新(xin)(xin)(xin)(xin)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)是發展(zhan)潛力巨大(da)的朝陽產業(ye),也是實現能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)結構戰(zhan)略性(xing)調整、推動高質量發展(zhan)的重(zhong)要支撐。近(jin)年來(lai),新(xin)(xin)(xin)(xin)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)建設如火(huo)如荼,應用場(chang)景(jing)的不(bu)斷推陳出新(xin)(xin)(xin)(xin)讓新(xin)(xin)(xin)(xin)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)技術迭代加速(su)。站在新(xin)(xin)(xin)(xin)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)的新(xin)(xin)(xin)(xin)“風(feng)口(kou)”,唯有(you)技術創新(xin)(xin)(xin)(xin)方能(neng)(neng)引(yin)領未來(lai)。近(jin)日(ri),江蘇(su)油田組織行業(ye)內的相關專家圍繞(rao)新(xin)(xin)(xin)(xin)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)技術的應用進行了深入研(yan)討(tao)。
多能互補綜合能源(yuan)模(mo)式示(shi)意(yi)圖。周紅青制作
“雙碳”目標的提出(chu),讓構建以(yi)新(xin)能源為主體的新(xin)型電力系(xi)統成為行業(ye)共識(shi)。新(xin)能源技術的進步與(yu)創新(xin)引(yin)發(fa)更(geng)多關注。
中國石化上游(you)企(qi)業(ye)加快推進新能源(yuan)(yuan)產業(ye)建設,實施(shi)創新驅動,解決新能源(yuan)(yuan)消(xiao)納(na)及(ji)不均衡等發展(zhan)(zhan)問題(ti),進一步擴展(zhan)(zhan)新能源(yuan)(yuan)與油氣生產“多能互補、源(yuan)(yuan)網荷儲”融合發展(zhan)(zhan)格局,推廣(guang)綜合利用模式,提升(sheng)新能源(yuan)(yuan)開發效益,促進新能源(yuan)(yuan)高質量發展(zhan)(zhan)。
智能調控,構建新型電力系統
利用(yong)風力(li)、光伏(fu)發電,雖然邊際成本較低,但(dan)容易受天(tian)氣、季節、環境等因素影響,存在較大的隨(sui)機性、波動性、間歇性,消(xiao)納成本高(gao),這給電網調(diao)節調(diao)度、靈活運行(xing)帶來(lai)挑(tiao)戰。
提(ti)(ti)高電能(neng)質量,節(jie)約生產用能(neng)成(cheng)本,提(ti)(ti)升(sheng)新能(neng)源開發(fa)效益,需要促進新能(neng)源源網荷儲一體化管理,全鏈條提(ti)(ti)質增效。
源網荷(he)(he)儲(chu)一體化是包(bao)含“電源、電網、負(fu)荷(he)(he)、儲(chu)能”整體解(jie)決方案的一種(zhong)運(yun)營模式,可(ke)精準控(kong)制可(ke)調節的用電負(fu)荷(he)(he)和儲(chu)能資(zi)源,提高電網安(an)全運(yun)行水平(ping),解(jie)決清潔能源消納(na)過程中電網波(bo)動等問題(ti)。
根據油(you)田(tian)生產實際,勝利油(you)田(tian)率先打造(zao)了國內上游(you)企業(ye)首個源(yuan)(yuan)網荷儲一體(ti)化智慧能源(yuan)(yuan)管理系統(tong)(tong)。通過源(yuan)(yuan)網荷儲互(hu)動運行,帶(dai)動整(zheng)個能源(yuan)(yuan)系統(tong)(tong)資源(yuan)(yuan)優化,使(shi)電源(yuan)(yuan)側、電網側能夠按(an)照用戶側的(de)需求靈活調(diao)配。
