打造光伏之城、全球新能源领军城市、新能源之都、绿色能源之城……长三角城市正在成为未来能源产业的技术策源地和企业聚集地。
长三角企业设计、建设的青海中控德令哈50兆瓦塔式熔盐储能光热电站
在6月5日开幕的2024上海国际碳中和博览会上,全国首个居民虚拟电厂2.0平台亮相黄浦区展台。截至2024年上半年,上海黄浦区虚拟电厂平台已接入商业建筑155幢,覆盖率超过50%,已被纳入上海电力(9.640,-0.05,-0.52%)需求响应常规调度资源,累计调度电力超2000幢次/50万千瓦。
在合肥综合性国家科学中心能源研究院1号实验室里,科研人员正在研发氢氨燃烧技术。“我们在国际上率先实现最高掺氨比35%的燃煤发电机组清洁高效燃烧。”合肥综合性国家科学中心能源研究院副研究员林启富说,“掺氨35%,意味着减少35%的燃煤使用。”
江苏盐城,用地下盐穴压缩空气的方式吸纳电网低谷时段的“弃电”,在用电高峰时段释放压缩空气发电。作为世界首个大型非补燃式压缩空气储能项目,金坛盐穴压缩空气储能国家试验示范项目不仅实现零污染发电,还能利用运行中产生的“副产品”供冷、供热。
江苏金坛盐穴压缩空气储能电站
打造光伏之城、全球新能源领军城市、新能源之都、绿色能源之城……长三角城市正在成为未来能源产业的技术策源地和企业聚集地。
追日储能
5月的青海德令哈,阳光耀眼。“德令哈”是蒙古语音译,意为“金色世界”。这里年日照在3000小时以上,年太阳总辐射量达到每平方米6618.3-7356.9兆焦。
苍茫的戈壁滩,呈现出科幻电影中的宏大场景:一座200米高的巨型吸热塔矗立在数平方公里的土地中间,27135面定日镜围绕着吸热塔排成一个个同心圆,每隔三五秒微微转动,通过精准聚光的智能控制系统追踪太阳的轨迹,将阳光反射到吸热塔尖的吸热器上,把太阳能(4.650,-0.01,-0.21%)收集起来。
在吸热器中,熔盐被迅速加热至565摄氏度。高温熔盐储存在大型熔盐储罐中,根据电网需要,高温熔盐与水换热产生高温高压蒸汽,驱动汽轮机发电。这一发电系统,每年能节约标准煤4.6万吨,减排二氧化碳气体12.1万吨。
“光伏发电和风力发电成本低,但光伏和风电不能直接调节,仍要依靠煤电来调峰。因为电力供需必须实时平衡。”浙江大学教授、浙江可胜技术股份有限公司(以下简称“可胜技术”)董事长兼首席科学家、青海中控德令哈50兆瓦塔式熔盐储能光热电站总设计师金建祥告诉《瞭望东方周刊》,“如果不能解决光伏发电和风力发电储能问题和电网友好性问题,就会给高比例风光消纳和电网安全埋下隐患。”
“此前有过案例,光伏装机大国德国在日全食期间骤然失去了70%左右的光伏电力,日食一结束,大量光伏电力又瞬间涌入电网。一退一进,让德国电网系统遭遇了巨大考验。”金建祥说。
有没有一种办法,既能有效利用阳光发电,又能大规模、长时间、低成本储藏电能,同时还具有电网的友好性?光热发电就是这样一种太阳能发电新技术。
“光热发电可完美应对高比例新能源电力系统面临的挑战,是高比例新能源电力系统的理想选择。”可胜技术总裁兼总工程师徐能说。
光热发电产业链长,可消化玻璃、钢铁、水泥、熔融盐等传统产业的过剩产能,还可带动新材料、智能控制等新兴产业发展。国网能源研究院新能源与统计研究所所长李琼慧表示,光热发电规模化开发利用将成为我国新能源(3.660,0.03,0.83%)产业新的增长点。
2010年,可胜技术在杭州成立。“此时国内光热研究刚起步,国际上一些塔式熔盐储能光热发电试验项目也刚开始运行,没有成熟技术可以借鉴。”金建祥说,“我们团队看好这一未来新能源赛道,依靠此前的技术积累,果断踏进了技术‘无人区’。”
定日镜的精度和运行稳定性直接决定光热电站的效率和收益。可胜技术自主研发的高精度智能定日镜产品,可实现优于0.1°的跟踪精度,从一公里以外将阳光精准地反射到吸热器的指定位置。
从200多面定日镜“小试牛刀”起步,到德令哈10兆瓦塔式光热电站,再到德令哈10兆瓦熔盐储能光热电站的改造……可胜技术成功建成塔式光热发电站,95%以上设备实现了国产化。
