追风逐日 创新发展——中国工程院“低碳奥运院士行”活动正式拉开帷幕
9月18日清晨,天空碧波如洗,张北草原在经过盛夏的滋养之后,慢慢褪去青涩,添上一抹金黄。不远处的白色风机正欢快转动,漫山遍野的松林和金色草地与山谷间的光影融为一体,像一幅流光溢彩的油画。
伴随着习习凉风,记者跟随中国工程院的14名院士,一路蜿蜒向西,驶向河北省张北县的国家风光储输示范工程和新能源与储能运行控制国家重点实验室。高耸的白色风机不断向后倒退,密集排布的光伏板逐渐映入眼帘,中国工程院“低碳奥运院士行”活动正式拉开帷幕。
人说示范工程“风光”好
尽管新能源与储能运行控制国家重点实验室正式获批建设刚满一年时间,但它已经获得了40余项国家及省部级奖励,并先后承担了140多项国家973、863、科技支撑计划课题等科研项目。
一进入实验室大门,便能看到20余块成果展板。中国电科院新能源研究中心的负责同志为院士们仔细讲解了实验室的成果应用、技术标准、科技奖励、研究方向及建设背景等。当提到张家口地区是国家首批千万千瓦级风电基地之一、风能和太阳能资源丰富时,陈清泉院士感慨地说:“张北地区清洁能源资源丰富,在破解电网接纳大规模新能源技术难题上具有典型性和代表性,一定要好好利用优势,推广复制综合示范效应,更好地促进新能源发展。”
实验室展示厅中央,是栩栩如生的国家风光储输示范工程沙盘模型,陈列着实验中心检测的各类型风机。巨大的落地窗外,光伏设备整齐地一字排开,阳光在这片“蓝色海洋”上不停跳跃。在国家风光储输示范电站的二层观景台放眼望去,整齐划一的储能设备厂房矗立在光伏矩阵旁边。远方的山谷间,一台台风机的叶片随风转动着,源源不断地生产着清洁电力。
风景独好的张北国家风光储输示范工程是目前世界规模最大的风光储输系统,电源总容量达到57万千瓦,各项主要指标处于世界领先水平。工程应用100余种新型新能源装备,对国内主要类型风机、光伏装置、储能电池实现全覆盖,新能源发电预测精度提高到90%以上。
“在河北张家口坝上地区建成世界第一个风力发电、光伏发电、储能系统、智能输电于一体的新能源综合示范工程,并通过深度研究风光储联合发电控制运行方式和调度模式,取得了一批原始性的创新成果,为加快解决新能源大规模并网世界性技术难题、推动新能源领域技术和产业发展贡献了力量。”彭苏萍院士这样评价张北风光储输示范工程。
目前,示范工程已安全运行近5年。在此期间,风、光、储各系统及变电站都经受了大风、沙尘、雷雨、严寒等恶劣天气和各种运行方式的考验,工程运行安全稳定,在同等风光资源条件下,运行效率国内领先。
科技是深耕“金土地”的关键
揭开示范工程的神秘面纱后发现,科学技术才是深耕新能源这块“金土地”的关键。
依托示范工程和国家重点实验室,公司围绕新能源发电并得上、发得出、能消纳等问题,重点在新能源发电功率预测、优化调度、并网仿真等方面开展工作,研究攻克了多项制约新能源大规模开发的世界性难题,在风光储系统集成、新能源发电测控、设备研发检测、并网安全技术4个领域取得了20余项重大创新成果,包括高精度风光功率预测技术、新能源优化调度方法、新能源并网仿真技术、虚拟同步机核心技术等。
“我国可再生能源及并网消纳技术的研究和工程实践取得了巨大成就,部分技术已经处于领跑地位。未来要继续加大在可再生能源消纳和高效利用技术、化石能源清洁利用技术、核能技术、储能技术的研究力量,引领全球技术发展。”在同期举行的现场研讨会现场,彭苏萍院士这样说。
“然而,发展新能源还面临很多亟待解决的问题。”中国工程院一局副局长王振海说,“比如大规模储能,如何降低成本、提高经济性,并采取更先进的控制技术等,需要研究人员投入更多的科研精力。”
打造低碳冬奥“梦工厂”
在张北风光储输示范工程的基础上,公司以服务2022年冬奥会为契机,部署建设张家口创新示范区,在“追风逐日”的过程中,依托风能和太阳能打造冬奥会绿色清洁发展“梦工厂”。
“低碳冬奥”是2022年冬奥会的重要理念,张家口市崇礼区将建设国际领先的低碳奥运专区。据《全球能源互联网+张家口创新示范区发展白皮书》披露,示范区将依托风电三期、奥运光伏廊道等清洁能源发电重点项目,提高张家口经济社会领域清洁能源的应用比例。到2020年,张家口清洁能源装机达2000万千瓦;到2030年,达到5000万千瓦。
为此,公司积极探索建设低碳冬奥示范区,通过建设柔性配用电工程、多元化消纳工程和智能用电服务工程,构建多元绿色的消纳模式。公司综合利用储能电池、抽水蓄能、压缩空气储能等方式,建设多种储能集成系统;建设华北特高压交流环网和世界首个±500千伏四端柔性直流电网等示范工程;研制无线充电和移动式储能电站关键设备,建设覆盖冬奥会专区的电动汽车智能互动充电网络及奥运专区多点分布式储能电站,支撑奥运赛场用电100%来自可再生能源。
“张家口和北京联合申办2020年冬季奥运会,是我们国家在国际舞台上的一个重要行动,是在创新的基础上实现绿色、和谐发展。奥运会比赛场馆需要很多能源,以张家口为新能源示范区,将好的经验一点一点扩开去,再向全国其他地区推广,这样就能形成一个良好的低碳办比赛的效应。不过,比赛场馆所需要的电力,必须根据比赛的电力需求来精准提供,和百姓的日常负荷曲线不一样,和正常情况下社会用电负荷也不一样。”在谈到低碳奥运需要解决哪些问题时,中国工程院黄其励院士说,“我建议,应该按照冬奥会比赛的负荷曲线,去综合考虑怎样更好地利用可再生能源。如果达不到要求,就必须尽快补偿,可以利用储能技术来满足发电上暂时供应不了的尖峰负荷,这是办好低碳奥运需要共同努力的目标。”
“从更高层次看,这种低碳奥运精神还能促进人类和谐、绿色、可持续发展。不仅办奥运本身是低碳的,促使化石能源消耗不断减少,人们在日常生活当中也应当践行低碳理念,减少碳排放,用一种更加绿色的生活方式为中国人民和全世界人民谋福利。这也是低碳奥运带给我们的启示和思考。”活动结束时,薛禹胜院士最后谈起了低碳奥运的内核和外延,为低碳奥运定下完美的注解。
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