為落實集團公司關于開展源網荷儲系統推廣示范,提高高煤價下新能源與煤電、煤熱耦合水平,增強一體化經營能力的要求,11月9日~10日,中國石化25家油田、煉化企業赴勝利油田現場調研源網荷儲一體化開發和利用情況,專題研討源網荷儲一體化技術推廣。與會人員認為,要進一步增強源網荷儲部署的緊迫性和責任感,加強上中下游聯動、全產業鏈協同,推進源網荷儲多元化試點布局、一體化智能升級,全力構建多能互補、潔凈高效的新型能源體系,在保障國家能源安全、推動能源轉型中發揮引領作用、彰顯石化擔當。
勝利油田郝現采油管理區光伏應用場景。朱克民攝
源網荷儲是以“電源、電網、負荷、儲能”為整體規劃的新型電力系統運行模式
“雙碳”目標背景下,新能源大規模、高比例接入電網已成常態。源網荷儲一體化是一種可實現能源資源最大化利用的運行模式和技術,通過源源互補、源網協調、網荷互動、網儲互動和源荷互動等多種交互形式,提升可再生能源并網后電網運行的靈活性、穩定性,實現高效優質消納,從而更經濟更安全地提升電力系統功率動態平衡能力,全面提高全產業鏈綠色低碳價值創造水平。
源網荷儲一體化是構建新型電力系統的重要發展路徑,更是推進全產業鏈控能降本減碳增綠提效、實現全面可持續高質量發展的必然選擇
近年來,國家陸續出臺了一系列關于推進源網荷儲一體化的政策文件。2021年3月,國家發展改革委、國家能源局發布《關于推進電力源網荷儲一體化和多能互補發展的指導意見》,明確提出推進源網荷儲一體化,將源網荷儲一體化和多能互補作為電力工業高質量發展的重要舉措。同年10月,國務院印發《2030年前碳達峰行動方案》,提出構建新能源占比逐漸提高的新型電力系統,要求大力推動“新能源+儲能”、支持分布式新能源合理配置儲能系統,積極發展源網荷儲一體化和多能互補。
2022年6月,國務院辦公廳轉發《關于促進新時代新能源高質量發展的實施方案》,提出在具備條件的工業企業、工業園區,支持工業綠色微電網和源網荷儲一體化項目建設,推進多能互補高效利用,開展新能源電力直供試點,提高終端用能的新能源電力比重。
今年2月,國家能源局印發《加快油氣勘探開發與新能源融合發展行動方案(2023~2025年)》,提出提高油氣勘探開發與新能源融合項目備案效率。6月,《新型電力系統發展藍皮書》發布,提出打造“新能源+”模式,加快提升新能源可靠替代力,推進新能源與調節性電源的多能互補,推廣電力源網荷儲一體化發展模式,大幅提高新能源發電效率和可靠出力水平。
10月10日,國家發展改革委等四部門又聯合發布《關于促進煉油行業綠色創新高質量發展的指導意見》,明確提出:引導煉油過程降碳,推進現有燃煤自備電廠(鍋爐)清潔能源替代,鼓勵企業積極探索研究太陽能供熱在煉油過程中的應用,鼓勵企業因地制宜優先采用新能源分布式發電和源網荷儲一體化等方式逐步降低煤炭消費比例,提升可再生能源消納水平,提高系統運行效率和電源開發綜合效益。
在推進新能源與傳統能源融合發展的過程中,隨著新能源滲透率不斷提高,各企業電力系統高比例新能源、高比例電力電子設備接入的“雙高”特性日益突出,亟須采取源網荷儲一體化運營技術,實現供需協同、保障安全平穩,最大程度消納新能源。
中國石化積極發展以“氫能供給、清潔供熱、清潔供電、生物燃料供應”及“新能源業務與現有業務綠色發展相融合”“新能源業務與新科技新模式發展相融合”為架構的“四供兩融”業務,高度重視源網荷儲智慧能源系統建設工作。
