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青海:绿水、绿电、绿色实践

作者:张越月 王宏霞  马金萍 来源:能源评论杂志 时间:2019-08-22 浏览:

“绿电15日”全清洁能源供电实践证明,足够多的绿电资源固然重要,但有效利用这些资源更加重要。

地理教科书曾这样描述青海湖:“虽然是内陆第一大咸水湖,但因地处干燥地区,湖面面积在不断‘萎缩’……”

2000年之前,事实的确如此。但此后,情况发生了变化。青海省气象科学研究所遥感监测的数据显示,2000年,青海湖的总面积仅4250平方公里,到2018年7月,面积已达4548.56平方公里,相当于19年内增加了46.7个西湖。

面积不减反增,气候变化等自然因素发挥了一定作用,但更重要的原因是青海省“生态立省”战略下的全面绿色治理行动。在针对青海湖的治理中,除了水土保持,通过使用太阳能、风能等低碳或者零碳能源,实现对青海湖景区传统供能方式的替代也被证明发挥了巨大作用。

青海湖不仅因能源转型而受益,也见证了当地清洁能源和电力发展的变迁。从上世纪50年代的煤电,到70年代的水电,再到2010年之后的新能源,青海的蓝天更蓝了,青海湖边银色的电线、蓝色的光伏板、巨大的风机和宏大的水电成为这里一道靓丽的风景线。

环湖寻找能源基地

从地图上看,青海半数行政区都是绕青海湖而设,并因“海”得名——湖东的一片区域名为海东地区,湖的北侧、西侧和南侧分别是海北藏族自治州、海西藏族自治州和海南藏族自治州(下文简称海北州、海西州和海南州)。

今天,在距离青海湖77公里的位置有一个西海镇,这里也是海北州州府所在地。如果和当地人聊起来,会发现他们更愿意用这里的旧称——原子城。

20世纪50年代,我国决定在此建设核武器研制基地,来自全国各部队的2000多名转业军人、7000多名农民工和2000多名建筑工人迅速进驻,1958年,草原上出现了一片建筑,对外的正式名称是国营二二一厂。此后,我国第一颗原子弹、第一颗氢弹均在此诞生,二二一厂因此被称为“原子城”。

当时,原子城共有七个分厂,分别承担了核部件加工、机械加工、原子弹组装、爆轰试验、物理实验、供电、供水等工作。其中四分厂是发电厂,负责基地的供暖和供电。据这里的老人回忆,厂里主要的设备是两台1.2万千瓦火力发电机组。为了保证研究需要,电厂需要一年四季24小时发电供暖,因此,火电厂还特别配备了一部电梯,用于设备检修。

四分厂的燃料来源主要是煤炭。20世纪50~70年代,煤炭不仅是原子城的能源来源,也是青海最主要的能源来源。由于对煤炭的大量需求,20世纪60年代,青海开始了对煤炭资源的勘探和开采。当时,煤炭工业部从吉林调来专业勘探人员,先后开发出热水、江仓、木里、鱼卡、宁缠、高泉等多个大中型煤炭基地,发现煤炭资源储量 70多亿吨。

1987年6月,国务院、中央军委作出撤消国营二二一厂的决定,原子城的其他分厂先后退役,但四分厂却在此后多年中为西海镇供电供暖,直到近年,才因发电设备功率低、耗能大而停用。

也是20世纪80年代,因为经济结构调整,青海的煤炭开采一度放缓,但2000年后,国家西部大开发和青海能源优先发展战略,促使传统能源开发再次加速。特别是2006年之后,煤炭产量持续快速增长。2009年,青海原煤产量达157万吨,占全省能源生产总量的40%。

和煤炭同步发展的还有新能源。根据青海省统计年鉴的数据,2011~2017 年间,随着风电和光伏装机规模的逐渐增加,青海省新能源产业逐渐形成规模。与此同时,青海省原煤产量呈现下降趋势,尤其是 2013年后,新能源开发规模不断增加,并逐步实现对煤炭的替代。

当下,青海新能源最大的亮点在海西州。根据《青海省建设国家清洁能源示范省工作方案(2018~2020年)》,青海正在借助全国最好的光照资源、大面积荒漠化土地、丰富的熔盐资源,建设海西州千万千瓦级可再生能源基地,2020年前,将建成光伏400万千瓦、风电260万千瓦、光热50万千瓦。

在海北州,新能源的更替也在持续进行。2019年5月,《海北州分散式风电发展规划》获青海省发改委能源局批复。未来,绿色能源将给这里带来新的改变。

黄河边的互补互益

李白在《将进酒》中曾写道:黄河之水天上来。表面上看,诗人是在抒情写意,但这句诗也有写实的一面。黄河发源于青海中部偏南的巴颜喀拉山脉,并一路向东流。因为所至之处落差集中,流经的黄河水也如“从天而降”。

