青海塔拉灘有一個特別的景象:宛如藍色海洋的光伏板下,羊群穿梭于青青牧草,得益于龍羊峽水光互補光伏電站的建設,一曲“田園牧歌”在這里奏響。
不毛之地變(bian)身(shen)新能源“藍海”,羊群回(hui)歸為生態修復“投票”,水光互(hu)補發出穩(wen)定“綠電”……推動工(gong)業文明(ming)向生態文明(ming)轉型,塔(ta)拉(la)灘上的(de)實踐(jian)堪稱(cheng)樣板。作為“龍羊綠卷”的(de)背后“畫師”,中(zhong)國電建西北院錨定清潔能源開發,綠色(se)發展坐(zuo)標顯(xian)現(xian)。
追風逐日敢下“先手棋”
以(yi)碳(tan)(tan)達(da)峰碳(tan)(tan)中(zhong)和為航標,新能(neng)源發展駛入“快車道”。我(wo)國(guo)明(ming)確(que)提出到2030年非化石能(neng)源占一次能(neng)源消費比重達(da)到25%左(zuo)右,風電(dian)和太(tai)陽能(neng)發電(dian)總(zong)裝(zhuang)機容(rong)量達(da)到12億千瓦(wa)以(yi)上。
27年前,我(wo)(wo)國風(feng)電(dian)開(kai)發尚(shang)處于(yu)起步階段。那一年,西北院(yuan)參與編制完成《風(feng)力發電(dian)調查報告》,開(kai)啟(qi)了“馭(yu)風(feng)之征(zheng)”。“每一個立起的(de)(de)風(feng)機(ji),都是(shi)我(wo)(wo)的(de)(de)孩(hai)子。”中國電(dian)建(jian)西北院(yuan)副總工程師(shi)董(dong)德(de)蘭(lan)就是(shi)中國風(feng)電(dian)從小到大、從大到強的(de)(de)建(jian)設者(zhe)(zhe)和見證(zheng)者(zhe)(zhe)。
始于(yu)風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)電(dian)(dian),西北院在新(xin)能(neng)源(yuan)領域(yu)爭(zheng)下(xia)“先手(shou)棋”。吉林洮北風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)電(dian)(dian)場(chang)獲2007年國家(jia)優質工(gong)(gong)程銀(yin)獎(jiang),新(xin)疆小草湖風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)電(dian)(dian)場(chang)是國內首(shou)個在超一(yi)類風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)區建成的風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)電(dian)(dian)工(gong)(gong)程,甘(gan)肅酒泉千(qian)(qian)萬千(qian)(qian)瓦級風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)電(dian)(dian)基地(di)系(xi)全球首(shou)個千(qian)(qian)萬千(qian)(qian)瓦級風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)電(dian)(dian)基地(di),巴基斯(si)坦(tan)大沃風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)電(dian)(dian)場(chang)是“一(yi)帶一(yi)路(lu)”沿(yan)線標志(zhi)工(gong)(gong)程……與此同時,還有大量海(hai)上風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)電(dian)(dian)工(gong)(gong)程關鍵技術研究、風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)電(dian)(dian)規程規范(fan)編制也出自西北院。
