“煤電與新能源聯(lián)營”打造智慧園區(qū)路徑與優(yōu)勢探討

周紅松

摘要：本文在梳理分析了園區(qū)企業(yè)生產(chǎn)用能、園區(qū)綠色低碳發(fā)展、煤電企業(yè)二次創(chuàng)業(yè)的基礎(chǔ)上，提出了以“煤電與新能源聯(lián)營”打造智慧園區(qū)的實施路徑和發(fā)展優(yōu)勢，為進一步深入研究探索“煤電與新能源聯(lián)營”提供參考和借鑒。

一、引言

2021年10月，習(xí)近平總書記視察東營指出“要堅定走綠色低碳發(fā)展道路，著力確保煤炭和電力供應(yīng)穩(wěn)定，保障好經(jīng)濟社會運行” ，并多次提出“加快規(guī)劃建設(shè)大型風(fēng)電光伏基地項目”的工作要求。2021年11月，工信部印發(fā)的《“十四五”工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》指出“鼓勵園區(qū)開展工業(yè)綠色低碳微電網(wǎng)建設(shè)，推進多能高效互補利用” 。公司科學(xué)把握服務(wù)黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展等國家戰(zhàn)略，以公司在役運行和規(guī)劃建設(shè)的火電機組作為大型調(diào)峰電源，為園區(qū)企業(yè)生產(chǎn)用能提供基礎(chǔ)保障，并與公司在園區(qū)周邊規(guī)劃的風(fēng)光儲一體化基地實現(xiàn)聯(lián)營共建。通過煤電與新能源的深度聯(lián)營，構(gòu)建智能微電網(wǎng)，促進園區(qū)由傳統(tǒng)化向低碳化轉(zhuǎn)型，打造低碳示范園區(qū)，實現(xiàn)園區(qū)綠色發(fā)展。

二、“煤電與新能源聯(lián)營”打造智慧園區(qū)的實施背景

表：園區(qū)內(nèi)主要企業(yè)的年生產(chǎn)規(guī)模和年用電量

滿足園區(qū)主要企業(yè)生產(chǎn)所需。當前，園區(qū)主要企業(yè)年用電量18億千瓦時，用電需求較大（如表所示）；根據(jù)省能源局要求，園區(qū)主要企業(yè)的自備機組將有序關(guān)停，工業(yè)生產(chǎn)將面臨9.5億千瓦時用電缺口；“十四五”期間，隨著園區(qū)新建耗能企業(yè)陸續(xù)投產(chǎn)，用電需求持續(xù)增長，預(yù)計將產(chǎn)生40億千瓦時用電缺口。以上三重因素疊加需通過規(guī)劃建設(shè)源網(wǎng)荷儲一體化項目加以解決，為本文探索實施“煤電與新能源聯(lián)營”打造智慧園區(qū)創(chuàng)造了良好條件。

推動園區(qū)綠色低碳發(fā)展所需。公司與園區(qū)主要企業(yè)同處在園區(qū)內(nèi)，相隔距離較短，由公司主導(dǎo)構(gòu)建以新能源為主體的“源網(wǎng)荷儲”新型電力系統(tǒng)，向園區(qū)企業(yè)提供綠電具有較強的可行性。通過向園區(qū)企業(yè)提供綠電，不僅能滿足園區(qū)主要企業(yè)用電需求，還可為園區(qū)提供安全可靠、清潔環(huán)保的電力供應(yīng)，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，助力園區(qū)新舊動能轉(zhuǎn)換，推動園區(qū)形成新能源主導(dǎo)經(jīng)濟發(fā)展的新格局。

