劉戰(zhàn)君,梁寧,吳謀遠(yuǎn),范旭強(qiáng),劉月洋,陳勇
(1.中國(guó)石油玉門油田公司;2.中國(guó)石油集團(tuán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院)
近年來,為順應(yīng)低碳發(fā)展趨勢(shì),助力社會(huì)減排脫碳,發(fā)展新能源業(yè)務(wù)已成為越來越多世界一流石油公司的必然選擇。中國(guó)石油集團(tuán)按照“清潔替代、戰(zhàn)略接替、綠色轉(zhuǎn)型”三步走總體部署,大力推動(dòng)油氣與新能源協(xié)同融合發(fā)展,努力構(gòu)建綠色低碳的現(xiàn)代能源體系,加快向現(xiàn)代化綜合性能源公司轉(zhuǎn)型,在地?zé)崮?、太陽能、風(fēng)能、氫能、生物質(zhì)能開發(fā)利用等新能源領(lǐng)域取得了重要突破。玉門油田作為1939年開發(fā)建設(shè)的老油田,在轉(zhuǎn)型發(fā)展中探索了一條傳統(tǒng)油田企業(yè)綠色低碳發(fā)展之路。2021年12月27日,玉門油田玉門東鎮(zhèn)200兆瓦光伏并網(wǎng)發(fā)電示范項(xiàng)目建成投運(yùn),不僅是中國(guó)石油集團(tuán)目前規(guī)模最大的集中式光伏發(fā)電示范項(xiàng)目,也是甘肅省“十四五”首個(gè)實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電的光伏電站,項(xiàng)目設(shè)計(jì)年發(fā)電量約4億千瓦時(shí),相當(dāng)于13萬戶家庭一年的用電需求,每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤約11萬噸,減排二氧化碳28萬噸,率先實(shí)現(xiàn)了中國(guó)石油集團(tuán)對(duì)外大規(guī)模供應(yīng)清潔電力“零”的突破,并成為中國(guó)石油集團(tuán)首家獲得國(guó)家認(rèn)可“綠色電力證書”企業(yè)、中國(guó)石油集團(tuán)歷史上完成首筆“綠電”交易的企業(yè);2022年6月20日,玉門油田獲批國(guó)家電網(wǎng)系統(tǒng)外第一家新能源計(jì)量分中心(電力),石油資源日益枯竭的老油田煥發(fā)出能源轉(zhuǎn)型的新生機(jī)。
具有80多年開發(fā)歷史的玉門油田,是新中國(guó)第一個(gè)天然石油基地。從上世紀(jì)60年代起,先后向全國(guó)各油田和煉化企業(yè)輸送骨干力量10萬多人、各類設(shè)備4000多臺(tái)(套),被譽(yù)為“中國(guó)石油工業(yè)的搖籃”,是傳統(tǒng)油田企業(yè)的代表之一。近年來,玉門油田面臨油氣資源逐漸枯竭、煉油加工規(guī)模有限、發(fā)電供熱鍋爐面臨退役的發(fā)展困境,如何擺脫對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴,依托當(dāng)?shù)貎?yōu)越的風(fēng)光資源稟賦、獨(dú)特的區(qū)位優(yōu)勢(shì)和良好的基礎(chǔ)條件,加快傳統(tǒng)油氣業(yè)務(wù)的轉(zhuǎn)型升級(jí),成為玉門油田確保長(zhǎng)期生存發(fā)展,謀求未來競(jìng)爭(zhēng)新優(yōu)勢(shì)的重要課題。
玉門油田是一個(gè)集勘探開發(fā)、煉油化工和工程技術(shù)服務(wù)上下游配套的綜合性油田企業(yè)。自2020年以來,玉門油田面臨著增儲(chǔ)上產(chǎn)難度大、生存空間狹小的發(fā)展之“痛”。
一是勘探開發(fā)“缺油少氣”。油氣勘探在玉門老區(qū)剩余可采儲(chǔ)量少,新的勘探領(lǐng)域非常規(guī)資源占比高,資源品種單一,原油操作成本和完全成本居高難下。
二是煉油化工加工規(guī)模小。主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)與行業(yè)平均水平有較大差距,缺少拳頭產(chǎn)品,受市場(chǎng)和政策調(diào)整等因素影響大,創(chuàng)效盈利能力弱。
三是工程技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)。業(yè)務(wù)規(guī)模小,技術(shù)力量不強(qiáng),無核心技術(shù),特別是由于國(guó)家實(shí)行火力發(fā)電“壓小上大”政策,油田自備電廠現(xiàn)有的鍋爐和發(fā)電機(jī)組裝機(jī)小、熱電轉(zhuǎn)換效率低、自身能耗高,10年內(nèi)面臨服役到期后關(guān)停。
面對(duì)國(guó)內(nèi)外各大石油公司從石油向“天然氣+新能源”轉(zhuǎn)型發(fā)展大勢(shì),玉門油田為擺脫傳統(tǒng)資源依賴,突破發(fā)展瓶頸制約,在國(guó)家碳達(dá)峰、碳中和(即“雙碳”)目標(biāo)和中國(guó)石油集團(tuán)綠色低碳發(fā)展戰(zhàn)略指引下,確立了“油氣并舉、多能驅(qū)動(dòng)”的發(fā)展目標(biāo)和路徑,大力開拓新能源業(yè)務(wù),開辟天然氣戰(zhàn)場(chǎng),積極培育新的發(fā)展動(dòng)能,走上清潔轉(zhuǎn)型發(fā)展道路。