深耕(geng)中國西北(bei)(bei)部,西北(bei)(bei)院熟悉這里的(de)山川河流(liu)、氣(qi)候光(guang)照。2008年,從(cong)我(wo)國首(shou)個(ge)(ge)光(guang)伏(fu)并網(wang)(wang)發(fa)電項目——敦煌10兆瓦光(guang)伏(fu)并網(wang)(wang)發(fa)電項目發(fa)軔(ren),西北(bei)(bei)院開(kai)啟“逐(zhu)光(guang)之(zhi)旅”。2012年,西北(bei)(bei)院完成(cheng)國內首(shou)個(ge)(ge)千(qian)萬千(qian)瓦級(ji)光(guang)伏(fu)基地(di)——青海柴達(da)木光(guang)伏(fu)基地(di)的(de)規劃。自2016年起,策(ce)劃并成(cheng)功(gong)獲批5個(ge)(ge)國家光(guang)伏(fu)發(fa)電領跑者基地(di)。
“風(feng)光”之外,近年(nian)來,中國電建西(xi)北(bei)院(yuan)還在河(he)北(bei)定州、山西(xi)沁縣、河(he)南蘭(lan)考(kao)等(deng)地探索生物質能(neng)(neng)利用,在其新能(neng)(neng)源“棋(qi)盤”上,風(feng)光引領,生物質能(neng)(neng)、地熱能(neng)(neng)、氫能(neng)(neng)等(deng)多元發展的(de)格(ge)局已(yi)經(jing)形成(cheng)。截至2020年(nian)底,西(xi)北(bei)院(yuan)完成(cheng)新能(neng)(neng)源設計總裝機規模6000萬千瓦,約占(zhan)全國新能(neng)(neng)源投產容量的(de)11%。
水電榮光積蓄“創新力”
新(xin)能(neng)源產業發(fa)展(zhan)經歷(li)“先行軍(jun)”、“生力(li)軍(jun)”階段(duan),正在成為低碳發(fa)展(zhan)的(de)(de)“主(zhu)力(li)軍(jun)”。碳中(zhong)和背景下,中(zhong)國電建西北(bei)院的(de)(de)“先發(fa)優勢”正在轉化為“領跑實力(li)”。
茫(mang)茫(mang)戈(ge)壁,晴空萬(wan)(wan)里。3萬(wan)(wan)多面“超級鏡子(zi)”像葵花(hua)追日將(jiang)萬(wan)(wan)束陽光匯聚(ju)到(dao)中央(yang)的(de)集熱塔上,氣象壯觀(guan)。這是由西北院(yuan)總承包(bao)建設的(de)國家首批光熱發(fa)電示(shi)范項目——青海共和50兆瓦光熱發(fa)電項目。2021年4月,該(gai)項目通(tong)過示(shi)范性驗收,標志(zhi)著(zhu)西北院(yuan)已掌握光熱發(fa)電的(de)關鍵核心技術。
“光熱發電(dian)破解(jie)了(le)太陽能(neng)發電(dian)靠天吃飯的(de)難題,是一項具備成(cheng)(cheng)為基礎負荷電(dian)源潛力的(de)新(xin)興能(neng)源應用技術。”中國電(dian)建西北(bei)院(yuan)新(xin)能(neng)源工(gong)程院(yuan)總工(gong)程師周(zhou)治介紹,從(cong)2010年起(qi),西北(bei)院(yuan)便開始(shi)了(le)塔(ta)(ta)式太陽島關鍵技術、塔(ta)(ta)式光熱集成(cheng)(cheng)技術等課題研究。
板凳要坐十(shi)年冷,一朝散發光與熱。西(xi)北(bei)院(yuan)為什么(me)在新能源領域持續釋(shi)放創新力(li)?答案寫在黃(huang)河上游。70多年來,西(xi)北(bei)院(yuan)先后完成140余座(zuo)水(shui)電(dian)工程的(de)勘察設計,黃(huang)河上的(de)劉(liu)家(jia)峽(xia)、龍羊峽(xia)、李家(jia)峽(xia)、拉西(xi)瓦等水(shui)電(dian)站,筑就大地(di)豐(feng)碑(bei),厚植創新精(jing)神。幕天席(xi)地(di)的(de)建設工地(di),是西(xi)北(bei)院(yuan)人(ren)的(de)大型創新“試(shi)驗場”,產(chan)業鏈(lian)(lian)、創新鏈(lian)(lian)“雙鏈(lian)(lian)融(rong)合(he)”的(de)范式(shi),已(yi)融(rong)入(ru)發展基(ji)因(yin)。