上游企(qi)業(ye)電(dian)(dian)網范圍廣、站點(dian)分散、線路多(duo)、負荷(he)分布不均,新(xin)(xin)能(neng)(neng)源(yuan)的(de)(de)(de)高比(bi)例接入給油田電(dian)(dian)網穩定運行帶來挑戰。在(zai)探索實踐中,智能(neng)(neng)電(dian)(dian)網成為(wei)解決之道和實現融合發展的(de)(de)(de)關鍵(jian)。特(te)別是基于主(zhu)動(dong)能(neng)(neng)源(yuan)管理(li)的(de)(de)(de)微電(dian)(dian)網的(de)(de)(de)建設可大幅提升油田電(dian)(dian)網對新(xin)(xin)能(neng)(neng)源(yuan)的(de)(de)(de)消納能(neng)(neng)力。
“根據油(you)田(tian)分(fen)布式(shi)新能源建設的(de)特點(dian),自(zi)下而上構建分(fen)層(ceng)分(fen)區的(de)微(wei)電(dian)網集群,不僅可(ke)以(yi)(yi)保障油(you)田(tian)電(dian)網安全(quan)穩(wen)定運行,而且可(ke)以(yi)(yi)實現風力(li)、光伏發(fa)電(dian)群內自(zi)治、層(ceng)層(ceng)消納,從(cong)而增強電(dian)力(li)系統的(de)安全(quan)性(xing)。”施(shi)耐德電(dian)氣(qi)(中國)有限(xian)公(gong)司(si)戰略部微(wei)電(dian)網業務專(zhuan)家賀金杭說。
微電(dian)網是智能(neng)電(dian)網的一部(bu)分(fen),是新(xin)型(xing)電(dian)力系統在用(yong)(yong)戶(hu)側落地的重要(yao)載體(ti)。可以(yi)預見,微電(dian)網集群(qun)在油田的示范落地和規模(mo)化應用(yong)(yong)將對分(fen)布式(shi)新(xin)能(neng)源(yuan)的建設、消納及增(zeng)量配網的運營起(qi)到(dao)引領帶(dai)動作(zuo)用(yong)(yong)。
為挖掘(jue)產(chan)用一(yi)體化潛(qian)力,江(jiang)蘇(su)油田在曹(cao)莊區塊探索智(zhi)能(neng)電(dian)(dian)網應用。該油田副總工程(cheng)師、生產(chan)運行部總經理(li)蔣學軍說:“智(zhi)能(neng)電(dian)(dian)網是源網荷儲一(yi)體化管理(li)體系的基礎。通過聚合油田各(ge)區域的分布式新(xin)能(neng)源、儲能(neng)、充電(dian)(dian)站(zhan)和(he)生產(chan)用電(dian)(dian)等用戶側(ce)資源組成虛擬電(dian)(dian)廠,進行智(zhi)能(neng)調(diao)節(jie)儲能(neng)和(he)柔性負(fu)荷控制,可以最(zui)大限度(du)消納綠(lv)電(dian)(dian)。”
目前(qian),江蘇油(you)田(tian)曹莊區塊綠電(dian)占比(bi)超過50%,在滿足電(dian)網平(ping)穩運行(xing)的(de)同時實現了高(gao)比(bi)例綠能(neng)(neng)替(ti)代。下一步,該油(you)田(tian)將在崔(cui)莊、沙埝(nian)等(deng)油(you)區開展儲能(neng)(neng)電(dian)站建設,通過主動能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)管理,融合電(dian)力市(shi)場價格、新(xin)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)發電(dian)能(neng)(neng)力、用(yong)戶用(yong)電(dian)需求等(deng)信息(xi)建立微電(dian)網群管理平(ping)臺(tai),進(jin)行(xing)智能(neng)(neng)電(dian)網技術(shu)研究應用(yong),力爭將崔(cui)莊、沙埝(nian)兩個油(you)區的(de)新(xin)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)綠電(dian)消納占比(bi)均提(ti)升(sheng)在60%以上。同時,結合峰(feng)谷分(fen)時電(dian)價和容量電(dian)費機制對用(yong)電(dian)成本進(jin)行(xing)優化,在綠電(dian)降本的(de)基礎上,力爭再(zai)降低用(yong)電(dian)成本5%。
靈活儲能,打造移動的“充電寶”
