2019年3月并網(wǎng)的天津?yàn)I海分散式風(fēng)電項(xiàng)目,不僅成為充分利用當(dāng)?shù)亓己蔑L(fēng)能資源的成功案例,更重要的是,該模式為工業(yè)園區(qū)業(yè)主,特別是高耗能行業(yè)引入風(fēng)電起到了示范作用,證明了分散式風(fēng)電已經(jīng)具備在園區(qū)部署的條件,用以降低用能成本,推動(dòng)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
分散式風(fēng)電,為工業(yè)園區(qū)帶來能源服務(wù)新模式
文|《風(fēng)能》雜志葉無極
陸上集中式風(fēng)電(包括大基地)、分散式風(fēng)電和海上風(fēng)電被稱作拉動(dòng)國內(nèi)風(fēng)電規(guī)?;l(fā)展的“三駕馬車”。如今,陸上集中式風(fēng)電早已成為主力,海上風(fēng)電發(fā)展依舊火熱。相比這兩者,分散式風(fēng)電的規(guī)模仍較小,但它也擁有獨(dú)特的優(yōu)勢。
不僅有著建設(shè)周期短、開發(fā)方式更為靈活等特點(diǎn),初步擺脫經(jīng)濟(jì)性及技術(shù)限制的分散式風(fēng)電還屢遇發(fā)展良機(jī)。一方面,“千鄉(xiāng)萬村馭風(fēng)計(jì)劃”、《能源領(lǐng)域深化“放管服”改革優(yōu)化營商環(huán)境實(shí)施意見》、《加快農(nóng)村能源轉(zhuǎn)型發(fā)展助力鄉(xiāng)村振興的實(shí)施意見》等利好政策紛紛出臺(tái);另一方面,傳統(tǒng)能源企業(yè)積極進(jìn)行轉(zhuǎn)型發(fā)展,尋求更多新能源電力的使用。
對(duì)于大多數(shù)企業(yè)而言,清潔電力直接交易通道推出時(shí)間不長,如何實(shí)現(xiàn)電力脫碳卻成為企業(yè)最迫切的需求。而工業(yè)園區(qū)正是節(jié)能減排的重要應(yīng)用場景,在此機(jī)遇下,部署分散式風(fēng)電機(jī)組成為了企業(yè)脫碳的突破口。
為降低火電使用比例,中國石化潤滑油有限公司潤滑脂分公司(下稱“中國石化潤滑油”)與新疆金風(fēng)科技股份有限公司(下稱“金風(fēng)科技”)開展了清潔能源開發(fā)合作,共同完成天津?yàn)I海分散式風(fēng)電項(xiàng)目,在位于天津?yàn)I海新區(qū)的工廠內(nèi)安裝一臺(tái)2兆瓦風(fēng)電機(jī)組,另外還有756千瓦太陽能光伏。
濱海分散式風(fēng)電項(xiàng)目所在地區(qū),100米高度的年平均風(fēng)速約為5.5~6.5米/秒;測算顯示,風(fēng)電年利用小時(shí)數(shù)可達(dá)2300~2600小時(shí)。可見,這一地區(qū)具備良好的分散式風(fēng)電項(xiàng)目開發(fā)條件。
濱海分散式風(fēng)電項(xiàng)目于2017年8月獲得天津市濱海新區(qū)發(fā)展改革委核準(zhǔn),采用“自發(fā)自用、余電上網(wǎng)”模式,2019年3月正式并網(wǎng),成為金風(fēng)科技在天津的首個(gè)兆瓦級(jí)分散式風(fēng)電項(xiàng)目。
其實(shí),對(duì)于像中國石化潤滑油這樣剛接觸新能源的企業(yè)來說,盡管認(rèn)可風(fēng)電這一清潔綠色能源形式,但最初也存有兩大擔(dān)憂:一是對(duì)安全性的顧慮,59.5米長的葉片在100米高的高空長時(shí)間旋轉(zhuǎn),是否會(huì)存在安全隱患?二是,由于生產(chǎn)要求,工廠對(duì)用電質(zhì)量要求很高,如果使用風(fēng)電、光伏進(jìn)行電能替代,是否會(huì)對(duì)用電負(fù)荷產(chǎn)生影響?