據了(le)解,僅(jin)“十(shi)三五”期間,中(zhong)國(guo)電建西北院9項科技成果(guo)達到國(guo)際領先(xian)水平、10項達到國(guo)際先(xian)進水平;主參編國(guo)家(jia)、行業或地方(fang)技術標準(zhun)135項;獲(huo)得國(guo)家(jia)專利授權298項,其中(zhong)發明專利94項。
“助力碳(tan)中和(he),推動能(neng)(neng)源技術革命,西(xi)北院的科(ke)創(chuang)圖譜上一批新研究平臺已(yi)經搭建。”中國電建西(xi)北院副(fu)總(zong)經理肖斌介紹(shao),目前(qian),西(xi)北院已(yi)設立碳(tan)中和(he)研究中心,并聯合西(xi)安(an)交通大(da)學院士(shi)團隊成立了儲能(neng)(neng)技術中心。
多能互補尋求“最優解”
新能(neng)源(yuan)(yuan)發(fa)(fa)電(dian)具有隨機性(xing)(xing)、間歇性(xing)(xing)、波動性(xing)(xing),規模(mo)化發(fa)(fa)展伴(ban)生諸多(duo)問題。今年3月(yue),國家發(fa)(fa)布《關于推(tui)進(jin)電(dian)力源(yuan)(yuan)網荷儲一體(ti)(ti)(ti)化和多(duo)能(neng)互補發(fa)(fa)展的指(zhi)導意見》,明確提(ti)出要利用(yong)存量常規電(dian)源(yuan)(yuan),合理配置儲能(neng),穩妥推(tui)進(jin)增(zeng)(zeng)量“風光水(shui)(儲)一體(ti)(ti)(ti)化”,探索增(zeng)(zeng)量“風光儲一體(ti)(ti)(ti)化”。
“對(dui)水電的深度(du)開發,成為解(jie)開能源綜(zong)合利用復(fu)雜‘方程(cheng)式’的關鍵步驟(zou),如何賦(fu)予傳統水電站新的生命活力至關重要。”中國(guo)電建西(xi)北院二級技(ji)術專家李平說。
2015年(nian),由西(xi)北院(yuan)設(she)(she)計的(de)(de)龍羊(yang)峽水(shui)光互補光伏電(dian)(dian)站并網發電(dian)(dian),塔拉(la)灘上發出的(de)(de)光電(dian)(dian),在龍羊(yang)峽水(shui)電(dian)(dian)站調整為(wei)均衡、優(you)質、安全(quan)的(de)(de)穩定(ding)電(dian)(dian)源,這成(cheng)(cheng)為(wei)我國多(duo)能互補的(de)(de)“破題之作”。基(ji)于黃河上游梯級水(shui)電(dian)(dian)站建設(she)(she)大(da)型“儲能工廠”,也成(cheng)(cheng)為(wei)西(xi)北院(yuan)持續(xu)開(kai)展(zhan)的(de)(de)基(ji)礎性研究。
抽水蓄能(neng)電站被形象地稱為“用水做成的巨(ju)型充電寶(bao)”,具有調(diao)峰、填谷、調(diao)頻、調(diao)相、儲能(neng)等功能(neng),構建以新能(neng)源為主體的新型電力(li)系統,抽水蓄能(neng)也扮演著日益重要的角(jiao)色。
在(zai)陜西鎮(zhen)安,一座設計(ji)年(nian)發電量23.41億(yi)(yi)千瓦、年(nian)抽水(shui)電量31.21億(yi)(yi)千瓦的(de)(de)抽水(shui)蓄能電站正在(zai)建(jian)(jian)設當中(zhong)。這座由中(zhong)國電建(jian)(jian)西北院設計(ji)的(de)(de)電站,是我(wo)國西北地區開工建(jian)(jian)設的(de)(de)首個抽蓄電站,也是陜西建(jian)(jian)設的(de)(de)最(zui)大(da)水(shui)力發電站,對于陜西構建(jian)(jian)清潔低碳、安全高(gao)效的(de)(de)能源體系具(ju)有重要戰(zhan)略意義。
選點規劃(hua)(hua)方面(mian),西北(bei)院則在西北(bei)五省區大展拳腳,從2008年起,相繼承擔(dan)了(le)電站(zhan)選點規劃(hua)(hua)及調(diao)整、抽蓄中(zhong)長期發展規劃(hua)(hua)編制等工作。今年9月,國家(jia)能(neng)(neng)源局(ju)發布《抽水(shui)蓄能(neng)(neng)中(zhong)長期發展規劃(hua)(hua)(2021-2035年)》。新(xin)藍(lan)圖下,西北(bei)院這位(wei)“規劃(hua)(hua)師”持續發力,助力新(xin)型電力系統建(jian)設。
