十月的甘肅酒泉，古老的河西走廊上，一排排白色風(fēng)車(chē)槳葉旋舞，一片片銀色光伏板閃閃發(fā)亮，構(gòu)成新的大漠風(fēng)景。這里是國(guó)家規(guī)劃建設(shè)的首個(gè)千萬(wàn)千瓦級(jí)風(fēng)電基地和百萬(wàn)千瓦級(jí)太陽(yáng)能發(fā)電基地。

作為風(fēng)能可開(kāi)發(fā)量占全國(guó)總量七分之一，年均日照時(shí)數(shù)達(dá)3300小時(shí)以上的城市，酒泉正加快推進(jìn)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展，第二個(gè)千萬(wàn)千瓦級(jí)風(fēng)電基地建設(shè)項(xiàng)目也已開(kāi)工。

大規(guī)模開(kāi)發(fā)可再生能源，是我國(guó)兌現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”承諾的重要保障措施。10月12日，國(guó)家主席習(xí)近平在《生物多樣性公約》第十五次締約方大會(huì)領(lǐng)導(dǎo)人峰會(huì)上指出，中國(guó)將持續(xù)推進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，大力發(fā)展可再生能源，在沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)加快規(guī)劃建設(shè)大型風(fēng)電光伏基地項(xiàng)目，第一期裝機(jī)容量約1億千瓦的項(xiàng)目已于近期有序開(kāi)工。

相比于核能、水能等清潔能源過(guò)長(zhǎng)的籌備、建設(shè)期，風(fēng)光能源是最便利的綠色能源。近年來(lái)，我國(guó)風(fēng)電光伏產(chǎn)業(yè)進(jìn)入加速增長(zhǎng)階段。根據(jù)國(guó)家能源局發(fā)布的數(shù)據(jù)，2020年全國(guó)電源新增裝機(jī)容量中，風(fēng)電占比34.6%，太陽(yáng)能發(fā)電占比24.1%。新增風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電合計(jì)達(dá)1.20億千瓦，占比約63%，成為我國(guó)電源增長(zhǎng)主力。預(yù)計(jì)在2030年以后，風(fēng)能和太陽(yáng)能將成為主要的非化石能源品種。

1 16萬(wàn)畝荒漠化土地?zé)òl(fā)新生

黃河?xùn)|岸有了綠色能量

從銀川一路向東，過(guò)了黃河，會(huì)看到這樣一片“光的海洋”：成千上萬(wàn)片藍(lán)色的太陽(yáng)能光板像向日葵一樣逐光而動(dòng)，粼粼光海之下，點(diǎn)綴著一條條紅綠相間的“緞帶”，那是掛著紅果的枸杞林。

這是寧夏寶豐農(nóng)光一體光伏電站——全球最大的單體農(nóng)光互補(bǔ)電站。電站采用“板上發(fā)電，板下種枸杞”的新型綠色產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式，讓銀川黃河?xùn)|岸16萬(wàn)畝荒漠化土地?zé)òl(fā)盎然生機(jī)。光伏電站采用國(guó)際領(lǐng)先的帶傾角平單軸自動(dòng)跟蹤技術(shù)，最大限度吸收太陽(yáng)能，截至去年年底，與傳統(tǒng)火電相比，已累計(jì)減少二氧化碳排放204.7萬(wàn)噸，約等于種植8900多萬(wàn)棵樹(shù)。

有研究機(jī)構(gòu)發(fā)布過(guò)這樣一組數(shù)據(jù)：每秒到達(dá)地表的太陽(yáng)能有80萬(wàn)千瓦，如果把其中的0.1%轉(zhuǎn)為電能，以轉(zhuǎn)變率5%來(lái)算，每年的發(fā)電量是世界能耗的40倍。

資源環(huán)境效益，無(wú)疑是我國(guó)大力推動(dòng)風(fēng)電光伏發(fā)展的重要原因。

甘肅省酒泉市，這座曾經(jīng)黃沙漫天、烈日炎炎的大漠之都，過(guò)去能源消費(fèi)主要是煤，一方面帶來(lái)環(huán)境污染，另一方面也浪費(fèi)了當(dāng)?shù)刎S富的風(fēng)光資源。近年來(lái)，酒泉大力發(fā)展光熱發(fā)電項(xiàng)目，由傳統(tǒng)能源城市變?yōu)樾履茉闯鞘?，走上綠色發(fā)展之路。