今年5月10日,馬永生董事長現場考察勝利油田源網荷儲工作統籌推進情況。集團公司黨組多次對新能源與傳統能源融合發展提出要求,強調要開展源網荷儲系統推廣示范,提高高煤價下新能源與煤電、煤熱耦合水平,增強一體化經營能力。
建設源網荷儲一體化智慧能源系統,推進能源清潔高效開發利用,既是深化能源綠色低碳轉型、加快構建新型能源體系的必由之路,又是推進全產業鏈控能降本減碳增綠提效、實現全面可持續高質量發展的必然選擇。
勝利油田建立綠色低碳融合創新產業體系,成功打造國內油氣行業首家源網荷儲一體化智慧能源技術先導試驗平臺
按照中國石化的戰略部署,勝利油田以綠色低碳融合創新產業體系為統領,將以源網荷儲為核心的新能源產業作為三大產業之一,構建國內油氣行業首家源網荷儲一體化智慧能源技術先導試驗平臺。目前,該油田正在申報國家級油氣田綠色低碳發展示范區,源網荷儲智慧能源系統成為支撐示范區建設的重要組成部分。
勝利油田有豐富廣闊的陸上、淺海灘涂自然資源,這為布局發展以源網荷儲為核心的新能源產業提供了基礎。該油田通過優化整合油田電源側、電網側、負荷側等資源要素,積極攻關應用多元先進儲能技術,以安全、綠色、高效為目標,探索以新能源為主體的新型電力系統發展路徑,構建源網荷儲深度協同、源荷實時高效匹配的新型能源體系。這項工作促進了供需精準匹配,保障了電力供應的可靠性和安全性;優化了能源消費結構,降低了用能成本;支撐了新能源規模化消納,實現了綠色低碳發展。
走進勝利油田電力調度中心,一塊巨大的可視化大屏展示著勝利油田實時的能源供需關系,一條“凹”形的火電機組運行負荷曲線,一條“凸”形的光伏電站負荷曲線,還有一條跌宕起伏的電力現貨交易價格曲線,反映了整個油田的油氣開發電力生產和消費情況。這個自主開發的源網荷儲一體化智慧能源技術先導試驗平臺,通過連通山東省電網,導入各光伏電站、用電單位的負荷數據,結合網電、火電、綠電的價差,合理分配柔性用電負荷和儲能電站負荷,擬合出火電最優負荷曲線。曲線背后折射的是該油田正在掀起的一場能源轉型和產業變革。
勝利油田具備獨立配套的發供電系統。勝利發電廠作為自備電廠,是中國石化規模最大的熱電企業,裝機容量104萬千瓦,擔負著油田生產生活用電和周邊城區集中供熱任務。油氣生產多元用能場景為光伏、風電、地熱、余熱等新能源提供了就近便利的消納條件。
依托豐富的油氣生產供用能場景、多能互補的能源網絡結構,勝利油田源網荷儲一體化智慧能源技術先導試驗平臺通過源網荷儲一體化調節、熱電機組深度調峰填谷、多源智能微網協同支撐,最大限度消納綠電和谷電,年增效6800萬元、減少二氧化碳排放17萬噸,形成了一系列可推廣可復制的特色技術和標準。
發揮上中下游一體化優勢,推廣勝利油田源網荷儲一體化運營經驗,全面推進中國石化源網荷儲工作再上新臺階
參會人員調研了勝利發電廠一二期機組、電廠灰場37兆瓦光伏電站、油氣田壓縮空氣儲能系統模型、源網荷儲智慧能源平臺等源網荷儲典型場景,并深入探討了煤電機組深度調峰與新能源耦合運行、多元儲能、虛擬電廠與電力需求響應實踐及電熱兼備的多能互補微能網等技術,認為勝利油田源網荷儲一體化智慧能源技術先導試驗平臺在助力企業綠色低碳發展和降本增效方面成效顯著,為其他企業提供了寶貴的實踐經驗,具有很好的借鑒價值,值得大力推廣。