數字賦能踏浪“新基建”
當能源(yuan)(yuan)技術成為新一輪科技革(ge)命和產業革(ge)命的突破口,融合成為重點(dian)。“專業融合、行業融合、跨(kua)界(jie)融合,在交叉領域取(qu)得(de)突破,是新能源(yuan)(yuan)乘風破浪的關鍵。”中國(guo)電建西(xi)北院副總工劉(liu)瑋認為,新能源(yuan)(yuan)發展(zhan)已(yi)進入“白菜做(zuo)國(guo)宴(yan)”的階(jie)段,“新能源(yuan)(yuan)+”是目標與方向。
據了(le)解,能(neng)(neng)源(yuan)電力行業(ye)是(shi)新一代信息基(ji)礎設(she)施建設(she)中(zhong)“融合基(ji)礎設(she)施”建設(she)的(de)重(zhong)點(dian)領域之(zhi)一。《新時代的(de)中(zhong)國能(neng)(neng)源(yuan)發(fa)展》白皮書(shu)指(zhi)出,要以新基(ji)建為契機(ji),推動能(neng)(neng)源(yuan)數字化和智能(neng)(neng)化發(fa)展。
實(shi)時自動監測(ce)采(cai)集(ji)數據、提(ti)示修正不規(gui)范行為、設(she)備與設(she)備進行互動……這一幕,是如今拉西(xi)(xi)瓦(wa)水電(dian)站(zhan)的運行常(chang)態。最(zui)早(zao)提(ti)出基于(yu)IEC61850(DL/T860)通信協(xie)議的三層兩網(wang)智能化水電(dian)站(zhan)網(wang)絡體(ti)系架構,西(xi)(xi)北院(yuan)在拉西(xi)(xi)瓦(wa)、龍羊峽、金川(chuan)等水電(dian)站(zhan)展(zhan)開實(shi)踐,一批傳統水電(dian)站(zhan)已實(shi)現“華(hua)麗轉身”。
除了智慧電(dian)廠,中國(guo)電(dian)建西北院還在(zai)智能微電(dian)網(wang)領域開辟(pi)了科創(chuang)“試驗田”。據介紹,早在(zai)2016年(nian),西北院就在(zai)西藏雙湖建設了世界上海拔(ba)最高的“光伏(fu)+儲(chu)能”微電(dian)網(wang)工程。
踏浪“新(xin)基建(jian)”,西北院還在推動(dong)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)系統與先進信息通(tong)信控制(zhi)技(ji)術耦合發(fa)展上,不斷撬動(dong)智慧能(neng)(neng)(neng)源(yuan)建(jian)設的(de)“支點”。2020年,由中國電建(jian)西北院研發(fa)的(de)“全(quan)球可(ke)再(zai)生能(neng)(neng)(neng)源(yuan)產(chan)業融合創新(xin)的(de)工業互聯網平臺”,入選國資委2020年度國有企業數字化轉型優秀案(an)例。
一張(zhang)光明藍圖,一場綠色革命。截至目前,中國電建西(xi)北院設計已建成的清(qing)潔(jie)能(neng)源總裝機容量近(jin)1億千瓦(wa)(wa),全年可生產清(qing)潔(jie)電能(neng)約2600億千瓦(wa)(wa)時。相當(dang)于替代標準煤7943萬(wan)噸(dun),減排二氧化碳23892萬(wan)噸(dun)、二氧化硫89萬(wan)噸(dun)、二氧化氮92萬(wan)噸(dun),相當(dang)于種植65萬(wan)公頃闊葉林(lin)。
隨著(zhu)全社會的資源朝著(zhu)綠(lv)色(se)發展(zhan)方向有效(xiao)配(pei)置,對(dui)西(xi)(xi)北院而言(yan),著(zhu)眼綠(lv)色(se)發展(zhan)、堅持(chi)綠(lv)色(se)共(gong)識、助(zhu)力綠(lv)色(se)經(jing)濟(ji),是服務國家戰略的使命擔(dan)當,也是推進高質量(liang)發展(zhan)的必然要求(qiu)。在(zai)中國電(dian)建西(xi)(xi)北院黨委書記、董事長廖元慶看來(lai),“做好綠(lv)色(se)發展(zhan)答(da)卷,西(xi)(xi)北院始終在(zai)一線,一直在(zai)路上。