實現(xiàn)央企煤電二次創(chuàng)業(yè)所需。近年來，受煤炭價格大幅上漲、國內(nèi)經(jīng)濟增速變緩、新能源裝機容量快速上升、國內(nèi)電價熱價機制、煤電機組啟停調(diào)峰等諸多因素影響，中央煤電企業(yè)普遍虧損，未來單純依靠火力發(fā)電不是長久之計。本文探索實施“煤電與新能源聯(lián)營”，將煤電與新能源深度綁定，借助新能源發(fā)電的收益緩解煤電經(jīng)營壓力，保障煤電投資、發(fā)展、建設(shè)、生存能力，打通中央煤電企業(yè)二次創(chuàng)業(yè)之路。通過煤電與新能源的深度聯(lián)營，公司在役運行和規(guī)劃建設(shè)的火電機組將作為大型調(diào)峰電源為園區(qū)新能源的接入消納提供基礎(chǔ)保障，解決公司在園區(qū)周邊規(guī)劃的風(fēng)光儲一體化基地送出卡脖子問題，實現(xiàn)“風(fēng)光火儲輸”聯(lián)合調(diào)度，真正打造國家倡導(dǎo)的“源網(wǎng)荷儲”新型電力系統(tǒng)示范。

三、“煤電與新能源聯(lián)營”打造智慧園區(qū)的實施路徑

2022年6月28日，國務(wù)院副總理韓正在山西太原主持召開煤炭清潔高效利用專題座談會時指出“要促進煤電和可再生能源協(xié)同發(fā)展，充分調(diào)動地方和企業(yè)積極性，推動煤電聯(lián)營和煤電與可再生能源聯(lián)營” ；同年8月17日，國務(wù)院副總理韓正到國家電網(wǎng)有限公司調(diào)研并主持召開座談會時再次指出“要加快推進重點工程建設(shè)，充分調(diào)動地方和企業(yè)積極性，大力推進煤電聯(lián)營和煤電與可再生能源聯(lián)營” ?？梢?，探索實施“煤電與新能源聯(lián)營”是落實國家“雙碳”戰(zhàn)略部署的積極行動和生動實踐。

在管理運營上，強強聯(lián)合、優(yōu)勢互補。根據(jù)山東省能源局有關(guān)文件精神，鼓勵支持中央企業(yè)和地方國企股權(quán)合作的“煤電與新能源聯(lián)營”項目。公司是園區(qū)中唯一的中央煤電企業(yè)，園中某地方國企是公司的參股企業(yè)，雙方合作多年，具備良好的合作基礎(chǔ)，為本文研究實施“煤電與新能源聯(lián)營”打造智慧園區(qū)奠定了扎實基礎(chǔ)。公司將發(fā)揮在園區(qū)中能源保供的優(yōu)勢，地方國企將發(fā)揮在園中協(xié)調(diào)各方的優(yōu)勢，雙方強強聯(lián)合共同出資成立新的國有控股合資公司，負責(zé)項目中涉及火電、風(fēng)電、光伏、儲能、調(diào)峰鍋爐及局域電網(wǎng)的建設(shè)、運營及維護；負責(zé)與電網(wǎng)公司的連接及日常運營管理；負責(zé)以經(jīng)營性模式為園區(qū)主要企業(yè)提供電力、熱力供應(yīng)，收取電費、熱費，此種模式內(nèi)外運營接口少，影響因素少，較經(jīng)濟可行。

在項目規(guī)劃上，分期建設(shè)、智慧管控。根據(jù)公司在園區(qū)周邊規(guī)劃的風(fēng)光儲一體化基地，結(jié)合園區(qū)主要企業(yè)用電需求及公司存量火電、增量火電開發(fā)建設(shè)時序，本文計劃分兩個時期實施“煤電與新能源聯(lián)營”打造智慧園區(qū)。第一期（2023-2025年）：“存量火電+新能源+儲能+電蒸汽調(diào)峰鍋爐”源網(wǎng)荷儲一體化項目。依托公司現(xiàn)有運營的2臺33萬千瓦火電機組，規(guī)劃建設(shè)風(fēng)電、光伏120萬千瓦，儲能24萬千瓦（儲能配置容量占新能源總裝機容量的20%）及2 臺 5萬千瓦電蒸汽調(diào)峰鍋爐。第二期（2026-2029年）：“增量火電+新能源+儲能”源網(wǎng)荷儲一體化項目。根據(jù)園區(qū)新建企業(yè)日益增長的用電、用熱需求，規(guī)劃建設(shè)1臺35萬千瓦火電機組，風(fēng)電、光伏70萬千瓦，儲能14萬千瓦（儲能配置容量占新能源總裝機容量的20%）。此外，項目同步規(guī)劃建設(shè)智慧園區(qū)綜合能源調(diào)度中心（包含電力調(diào)度中心、熱力調(diào)度中心、負荷調(diào)度中心、生產(chǎn)調(diào)度中心），為“煤電與新能源聯(lián)營”源網(wǎng)荷儲一體化提供大數(shù)據(jù)平臺支撐，可實現(xiàn)整個園區(qū)能源系統(tǒng)的全面感知、全景監(jiān)控、全面分析，對不同能源類型、用能負荷進行智能調(diào)控，實現(xiàn)“源網(wǎng)荷儲”的一體化綜合智慧管理，減少能源浪費，降低用能成本（如圖所示）。