近年來,集成(cheng)化、規模化的(de)新能(neng)(neng)源儲(chu)(chu)能(neng)(neng)技(ji)術(shu)快速發(fa)展(zhan),給油(you)田節(jie)能(neng)(neng)減排提供(gong)了新的(de)思(si)路和(he)(he)解決方案。在(zai)儲(chu)(chu)能(neng)(neng)建設方面(mian),油(you)田企業利用廢棄鹽穴(xue)和(he)(he)油(you)氣(qi)藏開展(zhan)壓縮空氣(qi)儲(chu)(chu)能(neng)(neng)。科(ke)研(yan)人員致力(li)于攻關非補(bu)燃式壓縮空氣(qi)儲(chu)(chu)能(neng)(neng)技(ji)術(shu),配(pei)套光(guang)伏風電(dian)發(fa)展(zhan)。石科(ke)院(yuan)高級專家杜澤學認為,密閉條件和(he)(he)安(an)全性能(neng)(neng)好的(de)廢棄鹽穴(xue)和(he)(he)油(you)氣(qi)藏井具(ju)有發(fa)展(zhan)壓縮空氣(qi)儲(chu)(chu)能(neng)(neng)的(de)良好前景(jing)。例如:勝利油(you)田與(yu)清(qing)華大學聯(lian)合攻關研(yan)發(fa)油(you)氣(qi)藏深層(ceng)空間和(he)(he)壓縮空氣(qi)儲(chu)(chu)能(neng)(neng)技(ji)術(shu),致力(li)于將油(you)氣(qi)藏變成(cheng)“超級綠色充電(dian)寶(bao)”。
新能(neng)源(yuan)儲能(neng)技術是源(yuan)網荷儲一體化運營的關鍵技術,一方(fang)面可以(yi)促進新能(neng)源(yuan)本地消納,另一方(fang)面可以(yi)支持能(neng)源(yuan)大規模外送,解決新能(neng)源(yuan)應用不平衡(heng)的難(nan)題。
結合(he)分(fen)布(bu)(bu)式風力(li)和(he)光伏發電(dian)站的(de)建設實際(ji),上游企(qi)業布(bu)(bu)局儲(chu)能設施(shi),協(xie)同燃氣(qi)調峰電(dian)站,進一步擴大裝(zhuang)機規模。由于儲(chu)能應用(yong)需要考(kao)慮安全性(xing)(xing)、經(jing)濟(ji)性(xing)(xing)及靈(ling)活性(xing)(xing),因此(ci),采用(yong)移動式電(dian)站實現富余電(dian)能的(de)“移動式補充”在能源領域應用(yong)越來(lai)越廣泛。
“針對(dui)油區分布式風光發(fa)電(dian)站(zhan)建設的特點,將移動(dong)式獨立(li)儲能(neng)柜作為‘充電(dian)寶’,可以將壓縮空氣產生的電(dian)能(neng)運往(wang)綠電(dian)缺乏區域,從而擴大新能(neng)源利用范圍。”江(jiang)蘇揚(yang)州市高(gao)容量密度(du)動(dong)力電(dian)池儲能(neng)材(cai)料(liao)研發(fa)工程中心(xin)負責人吳啟超說。
為降(jiang)低企業投入成(cheng)本(ben),吳啟超認為,可租(zu)賃鋰電(dian)(dian)池企業的(de)獨立儲能(neng)柜(ju),將其(qi)作為移動(dong)式電(dian)(dian)站,在一些用電(dian)(dian)量較多的(de)地方租(zu)賃多個獨立儲能(neng)柜(ju),形成(cheng)規模化的(de)移動(dong)式電(dian)(dian)站群,進一步提(ti)升新能(neng)源消納(na)能(neng)力。
儲熱是油氣田發展儲能(neng)(neng)的主(zhu)要潛力之一。與傳(chuan)統儲能(neng)(neng)方式抽水(shui)蓄能(neng)(neng)相比,儲熱適用場景多(duo)、對(dui)自然條件要求(qiu)低,且與自身地下空間資(zi)(zi)源和地面工(gong)程資(zi)(zi)源匹配度高。
上游企業在地熱開(kai)發(fa)(fa)、稠油開(kai)采、管道伴熱等(deng)領域有較高的熱儲(chu)能(neng)需求,具(ju)備裝備開(kai)發(fa)(fa)與實踐(jian)的能(neng)力,發(fa)(fa)展熱儲(chu)能(neng)優勢顯著。
