慶陽，習(xí)稱隴東，位于甘肅省最東部，陜甘寧三省區(qū)交會處，也是我國黃土高原的核心區(qū)。

這里不僅是“紅色圣地”，還是“岐黃故里”“農(nóng)耕之源”。如今，這個位于廣袤黃土高原腹地的“隴東糧倉”有了另一個稱謂——“能源新都”。

作為我國第二大能源資源城市，不僅地底深藏黑色寶藏——煤炭與石油，而且還擁有得天獨(dú)厚的風(fēng)、光資源。正因如此，我國首個千萬千瓦級多能互補(bǔ)綠色智慧綜合能源基地——隴東綜合能源基地在此落地，并加速推進(jìn)。這也是“隴電入魯”工程的重點配套電源。

那么，隴東多能互補(bǔ)綜合能源基地因何而建，有何特點?當(dāng)前，基地建設(shè)進(jìn)展如何?記者帶您一探究竟。

源網(wǎng)荷儲一體建設(shè) 風(fēng)光火儲多能互補(bǔ)

新型電力系統(tǒng)框架下的新探索

進(jìn)入3月，位于慶陽市東南部、子午嶺西麓的正寧縣周家鎮(zhèn)，已是春意融融。

走進(jìn)坐落于此的華能正寧2*100萬千瓦調(diào)峰煤電項目建設(shè)現(xiàn)場，只見機(jī)器轟鳴，滿載物料的運(yùn)輸車往來穿梭，吊車、起重機(jī)等大型機(jī)械設(shè)備不停運(yùn)轉(zhuǎn)，一派熱火朝天的景象。

這個在建項目是隴東綜合能源基地的重要組成部分。

“目前，1、2號機(jī)組主廠房結(jié)構(gòu)到頂，1、2號鍋爐大板梁吊裝完成，1、2號間冷塔錐段吊裝完成第三層和第四層，輔助廠房主體結(jié)構(gòu)施工完成6棟……”調(diào)峰煤電項目建設(shè)者蘇永寧對項目進(jìn)展十分關(guān)注。在不久的將來，這個煤電廠發(fā)出的電能將與200公里開外的風(fēng)電、光電資源等“打捆”，通過特高壓輸電線輸送至他的家鄉(xiāng)——我國東部沿海的經(jīng)濟(jì)大省山東。

隴電入魯，西電東送。如同一個大電源，隴東綜合能源基地將隴東煤炭和風(fēng)光資源就地轉(zhuǎn)換，點亮千公里之外的萬家燈火，將西部的資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)換為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，實現(xiàn)東西部協(xié)調(diào)發(fā)展。

“在能源結(jié)構(gòu)上促進(jìn)能源資源在全國范圍內(nèi)的優(yōu)化配置，在經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)上拉動?xùn)|西部協(xié)調(diào)增長。”華能甘肅能源開發(fā)有限公司有關(guān)負(fù)責(zé)同志介紹，這是由我國能源資源稟賦和當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段決定的，也是圍繞“雙碳”目標(biāo)，推進(jìn)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型、保障能源安全的重要思路。

近年來，業(yè)內(nèi)人士談及“雙碳”，幾乎必然會提到“新型電力系統(tǒng)”，這是一個以新能源為主體的系統(tǒng)。然而，由于新能源的間歇性和波動性，必須加速推進(jìn)源網(wǎng)荷儲一體化和多能互補(bǔ)發(fā)展，以保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定高效運(yùn)行。

隴東綜合能源基地正是在新型電力系統(tǒng)框架下的一個新探索。

記者了解到，隴東綜合能源基地建設(shè)的一個重要特點是源網(wǎng)荷儲一體化建設(shè)。“源”“儲”端均屬于隴東綜合能源基地范疇，作為一個風(fēng)光火儲多能互補(bǔ)的“大電源”，在當(dāng)?shù)卣С窒拢芍袊A能集團(tuán)負(fù)責(zé)開發(fā)建設(shè);“網(wǎng)”端，由國家電網(wǎng)負(fù)責(zé)隴東至山東特高壓直流電力外送通道建設(shè);“荷”端，則由山東利用省內(nèi)電網(wǎng)消納輸送電量。

“隴東綜合能源基地規(guī)劃裝機(jī)規(guī)模超1000萬千瓦，將風(fēng)、光、煤等時空分布特征不同的資源進(jìn)行優(yōu)化組合，形成了風(fēng)光火儲一體化的多能互補(bǔ)模式，實現(xiàn)了對區(qū)域資源的規(guī)模開發(fā)、對清潔能源的最大利用。其中，清潔能源裝機(jī)占比超過80%。”華能甘肅能源開發(fā)有限公司有關(guān)負(fù)責(zé)同志告訴記者，這是一個以清潔能源為主、低碳清潔火電和多種儲能方式調(diào)峰、智能化運(yùn)維的綠色綜合電源工程，所以也被稱為隴東“新”電源。