集團公司高級專家倪承波結合勝利油田新能源開發實際,指出應針對油田、煉化企業的特點分類施策,結合實際量身定制源網荷儲一體化解決方案。
油氣田企業建設源網荷儲一體化智慧能源管控平臺,可以充分利用企業現有的數據資源,融合源網荷儲系統運行、電力交易等能源資源數據,實現源網荷儲電力能源生產、運行調節和運行分析,加強策略生成、響應分析、執行評價、市場交易等全過程一體化管理。
油氣田企業開展源網荷儲技術應用,可以在電網側推進分層分區域平衡的新型配電網智能調控系統升級、綠色智能微電網構建、電力市場化交易策略優化,實現油田分布式新能源、外部電網、海量負荷及多種儲能設施的綜合智慧管控,打造適應新能源占比逐漸提高的堅韌、智能電網。
油氣田企業應推動由能耗雙控轉向碳排雙控,優化能源結構實現增綠減碳。一方面通過油氣與地熱能、風能、太陽能等能源資源協同開發,實施源頭結構性減碳;另一方面開發基于能源流的源網荷儲全流程碳排放監測應用,指導全方位節能減碳,提高能源資源利用效率和減碳水平。
煉化企業應探索構建熱電綜合智慧能源管控平臺,建立靈活調節新型能源調控中心,打造虛擬電廠和負荷聚合商,培育市場新業態,建立碳資產管理交易價值創造體系,實現碳資產管理價值最大化。
目前,大多數煉化企業電力調度方式較為單一、尚未實現一體化管控,電力調度中心與生產現場動態亟須實現高效互通。電力數據采集未全面實現自動化、實時化,易出現延遲、疏漏或錯誤。
集團公司化工事業部首席專家趙勇認為,要推行源網荷儲一體化,首先要最大化激發負荷側調節響應潛能,讓用戶深度參與電力系統運行的調節,通過捕捉靈敏的價格信號,充分調動用戶積極性,增加負荷側調節的靈活性。其次,在發電側提升各類電源的調節能力并將其充分釋放,實現電力系統調節資源共享,提高新能源發電占比,促進新能源就近生產和利用,加強儲能系統規模化利用。
企業實踐
中原油田推進能源友好互動
近年來,中原油田依托東濮、普光、內蒙古三個油氣開發基地,建成油田本部、普光氣田、內蒙古油區三個獨立電網,圍繞光伏發電、風力發電、綠氫建設、光熱及“余熱+光伏”展開科技攻關,在源網荷儲方面取得一定成效。
他們采用井場光伏、水面光伏及棚頂光伏等新的建設模式及柔性組件等新工藝,整合油田資質及施工力量,形成了一套完整的光伏項目施工自營管理模式,完成了油田首個對外合作項目。
他們與濮陽新星公司合作,在油田區域建設112兆瓦分布式風力發電場,年發電量3.2億千瓦時。他們實施的7000標準立方米/小時綠氫項目,根據實際運行能耗與設計參數對比,制氫能耗參數優于國內外同類項目。
去年以來,他們先后建成濮城采油廠、文二中轉站“余熱+光伏”綜合利用項目,光伏裝機規模1.24兆瓦,年均發電量分別為111萬千瓦時、245萬千瓦時,年可節約標準煤分別為1943噸、1235噸,年減排二氧化碳分別為3498噸、2406噸。
他們還根據油田分布式風力、光伏發電和電網的結構特點,開展風光新能源和儲能系統自動發電控制(AGC)技術研究,形成新能源發電控制策略庫,為實現能源友好互動提供了技術支撐。
江漢油田多能互補綠色發展
經過60多年的勘探開發,江漢油田已形成橫跨“四省一市”的4個油區和2個氣田,兼有鹽鹵化工和存續業務。為滿足存量負荷和用電,以及鹽化工電力增長的需求,江漢油田在新能源發展方面開展了大量工作。