“熱(re)儲(chu)能是一種(zhong)長時(shi)儲(chu)能技術(shu)(shu),可(ke)以滿足(zu)大尺度的調峰需(xu)求(qiu),是面向(xiang)油(you)(you)田(tian)(tian)零碳(tan)熱(re)源源網荷儲(chu)一體化建設的關鍵技術(shu)(shu)。綜合考慮油(you)(you)田(tian)(tian)地上地下空間與熱(re)能資源及用熱(re)需(xu)求(qiu),油(you)(you)田(tian)(tian)發(fa)展(zhan)熱(re)儲(chu)能技術(shu)(shu)將(jiang)助力油(you)(you)田(tian)(tian)生產用熱(re)實現清潔化。”石油(you)(you)勘探開(kai)發(fa)研究院(yuan)非常規領域專家張樂(le)說(shuo)。
儲(chu)(chu)熱(re)體系的(de)靈活、高(gao)效、合理化設計(ji)及開發是熱(re)儲(chu)(chu)能領域的(de)主要研究方向。其(qi)中,地(di)下儲(chu)(chu)熱(re)可將太陽能光熱(re)、工業余熱(re)、電(dian)轉熱(re)等熱(re)能直接(jie)依(yi)托水等介質儲(chu)(chu)存在(zai)含(han)水層、廢棄油氣井。
張(zhang)樂認(ren)為(wei),油(you)(you)(you)田(tian)地下空間資源適(shi)用(yong)溫度、儲(chu)熱(re)效率更高的(de)深部含水層儲(chu)熱(re),具有(you)可再生能(neng)源消納潛力。結合其(qi)他多(duo)種能(neng)源形式實(shi)現多(duo)能(neng)互(hu)補,滿(man)足油(you)(you)(you)田(tian)輸送(song)伴熱(re)、稠油(you)(you)(you)注熱(re)開發、供暖等熱(re)能(neng)需求(qiu),是油(you)(you)(you)田(tian)發展新型儲(chu)能(neng)的(de)重要方向。
特色應用,消除產業發展瓶頸
當前,油(you)田企業(ye)普(pu)遍面(mian)臨余(yu)電(dian)上(shang)網難的問題,加(jia)之(zhi)新能源(yuan)調峰難、消納難、外送難,給新能源(yuan)產業(ye)化發展帶來瓶(ping)頸。
面對挑戰,油(you)(you)田(tian)(tian)(tian)企業加大技(ji)術(shu)融合應用(yong)的(de)力度,創新更多新能(neng)源(yuan)應用(yong)場景,打造具有(you)特色的(de)“多能(neng)互(hu)(hu)補、綜合應用(yong)”模式(shi),進一(yi)步(bu)完善了“油(you)(you)氣(qi)熱電(dian)氫”多能(neng)互(hu)(hu)補格局。比如,江蘇(su)油(you)(you)田(tian)(tian)(tian)“風光(guang)儲”互(hu)(hu)補、中原油(you)(you)田(tian)(tian)(tian)“余熱+光(guang)伏”、河南油(you)(you)田(tian)(tian)(tian)“光(guang)熱+套管天(tian)然氣(qi)+谷電(dian)+蓄熱”等模式(shi)的(de)推廣都(dou)收到非常好的(de)效(xiao)果。
隨著數字化(hua)、大數據、智(zhi)能(neng)電網、儲能(neng)、儲熱等技術應(ying)用(yong)不斷深入,新能(neng)源(yuan)應(ying)用(yong)場景形式(shi)、產業化(hua)發展模式(shi)更加豐富。
油(you)田企業在(zai)節(jie)能降耗方面(mian),推(tui)進錯峰用能,推(tui)廣柔性(xing)(xing)生產(chan)。他們(men)圍繞注采輸三大系統主要用能環(huan)節(jie),采取柔性(xing)(xing)舉(ju)升、柔性(xing)(xing)加熱、間開間注等措施,通(tong)過源網荷儲一(yi)體化調節(jie),最大限度消納綠電(dian)(dian)和谷電(dian)(dian)。其中(zhong),勝利油(you)田從穩定生產(chan)組織模式(shi)向(xiang)柔性(xing)(xing)生產(chan)組織模式(shi)轉變,進一(yi)步(bu)提高了區域電(dian)(dian)網新能源的用電(dian)(dian)比(bi)例。