據(jù)介紹，隴東綜合能源基地的頂層設(shè)計是“新能源+儲能+火電”協(xié)同運(yùn)行，以儲能、火電調(diào)峰支撐清潔能源高比例上網(wǎng)。總體可以分為兩大部分：一部分是風(fēng)光綜合新能源示范項目，規(guī)劃總裝機(jī)超過800萬千瓦，其中600萬千瓦為隴電入魯特高壓配套項目，計劃與特高壓外送線路同步投產(chǎn)，同步配備多種儲能設(shè)施;另一部分是調(diào)峰煤電項目，包括正寧2*100萬千瓦調(diào)峰煤電廠，以及核桃峪、新莊兩座年產(chǎn)能800萬噸的煤礦及附屬工程。

目前，隴東綜合能源基地已進(jìn)入全面建設(shè)階段。建成后，將對保障新能源可靠并網(wǎng)消納、特高壓直流工程安全穩(wěn)定高效運(yùn)行發(fā)揮重要支撐作用。“基地年發(fā)電量可超280億千瓦時。除就地消納外，每年輸送到山東的清潔電力約有140億千瓦時，相當(dāng)于替代山東當(dāng)?shù)卦合慕?00萬噸，每年可減少二氧化碳排放超1100萬噸。”華能甘肅公司下屬隴東能源公司黨委委員、副總經(jīng)理曹亮告訴記者。

風(fēng)光發(fā)電為主 火電調(diào)峰兜底

確保清潔能源利用最大化

灌注樁基，澆筑承臺，依次吊裝塔筒、機(jī)艙、風(fēng)輪……3月2日11時許，隨著最后一顆螺栓安裝完畢，位于環(huán)縣的風(fēng)光綜合新能源示范項目C2區(qū)塊的第七臺風(fēng)機(jī)吊裝成功。

與此同時，在距離吊裝現(xiàn)場70多公里之外的項目部里，華能隴東能源公司工程部副主任郭楠也通過智能運(yùn)維平臺實時獲知了這一最新進(jìn)展。

“這臺風(fēng)機(jī)風(fēng)輪中心距地面約103米，額定裝機(jī)超過4000千瓦。”郭楠告訴記者，他們創(chuàng)新陸上新型風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)設(shè)計及施工，同等地質(zhì)條件下風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)現(xiàn)場施工效率提高20%以上，風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)永久占地面積節(jié)約40%以上，有效節(jié)約大規(guī)模基地化風(fēng)電項目建設(shè)用地指標(biāo)，預(yù)計年內(nèi)可完成首批100萬千瓦風(fēng)電項目并投產(chǎn)。

與其他新能源示范項目不同，隴東風(fēng)光綜合新能源示范項目按照“風(fēng)光同場、風(fēng)機(jī)混排”方式建設(shè)，先實現(xiàn)風(fēng)光兩種能源互補(bǔ)，再按照裝機(jī)容量同步配置多種形式的儲能，建成后將成為世界上最大的風(fēng)光同場項目。“比如，白天風(fēng)小但陽光資源豐富，那就以光伏發(fā)電為主;反之，則以風(fēng)力發(fā)電為主。如果風(fēng)、光資源發(fā)電量大，無法實時消納，那就可以通過儲能設(shè)施把多余的電能儲存起來。”曹亮進(jìn)一步解釋說，“也就是說‘風(fēng)+光+儲’一體化開發(fā)。”

這一開發(fā)方式不僅可以提高土地等資源利用率，降低線路、道路等工程建設(shè)成本，還可以通過多能互補(bǔ)提高項目運(yùn)行的可靠性、靈活性，保障新能源消納，為后期項目的可靠高效運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。

基地以生產(chǎn)風(fēng)、光清潔電力為主，但仍需要火電調(diào)峰電源來作兜底保障，從而更加有效減少棄風(fēng)棄光，保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。正寧2*100萬千瓦煤電項目就是這樣一個調(diào)峰電源，削峰填谷，以確保新能源利用最大化。

“正寧電廠的深度調(diào)峰能力可達(dá)額定負(fù)荷的23%。”正寧電廠廠長助理李文滄告訴記者。也就是說，當(dāng)新能源發(fā)電不足時，該電廠可以作為兜底電源，滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電;當(dāng)新能源發(fā)電量大時，正寧電廠最低可以23%的額定負(fù)荷運(yùn)行。屆時，清潔能源利用率最高將超過95%。“目前，我們?nèi)栽谶M(jìn)一步研發(fā)新技術(shù)，力爭使煤電廠調(diào)峰能力更高更強(qiáng)，從而讓整個能源系統(tǒng)更具靈活性。”