不仅是黄河,青海省地势西高东低,省内主要水系几乎都经由高山地带向东进入峡谷。这段不算短的“山路”,给不少河流带来了良好的水电开发条件。据青海省水力发电工程学会的测算,全省水力资源理论蕴藏量高达2165.06万千瓦,其中,黄河约占63%,长江、澜沧江和内陆河的水电蕴藏量分别为20.1%、9.3%和7.6%。

在青海,海南州是黄河水能资源最集中的地方。早在20世纪40年代,人们就开始探索建设小型水电站,解放前,青海的水电装机达到290万千瓦左右。但由于技术等原因,这里始终未能开发大型水电站。直到1976年,装机容量128万千瓦的龙羊峡水电站在海南州开建,这也拉开了青海境内开发黄河上游梯级大型水电站的序幕。

1987年,龙羊峡水电站并网发电,青海省电力工业一跃跨入了“大机组、超高压”的行列,青海也从原来的电能输入省成为电能输出省。龙羊峡水电站投产后,拉西瓦水电站、李家峡水电站、公伯峡水电站等黄河上游梯级电站相继并网发电,至今,水电仍是青海主力电源之一。

和同样具备能源禀赋的海西州相比,海南州近年的水电开发出现了一个新的亮点——水光互补。

2013年12月,在海南州恰卜恰镇以南12公里处的塔拉滩,龙羊峡水光互补320兆瓦并网光伏电站落地,此项目与龙羊峡水电站统一联合调度运行,可把多种清洁能源组合成巨大的电源,加强互联互通,减少天气或时间对发电的影响。

塔拉滩只是一个开始,在《青海省建设国家清洁能源示范省工作方案(2018~2020年)》中,海南州将借助当地的资源,建设水、光、风可再生能源基地,预计到2020年建成配套光伏500万千瓦、风电300万千瓦、光热50万千瓦;2022年建成配套光伏1000万千瓦、风电400万千瓦、光热100万千瓦。

绿色理念正在传递

当下,青海的清洁能源装机已占全省总装机量的86.7%,2017年至2019年,青海成功开展了“绿电7日”“绿电9日”和“绿电15日”三次全清洁能源供电实践。

有人认为,之所以能三次刷新并保持全清洁能源供电的世界纪录,其原因在于丰富的绿电资源。但实际上,供电实践就好比压力测试。它考验的是极限条件之下,电网能否安全稳定运行。青海能够顺利完成三次压力测试,足够多的绿电资源固然重要,但有效利用这些资源同样重要。

2019年6月,国网青海省电力有限公司发布“绿电指数”。指数从绿电开发、绿能共享和绿色生活三个评价维度的31项基础指标出发,综合反映绿色电力发展总体水平,涵盖电力生产、传输、消费全过程,这也是国际上首次尝试科学量化评价绿色电力发展水平。

结合此次绿电指数的结果,我们不难看出青海有效利用绿电的两个关键点:一是电网资源配置能力,二是清洁能源消纳机制。

首先,互联互通的坚强智能电网、基于泛在电力物联网的先进电网控制技术支撑以及良好的资源禀赋为全清洁能源供电提供了物质保障。

在此次“绿电15日”中,移动式储能设备为柴达木换流站提供了无功和电压支持,提高了无常规电源的海西州新能源基地电压稳定水平,提升了新能源消纳能力。同时,依托坚强智能电网,三级调度和两级交易协同运作,建立跨区、跨省、省内多品种交易机制,不断开拓新能源消纳市场,形成长短期结合、跨省区协同、多主体竞价的市场化交易机制,也为此次“绿电15日”提供了保障。

据统计,从6月9日0:00至23日24:00,青海富余发电量全部通过市场化交易方式实现外送,累计外送富余电量11亿千瓦时。

其次,有效的清洁能源消纳机制帮助青海提高了可再生能源利用水平。

“绿电15日”中,青海电网在试点开展共享储能市场化交易基础之上,以共享储能为新能源提供调峰服务。所谓共享储能,即售电方在电网接纳能力与其发电能力不匹配时,由国网青海电力调控中心根据电网实际运行情况优化调度,实现售电方电能在储电方存储,并在用电高峰时段进行释放。这种储能模式可以提升电网调峰能力,促进清洁能源优化配置。在此次绿电实践中,实现扩大午间时段光伏消纳电量150万千瓦时。

也是在“绿电15日”进行期间,第六届环青海湖电动汽车拉力赛拉开帷幕。在最具地标性的青海湖畔,一辆辆电动赛车飞驰而过、引人注目。与此同时,智慧车联网平台功能和智慧充电服务体系也在此集体亮相,充电桩既为比赛保驾护航,也让人们可以直接体验绿色电力。

根据规划,青海正在努力实现2020年新能源装机总规模2000万千瓦的目标。但青海也已经意识到,和建成更多光伏电站、风电机组和智慧电网相比,绿色理念的传递显然更为关键,因为它将是这里实现能源基地目标的基础。在公众感受绿电、使用绿电的过程中,人们将主动传递绿色的理念,这将有助于“绿色样板”真正落地。  

关键字:青海 ,多能互补, 储能

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