玉門油田地處河西走廊,風(fēng)、光、水、土地等自然資源優(yōu)越,擁有新能源開發(fā)的巨大潛力,國(guó)家發(fā)改委布局“以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為重點(diǎn)的大型風(fēng)電光伏基地”、甘肅省啟動(dòng)新一輪清潔能源基地建設(shè)也為其轉(zhuǎn)型發(fā)展提供了新契機(jī)。
1.2.1 擁有較為豐富的風(fēng)、光等自然資源
風(fēng)、光資源方面,玉門油田所在的酒泉市是甘肅省風(fēng)、光資源最好的地區(qū),屬于國(guó)家太陽能一類、風(fēng)能二類資源區(qū),據(jù)測(cè)算,太陽能、風(fēng)能技術(shù)可開發(fā)量分別為20億千瓦和8000萬千瓦。土地資源方面,酒泉轄區(qū)面積為19.2萬平方千米,土地資源充足。境內(nèi)擁有大量戈壁、荒漠等土地面積,共約9.7萬平方千米,用地成本較低,玉門油田擁有確權(quán)農(nóng)業(yè)土地17.2萬畝,可以滿足風(fēng)、光發(fā)電大量的用地需求。天然氣資源方面,西氣東輸3條天然氣管線過境河西走廊,從管道下載天然氣條件便利。受煤炭資源不豐富、地形限制抽水蓄能等因素影響,氣電將是未來甘肅省新能源發(fā)電的主要調(diào)峰手段。水資源方面,酒泉境內(nèi)可利用水量為27億立方米,玉門油田礦區(qū)有兩個(gè)水源地(取水量5000萬立方米/年),扣除農(nóng)用和生活用水仍有2200萬立方米/年的余量,能夠支撐100萬噸/年電解水制氫所需用水量(按制氫1千克耗水約10千克測(cè)算)。
1.2.2 地方政府規(guī)劃建設(shè)新一批清潔能源基地
甘肅省規(guī)劃到2025年風(fēng)電和光伏發(fā)電裝機(jī)容量在現(xiàn)有規(guī)模的基礎(chǔ)上翻一番,達(dá)到8000萬千瓦以上,可再生能源裝機(jī)容量接近65%。截至目前,酒泉市建成新能源裝機(jī)容量1717萬千瓦。其中,風(fēng)電1290萬千瓦、光伏發(fā)電406萬千瓦、光熱發(fā)電21萬千瓦,累計(jì)發(fā)電量達(dá)1811億千瓦時(shí);計(jì)劃未來5年再建一個(gè)千萬千瓦級(jí)風(fēng)電基地,建成千萬千瓦級(jí)光伏基地,確保新增新能源電力裝機(jī)容量2000萬千瓦,力爭(zhēng)突破4000萬千瓦;甘肅省和酒泉市積極推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展,希望將氫能產(chǎn)業(yè)打造成地方經(jīng)濟(jì)支柱之一。
玉門油田是酒泉市三個(gè)戰(zhàn)略合作企業(yè)之一,在酒泉經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的地位舉足輕重,2021年上繳稅費(fèi)占酒泉市的40.6%、玉門市的84.82%,工業(yè)增加值占酒泉市規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)的35.64%、玉門市的66.6%。油田不僅與酒泉市、玉門市簽署了新能源項(xiàng)目合作框架協(xié)議,還與其建立了互保共建協(xié)調(diào)機(jī)制,地方政府在新能源并網(wǎng)指標(biāo)獲取和土地征用等方面為油田提供優(yōu)惠政策支持。
1.2.3 新能源消納市場(chǎng)條件日趨成熟
目前,酒泉市有1條±800千伏祁韶特高壓直流和新疆-西北主網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)3條750千伏交流輸電通道。玉門-上海崇明島電力輸送新通道初步規(guī)劃以玉門市紅柳泉為起點(diǎn),建設(shè)“隴電入滬”±1100千伏特高壓直流工程,電源側(cè)計(jì)劃電力裝機(jī)容量為1700萬千瓦(含氣電)。此外,甘肅省正在推動(dòng)建設(shè)金(昌)張(掖)武(威)至浙江特高壓輸送新通道。
酒泉市正在積極承接?xùn)|部地區(qū)化工產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移,4個(gè)化工園區(qū)被列為甘肅省省級(jí)化工園區(qū),為油田提供了拓展電熱氫、化工原料等市場(chǎng)的機(jī)會(huì)。據(jù)測(cè)算,到2025年,玉門老市區(qū)將新增用電負(fù)荷4萬千瓦、蒸汽熱負(fù)荷60噸/小時(shí),周邊化工園區(qū)氫氣需求達(dá)到3.5萬噸/年,油田已與其中6家化工企業(yè)簽訂供氫協(xié)議(總用氫量3060噸/年)?,F(xiàn)階段,城市周邊只有玉門煉廠可提供氫氣,政府要求油田盡快建設(shè)輸氫管道,作為園區(qū)招商引資的基礎(chǔ)條件。距離油田50千米的酒鋼集團(tuán)未來氫冶金對(duì)“綠氫”需求預(yù)計(jì)在30萬噸/年以上。
1.2.4 上級(jí)部門賦予企業(yè)新的戰(zhàn)略定位
