慶陽，習稱隴東，位于甘肅省最東部，陜甘寧三省區(qū)交會處，也是我國黃土高原的核心區(qū)。

這里不僅是“紅色圣地”，還是“岐黃故里”“農(nóng)耕之源”。如今，這個位于廣袤黃土高原腹地的“隴東糧倉”有了另一個稱謂——“能源新都”。

作為我國第二大能源資源城市，不僅地底深藏黑色寶藏——煤炭與石油，而且還擁有得天獨厚的風、光資源。正因如此，我國首個千萬千瓦級多能互補綠色智慧綜合能源基地——隴東綜合能源基地在此落地，并加速推進。這也是“隴電入魯”工程的重點配套電源。

那么，隴東多能互補綜合能源基地因何而建，有何特點?當前，基地建設(shè)進展如何?記者帶您一探究竟。

源網(wǎng)荷儲一體建設(shè) 風光火儲多能互補

新型電力系統(tǒng)框架下的新探索

進入3月，位于慶陽市東南部、子午嶺西麓的正寧縣周家鎮(zhèn)，已是春意融融。

走進坐落于此的華能正寧2*100萬千瓦調(diào)峰煤電項目建設(shè)現(xiàn)場，只見機器轟鳴，滿載物料的運輸車往來穿梭，吊車、起重機等大型機械設(shè)備不停運轉(zhuǎn)，一派熱火朝天的景象。

這個在建項目是隴東綜合能源基地的重要組成部分。

“目前，1、2號機組主廠房結(jié)構(gòu)到頂，1、2號鍋爐大板梁吊裝完成，1、2號間冷塔錐段吊裝完成第三層和第四層，輔助廠房主體結(jié)構(gòu)施工完成6棟……”調(diào)峰煤電項目建設(shè)者蘇永寧對項目進展十分關(guān)注。在不久的將來，這個煤電廠發(fā)出的電能將與200公里開外的風電、光電資源等“打捆”，通過特高壓輸電線輸送至他的家鄉(xiāng)——我國東部沿海的經(jīng)濟大省山東。

隴電入魯，西電東送。如同一個大電源，隴東綜合能源基地將隴東煤炭和風光資源就地轉(zhuǎn)換，點亮千公里之外的萬家燈火，將西部的資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)換為經(jīng)濟優(yōu)勢，實現(xiàn)東西部協(xié)調(diào)發(fā)展。

“在能源結(jié)構(gòu)上促進能源資源在全國范圍內(nèi)的優(yōu)化配置，在經(jīng)濟結(jié)構(gòu)上拉動東西部協(xié)調(diào)增長。”華能甘肅能源開發(fā)有限公司有關(guān)負責同志介紹，這是由我國能源資源稟賦和當前經(jīng)濟發(fā)展階段決定的，也是圍繞“雙碳”目標，推進能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型、保障能源安全的重要思路。

近年來，業(yè)內(nèi)人士談及“雙碳”，幾乎必然會提到“新型電力系統(tǒng)”，這是一個以新能源為主體的系統(tǒng)。然而，由于新能源的間歇性和波動性，必須加速推進源網(wǎng)荷儲一體化和多能互補發(fā)展，以保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定高效運行。

隴東綜合能源基地正是在新型電力系統(tǒng)框架下的一個新探索。

記者了解到，隴東綜合能源基地建設(shè)的一個重要特點是源網(wǎng)荷儲一體化建設(shè)。“源”“儲”端均屬于隴東綜合能源基地范疇，作為一個風光火儲多能互補的“大電源”，在當?shù)卣С窒拢芍袊A能集團負責開發(fā)建設(shè);“網(wǎng)”端，由國家電網(wǎng)負責隴東至山東特高壓直流電力外送通道建設(shè);“荷”端，則由山東利用省內(nèi)電網(wǎng)消納輸送電量。

“隴東綜合能源基地規(guī)劃裝機規(guī)模超1000萬千瓦，將風、光、煤等時空分布特征不同的資源進行優(yōu)化組合，形成了風光火儲一體化的多能互補模式，實現(xiàn)了對區(qū)域資源的規(guī)模開發(fā)、對清潔能源的最大利用。其中，清潔能源裝機占比超過80%。”華能甘肅能源開發(fā)有限公司有關(guān)負責同志告訴記者，這是一個以清潔能源為主、低碳清潔火電和多種儲能方式調(diào)峰、智能化運維的綠色綜合電源工程，所以也被稱為隴東“新”電源。