四、“煤電與新能源聯(lián)營”打造智慧園區(qū)的發(fā)展優(yōu)勢

送出通道優(yōu)勢。公司輸電線路余量充足，機組容量大、性能優(yōu)，具備52萬千瓦新能源的送出和消納能力。通過探索實施“煤電與新能源聯(lián)營”，公司在當?shù)仉娋W(wǎng)現(xiàn)有新能源接入能力的基礎(chǔ)上，利用公司送出線路和調(diào)峰能力，可為當?shù)卦傩略?2萬千瓦新能源送出消納能力，這是短期內(nèi)解決當?shù)卮笠?guī)模新能源送出的最優(yōu)途徑。

調(diào)峰能力優(yōu)勢。公司火電機組具備靈活的調(diào)峰能力，雙機運行時，單臺機組可進行啟停機調(diào)峰，調(diào)峰幅度100%。通過節(jié)能改造、供熱改造、靈活性改造“三改聯(lián)動”后，調(diào)峰能力進一步增強。通過探索實施“煤電與新能源聯(lián)營”，將充分利用火電機組調(diào)峰能力，不占用電網(wǎng)調(diào)峰能力，達到最大化消納新能源發(fā)電。

土地資源優(yōu)勢。公司在園區(qū)周邊規(guī)劃的風(fēng)光儲一體化基地選址契合山東省《魯北鹽堿地灘涂地風(fēng)光儲輸一體化基地規(guī)劃建設(shè)方案》，與國家風(fēng)光儲輸一體化大基地規(guī)劃不謀而合。通過探索實施“煤電與新能源聯(lián)營”，將提高土地資源利用率，達到現(xiàn)有土地資源效益最大化。

節(jié)能減排優(yōu)勢。通過探索實施“煤電與新能源聯(lián)營”，一期新能源年發(fā)電約 19.63億千瓦時，每年減排二氧化碳約 181 萬噸，減排二氧化硫346噸，減排氮氧化物389噸，減排煙塵69噸；二期新能源年發(fā)電約8.96億千瓦時，每年減排二氧化碳約83萬噸，減排二氧化硫158噸，減排氮氧化物178噸，減排煙塵32噸。

保護電網(wǎng)優(yōu)勢。在能源安全方面，如果發(fā)生戰(zhàn)爭等極端情況，當大電網(wǎng)受到破壞后，“煤電與新能源聯(lián)營”所構(gòu)建的局域網(wǎng)作為分布式電網(wǎng)，不受大電網(wǎng)制約，能快速恢復(fù)正常運行為園區(qū)企業(yè)生產(chǎn)用能提供保障，且還能為大電網(wǎng)恢復(fù)正常運行提供黑啟動電源，確保能源安全保供、生產(chǎn)生活有序進行，真正把能源的飯碗牢牢端穩(wěn)。

