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【封面·实践】苏州:资源“小市”化解需求压力

发布时间:2024-06-18 作者:

  文/特约记者 周瑾 孙雅雯 

    

  5月28日,苏州工业园区发布碳中和普惠服务体系。“一站式碳中和服务”是这个体系中的亮点。借助一站式服务,园区企业可以完成减排项目绑定、减排量认定、减排量交易辅助和碳核查,并快速匹配减排资源和需求。 

  苏州工业园区对市场化碳普惠服务的探索始于2022年11月,在国网江苏省电力有限公司苏州供电公司、上海环境能源交易所等单位的合作下,园区依托电力大数据,以分布式光伏减排项目为切入点展开试点。截至目前,系统已累计完成备案审核项目超600个,减排量核证超91000吨,减排量交易超16000吨,交易意向超70000吨。 

  对碳普惠的探索,也是苏州破解能源消费困局的尝试。苏州煤炭、天然气等传统能源资源的自给水平极低,本地能源供应高度依赖外部输入,与此相对的,却是工业和服务业对能源的需求较大。这种供需矛盾给能源安全带来了挑战。 

  在近年产业升级的背景下,苏州的新兴产业和现代服务业发展迅速,并对能源供应的质量和效率提出了更高的要求。同时,随着“双碳”目标加快推进,苏州的分布式新能源发电项目快速增加,并亟待接入电网,而城市可供开发面积同样有限,电网密度不能无限增加。 

  为打破困局,苏州从供给侧和需求侧双向发力,一方面加强能源基础设施建设,提高能源供应的稳定性;另一方面优化能源消费结构,提高能源利用效率。 

  经过优化城市受端电网、加强网荷互动、推进工业绿色改造,苏州的能源利用水平不断提升,对环境的影响也在减少——截至2023年9月,苏州全市单位GDP能耗水平比2014年累计下降三分之一,以年均2.4%的能源消费增速支撑了年均6.7%的GDP增长。 

    

  引入绿色能源,升级城市电网 

  2015年11月,首届“国际能源变革论坛”在苏州成功举办。论坛闭幕后,经向国家能源局汇报沟通,苏州市委、市政府研究决定,将同里古镇打造成新能源小镇。 

  自此,同里古镇以“能源供应清洁化、能源配置智能化、能源消费电气化、能源服务共享化”为建设理念,打造多能互补、协调高效的能源系统。今天,古镇景区的餐饮商铺已经完成了“全电改造”,不仅减少了用能花费,也优化了环境;在古镇北边的能源互联网示范区,光伏板铺满了屋顶,风力发电机点缀其间,光热发电悄然运转,多项能源创新应用让人目不暇接。 

  在同里古镇发生变化的同时,一场绿色革命也在苏州更多地方悄然推进。通过大力发展太阳能、风能等可再生能源,苏州逐步减少了对传统化石能源的依赖,推动能源结构优化升级。同时,该市通过从四川等地引入的清洁水电,逐年提升本地消费电力的“含绿量”。 

  为了加大引入绿电,苏州供电公司加速打造大受端坚强城市电网,基本形成了特高压交直流混联接入作为支撑、500千伏作为骨干网架、9个220千伏分区电网互济运行、110千伏及以下智能配电网协调发展的网架结构。 

  截至目前,苏州已建成特高压线路5条、特高压落点站3座,即±800千伏特高压锦苏直流苏州换流站、±800千伏特高压建苏直流姑苏换流站和1000千伏特高压淮上交流东吴变电站(以下简称“‘一交两直’特高压”)。白鹤滩—江苏±800千伏特高压直流工程是国家“西电东送”核心枢纽工程之一,通过两条直流进线,来自四川的清洁水电跨越2000千米进入苏州。投运至今,该线路累计向苏州地区输送了322.5亿千瓦时的清洁电能,扛下了苏州约五分之一的用电负荷,相当于1075万户普通家庭一年的用电量。 

  2023年,苏州通过“一交两直”特高压等通道引入区外电能达到670亿千瓦时,约占苏州全社会用电总量的39%。 

    

  应用绿色技术,推进网荷互动 

  作为用能大市,苏州在过去十年中加大研发绿色技术,增强网荷互动,提高能源利用效率。 

  虚拟电厂就是其中之一。目前,苏州市已建成虚拟电厂管理服务平台,聚合了国电投苏州综合智慧零碳电厂、苏州能源集团虚拟电厂等虚拟电厂。根据国网(苏州)城市能源研究院城市能源战略中心的测算,在虚拟电厂已完成基础建设的前提下,仅仅依托其中填谷响应模式就可为苏州稳定贡献2万千瓦时/天的能源,从而提供至少5500万千瓦时/年的灵活调节资源。 

  在服务虚拟电厂建设运营的同时,苏州供电公司持续推进新型电力负荷控制管理系统应用,完善电力负荷管理策略,充分挖掘数据中心、储能、冷库等方面的可调资源潜力,提升实时需求响应能力10万千瓦。 

