山东省积极探索熔盐储能等新技术应用,已取得阶段性成效
发布者:Catherine | 来源:大众日报 | 0评论 | 1171查看 | 2024-04-16 09:36:50    

眼下,泰山脚下,肥城300兆瓦盐穴压缩空气储能国家示范项目正在紧锣密鼓进行系统集成和调试工作,即将正式运营发电。“该电站已被列入国家新型储能试点示范项目,建成后有望成为国际首座大规模长时压缩空气储能商业电站。”中储国能(山东)电力能源有限公司项目经理侯虎灿说,依托中国科学院工程热物理研究所的核心技术,当地把采盐过程中形成的容积巨大、密闭性好、稳定性高的盐穴开发成大型“充电宝”。


在碳达峰、碳中和目标引领下,发展新能源是实现可持续发展的必然趋势。伴随新能源更大规模、更高比例、更广范围接入电网,“绿电”消纳利用压力也在持续增长,成为全国能源高质量发展亟待破解的新课题。


习近平总书记指出,要加大力度规划建设以大型风光电基地为基础、以其周边清洁高效先进节能的煤电为支撑、以稳定安全可靠的特高压输变电线路为载体的新能源供给消纳体系。


适应能源转型需要,如何在保障能源安全前提下,释放消纳弹性,深度挖潜“绿电”增长?作为能源大省,山东通过一系列政策引领、制度创新和首创做法,率先突破“绿电”供给的难点堵点,新型能源体系建设全面提速。


绿色能源势头如何?


“绿电”发展按下加速键,消纳难题亟须突围


4月14日,走进滨州市沾化区滨海镇“渔光一体”产业园盐田虾养殖区,盐田里虾苗蹦跳,盐田上光伏板熠熠生辉——自2020年建成总装机容量30万千瓦的光伏发电项目后,这里年均发电量达4亿多度,年产“盐田虾”370吨。国网滨州供电公司工作人员宋彬说,根据测算,该“渔光一体”项目运行周期25年,共可发电100多亿度,可节约标准煤350万吨,减排二氧化碳约880万吨。像这样的“绿电+”项目,正在齐鲁大地遍地开花。


近年来,山东大力发展以太阳能、风能、核能等为代表的新能源。如今,这股绿色能源势头如何?


通过山东新能源项目布局来看:胶东半岛核电、鲁北盐碱滩涂地风光储输一体化、鲁西南采煤沉陷区“光伏+”以及蓝色海域上海上风电、海上光伏五大清洁能源基地,隆起山东绿电网络的稳定支点。


从一系列高增长的亮眼数据看:截至今年3月底,山东新能源和可再生能源装机突破9700万千瓦,占电力总装机的比重达到45%、比2020年提高15%。作为山东“绿电”主力军,光伏并网容量6015.5万千瓦,稳居全国首位;生物质发电、风电装机分别居全国第1、第5位,其中,海上风电装机跃居全国第3位。今年,国和一号机组将建成投入商业运行,6月石岛湾核电扩建一期开工,招远核电一期等一批项目加快推进前期工作。到明年底,全省核电在运在建规模有望达到1970万千瓦。


“绿电”在促进全省能源结构不断调整优化的同时,也迎来了新的挑战。“与传统煤电相比,光伏发电、风电等受自然条件影响,波动性较大,在时段分布上与用电负荷存在较大差异。”省能源局电力处副处长韩贵业解释,风电一般夜间出力较大,但此时用电负荷较小;光伏发电出力在傍晚快速减小,但此时实际用电负荷正迎来晚高峰。


随着新能源快速发展,电网对新能源的消纳压力越来越大。目前,业界公认最稳定可靠的新能源是水电,而山东水资源较少,尚不具备规模化开发的水电资源,使得电力调节矛盾更加突出。在这一背景下,亟须寻求一条突围之道。


“绿电”与煤电如何相得益彰?


“三改联动”,让火电更加低碳“灵活”


当下,发展新能源是否意味着要完全取代传统能源?答案显然是否定的。立足以煤为主的能源消费基本省情,建立煤、油、气、核、新能源、可再生能源多轮驱动的多元供应体系,正在铺就一条山东能源转型之路。


在这种情况下,山东不仅聚焦新能源发展,也把目光投向能源供应传统的基本盘——火电。


山东火电装机容量超过1亿千瓦。如果能让火电机组在新能源出力大时“让路”,出力小时“顶上”,能在一定程度上消纳新能源波动带来的不利影响。可以说,火电既是电力系统安全稳定的“压舱石”,也是应对新能源波动的“调节器”。


但目前,火电机组实现按需启停,还存在不少技术上的难题,这就需要对现有机组进行灵活性改造,使其在保障运行安全稳定的情况下,最大限度释放调节能力。


2023年,山东接续出台全省煤电行业转型升级行动方案和煤电机组“三改联动”实施方案。“国家提出的稳燃调深要求是降低到30%以下,目前全省煤电机组非采暖季期间基本可以实现。在此基础上,不少机组都在朝着更低的方向改造。”韩贵业说。