數(shù)據(jù)顯示，截止到今年6月，全市累計(jì)建成并網(wǎng)風(fēng)電裝機(jī)1045萬(wàn)千瓦、光電裝機(jī)286萬(wàn)千瓦，新能源累計(jì)發(fā)電量達(dá)1100億千瓦時(shí)，相當(dāng)于節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤3300萬(wàn)噸，減排二氧化碳1億噸、二氧化硫34萬(wàn)噸、氮氧化物17萬(wàn)噸。當(dāng)?shù)厝罕娮钪庇^的感受，是天更藍(lán)了。

青海省海西州格爾木市地處三江源自然保護(hù)區(qū)，脆弱的生態(tài)，讓綠電轉(zhuǎn)型的意義不言而喻。2019年9月，隨著5萬(wàn)千瓦光熱項(xiàng)目并網(wǎng)發(fā)電，國(guó)家首批多能互補(bǔ)集成優(yōu)化示范工程在這里建成。工程總裝機(jī)容量70萬(wàn)千瓦，包括20萬(wàn)千瓦光伏項(xiàng)目、40萬(wàn)千瓦風(fēng)電項(xiàng)目、5萬(wàn)千瓦光熱發(fā)電項(xiàng)目及5萬(wàn)千瓦儲(chǔ)能系統(tǒng)。

“光伏、風(fēng)電是電源輸出主力，光熱、儲(chǔ)能電站則作為聯(lián)合調(diào)節(jié)，在光伏、風(fēng)力發(fā)電進(jìn)入低谷期時(shí)，以熱能、電池儲(chǔ)能發(fā)電進(jìn)行補(bǔ)充。多種方式深度融合，實(shí)現(xiàn)供電的穩(wěn)定性。”工程運(yùn)維企業(yè)——中國(guó)綠發(fā)青海新能源公司黨委書(shū)記、董事長(zhǎng)強(qiáng)同波表示，目前，項(xiàng)目年發(fā)電量約12.625億千瓦時(shí)，每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤約40.15萬(wàn)噸，將有效降低大氣污染，推動(dòng)青海完全實(shí)現(xiàn)清潔能源供給。

從2017年至今，青海先后開(kāi)展了“綠電7日、9日、15日、31日”及“三江源綠電百日”活動(dòng)，連續(xù)刷新100%清潔能源供電的世界紀(jì)錄。根據(jù)不久前發(fā)布的《青海打造國(guó)家清潔能源產(chǎn)業(yè)高地行動(dòng)方案》，2030年青海將全面建成以清潔能源為主體的新型電力系統(tǒng)，基本建成零碳電網(wǎng)。

2 電力熱力生產(chǎn)及供應(yīng)業(yè)在哈密市工業(yè)增加值中占比過(guò)半

藏在陽(yáng)光里的創(chuàng)收秘訣

新疆哈密，一座因哈密瓜而聞名全國(guó)的城市。這里水果甜的秘訣，藏在陽(yáng)光里——哈密全年太陽(yáng)總輻射量達(dá)6397.35兆焦耳/平方米，位居全疆之首。

充足的日照不僅造就了哈密瓜，也造就了光伏產(chǎn)業(yè)。哈密石城子光伏產(chǎn)業(yè)園，是目前新疆單體規(guī)模最大、光伏組件類型最全面的一座光伏示范園區(qū)，現(xiàn)有幾十家太陽(yáng)能企業(yè)入駐，建成并網(wǎng)79萬(wàn)千瓦，年發(fā)電量達(dá)13億千瓦時(shí)以上，是疆電外送的重要支撐電源之一。光伏產(chǎn)業(yè)極大帶動(dòng)了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展，哈密市發(fā)改委副主任張輝說(shuō)，去年，哈密市電力熱力生產(chǎn)及供應(yīng)業(yè)在工業(yè)增加值中的占比達(dá)到了52.34%。電力產(chǎn)業(yè)成為哈密工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)。

