4月的浙江湖州,春意正濃,長湖申航道兩岸繁花似錦。
這條開鑿于西晉的古航道,歷經1700多年滄桑后依舊繁忙,年貨運量超億噸。“如果長湖申堵航,上海的建筑材料就會漲價!”57歲的船民陸寶權已在這條航道上忙碌了20年。
船一靠岸,老陸熟練地用手機掃碼、拉線,“浙湖州貨2719”號便連接岸上充電樁,通了電。“跑了20年船,如今終于能在船上睡安穩(wěn)覺了!”陸寶權說,狹窄的船艙一到夏天常常悶熱難熬,有了岸電后,夜里開著空調睡覺,沒了過去柴油發(fā)電機的轟鳴噪音和嗆人油煙,讓他感到格外幸福。“柴油發(fā)電一天要燒100多塊錢,現(xiàn)在只要十幾塊!”
讓老陸津津樂道的岸電是電力系統(tǒng)電能替代的重要項目,而電能替代是實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標的重要手段。在湖州,這種岸電樁已設置381套,每年可減少燃油消耗136噸,減排二氧化碳428噸。
據(jù)統(tǒng)計,能源燃燒占我國全部二氧化碳排放的88%左右,而電力行業(yè)排放又占能源行業(yè)排放的41%。因此,要實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標,電力是主戰(zhàn)場。
“作為電力行業(yè)的龍頭企業(yè),國家電網(wǎng)公司力爭當好主力、打好先鋒。今年3月,國家電網(wǎng)公司發(fā)布了碳達峰、碳中和行動方案,構建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng),努力當好能源清潔低碳轉型的引領者、推動者、先行者。”國家電網(wǎng)有限公司董事長、黨組書記辛保安如是說。
國家電網(wǎng)如何在能源生產清潔化、能源消費電氣化、能源利用高效化等諸多方面發(fā)力,助力實現(xiàn)“雙碳”目標?記者近日走進浙江、安徽、四川三省,一路循著電的“足跡”,從西部到東部、從送端到受端進行了調查采訪。
輸電——
西部重在建設輸電工程,把清潔電能送到全國各地
3月中旬的巴蜀大地生機盎然,從西昌一路向東,記者來到120公里外的四川涼山彝族自治州布拖縣。在占地面積約87個足球場大的布拖換流站建設現(xiàn)場,吊車林立,挖機穿梭。作為白鶴灘—江蘇±800千伏特高壓直流輸電工程的核心工程,布拖換流站是目前全球在建規(guī)模最大的換流站工程。
國網(wǎng)四川電力副總經理王永平告訴記者,白鶴灘水電站是目前全世界在建規(guī)模最大、單機容量最大的水電站,首批機組計劃于今年7月投產發(fā)電。“建設者們正在決戰(zhàn)最后100天,以確保白鶴灘首批發(fā)出的清潔零碳電力及時輸送到負荷區(qū)。”
長期以來,我國電力行業(yè)在一定程度上存在“重源輕網(wǎng)”的傾向,加上風光水等零碳能源發(fā)展迅猛,有電送不出去而造成的棄風、棄光、棄水現(xiàn)象時有發(fā)生。雖然近年來新能源的送出和消納大有好轉,但是在實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標的大背景下,我國必然迎來風光水等零碳能源的新一輪發(fā)展,一旦電源建設提速,電網(wǎng)瓶頸會不會再現(xiàn)?