玉門油田擁有油氣勘探開發(fā)、煉油化工、供配電、機(jī)械加工等各類業(yè)務(wù),為“綠電”“綠氫”等新業(yè)務(wù)的發(fā)展提供了良好基礎(chǔ)。自備電廠發(fā)電裝機(jī)容量為11.34萬千瓦,內(nèi)部電網(wǎng)約1000千米,電力相關(guān)專業(yè)人員有600余人,為風(fēng)電、光電等電力業(yè)務(wù)的生產(chǎn)和運(yùn)行維護(hù)提供了有力保障。煉化總廠氫氣相關(guān)專業(yè)人員共計(jì)約300人,具備外供氫氣能力4000噸/年,已先期培育和搶占周邊氫氣市場(chǎng)。2021年,中國(guó)石油集團(tuán)將玉門油田確定為玉門清潔轉(zhuǎn)型示范基地,玉門油田可再生能源制氫項(xiàng)目被列為綠色發(fā)展典型示范項(xiàng)目之一,對(duì)油田新能源業(yè)務(wù)發(fā)展寄予厚望;甘肅省將玉門油田確立為全省氫能源產(chǎn)業(yè)鏈鏈主企業(yè),酒泉市賦予油田牽頭組建氫能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心的使命,支持油田打造氫能源全產(chǎn)業(yè)鏈,帶動(dòng)和引領(lǐng)全省氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
與大多數(shù)油田企業(yè)一樣,玉門油田屬于新能源領(lǐng)域新進(jìn)入者,在資源競(jìng)爭(zhēng)、上網(wǎng)指標(biāo)獲取、外送電力、資金盈利、人才技術(shù)等方面均存在問題,這給玉門油田發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)帶來了較大挑戰(zhàn)。
1.3.1 資源競(jìng)爭(zhēng)激烈
近年來,風(fēng)電、光電等新能源產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展,尤其是風(fēng)、光資源較好的東北、華北北部和西北(即“三北”)地區(qū)成為各企業(yè)爭(zhēng)相發(fā)展風(fēng)電和光電的主戰(zhàn)場(chǎng)。以地處河西走廊的酒泉市為例,目前共有30余家企業(yè)向酒泉市政府提出新能源項(xiàng)目建設(shè)申請(qǐng),中國(guó)五大發(fā)電集團(tuán)均與酒泉市政府簽訂了新能源戰(zhàn)略合作協(xié)議,部分企業(yè)已在優(yōu)質(zhì)風(fēng)、光資源區(qū)域完成土地預(yù)審,該地區(qū)新能源布局所需的優(yōu)質(zhì)土地等資源正在急劇減少,玉門油田發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)處于“逆水行舟”不進(jìn)則退的境地。
1.3.2 指標(biāo)獲取困難
一直以來,油田企業(yè)把油氣勘探生產(chǎn)作為主營(yíng)業(yè)務(wù),很少涉足電力領(lǐng)域,獲取上網(wǎng)指標(biāo)困難,制約了新能源產(chǎn)業(yè)的做大做強(qiáng)和長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。以玉門油田所在的甘肅省為例,按照甘肅省“投資換指標(biāo)”“產(chǎn)業(yè)換資源”的新能源發(fā)展政策,油田在省內(nèi)尚沒有新能源裝備制造產(chǎn)業(yè)投資項(xiàng)目,在其他投資較低的情況下,新能源優(yōu)質(zhì)資源和并網(wǎng)指標(biāo)爭(zhēng)取異常艱難。
1.3.3 外送通道不暢
油田企業(yè)新能源發(fā)電在解決自身“清潔替代”問題后,剩余清潔電力要對(duì)外輸送,如果通道不暢則面臨“有電無處送”的局面。玉門油田所在的酒泉市境內(nèi)已建成的±800千伏酒湖(酒泉至湖南)特高壓直流、新疆至西北主網(wǎng)3條750千伏交流輸電通道,2022年預(yù)計(jì)電力外送容量5500兆瓦,外送電量300億千瓦時(shí),已接近滿負(fù)荷輸送能力,新規(guī)劃的兩條通道還沒有開工建設(shè),短期內(nèi)難以滿足油田新能源發(fā)電增量外送需求。
1.3.4 自有資金不足
發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)是資源枯竭型油田企業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的絕佳路徑,但由于油氣勘探開發(fā)高峰期已過,該類油田的部分企業(yè)自由現(xiàn)金流相對(duì)缺乏,甚至處于虧損狀態(tài)。玉門油田作為中國(guó)石油天然氣股份有限公司的分公司級(jí)企業(yè),不具備與第三方合資合作的主體資格,承擔(dān)新能源建設(shè)的高額資本金和前期征地等費(fèi)用保障力不強(qiáng)。同時(shí),天然氣利用價(jià)格等尚未得到有效的政策支持,儲(chǔ)能、光熱、電解水制氫等項(xiàng)目前期投入高,新能源項(xiàng)目初期實(shí)現(xiàn)盈利難度大。
1.3.5 專業(yè)人才缺乏
缺乏掌握新能源相關(guān)核心關(guān)鍵技術(shù)、精通項(xiàng)目運(yùn)作管理的專業(yè)人才,尚未培育出具有新能源裝備制造、計(jì)量測(cè)試等能力的人才隊(duì)伍,也未形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的風(fēng)光(熱)發(fā)電、氫能、儲(chǔ)能等新能源技術(shù)。目前,玉門油田從事新能源業(yè)務(wù)的人員大多是原油氣專業(yè)人員兼職或轉(zhuǎn)崗而來,缺乏專業(yè)背景和工作經(jīng)驗(yàn),僅有少部分油田電力系統(tǒng)員工了解風(fēng)電、光伏發(fā)電中電力專業(yè)相關(guān)內(nèi)容。與部分資源枯竭型油田企業(yè)一樣,受薪酬待遇等約束,無法引進(jìn)新能源業(yè)務(wù)領(lǐng)域關(guān)鍵人才,面臨引進(jìn)人才難、留住人才難的問題。