  除了工业等传统领域,交通也是近年苏州加强负荷管理的行业。随着城市化进程的加快,苏州的交通需求持续增长。以机动车保有量为例,2012年,苏州市机动车保有量为230多万辆,截至2023年年底,苏州机动车保有量已达到538.3万辆,驾驶人超过605万人,均 为江苏省第一。 

  交通需求的持续增长,势必会推升能源使用量和碳排放量。为此,苏州采取了一系列措施,如大力发展公共交通系统,提高公共交通的覆盖率和服务水平,鼓励市民采用公共交通出行,减少私家车的使用等。同时,苏州还积极推广新能源汽车,加快建设充电站和提供购车补贴,鼓励市民和企业使用新能源汽车,减少对传统化石燃料的依赖。 

  技术对本地交通基础设施的绿色改造和升级起到了重要的支撑作用。位于苏州高新区的邓尉路充电站是省内首座新一代智慧低碳充电站。该站总占地面积达1700平方米,具有光储充一体化充电、无线充电、双向充放电、电动汽车体验中心、车联网平台监控中心等部分。 

  在光储充一体化充电区,343平方米的充电站棚顶铺有204块光伏板,据估算,这些光伏板的年发电量可达8万千瓦时。光伏发出的电直接在站内消纳,从源头上实现能源供应清洁化,预计每年可减少二氧化碳排放约80吨。 

  除了光储充一体化,电网配微协同等技术也被用于充电站中。在位于昆山市高新区的南星渎光储充换配微协同示范站,“光伏+储能+充电”同时具备发电、储能、负荷等结构。当前,昆山电网配微协同示范工程以该站为试点,通过加装能源网关,实现对站内光储充等各类可调节资源的功率的实时监测和高效聚合控制,实现站内各类充电桩、换电设施、光伏、储能、空调负荷都具备分钟级、全容量的柔性调控能力,全站内可观可测可控可调能力达到100%。 

    

  推进绿色改造,助力工业转型 

  工业是苏州能源消费结构调整的重点部门。5月23日发布的《苏州市碳达峰实施方案》中,“开展工业重点行业达峰行动”位列重点任务的第一条。这份《实施方案》还提出,加快建立以“绿色工厂、绿色工业园区、绿色供应链企业”为主体的绿色制造体系。 

  其实过去几年,苏州已经开始对工业领域生产设备进行绿色化改造。东华能源(张家港)新材料有限公司(以下简称“东华能源”)是苏州一家生产氢能源的化工企业,也是张家港地区的用能大户,年均用电量达10亿千瓦时。国网苏州供电公司在走访中发现,这家企业在生产运行过程中会产生大量富余的中压蒸汽,但仅经过降温减压后供车间用于烘干,蒸汽整体利用率只有10%。 

  为了将富余的蒸汽资源回收加以循环利用,国网苏州供电公司联合东华能源与国网江苏综合能源服务有限公司,对厂区内原有的蒸汽降温减压系统进行改造,上线了一套蒸汽梯级余热发电系统。国网张家港市供电公司营销部主任游仕洪介绍,蒸汽梯级余热发电系统可将锅炉产生的富余过热蒸汽回收,使其推动汽轮机发电并自发自用,发电过后的蒸汽同样可以进行二次利用,用于车间烘干。这样可以使东华能源厂区蒸汽利用率提高至90%,有效降低企业用能成本。 

  2024年4月12日,蒸汽梯级余热利用项目正式投运,项目装机容量为4500千瓦,年发电量预计超过1700万千瓦时,可帮助东华能源年节省用能成本约1000万元,相当于节约标准煤5200余吨、减排二氧化碳约1.3万吨。 

  “通过设备改造,我们用上了蒸汽余热生产的绿色电力,实现了以‘绿电’制‘绿氢’,推动了企业绿色低碳转型发展。”东华能源总经理周月平表示。 

  “确保工业领域二氧化碳排放在2030年前达峰”也是《苏州市碳达峰实施方案》的目标。要降低碳排放,首先需要对排放情况了如指掌。为了助力企业更好地实现减碳,国网苏州供电公司在国网智能物联电能表架构的基础上增加碳计量模块,研制出兼具电计量和碳计量功能的电碳表。 

  2023年7月,全国首块电碳表在昆山市千灯镇昆山天洋新材料有限公司安装,这块正面仅相当于A4纸大小的电碳表可以实时采集企业的碳排放和用电情况,并将所测数据实时发送至服务器,服务器按照电力系统碳流分析理论,实时测算出各节点碳排放因子,并通过通信链路下发至各节点电碳表。 

  电碳表不仅被安装在应用端,还会被安装在发电厂和输电网中。通过全链条的溯源,企业能够科学并准确地计量出每单位电力产生的碳排放量,这为制定和执行减排降碳措施提供了重要的数据支持,从而推动企业的减排进程,有效提升减碳效果。 

  (编辑:张越月)