青海中控德令哈50MW光热电站作为全球首个且唯一完全达到并超过年度设计发电量的塔式熔盐储能光热电站,自投运以来,运行表现屡次打破国际同行纪录。
“目前,我们已经有了一支百余人的太阳能热发电研发团队。自主研发的智能定日镜、大规模集群聚光控制技术和高温熔盐储换热技术等都达到国际先进水平,也得到了国际权威机构的高度评价。”金建祥说。
近年来,中国光热产业在政策扶持和市场需求的双重驱动下,呈现出蓬勃发展的态势。2023年3月,国家能源局综合司发布《关于推动光热发电规模化发展有关事项的通知》。通知提出,力争“十四五”期间,全国光热发电每年新增开工规模达到300万千瓦(3GW)左右。在业内人士看来,这是光热产业走向规模化的强烈信号。
“我们的顺利发展,离不开长三角优越的营商环境和充足的创新人才。”金建祥算了一笔账,这些年来,各级政府部门的各类研发资金提供了大量支持。“政府支持不仅解了企业燃眉之急,更让股东觉得国家认可我们的研究方向,让投资者信心更强。”
与可胜技术类似,一批长三角企业正在未来能源领域的技术“无人区”砥砺前行。奥展实业有限公司以“最高标准做出最小标准件”,为金塔中光太阳能10万千瓦光热+60万千瓦光伏等项目供应标准件;常州龙腾光热科技股份有限公司成功为乌拉特中旗100MW槽式光热发电项目提供核心镜场装备……
“光热发电,现阶段面临的挑战是度电成本较高,尽管度电成本近几年已经明显下降,但仍高于风电、光伏。随着电力系统市场化改革的不断深入,光热发电单机规模和行业规模的不断扩大,我们预测在未来3到5年内光热发电就能实现独立盈利。”金建祥说。
“氢”风阵阵
蓝色的氢能大巴驶入加氢站,工作人员熟练地操作静电释放夹、氢气测漏仪以及加氢机,氢气顺管道输入大巴储氢罐。一次加氢只需10至15分钟,即可保障车辆行驶约300公里。
2022年北京冬奥会期间,超过1000辆氢燃料电池汽车穿梭在北京、延庆、张家口全赛区,引起海内外关注。
2024年4月,浙江蓝能为2024年巴黎奥运会加氢站配套的氢能储运装备——氢气长管拖车顺利启程,将为赛事官方用车的氢燃料加注提供可靠保障。
随着全球能源转型步伐加快,氢能和新型储能产业处于大有可为的战略机遇期。迎着风口而上,长三角地区加快部署氢能相关产业。在氢能“制、储、运、加、用”各环节,长三角已经形成相对完整的产业链体系。
据中银研究发布的报告,在氢能产业方面,上海集聚了产业链龙头企业,江苏燃料电堆、空压机、加氢站成套设备等产品技术和市场优势突出,浙江在燃料电池方面优势突出,安徽实现了氢燃料电池客车、物流车的批量化生产。
魔方氢能源科技(江苏)有限公司(以下简称“魔方氢能”)是国内燃料电池生产线装备领域的头部公司。150辆亮相北京冬奥会的氢燃料电池大巴,搭载了魔方氢能内阻检测技术。
魔方氢能董事长华周发是中国最早的氢燃料电池轿车——“楚天一号”的核心研发者,曾带领团队承担多项国家863科技攻关项目。“公司的核心技术团队是国内最早一批开展燃料电池研发的队伍。2017年我们着手投入到氢能装备研发制造,2019年批量出货,目前已经为国内30多家氢能企业提供产品服务。”华周发告诉《瞭望东方周刊》。
“听到氢能,很多人第一反应是害怕氢气爆炸,新产业(68.220,-0.56,-0.81%)的发展确实需要时间。”华周发说,“目前氢能正处于全产业链技术突破、从研发转入规模化商业化示范应用的关键时期,研发工艺、设备装备、数据量信息量都在积累。长三角有丰富的研发和人才资源,应用场景丰富,在发展氢能产业方面具有无可比拟的优势。我们的总部在无锡,无锡正在打造长三角现代产业新高地,政府大力支持未来产业,这里的营商环境、产业链情况在国内数一数二。”
氢能产业是无锡“465”现代产业集群重点培育的未来产业。2023年,无锡出台实施《无锡市氢能和储能产业发展三年行动计划(2023-2025)》《无锡市促进新能源产业发展若干政策》等政策文件。2024年无锡市政府工作报告明确提出,发展“前沿新兴氢能”。