以四川為例,“十四五”期間,預計四川開工的水電裝機規(guī)模達3200萬千瓦,加上目前已開發(fā)的8000萬千瓦水電,全省水電總裝機量將突破1.1億千瓦。目前四川全省最大用電負荷約5000萬千瓦,如果沒有足夠的外送通道,花巨資建設的水電站就可能出現(xiàn)“建成就棄水”的被動局面。
目前,四川共有“四直八交”12條電力外送通道,跨省輸電能力約3000萬千瓦,可見未來缺口至少還有3000萬千瓦。因此,除了白鶴灘—江蘇特高壓工程和今年6月將投產的雅中—江西特高壓工程,四川還規(guī)劃了白鶴灘—浙江特高壓直流、金沙江上游—湖北特高壓直流等輸電工程,工程總投資將超1000億元。
“這些工程投產后,四川水電外送規(guī)模將再翻一番,每年可增加外送電量約1500億千瓦時。到那時,四川水電將使我國中東部地區(qū)減少標煤消耗約6400萬噸、減少二氧化碳排放約1.6億噸。”王永平說。
據(jù)國家電網(wǎng)特高壓部技術處處長張進介紹,“十四五”時期,國家電網(wǎng)的特高壓建設以輸送清潔能源為主,將規(guī)劃建設7回特高壓直流,新增輸電能力5600萬千瓦,“到2025年,公司經營區(qū)跨省跨區(qū)輸電能力將達到3億千瓦,輸送零碳能源占比將達到50%,可減少二氧化碳排放13.4億噸。”
開發(fā)——
東部克服資源稟賦“先天不足”,因地制宜發(fā)展零碳能源
“今天又破紀錄了!”3月22日中午,記者在安徽績溪縣抽水蓄能電站采訪時,國網(wǎng)安徽電力高級工程師李端超興奮地展示起他手機上的即時數(shù)據(jù):安徽集中式光伏發(fā)電出力突破770萬千瓦,創(chuàng)出歷史新高!就在同一天,與安徽相鄰的浙江也傳來好消息:浙江全社會光伏發(fā)電出力突破1000萬千瓦,全省超1/7的電由光伏提供。
如果說西部的零碳能源建設具有規(guī)模化發(fā)展的優(yōu)勢,那么土地等資源稟賦“先天不足”的江南水鄉(xiāng),如何也讓光伏當了主力?國網(wǎng)浙江電力發(fā)展部主任邵學儉說,關鍵是因地制宜,“成片大規(guī)模建設條件不夠,我們就深挖分布式的潛力。”
在溫州市樂清林科新能源有限公司的廠房屋頂上,一塊塊藍色的光伏板整齊排列,“每年發(fā)出240萬千瓦時電,不僅能滿足企業(yè)自用,還有約48萬千瓦時多余電量賣給電網(wǎng),每年總效益有220萬元左右。”公司總經理林偉義說。
“自發(fā)自用、余電上網(wǎng)”讓分布式光伏用戶有了積極性。不僅如此,隨著碳排放權交易的加快推進,全社會開發(fā)新能源的熱情更是節(jié)節(jié)高。4月2日,林偉義簽下一份分布式光伏碳資產聚合合作協(xié)議,這也是浙江省電力系統(tǒng)首次進行碳資產聚合的嘗試,“我們之前主要通過售賣電量獲取收益。以后,光伏上網(wǎng)的電量還可以折算成減排量,當?shù)毓╇姽編臀覀儗⑦@部分減排量通過國家核證后,就可以在碳排放權交易市場進行交易。”對于這個收益新渠道,林偉義很期待。
從建筑屋頂?shù)讲鑸@荒山,從沿海灘涂到養(yǎng)殖魚塘,星星點點的“漁光互補”“茶光互補”等新型復合式光伏在浙江快速發(fā)展。邵學儉介紹,截至2020年底,浙江省累計建成光伏發(fā)電裝機1517萬千瓦,其中分布式光伏裝機1070萬千瓦,目前光伏發(fā)電已成為浙江第二大電源。
華東其他省市也不甘“落后”。據(jù)國網(wǎng)安徽電力副總經理吳迪介紹,截至今年3月底,安徽風電、光伏總裝機容量達到1876萬千瓦,已經超過省內機組發(fā)電裝機容量的三成。截至2020年底,在零碳資源并無突出優(yōu)勢的華東四省一市(上海、江蘇、浙江、安徽、福建),風光等新能源并網(wǎng)裝機總量已達到7622萬千瓦。
調峰——