據(jù)介紹，隴東綜合能源基地的頂層設(shè)計是“新能源+儲能+火電”協(xié)同運行，以儲能、火電調(diào)峰支撐清潔能源高比例上網(wǎng)。總體可以分為兩大部分：一部分是風光綜合新能源示范項目，規(guī)劃總裝機超過800萬千瓦，其中600萬千瓦為隴電入魯特高壓配套項目，計劃與特高壓外送線路同步投產(chǎn)，同步配備多種儲能設(shè)施;另一部分是調(diào)峰煤電項目，包括正寧2*100萬千瓦調(diào)峰煤電廠，以及核桃峪、新莊兩座年產(chǎn)能800萬噸的煤礦及附屬工程。

目前，隴東綜合能源基地已進入全面建設(shè)階段。建成后，將對保障新能源可靠并網(wǎng)消納、特高壓直流工程安全穩(wěn)定高效運行發(fā)揮重要支撐作用。“基地年發(fā)電量可超280億千瓦時。除就地消納外，每年輸送到山東的清潔電力約有140億千瓦時，相當于替代山東當?shù)卦合慕?00萬噸，每年可減少二氧化碳排放超1100萬噸。”華能甘肅公司下屬隴東能源公司黨委委員、副總經(jīng)理曹亮告訴記者。

風光發(fā)電為主 火電調(diào)峰兜底

確保清潔能源利用最大化

灌注樁基，澆筑承臺，依次吊裝塔筒、機艙、風輪……3月2日11時許，隨著最后一顆螺栓安裝完畢，位于環(huán)縣的風光綜合新能源示范項目C2區(qū)塊的第七臺風機吊裝成功。

與此同時，在距離吊裝現(xiàn)場70多公里之外的項目部里，華能隴東能源公司工程部副主任郭楠也通過智能運維平臺實時獲知了這一最新進展。

“這臺風機風輪中心距地面約103米，額定裝機超過4000千瓦。”郭楠告訴記者，他們創(chuàng)新陸上新型風機基礎(chǔ)設(shè)計及施工，同等地質(zhì)條件下風機基礎(chǔ)現(xiàn)場施工效率提高20%以上，風機基礎(chǔ)永久占地面積節(jié)約40%以上，有效節(jié)約大規(guī)模基地化風電項目建設(shè)用地指標，預(yù)計年內(nèi)可完成首批100萬千瓦風電項目并投產(chǎn)。

與其他新能源示范項目不同，隴東風光綜合新能源示范項目按照“風光同場、風機混排”方式建設(shè)，先實現(xiàn)風光兩種能源互補，再按照裝機容量同步配置多種形式的儲能，建成后將成為世界上最大的風光同場項目。“比如，白天風小但陽光資源豐富，那就以光伏發(fā)電為主;反之，則以風力發(fā)電為主。如果風、光資源發(fā)電量大，無法實時消納，那就可以通過儲能設(shè)施把多余的電能儲存起來。”曹亮進一步解釋說，“也就是說‘風+光+儲’一體化開發(fā)。”

這一開發(fā)方式不僅可以提高土地等資源利用率，降低線路、道路等工程建設(shè)成本，還可以通過多能互補提高項目運行的可靠性、靈活性，保障新能源消納，為后期項目的可靠高效運行奠定基礎(chǔ)。

基地以生產(chǎn)風、光清潔電力為主，但仍需要火電調(diào)峰電源來作兜底保障，從而更加有效減少棄風棄光，保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定經(jīng)濟運行。正寧2*100萬千瓦煤電項目就是這樣一個調(diào)峰電源，削峰填谷，以確保新能源利用最大化。

“正寧電廠的深度調(diào)峰能力可達額定負荷的23%。”正寧電廠廠長助理李文滄告訴記者。也就是說，當新能源發(fā)電不足時，該電廠可以作為兜底電源，滿負荷運轉(zhuǎn)發(fā)電;當新能源發(fā)電量大時，正寧電廠最低可以23%的額定負荷運行。屆時，清潔能源利用率最高將超過95%。“目前，我們?nèi)栽谶M一步研發(fā)新技術(shù)，力爭使煤電廠調(diào)峰能力更高更強，從而讓整個能源系統(tǒng)更具靈活性。”