事實(shí)上,一般情況下,整機(jī)商會(huì)根據(jù)當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)能資源水平,將年平均風(fēng)速、湍流強(qiáng)度、極端風(fēng)速、極端氣候條件等機(jī)組安全參數(shù)考慮在內(nèi),確保安全性和經(jīng)濟(jì)效益,還會(huì)進(jìn)行“整機(jī)適應(yīng)性載荷分析”,表明該機(jī)型在規(guī)劃區(qū)域(風(fēng)能資源極端條件下)可以安全穩(wěn)定運(yùn)行。
金風(fēng)科技全資子公司天誠同創(chuàng)天津公司負(fù)責(zé)人朱振向《風(fēng)能》介紹,針對(duì)濱海工業(yè)園的風(fēng)電機(jī)組安裝,團(tuán)隊(duì)更是做足了準(zhǔn)備工作。建設(shè)過程中,將作業(yè)平臺(tái)增高,在圍墻和廠房的高度之上進(jìn)行機(jī)艙和葉輪的組裝、吊裝。這種方式雖然對(duì)工程車輛規(guī)格提出了更高要求,但從實(shí)際效果來看,未對(duì)周邊設(shè)施產(chǎn)生影響。
至于噪音、光影方面,通過軟件進(jìn)行聲、光仿真分析,在葉片加裝鋸齒尾緣、消聲器和“隔音屏障”,很好地消除了噪音影響。在當(dāng)?shù)卮箫L(fēng)天氣、風(fēng)電機(jī)組滿發(fā)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下,近距離也只能聽到很小的聲音。對(duì)周圍辦公區(qū)同樣從建筑設(shè)計(jì)的角度進(jìn)行了升級(jí),達(dá)到了透光不透影、美觀又實(shí)用的效果。
更重要的是,所用機(jī)組的載荷標(biāo)準(zhǔn)是按照當(dāng)?shù)?0年一遇的最大風(fēng)速來進(jìn)行強(qiáng)度設(shè)計(jì)的,再加上自保護(hù)系統(tǒng)、現(xiàn)場+遠(yuǎn)程雙人操作、加熱除冰等設(shè)備的支持,從源頭上杜絕了機(jī)組本身、天氣原因或人為誤操作等帶來的安全問題,用切實(shí)可行的方案證明了機(jī)組在園區(qū)內(nèi)運(yùn)行的安全性。
針對(duì)風(fēng)電是否會(huì)影響工廠電能質(zhì)量的擔(dān)憂,事實(shí)上,風(fēng)電機(jī)組發(fā)出的電量電壓始終穩(wěn)定在690V,電能質(zhì)量優(yōu)越。風(fēng)電機(jī)組自發(fā)無功功率,對(duì)廠區(qū)負(fù)荷不會(huì)產(chǎn)生波動(dòng)。大電網(wǎng)也會(huì)向廠區(qū)供電,不會(huì)導(dǎo)致廠區(qū)出現(xiàn)斷電情況。同時(shí),風(fēng)電的變流器能夠通過濾波器將電能“雜質(zhì)”幾乎全部屏蔽,一定程度上改善電能質(zhì)量。
不可否認(rèn),這是一臺(tái)濱海園區(qū)“定制版”風(fēng)電機(jī)組,其成本自然也會(huì)有所上升。但從實(shí)際效果來看,它帶來的收益遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于成本的增加,實(shí)現(xiàn)了多方共贏的局面。
中國石化潤滑油的數(shù)據(jù)顯示,在安裝了風(fēng)電機(jī)組和光伏設(shè)備后,公司平均每年用電量為1300萬千瓦時(shí),其中,風(fēng)電和光伏發(fā)電合計(jì)實(shí)現(xiàn)綠色電力替代580萬千瓦時(shí),占總用電量的45%。經(jīng)排查,公司每年的碳排放量約為1.8萬噸,風(fēng)電和光伏項(xiàng)目合計(jì)減少二氧化碳排放4850噸,占總排放量的26%。在經(jīng)濟(jì)效益方面,風(fēng)電和光伏每年可以為公司節(jié)約電費(fèi)約53萬元,節(jié)省購碳指標(biāo)約13.58萬元。
天津?yàn)I海分散式風(fēng)電項(xiàng)目采用的“自發(fā)自用、余電上網(wǎng)”模式,所發(fā)的電量不僅能夠滿足企業(yè)自身將近一半的生產(chǎn)用電需求,將園區(qū)的綠電比例提高到全年用電量的38%以上,當(dāng)生產(chǎn)用電負(fù)荷小的時(shí)候,多余的清潔電能更是可以輸送到大電網(wǎng),為天津市民的生產(chǎn)生活所用。
除了提供綠色電力,金風(fēng)科技還通過綜合能效平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了水、電、氣等的可視化、數(shù)字化,在進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控和精細(xì)化管理后,讓能源消耗下降了5%。
濱海分散式風(fēng)電項(xiàng)目可被視為積極響應(yīng)國家能源局《關(guān)于加快推進(jìn)分散式接入風(fēng)電項(xiàng)目建設(shè)有關(guān)要求的通知》,充分利用濱海新區(qū)良好風(fēng)能資源的成功案例。更重要的是,該模式為工業(yè)園區(qū)業(yè)主,特別是高耗能行業(yè)引入風(fēng)電起到了示范作用,證明了分散式風(fēng)電已經(jīng)具備在園區(qū)部署的條件。
“與在土地面積相對(duì)廣闊、人員稀少的地區(qū)開發(fā)集中式風(fēng)電場相比,在工業(yè)園區(qū)開發(fā)分散式風(fēng)電項(xiàng)目的建設(shè)有三點(diǎn)尤為重要,一是要提前進(jìn)行專業(yè)的方案設(shè)計(jì),將所有風(fēng)險(xiǎn)考慮在內(nèi);二是通過我們過往的經(jīng)驗(yàn)積累與成功案例,打消參與各方對(duì)在設(shè)施附近安裝風(fēng)電機(jī)組的顧慮;三是要有包括風(fēng)電機(jī)組制造、建設(shè)、運(yùn)維等在內(nèi)的全產(chǎn)業(yè)鏈作為支撐?!敝煺裣颉讹L(fēng)能》表示。
值得一提的是,在位于北京亦莊的金風(fēng)科技全球總部,以風(fēng)電為代表、更具環(huán)保與低成本優(yōu)勢的分布式能源,正日益成為社會(huì)、園區(qū)用能補(bǔ)給的一種新興形式,使其成為了中國首個(gè)可再生能源碳中和智慧園區(qū)。
作為尚未完全發(fā)揮出潛力的一種風(fēng)電開發(fā)模式,越來越多的地方開始出現(xiàn)分散式風(fēng)電的身影。例如,天津港零碳碼頭智慧綠色能源系統(tǒng)同樣采用了分散式風(fēng)電和光伏發(fā)電,正在釋放出良好的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。
發(fā)展分散式風(fēng)電是我國優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型的戰(zhàn)略選擇,隨著風(fēng)電企業(yè)繼續(xù)探索分散式風(fēng)電的應(yīng)用發(fā)展路徑及商業(yè)運(yùn)營模式,可讓更多的企業(yè)、園區(qū)、城市降低用能成本,推動(dòng)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。