江漢油田本部淺層井水溫在18攝氏度、中層井水溫在33攝氏度、深層井水溫在50攝氏度以上。他們大力開發中淺層井地熱資源,用地熱替代燃煤鍋爐,在冬季為住宅區和辦公區供暖。
他們在清河油區實施聯合站污水余熱供暖工程項目,通過采用“污水余熱+水源熱泵”技術,年可節約標準煤1100噸、減排二氧化碳2320噸。
他們按照“先易后難”“實施一批、準備一批、規劃一批”的原則,充分利用閑置土地資源,目前分布式光伏總裝機規模達83.5兆瓦。今年以來,已累計發綠電超7500萬千瓦時、減排二氧化碳4.3萬噸。
他們還充分挖掘王場聯合站余熱資源,利用光伏所發綠電替代加熱爐及生產用電,推動生產過程實現凈零排放。同時,利用湖北省支持燃氣發電機組配套新能源項目的契機,大力推進風電項目建設、積極開展儲能可行性調研、推進信息化平臺建設,通過搭建數據驅動分析、信息融合電力數字平臺,助力油田多能互補綠色發展。
中韓石化抬頭“借光”低頭“取暖”
中韓(武漢)石油化工公司(簡稱:中韓石化),分煉油和化工兩個廠區,廠區直線距離10公里,電力系統和熱電系統相互獨立。
中韓石化持續加大新能源應用力度,去年5月30日,首個光伏發電項目1.8兆瓦立體倉庫分布式光伏發電項目投用,截至目前累計發電250.1萬千瓦時,按湖北省峰段和平段輸配電價格計算,節省電費186.07萬元。
該項目采用“分散逆變升壓、自發自用”模式,利用立體倉庫屋面,在12510平方米屋頂安裝太陽能并網發電系統,裝機容量1.8兆瓦,年均發電量190萬千瓦時。中韓石化成為武漢化工園區首家采用光伏發電的單位。
目前,中韓石化煉油廠區1個光伏改造項目正在施工,化工廠區也已簽訂2個光伏發電項目合同。3個項目預計明年全部建成投用。
抬頭“借光”的同時,還低頭“取暖”。他們在國內首創利用新型低溫空預器將乙烯裝置急冷水余熱回用,實現能量梯級利用、提高排煙溫度。同時,瞄準化工裝置的低溫余熱,將鍋爐補水全系統加熱源統一為低溫熱源,最終實現熱電聯產裝置全系統低溫熱深度利用,節能效果顯著,降低供電能耗25克標準煤/千瓦時,年節省標準煤近6.5萬噸。
南化公司“節流”“開源”雙向發力
南化公司現有生產裝置28套,總產能280萬噸/年,總負荷需求約132兆瓦,年平均運行時間8750小時、用電量11.5億千瓦時。
對南化公司而言,保障電力系統經濟運行難度不小。尤其是隨著江蘇省進一步完善分時電價政策,尖峰電價在原峰值價格基礎上又上漲20%,難度進一步加大。
南化公司充分發揮發電機調峰作用,優化發電機、背壓機運行,盡可能增加發電量。生產運行部優先運行節能機泵,實現間歇性負荷盡可能避開高峰時段。
通過內部挖潛,南化公司降低了用電成本。他們與供電公司簽訂新的供用電協議,提高考核基線,獲得月累計功率因數超過0.9以上減免相應比例電費的政策。今年前10個月,南化公司節約電費399萬元,實現了用電效益最大化。
一側“節流”、一側“開源”。南化公司還積極發展光伏應用,開展光伏綠電系統先導性研究,用綠電替代傳統的電制甲醛,打造綠色制醛的配套試點示范。該項目裝機容量332千瓦,投運后平均日發電量1154千瓦時。
此外,他們還實施南京化工機械公司太陽能路燈改造,年節省電費5萬元。