張北柔性直流工程支撐北京冬奧會實現(xiàn)奧運史上首次100%綠電供應

文_劉浩冬 張建璽 張巖 北京2022年冬奧會和冬殘奧會組織委員會

1 綠色辦奧為城市能源轉(zhuǎn)型升級提供機遇

奧運會歷來是世界觀察一個國家和地區(qū)經(jīng)濟社會文明發(fā)展程度的窗口，主辦國賦予奧運會的理念和舉措彰顯著本民族與全社會對未來的期盼，得到應用的新技術(shù)在賽后作為遺產(chǎn)也將發(fā)揮持久的影響力。

北京作為國家首都和擁有2100萬人口的現(xiàn)代化國際大都市，在改革開放的大背景下，經(jīng)濟總量和綜合實力不斷得到提升。隨著地區(qū)經(jīng)濟的不斷發(fā)展，通過產(chǎn)業(yè)升級和功能疏解等措施，雖然經(jīng)濟結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化，但水、電、氣、煤等能源需求仍然突出，為實現(xiàn)“雙碳”目標，滿足節(jié)能減排和大氣污染防治要求，需優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，用電能替代化石能源消費，在逐步提高外來電比例的同時提高可再生能源電量比重。

近年來，從里約奧運會的綠色種子，到東京奧運會的氫能世界，綠色可持續(xù)的理念不斷在全球蔓延，北京冬奧會提出的“綠色辦奧”理念不僅符合世界主流價值，也是中國大力建設生態(tài)文明的應有之意。在這個背景下，北京冬奧會的綠電供應應運而生，從技術(shù)和政策兩方面實現(xiàn)創(chuàng)新，為地區(qū)經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展留下了寶貴遺產(chǎn)。

2 清潔能源布局與冬奧會賽區(qū)規(guī)劃完美結(jié)合

作為北京冬奧會三個賽區(qū)之一的張家口賽區(qū)，是“風的故鄉(xiāng)、光的海洋”，風電、太陽能發(fā)電資源儲量十分豐富，可開發(fā)資源規(guī)模高達8500萬kW，作為國家級可再生能源示范區(qū)，張家口市可再生能源總裝機已突破2000萬kW，為全國非水可再生能源第一大市。隨著京張高鐵、京禮高速的建成通車，冬奧會北京、延慶、張家口三個賽區(qū)通過高效的交通網(wǎng)絡形成了一個整體，夯實了京津冀一體化西北旅游發(fā)展帶的基礎設施承載能力，不僅使能源的輸送更加便利，更使得北京與張家口市在聯(lián)手申辦冬奧會后，在未來都獲得了更大的發(fā)展空間。

3 世界第一的直流工程

張北柔性直流電網(wǎng)示范工程延慶換流站

為保證北京冬奧會的能源供應，國家電網(wǎng)公司于2018年啟動張北柔性直流電網(wǎng)示范工程（以下簡稱“柔直工程”），在北京延慶區(qū)、張家口張北縣、豐寧縣、康保縣四地同步建設四端換流站，為京津冀地區(qū)撐起了一張直流電網(wǎng)。與傳統(tǒng)變電站相比，直流電網(wǎng)將交流電轉(zhuǎn)換成為直流電，通過直流線路輸送到對端換流站，再將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，接入交流電網(wǎng),極大減小了電能長距離輸送的能量損耗。張北柔直工程聚焦綠色辦奧，打造清潔低碳奧運專區(qū)，將張北新能源基地、豐寧儲能電源與北京負荷中心可靠互聯(lián)，大幅提升能源供給的清潔比重，為冬奧會提供堅強、充裕的綠色能源保障。工程投產(chǎn)后，能夠滿足700萬kM新能源裝機的外送和消納需求，每年可輸送140億kMh清潔電力，全面滿足北京地區(qū)以及張家口地區(qū)冬奧場館用電需求，按照全國平均的電力碳排放因子0.6101tCO2/MWh計算，減排二氧化碳854萬t。

此外，配套建設張北風光儲輸一體化示范基地，通過統(tǒng)籌平衡風、光、儲三種資源，實現(xiàn)對新能源發(fā)電系統(tǒng)的可預測、可控制、可調(diào)度，在聯(lián)合發(fā)電控制運行方式和調(diào)度模式研究領域?qū)崿F(xiàn)世界首創(chuàng)。通過直流電網(wǎng)安全、穩(wěn)定又不失靈活的電力供應，極大提高了北京冬奧會所有場館的供電可靠性，也實現(xiàn)了場館綠電供應所需的硬件基礎。