中國(guó)華電集團(tuán)有限公司是最早在哈密從事風(fēng)電、光伏新能源項(xiàng)目的建設(shè)企業(yè)。以前，華電主營(yíng)業(yè)務(wù)在傳統(tǒng)能源，隨著國(guó)家能源政策開(kāi)始向可再生能源傾斜，傳統(tǒng)火電的發(fā)展日漸式微。近年來(lái)，企業(yè)加快轉(zhuǎn)型，開(kāi)始密集投資新能源項(xiàng)目。新能源不僅給企業(yè)創(chuàng)造了新的增長(zhǎng)點(diǎn)，也帶動(dòng)了地方群眾增收。華電新疆分公司有關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，集團(tuán)在巴音庫(kù)魯提村投資建設(shè)的光伏扶貧電站，每年可為村集體帶來(lái)70萬(wàn)元收入;在阿圖什市瓦克瓦克村建設(shè)的“陽(yáng)光銀行”，每年可為村集體節(jié)約9萬(wàn)元電費(fèi)。

城關(guān)村，是酒泉市肅北蒙古族自治縣(以下簡(jiǎn)稱肅北縣)的一個(gè)城郊村。過(guò)去，由于缺少收入來(lái)源，村里人大多外出務(wù)工，這里成了“空殼村”。十村九空、村集體收入單一、底子薄，一度是困擾肅北縣大部分村鎮(zhèn)的共同問(wèn)題。直到2019年，縣里選了包括城關(guān)村在內(nèi)的三個(gè)村子做試點(diǎn)，以鄉(xiāng)鎮(zhèn)自籌加政府投資的方式建起屋頂光伏發(fā)電項(xiàng)目，一舉實(shí)現(xiàn)了每村年創(chuàng)收2-3萬(wàn)元的目標(biāo)。

“占地小、成本低、見(jiàn)效快、收入穩(wěn)。”城關(guān)村黨支部書(shū)記趙國(guó)俊談起光伏發(fā)電便贊不絕口。如今，他一有空就帶著大伙把村黨群服務(wù)中心屋頂上的光伏板擦得亮亮的。“這樣可以多發(fā)一點(diǎn)電。”趙國(guó)俊說(shuō)，這片37千瓦的光伏電板，如今累計(jì)發(fā)電已超過(guò)9000度。

試點(diǎn)的成功讓屋頂光伏在全縣推廣開(kāi)來(lái)，近年來(lái)，縣里先后在4個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)、26個(gè)村建起屋頂式光伏發(fā)電項(xiàng)目，盤(pán)活了過(guò)去閑置的光照資源。肅北縣委有關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，項(xiàng)目平均每年可為村級(jí)集體經(jīng)濟(jì)增加收入2.5萬(wàn)元。

位于肅北縣東北方向的金塔縣，依托顯著的光照優(yōu)勢(shì)，目前已駛上光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“快車(chē)道”。作為甘肅省七個(gè)百萬(wàn)千瓦級(jí)光電基地之一，金塔縣已建成光伏并網(wǎng)發(fā)電項(xiàng)目578兆瓦?？h發(fā)改局副局長(zhǎng)徐志堅(jiān)介紹：“今年上半年全縣發(fā)電量4億千瓦時(shí)，實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入2.06億元。”“屋頂架上‘藍(lán)板板’，家里多了‘金罐罐’。”當(dāng)?shù)厝诵蜗蟮匕压夥鼱I(yíng)收稱作“陽(yáng)光收入”。

3 智能巡檢把2個(gè)月的工作縮短到20分鐘

能量流與信息流融合

寧夏回族自治區(qū)鹽池縣馮記溝鄉(xiāng)，深秋的原野和天空一樣遼闊。長(zhǎng)長(zhǎng)天際間，10萬(wàn)千瓦智慧型風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)機(jī)塔迎風(fēng)屹立，宛如一片白色森林。此刻，遠(yuǎn)在甘肅蘭州的集控中心內(nèi)，工作人員正在對(duì)風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。操作者輕點(diǎn)鼠標(biāo)，實(shí)時(shí)發(fā)電情況、風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)等數(shù)據(jù)便統(tǒng)統(tǒng)顯示在大屏幕上。這樣一個(gè)集控中心，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)幾座，乃至幾十座場(chǎng)站的集中控制。

