探访我国首个千万千瓦级多能互补绿色智慧综合能源基地

  庆阳，习称陇东，位于甘肃省最东部，陕甘宁三省区交会处，也是我国黄土高原的核心区。

  这里不仅是“红色圣地”，还是“岐黄故里”“农耕之源”。如今，这个位于广袤黄土高原腹地的“陇东粮仓”有了另一个称谓——“能源新都”。

  作为我国第二大能源资源城市，不仅地底深藏黑色宝藏——煤炭与石油，而且还拥有得天独厚的风、光资源。正因如此，我国首个千万千瓦级多能互补绿色智慧综合能源基地——陇东综合能源基地在此落地，并加速推进。这也是“陇电入鲁”工程的重点配套电源。

  那么，陇东多能互补综合能源基地因何而建，有何特点？当前，基地建设进展如何？记者带您一探究竟。

  走进坐落于此的华能正宁2*100万千瓦调峰煤电项目建设现场，只见机器轰鸣，满载物料的运输车往来穿梭，吊车、起重机等大型机械设备不停运转，一派热火朝天的景象。

  “目前，1、2号机组主厂房的建筑结构到顶，1、2号锅炉大板梁吊装完成，1、2号间冷塔锥段吊装完成第三层和第四层，辅助厂房整体的结构施工完成6栋……”调峰煤电项目建设者苏永宁对项目进展十分关注。在不久的将来，这个煤电厂发出的电能将与200公里开外的风电、光电资源等“打捆”，通过特高压输电线输送至他的家乡——我国东部沿海的经济大省山东。

  陇电入鲁，西电东送。如同一个大电源，陇东综合能源基地将陇东煤炭和风光资源就地转换，点亮千公里之外的万家灯火，将西部的资源优势转换为经济优势，实现东西部协调发展。

  “在能源结构上促进能源资源在全国范围内的优化配置，在经济结构上拉动东西部协调增长。”华能甘肃能源开发有限公司有关负责同志介绍，这是由我国能源资源禀赋和当前经济发展阶段决定的，也是围绕“双碳”目标，推进能源结构转型、保障能源安全的重要思路。

  近年来，业内人士谈及“双碳”，几乎必然会提到“新型电力系统”，这是一个以新能源为主体的系统。然而，由于新能源的间歇性和波动性，必须加速推进源网荷储一体化和多能互补发展，以保证电力系统安全稳定高效运行。

  记者了解到，陇东综合能源基地建设的一个重要特点是源网荷储一体化建设。“源”“储”端均属于陇东综合能源基地范畴，作为一个风光火储多能互补的“大电源”，在当地政府支持下，由中国华能集团负责开发建设；“网”端，由国家电网负责陇东至山东特高压直流电力外送通道建设；“荷”端，则由山东利用省内电网消纳输送电量。

  “陇东综合能源基地规划装机规模超1000万千瓦，将风、光、煤等时空分布特征不同的资源来优化组合，形成了风光火储一体化的多能互补模式，实现了对区域资源的规模开发、对清洁能源的最大利用。其中，清洁能源装机占比超过80%。”华能甘肃能源开发有限公司有关负责同志和记者说，这是一个以清洁能源为主、低碳清洁火电和多种储能方式调峰、智能化运维的绿色综合电源工程，所以也被称为陇东“新”电源。

  据介绍，陇东综合能源基地的顶层设计是“新能源+储能+火电”协同运行，以储能、火电调峰支撑清洁能源高比例上网。总体可大致分为两大部分：一部分是风光综合新能源示范项目，规划总装机超过800万千瓦，其中600万千瓦为陇电入鲁特高压配套项目，计划与特高压外送线路同步投产，同步配备多种储能设施；另一部分是调峰煤电项目，包括正宁2*100万千瓦调峰煤电厂，以及核桃峪、新庄两座年产能800万吨的煤矿及附属工程。

  目前，陇东综合能源基地已进入全面建设阶段。建成后，将对保障新能源可靠并网消纳、特高压直流工程安全稳定高效运行发挥重要支撑作用。“基地年发电量可超280亿千瓦时。除就地消纳外，每年输送到山东的清洁电力约有140亿千瓦时，相当于替代山东当地原煤消耗近500万吨，每年可减少二氧化碳排放超1100万吨。”华能甘肃公司下属陇东能源公司党委委员、副总经理曹亮告诉记者。

  灌注桩基，浇筑承台，依次吊装塔筒、机舱、风轮……3月2日11时许，随着最后一颗螺栓安装好，位于环县的风光综合新能源示范项目C2区块的第七台风机吊装成功。

  与此同时，在距离吊装现场70多公里之外的项目部里，华能陇东能源公司工程部副主任郭楠也通过智能运维平台实时获知了这一最新进展。

  “这台风机风轮中心距地面约103米，额定装机超过4000千瓦。”郭楠和记者说，他们创新陆上新型风机基础设计及施工，同等地质条件下风机基础现场施工效率提高20%以上，风机基础永久占地面积节约40%以上，有效节约大规模基地化风电项目建设用地指标，预计年内可完成首批100万千瓦风电项目并投产。