與正寧電廠相配套，基地還建設(shè)了核桃峪煤礦和新莊煤礦，推進上下游產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展，實現(xiàn)煤電統(tǒng)一規(guī)劃、資源統(tǒng)一分配、煤炭和疏干水深度梯級利用，在提升基地整體競爭力的同時，助力推動黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展。“煤電一體化項目建成后，煤炭可通過輸煤棧橋直達電廠，每年能就地轉(zhuǎn)化原煤360萬噸，大大降低運輸成本和環(huán)境污染風險。”李文滄說。

年捕集二氧化碳能力可達150萬噸

打造清潔低碳安全高效現(xiàn)代能源體系

“雙碳”背景下，作為世界上最大的能源生產(chǎn)國和消費國，我國一直致力于積極穩(wěn)妥推進碳達峰、碳中和，加快發(fā)展方式綠色轉(zhuǎn)型。除了大力發(fā)展新能源從源頭上實現(xiàn)零碳替代之外，還積極推進煤炭清潔高效利用實現(xiàn)過程中減污降碳，深入探究二氧化碳捕集利用與封存實現(xiàn)終端捕碳固碳。

國務(wù)院印發(fā)的《2030年前碳達峰行動方案》強調(diào)，推動煤電向基礎(chǔ)保障性和系統(tǒng)調(diào)節(jié)性電源并重轉(zhuǎn)型。正寧調(diào)峰煤電項目正是落實有關(guān)要求的具體體現(xiàn)。

“雖然是調(diào)峰電源，但是我們還是希望碳排放低一些、再低一些，最理想的狀態(tài)是能夠?qū)崿F(xiàn)近零排放。”李文滄告訴記者，在正寧調(diào)峰煤電項目，他們還配套了有關(guān)綠色煤電技術(shù)，以期實現(xiàn)低碳清潔火電。

二氧化碳捕集利用與封存就是其中之一。“就是將火力發(fā)電過程中產(chǎn)生的二氧化碳捕集下來，送到合適的地點加以利用或者實現(xiàn)地質(zhì)封存，從而避免或延緩二氧化碳進入大氣。”李文滄說，這一技術(shù)被視為減碳的托底技術(shù)，大家形象地稱之為“碳捕快”。

最近一段時間，他正對正寧調(diào)峰煤電項目配套二氧化碳捕集技術(shù)核心設(shè)備參數(shù)進行計算、復(fù)核。“換熱面積有多少，吸收塔內(nèi)到底填充哪些材料最經(jīng)濟實惠，等等，這些都是需要反復(fù)比對確認的。”李文滄告訴記者，正寧電廠已經(jīng)啟動建設(shè)的二氧化碳捕集驅(qū)油與封存示范項目，建成后年捕集二氧化碳能力可達150萬噸，被捕集的二氧化碳將通過管線輸送至長慶油田相關(guān)采油區(qū)，完成驅(qū)油與封存。

不僅如此，正寧調(diào)峰煤電項目還擁有世界首座“五塔合一”百萬機組蒙皮內(nèi)置鋼結(jié)構(gòu)間冷塔。“也就是說，一座塔集主機間冷塔、輔機冷卻塔、脫硫吸收塔、CCUS系統(tǒng)原煙道、煙囪五座塔的功能于一體。”李文滄介紹，該塔具有節(jié)約建設(shè)用地、安全風險低、施工周期短、材料可回收等特點。

針對配套礦井，開發(fā)國內(nèi)首套處理疏干水的高效除硬結(jié)晶反應(yīng)器中試處理裝置，解決黃河流域高礦化度疏干水零排放低成本處理的關(guān)鍵技術(shù)問題，實現(xiàn)礦井排水梯級利用、濃水零排放及結(jié)晶鹽資源化利用。

……

“我們還將建成集研發(fā)、智慧運維、智能管控與調(diào)度等功能于一體的綜合能源集中管控中心，填補大型能源基地集中智能控制和電力調(diào)度的空白。”華能甘肅能源開發(fā)有限公司有關(guān)負責同志表示，未來全部建成后，隴東綜合能源基地的一體化調(diào)度系統(tǒng)將精準到每一個光伏方陣、每一臺風機、每一臺鍋爐等。當新能源負荷波動時，調(diào)動儲能、調(diào)峰煤電來平抑波動，保障新能源優(yōu)先發(fā)電上網(wǎng)以及電力輸送的穩(wěn)定性。

光激發(fā)電子流動，風吹動風機葉片，低碳清潔火電削峰填谷……一個多能互補、綠色智慧的“新”電源即將誕生。