在华能威海电厂,我们见到了一台“最强机组”——经过改造,6号机组在去年成功深调至132兆瓦,成为全省首台具备不投辅助能量稳燃深调至20%额定容量能力的火电机组。


这是什么概念?据测算,该厂新增深调能力约38万千瓦,按山东相关政策可折算储能容量约300兆瓦时,可节省等容量电化学储能投资4.5亿元以上,能为电网灵活性调峰和新能源消纳提供可靠支撑。


据了解,山东按照“分类施策、应改尽改”原则,全面推动存量煤电机组“三改联动”,提高煤电机组清洁低碳水平和支撑调节能力。到2025年,在确保电力热力稳定供应前提下,力争30万千瓦以下发电抽凝机组基本替代退出,完成大型煤电机组“三改联动”8500万千瓦以上。


如何让“绿电”超长续航?


丰富储能种类业态,为新能源加装安全稳定的“充电宝”


有效消纳“绿电”是一项系统性工程,仅向火电机组挖潜还不够,需要源网荷储各环节协同发力。


拿储能来说,作为护航能源高质量发展的重要装备基础和关键支撑技术,其在“充电”“赋能”新能源快速增长、电网稳定运行等方面作用彰显。这几年,山东能够参与新能源调峰的“充电宝”越来越多。


威海市文登区境内,180万千瓦国网新源文登抽水蓄能电站高峡出平湖。这座电站可以利用水位差,将电能与势能进行转换,实现储能调峰。“胶东地区核电、风电、光伏发电等新能源富集,能源结构复杂,文登电站具有调峰、调频、调相、储能、系统备用和黑启动等六大功能,可有效保障电力供应与消耗之间的动态平衡,成为整个胶东地区新能源就地消纳的‘蓄能池’。”国网新源山东文登抽水蓄能有限公司总经理宋绪国介绍。目前,全省在运在建抽水蓄能项目共5个,预计今年年底在运在建装机达到800万千瓦左右。


但抽水蓄能电站建设周期长、成本高,储能布局还要丰富种类业态,形成相互补充、协同发展的格局。


黄河之畔,庆云建成全国最大电网侧共享储能电站——三峡能源山东庆云301兆瓦/602兆瓦时储能电站,目前已全面投入商业运行。这一储能电站最大充放电功率达301兆瓦,总储电容量达602兆瓦时,可储存的电能相当于60万千瓦发电机组一小时的发电量。


省能源局能源节约和科技装备处副处长王磊介绍,近年来,山东发展多元新型储能,积极探索熔盐、飞轮等储能新技术应用,取得了阶段性成效。“截至今年3月底,新型储能规模398.3万千瓦,居全国首位。我们预计2024年规模达到500万千瓦以上。”他说。


需求侧如何深度参与?


坚持“两条腿走路”,为新能源调峰“出把力”


作为全国第一批8个电力现货市场建设试点省份之一,山东于2021年12月启动电力现货市场不间断结算试运行,通过集中优化计算,得到机组开机组合、分时发电出力曲线以及分时现货市场价格,实现新能源与煤电机组的“默契配合”。至今,该市场已平稳连续运行28个月。


“电力供应宽松时段,市场价格较低,能够有效引导煤电机组深度调峰、减少发电;电力供应紧张时段,市场价格较高,可以激励煤电机组顶峰发电。”省能源局发展规划处处长王梦学介绍,仅仅调动煤电机组参与调峰还远远不够,按照目前规划,到2030年,即便全省火电机组全部参与调峰启停,也无法满足新能源调峰需求。潜在的调峰容量在哪?答案指向了用电需求侧,广大工商业用电主体,也可为新能源调峰“出把力”。


2023年,山东率先在全国推出分时电价动态调整机制。相较于之前的峰谷电价,新机制增加了深谷电价时段,将分时电价时段划分为尖峰、峰段、平段、谷段、深谷5个时段,将午间新能源大发时段设置为谷段、深谷段,夜间用电紧张时段设置为峰段、尖峰段,按季节划分各段时长,执行范围覆盖全体工商业用户,通过价格信号引导用户避峰就谷用电。


新机制激励下,企业迅速反应。位于山东自贸区烟台片区的上汽通用东岳动力总成有限公司,通过把高耗能的生产环节安排在谷段,减少峰段用电量;同时在谷段启用非连续运行的设备,降低整体用电成本。一番调整下来,午间低谷时段负荷占比较之前增加约8.1%,峰段用电负荷占比降低约8.6%,度电成本下降约0.05元。国网山东电力数据显示,仅在去年,山东63.33万工商业用户执行了动态分时电价;午间新能源消纳空间增加约350万千瓦,晚高峰转移用电负荷约200万千瓦。


“能源转型要靠有效市场、有为政府‘两条腿走路’。”山东社会科学院党委书记、院长袁红英认为,山东工商企业数量众多,用电量大,当前和未来一段时间,需求侧调整生产生活用电习惯,需持续加大政策引导和工作力度,调峰潜力未来可期。

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