  与其他新能源示范项目不同，陇东风光综合新能源示范项目按照“风光同场、风机混排”方式建设，先实现风光两种能源互补，再按照装机容量同步配置多种形式的储能，建成后将变成全球上最大的风光同场项目。“比如，白天风小但阳光资源丰富，那就以光伏发电为主；反之，则以风力发电为主。如果风、光资源发电量大，无法实时消纳，那就能够最终靠储能设施把多余的电能储存起来。”曹亮进一步解释说，“也就是说‘风+光+储’一体化开发。”

  这一开发方式不但可以提高土地等资源利用率，降低线路、道路等工程建设成本，还能够最终靠多能互补提高项目运行的可靠性、灵活性，保障新能源消纳，为后期项目的可靠高效运行奠定基础。

  基地以生产风、光清洁电力为主，但仍需要火电调峰电源来作兜底保障，从而更加有实际效果的减少弃风弃光，保证电网安全稳定经济运行。正宁2*100万千瓦煤电项目就是这样一个调峰电源，削峰填谷，以确保新能源利用最大化。

  “正宁电厂的深度调峰能力可达额定负荷的23%。”正宁电厂厂长助理李文沧和记者说。也就是说，当新能源发电不足时，该电厂可当作兜底电源，满负荷运转发电；当新能源发电量大时，正宁电厂最低可以23%的额定负荷运行。届时，清洁能源利用率最高将超过95%。“目前，我们仍在进一步研发新技术，力争使煤电厂调峰能力更高更强，从而让整个能源系统更具灵活性。”

  与正宁电厂相配套，基地还建设了核桃峪煤矿和新庄煤矿，推进上下游产业协同发展，实现煤电统一规划、资源统一分配、煤炭和疏干水深度梯级利用，在提升基地整体竞争力的同时，助力推动黄河流域生态保护和高水平质量的发展。“煤电一体化项目建成后，煤炭可通过输煤栈桥直达电厂，每年能就地转化原煤360万吨，大幅度的降低运输成本和环境污染风险。”李文沧说。

  “双碳”背景下，作为世界上最大的能源生产国和消费国，我国始终致力于积极稳妥推进碳达峰、碳中和，加快发展方式绿色转型。除了全力发展新能源从源头上实现零碳替代之外，还积极地推进煤炭清洁高效利用实现过程中减污降碳，深入探究二氧化碳捕集利用与封存实现终端捕碳固碳。

  国务院印发的《2030年前碳达峰行动方案》强调，推动煤电向基础保障性和系统调节性电源并重转型。正宁调峰煤电项目正是落实有关要求的具体体现。

  “虽然是调峰电源，但是我们仍旧是希望碳排放低一些、再低一些，最理想的状态是可以在一定程度上完成近零排放。”李文沧和记者说，在正宁调峰煤电项目，他们还配套了有关绿色煤电技术，以期实现低碳清洁火电。

  二氧化碳捕集利用与封存就是这里面之一。“就是将火力发电过程中产生的二氧化碳捕集下来，送到合适的地点加以利用或者实现地质封存，从而避免或延缓二氧化碳进入大气。”李文沧说，这一技术被视为减碳的托底技术，大家形象地称之为“碳捕快”。

  最近一段时间，他正对正宁调峰煤电项目配套二氧化碳捕集技术核心设备参数进行计算、复核。“换热面积有多少，吸收塔内到底填充哪一些材料最经济实惠，等等，这些都是需要反复比对确认的。”李文沧和记者说，正宁电厂已经启动建设的二氧化碳捕集驱油与封存示范项目，建成后年捕集二氧化碳能力可达150万吨，被捕集的二氧化碳将通过管线输送至长庆油田相关采油区，完成驱油与封存。

  不仅如此，正宁调峰煤电项目还拥有世界首座“五塔合一”百万机组蒙皮内置钢结构间冷塔。“也就是说，一座塔集主机间冷塔、辅机冷却塔、脱硫吸收塔、CCUS系统原烟道、烟囱五座塔的功能于一体。”李文沧介绍，该塔具有节约建设用地、安全风险低、施工周期短、材料可回收等特点。

  针对配套矿井，开发国内首套处理疏干水的高效除硬结晶反应器中试处理装置，解决黄河流域高矿化度疏干水零排放低成本处理的关键技术问题，实现矿井排水梯级利用、浓水零排放及结晶盐资源化利用。

  “我们还将建成集研发、智慧运维、智能管控与调度等功能于一体的综合能源集中管控中心，填补大型能源基地集中智能控制和电力调度的空白。”华能甘肃能源开发有限公司有关负责同志表示，未来全部建成后，陇东综合能源基地的一体化调度系统将精准到每一个光伏方阵、每一台风机、每一台锅炉等。当新能源负荷波动时，调动储能、调峰煤电来平抑波动，保障新能源优先发电上网以及电力输送的稳定性。

  光激发电子流动，风吹动风机叶片，低碳清洁火电削峰填谷……一个多能互补、绿色智慧的“新”电源即将诞生。

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