和國(guó)內(nèi)很多行業(yè)一樣，近年來(lái)，數(shù)字化、智能化也成為風(fēng)電等新型可再生能源的發(fā)展趨勢(shì)。“能量流與信息流的融合”有效提升了電站的穩(wěn)定性與發(fā)電效率，為解決傳統(tǒng)新能源場(chǎng)站面臨的“設(shè)備分散難集中管理”“現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維成本高”等痛點(diǎn)提供了路徑。

“一個(gè)風(fēng)電場(chǎng)，上百臺(tái)風(fēng)機(jī)，分散各處，靠人來(lái)監(jiān)測(cè)管理，是很困難的。”魯能新能源有限公司甘肅分公司寧夏鹽池風(fēng)電場(chǎng)副場(chǎng)長(zhǎng)高海波介紹，“鹽池風(fēng)電場(chǎng)從設(shè)計(jì)之初就定位為‘智慧型’，依靠傳感設(shè)備和控制系統(tǒng)，風(fēng)電場(chǎng)具備了像人一樣的自我感知和獨(dú)立分析能力，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)機(jī)控制的自動(dòng)化。”

“我們的風(fēng)機(jī)葉片后方有個(gè)機(jī)艙，機(jī)艙頂部裝有激光雷達(dá)。它可實(shí)時(shí)捕獲極端風(fēng)況，如陣風(fēng)、風(fēng)切變等，提前做出響應(yīng);還能精確探測(cè)前方機(jī)組尾流信息，優(yōu)化機(jī)組間尾流影響。”提起風(fēng)電場(chǎng)的智能化技術(shù)，高海波如數(shù)家珍，“能巢系統(tǒng)可以感知外部環(huán)境和風(fēng)機(jī)工況，智慧控制全場(chǎng)風(fēng)機(jī)發(fā)電。有了它，全場(chǎng)發(fā)電量提升了1.8%-3%。”

除了提升設(shè)備智能化程度，智慧電場(chǎng)的一個(gè)重要變革是由人工決策轉(zhuǎn)為智慧決策、由經(jīng)驗(yàn)控制變?yōu)榫?xì)化管理。

在鹽池風(fēng)電場(chǎng)，設(shè)備健康管理系統(tǒng)通過(guò)算法分析建立起故障預(yù)警模型，能夠提前發(fā)現(xiàn)機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中的潛在問(wèn)題和大部件異常工作狀態(tài)，減少電站損失。

記者發(fā)現(xiàn)，隨著國(guó)內(nèi)新能源行業(yè)的熱度提升，許多數(shù)字技術(shù)、智能技術(shù)企業(yè)推出智能電場(chǎng)產(chǎn)品方案。“大型光伏電站的運(yùn)營(yíng)是非常困難的，傳統(tǒng)方法是專門(mén)的團(tuán)隊(duì)帶著專門(mén)的儀器到電站去運(yùn)營(yíng)和維護(hù)，效率是比較低的。我們用AI算法，通過(guò)電流、電壓檢測(cè)，很快就可以準(zhǔn)確判斷光伏電站哪一串光伏板有問(wèn)題。”在上個(gè)月的數(shù)字能源媒體溝通會(huì)上，華為數(shù)字能源技術(shù)有限公司副總裁方良周就介紹了華為在光伏清潔發(fā)電領(lǐng)域的技術(shù)應(yīng)用。

越來(lái)越多智能技術(shù)的涌入，極大提升了國(guó)內(nèi)光伏電站的運(yùn)維效率。在山西省大同市左云縣賈家溝10萬(wàn)千瓦光伏發(fā)電站，5017畝的電站、38萬(wàn)余塊太陽(yáng)能光板，僅需15個(gè)運(yùn)維人員。在青海省共和縣，2.2吉瓦光伏項(xiàng)目依托智能診斷方案，讓2個(gè)月的運(yùn)維巡檢工作縮短到僅僅20分鐘。

關(guān)鍵詞： 大規(guī)模開(kāi)發(fā) 可再生能源 風(fēng)電光伏基地 雙碳目標(biāo)