與正寧電廠相配套，基地還建設(shè)了核桃峪煤礦和新莊煤礦，推進(jìn)上下游產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展，實現(xiàn)煤電統(tǒng)一規(guī)劃、資源統(tǒng)一分配、煤炭和疏干水深度梯級利用，在提升基地整體競爭力的同時，助力推動黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展。“煤電一體化項目建成后，煤炭可通過輸煤棧橋直達(dá)電廠，每年能就地轉(zhuǎn)化原煤360萬噸，大大降低運(yùn)輸成本和環(huán)境污染風(fēng)險。”李文滄說。

年捕集二氧化碳能力可達(dá)150萬噸

打造清潔低碳安全高效現(xiàn)代能源體系

“雙碳”背景下，作為世界上最大的能源生產(chǎn)國和消費(fèi)國，我國一直致力于積極穩(wěn)妥推進(jìn)碳達(dá)峰、碳中和，加快發(fā)展方式綠色轉(zhuǎn)型。除了大力發(fā)展新能源從源頭上實現(xiàn)零碳替代之外，還積極推進(jìn)煤炭清潔高效利用實現(xiàn)過程中減污降碳，深入探究二氧化碳捕集利用與封存實現(xiàn)終端捕碳固碳。

國務(wù)院印發(fā)的《2030年前碳達(dá)峰行動方案》強(qiáng)調(diào)，推動煤電向基礎(chǔ)保障性和系統(tǒng)調(diào)節(jié)性電源并重轉(zhuǎn)型。正寧調(diào)峰煤電項目正是落實有關(guān)要求的具體體現(xiàn)。

“雖然是調(diào)峰電源，但是我們還是希望碳排放低一些、再低一些，最理想的狀態(tài)是能夠?qū)崿F(xiàn)近零排放。”李文滄告訴記者，在正寧調(diào)峰煤電項目，他們還配套了有關(guān)綠色煤電技術(shù)，以期實現(xiàn)低碳清潔火電。

二氧化碳捕集利用與封存就是其中之一。“就是將火力發(fā)電過程中產(chǎn)生的二氧化碳捕集下來，送到合適的地點加以利用或者實現(xiàn)地質(zhì)封存，從而避免或延緩二氧化碳進(jìn)入大氣。”李文滄說，這一技術(shù)被視為減碳的托底技術(shù)，大家形象地稱之為“碳捕快”。

最近一段時間，他正對正寧調(diào)峰煤電項目配套二氧化碳捕集技術(shù)核心設(shè)備參數(shù)進(jìn)行計算、復(fù)核。“換熱面積有多少，吸收塔內(nèi)到底填充哪些材料最經(jīng)濟(jì)實惠，等等，這些都是需要反復(fù)比對確認(rèn)的。”李文滄告訴記者，正寧電廠已經(jīng)啟動建設(shè)的二氧化碳捕集驅(qū)油與封存示范項目，建成后年捕集二氧化碳能力可達(dá)150萬噸，被捕集的二氧化碳將通過管線輸送至長慶油田相關(guān)采油區(qū)，完成驅(qū)油與封存。

不僅如此，正寧調(diào)峰煤電項目還擁有世界首座“五塔合一”百萬機(jī)組蒙皮內(nèi)置鋼結(jié)構(gòu)間冷塔。“也就是說，一座塔集主機(jī)間冷塔、輔機(jī)冷卻塔、脫硫吸收塔、CCUS系統(tǒng)原煙道、煙囪五座塔的功能于一體。”李文滄介紹，該塔具有節(jié)約建設(shè)用地、安全風(fēng)險低、施工周期短、材料可回收等特點。

針對配套礦井，開發(fā)國內(nèi)首套處理疏干水的高效除硬結(jié)晶反應(yīng)器中試處理裝置，解決黃河流域高礦化度疏干水零排放低成本處理的關(guān)鍵技術(shù)問題，實現(xiàn)礦井排水梯級利用、濃水零排放及結(jié)晶鹽資源化利用。

……

“我們還將建成集研發(fā)、智慧運(yùn)維、智能管控與調(diào)度等功能于一體的綜合能源集中管控中心，填補(bǔ)大型能源基地集中智能控制和電力調(diào)度的空白。”華能甘肅能源開發(fā)有限公司有關(guān)負(fù)責(zé)同志表示，未來全部建成后，隴東綜合能源基地的一體化調(diào)度系統(tǒng)將精準(zhǔn)到每一個光伏方陣、每一臺風(fēng)機(jī)、每一臺鍋爐等。當(dāng)新能源負(fù)荷波動時，調(diào)動儲能、調(diào)峰煤電來平抑波動，保障新能源優(yōu)先發(fā)電上網(wǎng)以及電力輸送的穩(wěn)定性。

光激發(fā)電子流動，風(fēng)吹動風(fēng)機(jī)葉片，低碳清潔火電削峰填谷……一個多能互補(bǔ)、綠色智慧的“新”電源即將誕生。