从大西北的毛乌素沙地到东部的黄海之滨,一条绵延1200多公里的特高压直流输电线路,让蒙西发出的澎湃电能畅达齐鲁,点亮千里之外山东临沂的万家灯火。不久之后,这条线路中所奔涌的电流,约三分之一将“升级”为来自光伏发电的清洁能源。

上述情景可谓是我国能源转型的一个局部特写。根据国家能源局公布的数据,2024年上半年,全国可再生能源发电新增装机1.34亿千瓦,占全国新增电力装机的88%,其中,太阳能发电新增1.02亿千瓦。我国能源结构“绿”意渐浓,能源转型加速推进。

近日,记者前往内蒙古鄂尔多斯市鄂托克前旗,走进国电电力鄂尔多斯千万千瓦级综合能源基地第一阶段700万千瓦火光一体化项目现场,在荒漠“蓝海”和清洁火电厂中,感受我国能源转型的加速度。

科技赋能 荒漠“蓝海”加速铺陈

鄂托克前旗地处蒙陕宁三省区交界处毛乌素沙地腹部,全旗境内有裸露沙地127万亩。当地积极推动经济绿色转型,昔日戈壁荒滩,现在已成为光伏产业发展的热土,多个“沙戈荒”光伏基地项目正如火如荼地建设。记者走进建设中的国电电力蒙西蓝海光伏电站(简称“蒙西蓝海光伏电站”),看到一排排光伏板在阳光的映照下熠熠生辉,形成一片一望无际的“蓝海”。

图为蒙西蓝海光伏电站项目现场。“学习强国” 朱蕾 摄

“这里一共有590多万片光伏板,总占地面积10.5万亩,相当于10000个标准足球场的面积总和,总装机规模300万千瓦。”工作人员介绍,由国电电力内蒙古综合能源承建的蒙西蓝海光伏电站,是国家第二批以“沙戈荒”地区为重点的大型风电光伏基地项目之一,目前已基本完建,年发电量约57亿千瓦时,每年可节约标准煤171万吨,减排二氧化碳约470万吨,相当于植树造林94万亩。

建一个这么大规模的光伏电站,需要多长时间?工作人员告诉记者,他们仅用了300多天。

建设速度快、周期短离不开工程前期的各种充分准备,更离不开建设过程中的多项创新。工厂预制、现场模块化拼装的“光伏组件+一体化支架”施工技术,更加经济环保的稀土合金新型接地材料,大规模使用更高功率和效率的N型组件,能效闭环的智慧运维系统应用,大规模应用H型钢桩平单轴支架基础……一系列新技术应用,成就了光伏基地建设“新”效率、“新”速度。

涵养生态 光伏板打开绿色发展新空间

大面积安装光伏板,是否会破坏当地生态环境?“我们在各施工阶段都不存在现浇混凝土施工,避免了混凝土污染土地、破坏环境。”国电电力内蒙古综合能源项目经理李晋原介绍,蒙西蓝海光伏电站建设过程中,未采用常规的混凝土基础,而是大规模使用螺旋钢管桩和平单轴H型钢桩作为基础,将打桩直径从400毫米降至100毫米,在有效提升工程施工及安装速度的同时,将工程建设的生态影响降至最低,受到了当地牧民朋友的广泛认可。

图为H型钢桩平单轴支架光伏板下穿行的羊群。该光伏组件可随光照自动变换角度,争取最大迎光角和最大辐照量。“学习强国” 朱蕾 摄

记者在现场看到,光伏板下的沙土地上,耐旱植物生长繁茂,不时有羊群在光伏板下悠闲漫步,间或有几头小牛卧在板下乘凉。李晋原介绍,他们在地表原生植被较多的区域种植紫花苜蓿及沙打旺,在地表原生植被较少的区域种植耐旱性更好的草木樨、沙地柏和籽蒿,为牛羊提供优良饲料,“清洗光伏板的水,顺便灌溉了板下作物,光伏板本身还能遮挡阳光暴晒,利于植物生长。”

据介绍,目前基地上已播撒针茅和羊草等草籽2300公斤,覆盖面积约2100亩,后续将持续打造“板下种植、农光互补、牧光互补、工业旅游”等“光伏+生态”场景,建设生态友好型智能电站,助力当地农牧业、旅游业发展。