為實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo),提升能源清潔利用水平和電力系統(tǒng)運(yùn)行效率,更好地發(fā)揮“源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化”和多能互補(bǔ)在保障能源安全中的作用,國(guó)家相關(guān)部門密集出臺(tái)了多個(gè)文件,提供政策引導(dǎo)。
2020年,國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局公開發(fā)布《關(guān)于開展“風(fēng)光水火儲(chǔ)一體化”“源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化”的指導(dǎo)意見(征求意見稿)》,明確提出“風(fēng)光水火儲(chǔ)一體化”和“源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化”的范疇與內(nèi)涵,強(qiáng)調(diào)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)各類電源開發(fā)、提高清潔能源利用效率、適度配置儲(chǔ)能設(shè)施、充分發(fā)揮負(fù)荷側(cè)調(diào)節(jié)能力。
2021年,國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局發(fā)布《關(guān)于推進(jìn)電力“源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化”和多能互補(bǔ)發(fā)展的指導(dǎo)意見》,進(jìn)一步深化電力輔助服務(wù)市場(chǎng)、中長(zhǎng)期交易等市場(chǎng)化機(jī)制建設(shè),充分挖掘常規(guī)電源、儲(chǔ)能、用戶負(fù)荷等各方調(diào)節(jié)能力,提升可再生能源消納水平。同年,國(guó)務(wù)院印發(fā)《2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案的通知》,要求推動(dòng)建立光熱發(fā)電與光伏發(fā)電、風(fēng)電互補(bǔ)調(diào)節(jié)的風(fēng)光熱綜合可再生能源發(fā)電基地。大力推動(dòng)天然氣與多種能源融合發(fā)展,因地制宜建設(shè)天然氣調(diào)峰電站。
2022年,國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局發(fā)布《關(guān)于完善能源綠色低碳轉(zhuǎn)型體制機(jī)制和政策措施的意見》提出,推動(dòng)構(gòu)建以清潔低碳能源為主體的能源供應(yīng)體系。進(jìn)一步明確以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為重點(diǎn),加快推進(jìn)大型風(fēng)電、光伏發(fā)電基地建設(shè)。支持新能源電力能建盡建、能并盡并、能發(fā)盡發(fā)。不久后,國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局聯(lián)合印發(fā)了《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃(2021-2035年)》,鼓勵(lì)在風(fēng)、光、水、電資源豐富地區(qū),開展可再生能源制氫示范,逐步擴(kuò)大示范規(guī)模。探索在氫能應(yīng)用規(guī)模較大的地區(qū)設(shè)立制氫基地。
“源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化”和多能互補(bǔ)發(fā)展,有利于提升可再生能源開發(fā)消納水平和非化石能源消費(fèi)比重,對(duì)于促進(jìn)中國(guó)能源轉(zhuǎn)型和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展具有重要意義。多能互補(bǔ)集成優(yōu)化示范工程主要有兩種模式:一是面向終端用戶電、熱、冷、氣等多種用能需求,通過天然氣熱電冷三聯(lián)供、分布式可再生能源和能源智能微網(wǎng)等方式,實(shí)現(xiàn)多能協(xié)同供應(yīng)和能源綜合梯級(jí)利用;二是利用大型綜合能源基地風(fēng)能、太陽能、水能、煤炭、天然氣等資源組合優(yōu)勢(shì),推進(jìn)風(fēng)、光、水、火、儲(chǔ)多能互補(bǔ)系統(tǒng)建設(shè)運(yùn)行。
“風(fēng)光水火儲(chǔ)一體化”側(cè)重于電源基地開發(fā),結(jié)合當(dāng)?shù)刭Y源條件和能源特點(diǎn),因地制宜采取風(fēng)能、太陽能、水能、煤炭等多能源品種發(fā)電互相補(bǔ)充,并適度增加一定比例儲(chǔ)能,統(tǒng)籌各類電源的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營(yíng),積極探索“風(fēng)光儲(chǔ)一體化”,因地制宜開展“風(fēng)光水儲(chǔ)一體化”,穩(wěn)妥推進(jìn)“風(fēng)光火儲(chǔ)一體化”。其目的是提升能源利用效率和發(fā)展質(zhì)量,促進(jìn)能源轉(zhuǎn)型和實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)。