4 國家政策的積極引導

黨的十九大報告提出要求構(gòu)建市場導向的綠色技術(shù)創(chuàng)新體系，發(fā)展綠色金融，壯大節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)、清潔生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)、清潔能源產(chǎn)業(yè)。國務院政府工作報告中提出抓緊解決機制和技術(shù)問題，優(yōu)先保障可再生能源發(fā)電上網(wǎng)，有效緩解棄水、棄風、棄光狀況。響應黨中央號召，國家發(fā)展和改革委于2017年制定《關于北方地區(qū)清潔供暖價格政策的意見》，加大冬季電采暖改造力度；國家能源局于2018年下發(fā)《可再生能源電力配額及考核辦法》，鼓勵市場主體優(yōu)先開展可再生能源電力交易。

張北柔性直流電網(wǎng)示范工程張北換流站

2018年11月，華北能源監(jiān)管局印發(fā)《京津冀綠色電力市場化交易規(guī)則（試行）》，將冬奧會場館設施納入?yún)⑴c綠色電力市場化交易的電力用戶范圍，并規(guī)定綠色電量優(yōu)先保證冬奧會場館設施的供應。經(jīng)過系列政策的引導，解開了冬奧會場館設施綠電交易的政策瓶頸，推動了冬奧會場館和相關附屬設施綠電交易的進程，為踐行綠色發(fā)展理念，落實可持續(xù)承諾提供了有力保障。

5 冬奧會的綠電供應正式啟航

依托京津冀地區(qū)資源稟賦和冬奧會基礎設施建設帶來的優(yōu)勢，在現(xiàn)行政策框架下，按照節(jié)儉辦奧的要求，依托電網(wǎng)主干通道，通過市場化直購綠電方式實現(xiàn)冬奧會全生命周期的清潔能源供應，北京冬奧會的綠電供應方案已經(jīng)呼之欲出。2019年1月30日，北京冬奧會場館綠電供應簽約儀式在京舉行，冬奧會場館“綠電交易”工作正式啟動。

2019年7月1日，第一批11個冬奧會場館實現(xiàn)綠電供應，截至目前，總交易電量達3.18億kWh，減排二氧化碳19萬t。到2022年冬殘奧會結(jié)束時，冬奧會場館預計共消耗綠電約4億kWh，預計可減排二氧化碳24萬t。

6 實現(xiàn)的社會效益

北京冬奧會的綠電供應，展現(xiàn)了中國清潔能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的信心和前景，國際奧委會第一副主席、北京冬奧會協(xié)調(diào)委員會主席胡安·薩馬蘭奇評價北京冬奧會說：“場館清潔能源的使用在以往的奧運會中都有所體現(xiàn)，但北京冬奧會實現(xiàn)全部場館由城市綠色電網(wǎng)全覆蓋，這在奧運歷史上還屬首次。這是第一個全綠色的奧運會，不僅僅對于北京、河北，對于整個中國和整個世界，對于我們的后代都非常重要?！?/p>

柔直工程配套建設的630萬kW風電、光伏發(fā)電，拉動當?shù)仫L、光發(fā)電投資達到600億元，工程還有力帶動上下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展，提供大量就業(yè)崗位。工程投運后，將顯著提升張家口地區(qū)新能源外送能力，有效促進當?shù)胤鲐氹娬鞠{新能源，預計惠及1110座光伏扶貧電站和104896戶貧困戶，總?cè)萘窟_133.9萬kW。

北京這座“雙奧之城”，經(jīng)過2008年奧運會的洗禮，促進了城市建設跨越式發(fā)展，2022年的北京冬奧會同樣帶動了京津冀基礎設施的一體化發(fā)展，開啟了大規(guī)模清潔能源的友好接入和送出模式，使“張家口的風點亮北京的燈”成為現(xiàn)實，隨著能源供應方式的創(chuàng)新，清潔能源本地消納能力不足的問題將得到有效緩解，在推動我國清潔能源的產(chǎn)業(yè)發(fā)展，引領科技創(chuàng)新等方面具有積極的促進作用。

7 結(jié)語

“滄海橫流，方顯英雄本色”，全球疫情肆虐背景下的北京冬奧會，對推動中西文化交流融合、增強民族自信必將產(chǎn)生積極影響，北京冬奧會籌辦形成的奧運遺產(chǎn)也將助力于地方經(jīng)濟與社會發(fā)展。成功舉辦北京冬奧會是中華民族偉大復興道路上的一小步，相信北京冬奧會各項創(chuàng)新的示范效應會加快促進綠色、科技、智慧、節(jié)儉等元素的融合，惠及廣大民眾，推動合作企業(yè)發(fā)展再上新臺階，服務冬奧會籌辦與加快發(fā)展雙贏，服務城市和區(qū)域的高質(zhì)量發(fā)展。