采用抽水蓄能、電化學儲能、氫儲能,千方百計提升系統(tǒng)調峰能力
大規(guī)模發(fā)展零碳能源,電網(wǎng)除了要過“消納”關,還要邁過“調節(jié)”坎兒。
世間萬物利弊共存。“極熱無風”“晚峰無光”“云來無光”“冬季枯水”等就是風光水等零碳能源的“軟肋”。電是特殊商品,發(fā)電、供電、用電要一次完成。電網(wǎng)企業(yè)要千方百計實現(xiàn)供需平衡,保證發(fā)多少供多少,或用多少供多少。換句話說,就是提升系統(tǒng)的調峰能力,處理好低碳發(fā)展與系統(tǒng)安全的關系。
沿著蜿蜒曲折的山路盤桓而上,安徽績溪抽水蓄能電站逐漸展露全貌。春光晴好,抬眼望去,藍寶石般澄澈的湖水平靜無痕。其實,在高差達600多米的地下引水隧洞內,巨大的能量已開始蘊藏。
“預計今天風光出力較大,立即開啟機組抽水蓄電!”11點02分,績溪電站負責人黃祖光臨時接到國網(wǎng)華東調度分中心的指令。11點08分,一臺機組開始抽水。11點22分,除了檢修的機組,三臺機組全部啟動抽水。
“平時我們一般下午1點到4點抽水,5點到10點發(fā)電。今天估計是光伏出力大,抽水提前到上午”,黃祖光介紹,今年年初,華東地區(qū)多個省份受寒潮影響,用電負荷屢創(chuàng)新高,績溪電站第一時間頂峰保電,26天內抽、發(fā)電量分別達到2.24億千瓦時、1.67億千瓦時。
在用電低谷時抽水蓄能、到用電高峰時放水發(fā)電的抽水蓄能電站,好比藏在深山里的巨型“充電寶”,可以有效破解風電太陽能發(fā)電的間隙性難題。
國家電網(wǎng)抽水蓄能和新能源部前期處處長宋倩介紹:“‘十四五’期間,國家電網(wǎng)將積極推動抽水蓄能電站科學布局、多開多投,力爭在新能源集中開發(fā)地區(qū)和負荷中心開工2000萬千瓦以上裝機、1000億元以上投資規(guī)模的抽水蓄能電站。”
除抽水蓄能之外,電化學儲能、氫儲能等新的儲能形態(tài)也呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展態(tài)勢。和抽水蓄能比,化學儲能具有投資小、見效快等優(yōu)點。據(jù)不完全統(tǒng)計,截至2020年底,我國已投運儲能項目累計裝機規(guī)模為3560萬千瓦,電化學儲能占9.2%。
替代——
電動汽車、港口岸電、公路和鐵路電氣化,各地積極推進電能替代
成都蔬心緣五行火鍋店經理賴勇做夢也想不到,他開的火鍋店跟碳達峰、碳中和目標有了交集。
“抱著試一試的想法,在‘網(wǎng)上國網(wǎng)’APP上申請了改電,沒想到安裝人員第二天就過來,當天就給通了電!”對于改電決定,賴勇很滿意。他的火鍋店總共128個座位,過去用氣一個月得近萬元,現(xiàn)在用電只需要4000多元。因為是低壓小微用戶,電力公司連安裝費都免了。
國網(wǎng)成都供電公司營銷部副主任陳豪介紹,目前成都市“電火鍋”已超過1萬家,約占全市火鍋店的70%,僅此一項,年替代電量就達到8.37億千瓦時,可減少二氧化碳排放71萬余噸。
記者在調查中發(fā)現(xiàn),電能替代正在各地展開:在安徽,皖南和大別山區(qū)的茶園用電炒茶,不僅黑煙不見了,炒茶的溫度和火候也更好把控;在浙江,西溪濕地打造了全電景區(qū),電瓶游覽車和電瓶船替代了過去的燃氣、燃油車船……國家電網(wǎng)市場營銷部市場處處長王昊表示,“十四五”期間,國家電網(wǎng)將推動電動汽車、港口岸電、純電動船、公路和鐵路電氣化、工業(yè)生產窯爐和鍋爐電替代等,替代電量將達到6000億千瓦時。
實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標,用清潔能源很重要,少用甚至不用能源豈不更好?