“源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化”則側(cè)重于圍繞負(fù)荷需求開展,以儲(chǔ)能等先進(jìn)技術(shù)和體制機(jī)制創(chuàng)新為支撐,以安全、綠色、高效為目標(biāo),創(chuàng)新電力生產(chǎn)和消費(fèi)模式,為構(gòu)建源網(wǎng)荷高度融合的新一代電力系統(tǒng)探索發(fā)展路徑,實(shí)現(xiàn)源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)的深度協(xié)同,主要包括區(qū)域(?。┘?jí)“源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化”,市(縣)級(jí)“源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化”以及園區(qū)級(jí)“源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化”等模式。
傳統(tǒng)油田企業(yè)工業(yè)負(fù)荷規(guī)模大、新能源資源條件好,可通過熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組、新能源、可再生能源制氫,靈活運(yùn)行電熱氫負(fù)荷一體化運(yùn)營(yíng)方案,按照“清潔替代、戰(zhàn)略接替、綠色轉(zhuǎn)型”發(fā)展路徑,大力發(fā)展氫電聯(lián)動(dòng)接替產(chǎn)業(yè),積極開展清潔替代和碳捕集與封存(CCS)/碳捕集利用與封存(CCUS)等減碳措施,因地制宜開展“風(fēng)光火儲(chǔ)一體化”和“源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化”示范項(xiàng)目,實(shí)現(xiàn)能源清潔替代及安全高效利用,達(dá)到多能互補(bǔ)效果。
清潔替代:可通過節(jié)能、清潔替代等措施實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)用能能替盡替,建設(shè)“風(fēng)光火儲(chǔ)一體化”能源基地,逐步提高清潔電力、地?zé)?、氫能等清潔能源業(yè)務(wù)占比,開展摻氫、電解水制氫、二氧化碳捕集利用埋存與提高采收率(CCUS-EOR)等技術(shù)試驗(yàn)示范,建立新能源研究實(shí)驗(yàn)室,啟動(dòng)新能源裝備制造業(yè)務(wù)。
戰(zhàn)略接替:穩(wěn)步擴(kuò)大風(fēng)光發(fā)電、地?zé)岷汀熬G氫”外供業(yè)務(wù),通過應(yīng)用新能源、碳捕集利用與封存和碳匯等手段大幅提高碳減排能力,基本實(shí)現(xiàn)熱、電、氫對(duì)油氣業(yè)務(wù)的戰(zhàn)略接替,助力企業(yè)碳達(dá)峰。同時(shí)新能源實(shí)驗(yàn)室建設(shè)成熟,裝備制造產(chǎn)業(yè)規(guī)?;l(fā)展。
綠色轉(zhuǎn)型:實(shí)現(xiàn)新能源與傳統(tǒng)能源協(xié)同互動(dòng),繼續(xù)規(guī)模化發(fā)展地?zé)?、清潔電力、氫能、碳捕集利用與封存等新能源新業(yè)務(wù),建成“源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化”示范區(qū)。裝備制造、碳減排產(chǎn)業(yè)發(fā)展成熟,技術(shù)引領(lǐng)作用顯著,熱、電、氫能源供應(yīng)遠(yuǎn)超油氣,實(shí)現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展,助力社會(huì)碳中和。
“十四五”期間(2021-2025年),玉門油田將大力實(shí)施節(jié)能提效、清潔替代工程,擬利用西氣東輸下載天然氣,采取風(fēng)能、太陽能、天然氣等多品類發(fā)電互相補(bǔ)充,并適度增加一定比例的儲(chǔ)能,增加綠電外供及消納能力,預(yù)計(jì)到2025年清潔電力裝機(jī)容量達(dá)到1000萬千瓦,制氫規(guī)模達(dá)到5萬噸/年。2026-2035年,穩(wěn)步擴(kuò)大氣、風(fēng)、光、儲(chǔ)融合發(fā)電和“綠氫”產(chǎn)業(yè)規(guī)模,清潔電力裝機(jī)規(guī)模達(dá)到1800萬千瓦,2027年實(shí)現(xiàn)300萬千瓦氣電全部投產(chǎn)運(yùn)行,碳排放總量達(dá)到600萬噸的峰值(其中天然氣發(fā)電排放550萬噸),爭(zhēng)取在2030年建成1800萬千瓦“風(fēng)光火儲(chǔ)一體化”清潔電力基地。2036-2050年,新能源業(yè)務(wù)成為玉門油田半壁江山,2050年清潔電力裝機(jī)總量達(dá)到3800萬千瓦,2045年關(guān)停運(yùn)行20余年的200萬千瓦氣電裝置,碳排放總量降低至250萬噸,再通過林業(yè)碳匯項(xiàng)目以及碳捕集利用與封存等措施將250萬噸二氧化碳全部移除,到2050年制氫規(guī)模達(dá)到100萬噸/年,以管道輸氫、儲(chǔ)能等先進(jìn)技術(shù)支撐,實(shí)現(xiàn)源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)的深度協(xié)調(diào),建設(shè)“源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化”示范區(qū),助力油田實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)。