光火联营 协力唱好“光与火之歌”

光伏是清洁能源,但受日照时间影响会产生波动,如何将每年发出的57亿度清洁电能安全稳定地输送千里,点亮千家万户?“我们的思路是,火光‘打捆’,一体送出。”国电电力工程建设部副主任闯喜宏介绍,第一阶段700万千瓦火光一体化项目中,光电部分由蒙西蓝海光伏电站发出,接入国电电力上海庙公司升压站,并与该火电厂发出的清洁火电“打捆”后,经由800千伏特高压直流输电线送至山东完成消纳。

火光“打捆”,就是利用火力发电可控性强的特点,与光电互为补充。国电电力上海庙公司运行部副主任郭海军介绍,如果总发电量超过用电需求,未能及时调整,电网频率会出现异常,给电网安全带来风险,因此在光火联营中,火电的调节能力尤为重要。“早上是用电高峰,恰好也是光伏发电的低谷,我们的火电就要顶上。上午光照趋于稳定之后,光伏发电优先,火电适时减少发电量,为新能源让路。到了晚上,光伏发电量衰减,火电迅速补充,以保障电网安全稳定运行。”

图为国电电力上海庙公司智能集控中心。“学习强国” 朱蕾 摄

光伏与火电的科学配合,离不开电厂的智能控制系统这个“智慧大脑”。郭海军介绍,光火配合主要依靠系统自动调节,出现异常工况和参数,再进行人工干预。“我们的智能工业控制系统融合了人工智能、工业大数据分析、工业互联网等技术,具备自主分析决策能力,采用自主开发的国产芯片、控制平台、操作系统,100%国产化,实现完全自主可控。”国电电力上海庙公司生产技术部信息智慧中心主管陈玉良说。

记者了解到,国电电力上海庙公司于2023年完成整体投产发电,装机容量400万千瓦,采用高效静电除尘、先进脱硫脱硝工艺,实现烟尘、二氧化硫、氮氧化物超低排放。

图为国电电力上海庙公司4座190米高的百万等级火电超大型全钢结构间接空冷塔。“学习强国” 朱蕾 摄

图为全钢结构间接空冷塔内部。与传统火电厂的混凝土冷却塔相比,建设期该塔作业面人员少、安全系数高、自重小,基本不产生建筑垃圾,主体钢构件可回收利用。“学习强国” 朱蕾 摄

眼下,国电电力上海庙公司正在为光火联营作最后的调试。据介绍,目前4台百万千瓦机组中的3台已经完成20%深度调峰摸底试验,为光伏并网做好准备。

面向未来 综合能源基地呼之欲出

一批光伏领域科研项目在蒙西这片热土上同步推进。“基于大型光伏基地的规模优势,我们可以在其中规划出一片8.2万千瓦的区域,专门用于实证研究”,国电电力内蒙古综合能源工程建设部主任孟令峰介绍。大型光伏基地数字化建设、“沙戈荒”大基地光伏实证试验研究等科研课题已经进驻这片“露天实验室”,一批关乎行业发展的方向性、引领性技术投入实证,将为综合能源基地加快建设蓄力赋能。

闯喜宏告诉记者,10月底,蒙西蓝海光伏电站300万千瓦光伏将全部并网,后续还将进一步扩展1000万千瓦光伏项目和500万千瓦“风光+制氢”项目,最终将建成容量2000万千瓦的“风光火”一体化智能发电综合能源基地。

能源转型是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革,是一项长期的战略性任务。国务院新闻办公室近期发布的《中国的能源转型》白皮书显示,中国立足基本国情和发展阶段,把握好新能源和传统能源协调平衡,在保障能源可靠供应的同时推动能源转型。

加快构建清洁低碳、安全高效的新型能源体系,加快形成节约高效、绿色普惠的能源消费新模式……我国多元清洁、安全韧性的能源供给新体系正在加快构建中。

西电东送,绿能澎湃。西北荒漠草原上的风、光、火,凝聚成一股股丰沛动能,奔流千里一路向东,为东部高质量发展保驾护航,也见证着我国能源转型蹄疾步稳,加速向前。


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