臣說，下一步，永康市還計劃推出不同車型的換電服務(wù)，助力鄉(xiāng)村生產(chǎn)生活實現(xiàn)更高比例的清潔化能源替代。
不久前，國家發(fā)展改革委等多部門聯(lián)合發(fā)起了“千鄉(xiāng)萬村馭風行動”與“千家萬戶沐光行動”，旨在充分利用我國農(nóng)村地區(qū)豐富的風能、太陽能資源，推動分散式風電和分布式光伏發(fā)電的發(fā)展，開辟新能源發(fā)展的新增長極。根據(jù)相關(guān)部署，“十四五”期間，我國將推動100個左右的縣10000個左右的行政村鄉(xiāng)村風電開發(fā)，并建成1000個左右光伏示范村，未來，將會有更多“低碳村莊”涌現(xiàn)。
全年等效減排二氧化碳約1.13萬噸
綠色微電網(wǎng)推動工業(yè)用能轉(zhuǎn)型
從空中俯瞰位于福建省廈門火炬高新區(qū)的廈門ABB工業(yè)中心，連片的太陽能光伏板在屋頂整齊排列，熠熠生輝。整個園區(qū)共布設(shè)10兆瓦屋頂光伏和2.3兆瓦車棚光伏，不僅可以自發(fā)自用，余電還能上網(wǎng)。據(jù)ABB相關(guān)負責人介紹，12.3兆瓦光伏電站年均發(fā)電量可替代園區(qū)約50%的電力供應(yīng)，推動碳排放強度下降45%以上，促進企業(yè)用能的綠色轉(zhuǎn)型。
光伏發(fā)電項目是廈門ABB工業(yè)中心綠色微電網(wǎng)的重要組成部分。所謂綠色微電網(wǎng)，就是以低碳電源為主要電力供應(yīng)來源的微電網(wǎng)，是一種將發(fā)電、配電、用電設(shè)備全部包含在內(nèi)的小型電力系統(tǒng)，既可以促進新能源消納，還能保證供電可靠性。2020年底，在“雙碳”目標的驅(qū)動下，ABB團隊與廈門火炬新源電力科技有限公司展開合作，由火炬新源公司在廈門ABB工業(yè)中心建設(shè)運營綠色微電網(wǎng)項目。
在綠色微電網(wǎng)中，儲能設(shè)備發(fā)揮著儲存和調(diào)節(jié)的重要作用。為提高新能源就地消納率和能源系統(tǒng)的靈活性，廈門ABB工業(yè)中心綠色微電網(wǎng)項目配置了儲能系統(tǒng)和交直流充電樁系統(tǒng)。其中，直流微電網(wǎng)系統(tǒng)集光、儲、充、配電、升壓、并網(wǎng)等全要素為一體，實現(xiàn)清潔電能從發(fā)出、儲電到充放電的內(nèi)部循環(huán)，滿足生產(chǎn)辦公綠電的自產(chǎn)自用。不僅如此，當外網(wǎng)停電時，系統(tǒng)還能自動切換離網(wǎng)運行模式，由儲能系統(tǒng)保障750V直流母線重要負荷供電，通過“海綿”式充放電支撐電力負荷。
要促進“光、儲、充”等分布式資源之間的靈活互動與經(jīng)濟運行，能效管理是前提。廈門ABB工業(yè)中心綠色微電網(wǎng)項目搭建智慧能源管理平臺，統(tǒng)一接入、管理和調(diào)節(jié)光儲充、暖通空調(diào)、氣象預(yù)報、生產(chǎn)管理等各類終端，在實現(xiàn)對“源—網(wǎng)—荷—儲”柔性精準調(diào)控的同時，通過冗余和校驗機制保證柔性調(diào)控的剛性執(zhí)行。該平臺還創(chuàng)新應(yīng)用AI預(yù)測算法，實現(xiàn)對太陽能和風能發(fā)電量情況的短、中、長期預(yù)測及對負荷功率的預(yù)測，精準度高達90%以上。“根據(jù)平臺預(yù)測，如果未來一小時的光伏發(fā)電量大于用電量，就把電能儲存起來;反之則壓降用電負荷，并讓儲能放電。”火炬新源公司相關(guān)負責人說，通過儲能系統(tǒng)和負荷控制的優(yōu)化調(diào)度，可提高綠電使用占比，達到能耗最低、成本最優(yōu)的效果。
除了園區(qū)自身用電，針對廈門市局部電力供需緊張問題，廈門ABB工業(yè)中心“綠色微電網(wǎng)”項目還接入了廈門市虛擬電廠運營平臺。當電網(wǎng)指令下達時，智慧能源管理平臺可做出分鐘級的調(diào)整，實現(xiàn)高達20%負載的需求側(cè)響應(yīng)，支撐電力供需平衡。
數(shù)據(jù)顯示，2023年，廈門ABB工業(yè)中心綠色微電網(wǎng)項目全年發(fā)電量約1141萬千瓦時，等效減排二氧化碳約1.13萬噸。2024年，該項目入選國務(wù)院新聞辦公室發(fā)布的《中國的能源轉(zhuǎn)型》白皮書中能源新業(yè)態(tài)新模式示范案例。
以廈門ABB工業(yè)中心綠色微電網(wǎng)項目為示范，廈門火炬高新區(qū)鼓勵重點企業(yè)開展智能微網(wǎng)綜合能源設(shè)計方案分析，逐步推動企業(yè)用能綠色轉(zhuǎn)型。“為提升新能源開發(fā)運維能力，我們還集聚了一批百億級項目，形成以動力電池、儲能電池為發(fā)展主體，上游材料和核心零組件、下游車聯(lián)網(wǎng)和充換電等為配套的新能源產(chǎn)業(yè)集群，推動園區(qū)步入綠色低碳發(fā)展快車道。”廈門火炬高新區(qū)相關(guān)負責人表示。
中央紀委國家監(jiān)委網(wǎng)站 王雅婧 通訊員 湯尤泓
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