玉門油田清潔電力新增裝機(jī)規(guī)劃見表1,“雙碳”路線圖見圖1。
表1 玉門油田清潔電力新增裝機(jī)規(guī)劃單位:萬千瓦
圖1 玉門油田“雙碳”路線圖
電網(wǎng)調(diào)峰時(shí)根據(jù)負(fù)荷變化速率的不同,需要不同響應(yīng)速度的調(diào)峰電源,天然氣發(fā)電是現(xiàn)階段響應(yīng)速度及成本綜合較優(yōu)的調(diào)峰電源(見圖2),可為風(fēng)電、光伏發(fā)電等可再生能源提供調(diào)峰服務(wù),緩解或消除此類可再生能源不穩(wěn)定、瞬時(shí)變化大對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生的沖擊,保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
結(jié)合玉門油田礦區(qū)屬地及當(dāng)?shù)匦履茉匆?guī)劃,積極爭(zhēng)取上網(wǎng)指標(biāo),穩(wěn)步擴(kuò)大風(fēng)、光發(fā)電規(guī)模,開展光熱綜合利用。充分發(fā)揮企業(yè)區(qū)位優(yōu)勢(shì),積極開發(fā)油田礦區(qū)屬地及周邊、地方規(guī)劃的新能源基地等風(fēng)光資源,積極利用《關(guān)于推進(jìn)電力源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化和多能互補(bǔ)發(fā)展的指導(dǎo)意見》等政策機(jī)遇,以新能源發(fā)電上網(wǎng)配套建設(shè)天然氣發(fā)電調(diào)峰電廠,搶占“隴電入滬”新能源指標(biāo)、土地資源,推進(jìn)“多能互補(bǔ)一體化”清潔電力基地建設(shè);按照國(guó)家推動(dòng)以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為重點(diǎn)的大型風(fēng)電、光伏發(fā)電基地建設(shè)部署,集中在巴丹吉林、騰格里、毛烏素沙漠按照“風(fēng)光氣儲(chǔ)氫一體化”多能互補(bǔ)模式,牽頭建設(shè)“低排放、高效率、高可靠”的大型風(fēng)電光伏基地示范項(xiàng)目。
中國(guó)天然氣消費(fèi)通常呈現(xiàn)出非常明顯的季節(jié)性峰谷差,這在北方大型城市尤為明顯,除為電網(wǎng)調(diào)峰,支持風(fēng)電、光伏發(fā)電的發(fā)展外,天然氣發(fā)電作為用氣大戶,通過對(duì)燃?xì)怆姀S的合理調(diào)度,減小氣網(wǎng)用氣峰谷差,對(duì)天然氣產(chǎn)業(yè)鏈也具有重要的調(diào)峰作用。玉門油田結(jié)合當(dāng)?shù)刭Y源優(yōu)勢(shì),有效利用西氣東輸管道天然氣資源,在建設(shè)風(fēng)電、光伏發(fā)電的同時(shí),配套天然氣發(fā)電進(jìn)行調(diào)峰。河西走廊缺少電網(wǎng)外送通道,甘肅省預(yù)計(jì)在“十四五”期間增加調(diào)峰需求500萬~800萬千瓦,急需穩(wěn)定可靠的調(diào)峰電源。建設(shè)燃?xì)獍l(fā)電項(xiàng)目且實(shí)施風(fēng)、光、氣儲(chǔ)互補(bǔ),有利于擴(kuò)大天然氣銷售,降低管輸費(fèi)用,符合中國(guó)石油集團(tuán)的總體利益。目前,天然氣發(fā)電成本為0.35~0.4元/千瓦時(shí),煤電發(fā)電成本為0.25~0.29元/千瓦時(shí)(油田電廠煤電成本為0.285元/千瓦時(shí)),氣電經(jīng)濟(jì)效益明顯低于煤電。利用天然氣資源換取新能源發(fā)電上網(wǎng)指標(biāo),是撬動(dòng)當(dāng)?shù)仫L(fēng)、光資源的最重要手段。
目前,中國(guó)更多依賴化石能源制氫,其弊端是會(huì)伴生大量二氧化碳。僅從物料平衡測(cè)算,生產(chǎn)1千克氫,煤制氫會(huì)伴生11千克二氧化碳,油制氫會(huì)伴生7千克二氧化碳。未來,中國(guó)將加速發(fā)展“綠氫”制取、儲(chǔ)運(yùn)和應(yīng)用等氫能產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)和裝備,促進(jìn)氫能燃料電池技術(shù)鏈、氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。中國(guó)新能源裝機(jī)規(guī)模居世界第一,但存在區(qū)域產(chǎn)能過剩、棄光棄風(fēng)棄水現(xiàn)象嚴(yán)重等問題,“綠氫”可成為可再生能源新的輸出路徑。
西北地區(qū)太陽能和風(fēng)能資源豐富,是生產(chǎn)和使用“綠氫”的便利之地。玉門油田利用豐富的風(fēng)、光資源提前布局“綠氫”產(chǎn)業(yè),培育油田發(fā)展新動(dòng)能,推進(jìn)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型。具體方向包括制取、儲(chǔ)運(yùn)、加注、應(yīng)用四個(gè)方面。