“非生產時間輸液車間電流超閾值,請檢查設備是否關停。”從去年開始,四川科倫藥業(yè)聘請了一位“用能醫(yī)生”,類似這樣的溫馨提示,讓企業(yè)省了不少電費。
這位“用能醫(yī)生”是國網(wǎng)四川電力為幫助用戶節(jié)能而推出的一項新服務,通過在企業(yè)生產線安裝采集裝置,能實時監(jiān)測用戶的用電情況,對電壓偏差、同業(yè)能耗等進行診斷,并提出改進方案。“我們年平均用電量超過350萬千瓦時,電費200萬元左右。去年裝了‘用能醫(yī)生’,節(jié)約用電7萬多千瓦時,減少電費支出約5萬元。”四川科倫藥業(yè)相關負責人說。
按說,電網(wǎng)公司是賣電的,用戶多用電,企業(yè)才有的賺,可國家電網(wǎng)為啥偏偏在讓用戶少用電上費心思?國網(wǎng)四川電力相關負責人說:“節(jié)能對全社會有利,對減排有利,幫助用戶節(jié)能當然也是我們電網(wǎng)企業(yè)的責任。”
創(chuàng)新——
在儲能、新能源交易、電動汽車等方面開展多項技術創(chuàng)新、模式創(chuàng)新
3月22日,位于安徽宣城的±1100千伏特高壓古泉換流站正在進行常規(guī)檢修。40個足球場大的面積、5000多臺(套)設備,巡檢工程量可是不小。記者在現(xiàn)場看到,巡檢機器人在電樁之間來回穿梭,機器人采集的各類數(shù)據(jù)通過5G專網(wǎng),實時傳到中控室……“以前人工巡視,需要2名運維人員工作半個小時,機器人只需4分鐘。”吳迪說。
創(chuàng)新是引領發(fā)展的第一動力。實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標,同樣需要創(chuàng)新。近年來,國家電網(wǎng)在儲能、新能源交易、電動汽車等方面,利用大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈、人工智能等前沿技術,依托新能源云、智慧車聯(lián)網(wǎng)平臺等開展了多項創(chuàng)新。
“借助區(qū)塊鏈上數(shù)據(jù)不可篡改、可追溯的特性,每一度清潔電力都擁有了自己的‘標記’。共享儲能提供方、新能源電站、儲能電站的業(yè)主可以像買賣股票一樣,輕松便捷地進行競價交易。”國網(wǎng)電商公司所屬國網(wǎng)區(qū)塊鏈科技公司技術專家玄佳興介紹了他們的探索。
技術創(chuàng)新之外,模式創(chuàng)新也能大顯身手。去年9月,浙江省杭州市余杭區(qū)和睦村村民姚志高在“網(wǎng)上國網(wǎng)”APP響應了需求側讓電邀約,第二天在指定時間關閉了熱水器、洗衣機和燒水壺等家用電器1個小時。這一用電高峰期的主動讓電行為,不僅讓他省了電費,還額外從供電部門獲得12元的紅包獎勵。
居民省電不僅可以節(jié)約電費,還可以賺錢,源于浙江電力開展的一項“喚醒沉睡資源”的嘗試。“熱水器、洗衣機等電器偶爾斷電一兩個小時,對很多家庭來說影響并不大,但這些資源一旦‘集腋成裘’,從需求側、用戶側參與電網(wǎng)調峰,就可以提高電網(wǎng)的彈性。這一調峰模式一旦在全網(wǎng)推行,電網(wǎng)調峰能力將大大提高,而且更能節(jié)約全社會資源。”國網(wǎng)浙江電力營銷部主任何文其介紹。
實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標是一場硬仗,需要克服保障能源安全、推動低碳發(fā)展、降低用能成本的“三重矛盾”。辛保安表示:“國家電網(wǎng)將發(fā)揮電網(wǎng)樞紐平臺作用,帶動產業(yè)鏈、供應鏈上下游深化能源電力技術創(chuàng)新,為推動我國能源清潔低碳轉型和實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標作出積極貢獻。”