“新能源产业是绿色低碳发展大背景下的大赛道、长赛道,氢能和储能产业是我市重点发展的未来产业,更是新能源产业的核心赛道。”无锡市发展改革委能源处相关负责人说,“依托高端装备和汽车零部件产业的深厚底蕴,我们的氢能和储能产业部分领域已经形成先发优势。”
2023年11月,江苏省印发《关于加快培育发展未来产业的指导意见》(以下简称《意见》)。在氢能部分,《意见》提到,要围绕推进氢能“制储运加用”全链条发展,充分发挥江苏沿海风电资源集聚优势,着力突破海水制氢等可再生能源制氢关键技术,推动氢燃料电池汽车、氢冶金等场景示范应用。
“我们所服务的赛道上,跑着亿华通(29.670,0.02,0.07%)、上海神力、中船712所等一众国家队员、主流选手,作为民企,我们主动参与到国产化和降成本进程中去,做好‘淘金路上的递水人’。”华周发说。
减碳成金
2024年5月1日,《碳排放权交易管理暂行条例》正式施行。业内人士认为,条例实施,意味着全国碳市场将全面升级。
“超腾能源于2006年在杭州成立,进入碳中和行业非常早。当时,‘碳中和’对社会来说还是一个新词。”杭州超腾能源技术股份有限公司(以下简称“超腾能源”)董事长、总经理王敏娜回忆说,“2006年参加央视创业比赛,我的参赛项目就是CDM(清洁发展机制),当时几乎没人懂这个缩写的意思,评委甚至问我‘这个市场是你凭空想出来的吗’。”
“碳中和服务为企业提供一站式解决方案,推动其低碳转型和可持续发展,我认为这是一片广阔的蓝海。”王敏娜说。
2020年9月,中国明确提出2030年“碳达峰”与2060年“碳中和”目标。2021年,“碳达峰”“碳中和”首次写入政府工作报告,全国碳市场启动,“双碳”工作全面展开。
乘着国家政策的东风,超腾能源快速发展,成功跻身长三角乃至全国碳中和服务第一梯队。“我们在杭州市一间20多平方米的办公室里,接待过近10家世界500强企业代表。我们帮助中国企业在联合国成功注册36个CDM(清洁发展机制)项目和31个CCER(中国核证自愿减排量)项目,为客户达成碳交易累计金额达数千万元。”王敏娜说。
2023年,全国温室气体自愿减排交易市场(全国CCER市场)启动工作提速。2023年10月,生态环境部、市场监管总局发布《温室气体自愿减排交易管理办法(试行)》。这一年,正在复旦大学EMBA就读的王敏娜带领超腾能源迎来新的发展机遇。
“得益于十多年的积累,作为行业龙头企业,我们已经完成了18个省份近2000家企业核查,50多个省、市、县温室气体清单编制,100余项地市低碳技术支撑,成为国内服务对象多、专业能力强、政府认可高的碳中和全域服务商之一。”王敏娜说。
2023年第19届杭州亚运会以“绿色”为办赛理念。“针对亚运会的筹备和办赛过程,我们请来专业核算单位,根据国际标准体系,对赛事碳排放量进行了核算,以此预估出抵消使用的减排量。”杭州亚组委相关人士说。
碳抵消,就是用购买“碳信用额度”来抵消生产生活所产生的温室气体。“对办赛过程中一些不能减少的碳排放,可以通过单位和个人捐赠碳配额、碳信用、碳普惠等方式进行碳抵消,最终实现碳中和。不少企业捐赠的碳抵消减排量就是由超腾能源购置的。”王敏娜说。
“比如,浙江虎哥环境有限公司捐赠给杭州亚运会的碳抵消减排量,是由我们为其开发的国内生活垃圾回收领域带来的。”王敏娜介绍说,具体做法是:浙江虎哥环境有限公司有偿回收居民家中的可回收物,将回收物换算成碳减排量,经第三方核证,到浙江省环保平台备案,然后与亚组委签署捐赠协议,捐赠相应的碳减排量。通过申报浙江省碳普惠减排量,企业获得政府给予的实惠,实现了绿色财富转化。
2024年5月,杭州印发《国家碳达峰试点(杭州)实施方案》。方案提出,到2030年,全面建成全国碳达峰数智治理标杆区、科技引领样板区和制度创新示范区,探索形成产业轻量型城市碳达峰实现路径。
前不久,超腾能源入选杭州市“准独角兽企业”和“专精特新企业”。杭州相关部门给予该公司高度评价:扎根杭州、立足浙江、服务全国、链接世界,持续深耕多领域、多行业、多主体节能减排降碳主业,不断强化人工智能等新一代信息技术在碳管理工作中的应用,助力实现国家“双碳”目标和全球可持续发展目标。