在氫氣制取方面,充分利用玉門煉廠產(chǎn)氫優(yōu)勢(shì),發(fā)展氫氣提純技術(shù),實(shí)施風(fēng)、光發(fā)電制氫示范項(xiàng)目,建立供氫中心,到2025年氫氣供應(yīng)總量達(dá)到5萬噸/年,為玉門老市區(qū)和東鎮(zhèn)兩個(gè)化工園區(qū)分別供應(yīng)氫氣3.38萬噸/年、1.07萬噸/年;進(jìn)一步攻克電解水制氫關(guān)鍵技術(shù),逐步降低“綠氫”成本,規(guī)?;l(fā)展可再生能源制氫。在氫氣儲(chǔ)運(yùn)方面,以高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫和管道輸氫為主,開展天然氣管道摻氫試驗(yàn),積極依托中國(guó)石油集團(tuán)專業(yè)機(jī)構(gòu)的研究力量,先期在氫源周邊社區(qū)開展小規(guī)模天然氣管網(wǎng)摻入3%~10%“綠氫”試驗(yàn),推動(dòng)氫氣儲(chǔ)輸技術(shù)不斷成熟;在酒泉和嘉峪關(guān)地區(qū)選擇居住人員分散、城鎮(zhèn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、用氫市場(chǎng)旺盛的城市(例如玉門市老市區(qū))建設(shè)城鎮(zhèn)供氫試點(diǎn)示范區(qū),拓展氫氣用能領(lǐng)域,為未來氫氣送入千家萬戶提供試驗(yàn)基礎(chǔ);采用液態(tài)、固態(tài)儲(chǔ)氫和西氣東輸天然氣管道、城市管網(wǎng)摻氫方式,逐步提升氫氣儲(chǔ)存運(yùn)輸能力,為城市供氫奠定基礎(chǔ)。在氫氣加注方面,支持中國(guó)石油甘肅銷售公司開展“油、氣、氫、電、非”綜合能源服務(wù)站建設(shè)試點(diǎn),依托各方力量推進(jìn)氫燃料電池車應(yīng)用;布局城市和城際公共加氫站網(wǎng)絡(luò),有序推進(jìn)河西走廊加氫基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。在氫氣應(yīng)用方面,與航天科技集團(tuán)合作建設(shè)液氫工廠,為酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心提供航天用氫;與中交集團(tuán)合作建設(shè)酒泉至明水綠色數(shù)字專用公路,發(fā)展氫能交通;立足自身?xiàng)l件開發(fā)綠色航煤、綠色合成氨、綠色尿素等產(chǎn)品,構(gòu)建綠色低碳化工產(chǎn)業(yè)鏈,實(shí)現(xiàn)玉門煉化由燃料型向綜合型轉(zhuǎn)變;與酒鋼集團(tuán)合作,將業(yè)務(wù)擴(kuò)展至氫冶金領(lǐng)域,打造酒泉、嘉峪關(guān)“雙城”氫能產(chǎn)業(yè)園。
新能源發(fā)電存在間歇性、隨機(jī)性和波動(dòng)性,對(duì)電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行產(chǎn)生了一定沖擊。由于電網(wǎng)是一個(gè)閉環(huán)的控制系統(tǒng),發(fā)電與用電之間必須達(dá)到平衡,但甘肅地區(qū)由于電力消納能力有限,仍存在棄風(fēng)棄光現(xiàn)象。為實(shí)現(xiàn)高效管理新能源發(fā)電,消納棄風(fēng)棄光資源,擬計(jì)劃建立能源與信息高度融合的“風(fēng)光水火儲(chǔ)一體化”方案。一方面在發(fā)電側(cè)消納更多的棄風(fēng)棄光資源,調(diào)和火電機(jī)組發(fā)電計(jì)劃與用電負(fù)荷的矛盾,實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)、精準(zhǔn)控制,提高發(fā)電系統(tǒng)綜合效率;另一方面通過對(duì)電網(wǎng)的調(diào)峰、調(diào)頻和調(diào)相等功能,有效抑制大規(guī)模風(fēng)、光發(fā)電并網(wǎng)后對(duì)電網(wǎng)帶來的隨機(jī)性波動(dòng),提升配電網(wǎng)的穩(wěn)定性、可靠性及接納分布式電源的能力。
在充分發(fā)揮企業(yè)區(qū)位優(yōu)勢(shì),合理規(guī)劃開發(fā)油田礦區(qū)屬地及周邊新能源基地等風(fēng)、光資源的同時(shí),為玉門地區(qū)新能源發(fā)電上網(wǎng)配套建設(shè)天然氣發(fā)電調(diào)峰電廠,以及適當(dāng)規(guī)模的電化學(xué)儲(chǔ)能裝置,在規(guī)劃的集中用熱園區(qū)、可替代的燃煤供熱集中區(qū)(例如酒泉市區(qū))等地建設(shè)適當(dāng)規(guī)模的燃?xì)?蒸汽熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目,從經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、節(jié)能等多角度實(shí)現(xiàn)多種能源的優(yōu)化調(diào)度、綜合能效優(yōu)化、智能運(yùn)維。隨著化學(xué)儲(chǔ)能、壓縮空氣、重力儲(chǔ)能技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破,在成本大幅下降后,后續(xù)再逐漸增加化學(xué)儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能、重力儲(chǔ)能比重,替代氣電,為可再生能源發(fā)電調(diào)峰,使能源電力系統(tǒng)更加穩(wěn)定。