能源結(jié)構(gòu)優(yōu)勢。目前，園區(qū)僅有50萬千瓦風(fēng)電項目，年發(fā)電量約1.38億千瓦時，非水可再生能源占比約3.7%。通過探索實施“煤電與新能源聯(lián)營”，新能源年發(fā)電量約28.59億千瓦時，園區(qū)非水可再生能源占比增加到約50.6%，可促進園區(qū)能源結(jié)構(gòu)向綠色低碳轉(zhuǎn)型。

商業(yè)運營優(yōu)勢。通過探索實施“煤電與新能源聯(lián)營”，新能源所發(fā)綠電全部服務(wù)于園區(qū)企業(yè)生產(chǎn)用能，綠電指標全部留在當?shù)兀瑸閳@區(qū)企業(yè)提供優(yōu)惠電價，為園區(qū)企業(yè)產(chǎn)品尤其是出口產(chǎn)品貼上綠電標簽，有助于避開歐美碳關(guān)稅，提升企業(yè)在國際市場上的競爭力。

循環(huán)經(jīng)濟優(yōu)勢。儲能系統(tǒng)一般采用磷酸鐵鋰電池。通過探索實施“煤電與新能源聯(lián)營”，儲能系統(tǒng)可利用園區(qū)鋰電企業(yè)所生產(chǎn)的磷酸鐵鋰為原材料，實現(xiàn)局域網(wǎng)內(nèi)儲能電池原材料自產(chǎn)自銷，降低建設(shè)成本，打通循環(huán)經(jīng)濟，創(chuàng)建磷酸鐵鋰“產(chǎn)銷用”一體化新典范。

社會效益優(yōu)勢。通過探索實施“煤電與新能源聯(lián)營”，為園區(qū)發(fā)展提供安全可靠、清潔環(huán)保的電力、熱力供應(yīng)，成為園區(qū)綠色可靠的能源基地，保障園區(qū)企業(yè)綠色用能。從促進企業(yè)降本增效看，“煤電與新能源聯(lián)營”所帶來的能效提升可有效降低園區(qū)相關(guān)產(chǎn)業(yè)成本。同時，新型能源系統(tǒng)所帶來的就業(yè)機會可增加園區(qū)周邊居民人均可支配收入，從而提升人民生活水平質(zhì)量。最后，新型能源系統(tǒng)可降低能源供給成本，增加政府財政收入，提高社會福利水平。

五、“煤電與新能源聯(lián)營”打造智慧園區(qū)的預(yù)期效果

通過探索實施“煤電與新能源聯(lián)營”，建設(shè)智慧園區(qū)綜合能源調(diào)度中心，①可實現(xiàn)分布于不同位置的風(fēng)光火儲及園區(qū)企業(yè)用電、用熱負荷等集中監(jiān)控管理，并通過數(shù)據(jù)的共享和分析，實現(xiàn)管理的智能化、集成化、遠程化、圖形化；②可通過區(qū)域級性能計算及分析，實現(xiàn)對能源的總體集成和動態(tài)管理，提升能源綜合利用率、降低碳排放的目標；③可接受大電網(wǎng)發(fā)出的統(tǒng)一調(diào)度指令，監(jiān)控火電、風(fēng)電、光伏、儲能及電鍋爐由中心統(tǒng)一調(diào)度及分配，同時不占用大電網(wǎng)的調(diào)峰功能，通過系統(tǒng)自身的優(yōu)化調(diào)度，實現(xiàn) 100%自發(fā)自用，并為大電網(wǎng)提供應(yīng)急服務(wù)；④可通過“標準化模塊+個性化定制”相結(jié)合，為每個用能企業(yè)提供最適合的定制化、個性化方案，實現(xiàn) PC 端、移動應(yīng)用端等人機交互，高效便捷。

六、結(jié)束語

“煤電與新能源聯(lián)營”是2022年才提出的全新課題。本文只是基于公司所在園區(qū)，結(jié)合實際提出了“煤電與新能源聯(lián)營”打造智慧園區(qū)的實施路徑和發(fā)展優(yōu)勢，提出了一個需要深入探索的新能源發(fā)展課題，希望能夠成為“煤電與新能源聯(lián)營”真正落地實施的參考。

參考文獻

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