光伏車(che)棚(peng)遮陽擋雨、吸熱性好,可實現(xian)光(儲(chu)(chu))充(chong)一體,為新能(neng)源(yuan)汽車(che)、電瓶車(che)提供清潔(jie)能(neng)源(yuan)。油田企業在光伏電站的(de)建設應用(yong)中推(tui)廣“光伏+儲(chu)(chu)能(neng)+充(chong)電”模式。光伏設施融入(ru)車(che)棚(peng)、走(zou)廊等空(kong)間,再配以儲(chu)(chu)能(neng)、充(chong)電樁等,既(ji)可以提高油區空(kong)間的(de)綜合利(li)用(yong)率,又能(neng)方便居民出行(xing)。中原石(shi)油工程管具公司(si)充(chong)分利(li)用(yong)現(xian)有資源(yuan),打造“光伏+車(che)棚(peng)”停車(che)場,既(ji)避免了車(che)輛日曬雨淋(lin),又為員工出行(xing)提供了綠色(se)電能(neng)。
隨著油田(tian)勘探開發(fa)(fa)(fa)持續深入(ru),油井(jing)產(chan)量逐年下降,廢(fei)棄(qi)油井(jing)數量逐年增加,迫切需要維護和治(zhi)理。在新(xin)能源與(yu)油氣生產(chan)融合發(fa)(fa)(fa)展(zhan)的形勢下,改造廢(fei)棄(qi)油井(jing)實現地熱能開發(fa)(fa)(fa)和資源化利用,成(cheng)為油田(tian)企業轉(zhuan)型發(fa)(fa)(fa)展(zhan)的重要推動力。
江蘇油田礦業開(kai)發有限公司(si)地(di)熱(re)項目將關停(ting)的油水井改造(zao)為地(di)熱(re)采(cai)水及回灌井,為揚(yang)州高郵國家農業科技園提供(gong)冬季溫室(shi)保溫服務(wu),已連(lian)續(xu)供(gong)應6個采(cai)暖季,社會(hui)反響較好。
“油田地(di)熱(re)(re)發(fa)展(zhan)受周邊市場影響較大(da),一方(fang)面(mian)需(xu)要(yao)積(ji)極融入地(di)方(fang)加大(da)應用力(li)度(du),另一方(fang)面(mian)需(xu)要(yao)綜合利(li)用深層和淺層地(di)熱(re)(re)資源,拓展(zhan)‘供暖+制冷’等‘地(di)熱(re)(re)+’產業鏈,提升開發(fa)效益。”江蘇油田礦業開發(fa)有限公(gong)司董(dong)事長、總(zong)經理邱澤(ze)惠說(shuo)。
目(mu)前,江蘇油田(tian)已(yi)與(yu)(yu)地方政府(fu)聯合開展(zhan)了(le)“蘇北(bei)盆地典型區(qu)域廢(fei)棄油井地熱資(zi)源精(jing)細(xi)化評價與(yu)(yu)綠(lv)色(se)利用(yong)示范工程”研究及建設工作,探索油田(tian)開發(fa)與(yu)(yu)綠(lv)色(se)發(fa)展(zhan)融(rong)合新路徑,創造(zao)“油田(tian)+熱田(tian)”復合開發(fa)模式,打(da)造(zao)獨具特色(se)的“油田(tian)+現代(dai)農業”綠(lv)色(se)發(fa)展(zhan)樣板。
在新(xin)業(ye)務(wu)拓(tuo)展方面(mian),有條件(jian)的油田企業(ye)積極挖掘“新(xin)能源+鹽(yan)鹵化工(gong)”綜合利用潛(qian)力(li),推(tui)進全(quan)綠色鹽(yan)鹵化工(gong)生產,全(quan)面(mian)提升產業(ye)競爭力(li)。今年(nian)初,江(jiang)漢油田鹽(yan)化工(gong)分布式光(guang)伏(fu)項(xiang)目全(quan)容量并網(wang)成功,為做(zuo)大(da)做(zuo)強鹽(yan)化工(gong)、延伸產業(ye)鏈提供(gong)了綠電支撐。江(jiang)蘇油田在淮安趙集(ji)鹽(yan)礦也準備配套建設光(guang)伏(fu)項(xiang)目。
在新(xin)渠道應用(yong)(yong)方面,油田企業(ye)推進新(xin)能源汽(qi)車(che)(che)和充(chong)電(dian)樁應用(yong)(yong),不僅可以促進交(jiao)通運輸(shu)綠(lv)色低碳轉(zhuan)型,而且可以提升新(xin)能源消納(na)能力,降(jiang)低企業(ye)生產運輸(shu)成本。針對高(gao)排放的老舊卡車(che)(che)和值班(ban)車(che)(che),江蘇油田已做好車(che)(che)輛能源轉(zhuan)型規劃,將這些(xie)車(che)(che)逐(zhu)步(bu)替(ti)換成電(dian)動(dong)(dong)卡車(che)(che)和電(dian)動(dong)(dong)值班(ban)車(che)(che),并推廣應用(yong)(yong)電(dian)動(dong)(dong)罐車(che)(che),力爭實現節能降(jiang)耗和新(xin)能源消納(na)“雙贏”。