玉門油田能源轉(zhuǎn)型發(fā)展正處于關(guān)鍵期,宜在公司層面建立協(xié)調(diào)、統(tǒng)一的規(guī)劃管理體系,成立新能源事業(yè)部或項(xiàng)目公司等歸口管理機(jī)構(gòu),針對(duì)玉門油田各業(yè)務(wù)優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn),強(qiáng)化頂層設(shè)計(jì)和總體規(guī)劃,建立工作專班,增強(qiáng)新能源業(yè)務(wù)建設(shè)系統(tǒng)性和針對(duì)性。
一是全面排查梳理,確保用好用足國(guó)家和地方發(fā)展新能源的各項(xiàng)優(yōu)惠政策,推動(dòng)中國(guó)石油集團(tuán)與地方政府合作,依托煉化轉(zhuǎn)型升級(jí)爭(zhēng)取配套綠電指標(biāo)和產(chǎn)業(yè)落地獎(jiǎng)勵(lì)新能源指標(biāo),由油田企業(yè)開發(fā)建設(shè)風(fēng)、光發(fā)電項(xiàng)目,支撐油田綠色低碳轉(zhuǎn)型,同時(shí)滿足新上煉化項(xiàng)目綠電需求,形成上下游發(fā)展協(xié)同、綠色互補(bǔ)優(yōu)勢(shì);推動(dòng)中國(guó)石油集團(tuán)與國(guó)家電網(wǎng)合資合作,加快電力輸送通道建設(shè)進(jìn)程,保障油田建設(shè)玉門清潔轉(zhuǎn)型示范基地。二是建設(shè)中國(guó)石油集團(tuán)西部新能源研發(fā)實(shí)驗(yàn)中心、新能源計(jì)量分中心,爭(zhēng)取地方對(duì)光伏、氫能、風(fēng)電等清潔能源在技術(shù)創(chuàng)新、核心技術(shù)突破方面更大的支持力度,構(gòu)建多結(jié)構(gòu)多元化的新型能源智能系統(tǒng)。三是積極向國(guó)家主管部門和地方政府爭(zhēng)取上網(wǎng)指標(biāo)和天然氣發(fā)電調(diào)峰上網(wǎng)電價(jià)相關(guān)扶持政策,牽頭建設(shè)國(guó)家在甘肅省布局的以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為重點(diǎn)的大型風(fēng)、光發(fā)電基地項(xiàng)目。
一是設(shè)立獨(dú)立的新能源發(fā)展預(yù)算,向中國(guó)石油集團(tuán)申請(qǐng)關(guān)鍵新能源領(lǐng)域的研發(fā)投入預(yù)算,以滿足油田的研發(fā)需求,在“綠氫”制取、儲(chǔ)運(yùn),氫能燃料電池,化學(xué)儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能、重力儲(chǔ)能技術(shù)等方面逐步增加研發(fā)投入。二是與地方政府、國(guó)內(nèi)外頂尖院所、行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)開展深度合作,全力加快氫能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心、新能源實(shí)驗(yàn)室和計(jì)量分中心建設(shè),適時(shí)成立玉門油田新能源研究院,深化裝備制造技術(shù)創(chuàng)新,集聚研發(fā)力量,推動(dòng)自主關(guān)鍵核心技術(shù)實(shí)現(xiàn)新突破,為新能源裝備制造產(chǎn)業(yè)提供先進(jìn)可靠的技術(shù)支撐。三是抓住國(guó)家支持氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展機(jī)遇,發(fā)揮甘肅省氫能源產(chǎn)業(yè)鏈鏈主企業(yè)示范引領(lǐng)作用,積極引進(jìn)制氫設(shè)備制造、加氫站等氫能領(lǐng)域的重大項(xiàng)目,培育制、儲(chǔ)、輸、用氫全產(chǎn)業(yè)鏈,打造中國(guó)石油集團(tuán)“油氣電氫”綜合能源示范基地。
鼓勵(lì)油田各部門科技人員積極進(jìn)行科技創(chuàng)新,并以清潔能源替代、可再生能源制氫等項(xiàng)目為載體,建立內(nèi)部人才交流機(jī)制、人力資源評(píng)價(jià)機(jī)制,充分釋放人才活力;聚集能源行業(yè)的領(lǐng)軍專家,指導(dǎo)和引領(lǐng)新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,打造一批懂技術(shù)、懂管理、懂開發(fā)、懂建設(shè)的復(fù)合型人才隊(duì)伍。同時(shí)加大本地區(qū)新能源專業(yè)畢業(yè)生的招聘力度,為企業(yè)精準(zhǔn)輸入新能源人才;積極與西北地區(qū)的高校開展合作,開設(shè)電力等新能源課程,對(duì)擬從事相關(guān)工作的人員進(jìn)行統(tǒng)一培訓(xùn),通過培訓(xùn)與項(xiàng)目實(shí)踐提升油田企業(yè)現(xiàn)有人員的能力和水平;與電力企業(yè)合作項(xiàng)目、簽署合同時(shí),約定新能源項(xiàng)目設(shè)計(jì)與管理人才培養(yǎng)的相關(guān)條款,做到“干中學(xué),學(xué)中干”。