國家電網的“雙碳”行動（深度觀察）

4月的浙江湖州，春意正濃，長湖申航道兩岸繁花似錦。

 

這條開鑿于西晉的古航道，歷經1700多年滄桑后依舊繁忙，年貨運量超億噸。“如果長湖申堵航，上海的建筑材料就會漲價!”57歲的船民陸寶權已在這條航道上忙碌了20年。

 

船一靠岸，老陸熟練地用手機掃碼、拉線，“浙湖州貨2719”號便連接岸上充電樁，通了電。“跑了20年船，如今終于能在船上睡安穩(wěn)覺了!”陸寶權說，狹窄的船艙一到夏天常常悶熱難熬，有了岸電后，夜里開著空調睡覺，沒了過去柴油發(fā)電機的轟鳴噪音和嗆人油煙，讓他感到格外幸福。“柴油發(fā)電一天要燒100多塊錢，現在只要十幾塊!”

 

讓老陸津津樂道的岸電是電力系統電能替代的重要項目，而電能替代是實現碳達峰、碳中和目標的重要手段。在湖州，這種岸電樁已設置381套，每年可減少燃油消耗136噸，減排二氧化碳428噸。

 

據統計，能源燃燒占我國全部二氧化碳排放的88%左右，而電力行業(yè)排放又占能源行業(yè)排放的41%。因此，要實現碳達峰、碳中和目標，電力是主戰(zhàn)場。

 

“作為電力行業(yè)的龍頭企業(yè)，國家電網公司力爭當好主力、打好先鋒。今年3月，國家電網公司發(fā)布了碳達峰、碳中和行動方案，構建以新能源為主體的新型電力系統，努力當好能源清潔低碳轉型的引領者、推動者、先行者。”國家電網有限公司董事長、黨組書記辛保安如是說。

 

國家電網如何在能源生產清潔化、能源消費電氣化、能源利用高效化等諸多方面發(fā)力，助力實現“雙碳”目標？記者近日走進浙江、安徽、四川三省，一路循著電的“足跡”，從西部到東部、從送端到受端進行了調查采訪。

 

輸電——

 

西部重在建設輸電工程，把清潔電能送到全國各地

 

3月中旬的巴蜀大地生機盎然，從西昌一路向東，記者來到120公里外的四川涼山彝族自治州布拖縣。在占地面積約87個足球場大的布拖換流站建設現場，吊車林立，挖機穿梭。作為白鶴灘—江蘇±800千伏特高壓直流輸電工程的核心工程，布拖換流站是目前全球在建規(guī)模最大的換流站工程。

 

國網四川電力副總經理王永平告訴記者，白鶴灘水電站是目前全世界在建規(guī)模最大、單機容量最大的水電站，首批機組計劃于今年7月投產發(fā)電。“建設者們正在決戰(zhàn)最后100天，以確保白鶴灘首批發(fā)出的清潔零碳電力及時輸送到負荷區(qū)。”

 

長期以來，我國電力行業(yè)在一定程度上存在“重源輕網”的傾向，加上風光水等零碳能源發(fā)展迅猛，有電送不出去而造成的棄風、棄光、棄水現象時有發(fā)生。雖然近年來新能源的送出和消納大有好轉，但是在實現碳達峰、碳中和目標的大背景下，我國必然迎來風光水等零碳能源的新一輪發(fā)展，一旦電源建設提速，電網瓶頸會不會再現？

 

以四川為例，“十四五”期間，預計四川開工的水電裝機規(guī)模達3200萬千瓦，加上目前已開發(fā)的8000萬千瓦水電，全省水電總裝機量將突破1.1億千瓦。目前四川全省最大用電負荷約5000萬千瓦，如果沒有足夠的外送通道，花巨資建設的水電站就可能出現“建成就棄水”的被動局面。

 

目前，四川共有“四直八交”12條電力外送通道，跨省輸電能力約3000萬千瓦，可見未來缺口至少還有3000萬千瓦。因此，除了白鶴灘—江蘇特高壓工程和今年6月將投產的雅中—江西特高壓工程，四川還規(guī)劃了白鶴灘—浙江特高壓直流、金沙江上游—湖北特高壓直流等輸電工程，工程總投資將超1000億元。

 

“這些工程投產后，四川水電外送規(guī)模將再翻一番，每年可增加外送電量約1500億千瓦時。到那時，四川水電將使我國中東部地區(qū)減少標煤消耗約6400萬噸、減少二氧化碳排放約1.6億噸。”王永平說。

 

據國家電網特高壓部技術處處長張進介紹，“十四五”時期，國家電網的特高壓建設以輸送清潔能源為主，將規(guī)劃建設7回特高壓直流，新增輸電能力5600萬千瓦，“到2025年，公司經營區(qū)跨省跨區(qū)輸電能力將達到3億千瓦，輸送零碳能源占比將達到50%，可減少二氧化碳排放13.4億噸。”

 

開發(fā)——

 

東部克服資源稟賦“先天不足”，因地制宜發(fā)展零碳能源

 

“今天又破紀錄了!”3月22日中午，記者在安徽績溪縣抽水蓄能電站采訪時，國網安徽電力高級工程師李端超興奮地展示起他手機上的即時數據：安徽集中式光伏發(fā)電出力突破770萬千瓦，創(chuàng)出歷史新高!就在同一天，與安徽相鄰的浙江也傳來好消息：浙江全社會光伏發(fā)電出力突破1000萬千瓦，全省超1/7的電由光伏提供。

 

如果說西部的零碳能源建設具有規(guī)?；l(fā)展的優(yōu)勢，那么土地等資源稟賦“先天不足”的江南水鄉(xiāng)，如何也讓光伏當了主力？國網浙江電力發(fā)展部主任邵學儉說，關鍵是因地制宜，“成片大規(guī)模建設條件不夠，我們就深挖分布式的潛力。”

 

在溫州市樂清林科新能源有限公司的廠房屋頂上，一塊塊藍色的光伏板整齊排列，“每年發(fā)出240萬千瓦時電，不僅能滿足企業(yè)自用，還有約48萬千瓦時多余電量賣給電網，每年總效益有220萬元左右。”公司總經理林偉義說。

 

“自發(fā)自用、余電上網”讓分布式光伏用戶有了積極性。不僅如此，隨著碳排放權交易的加快推進，全社會開發(fā)新能源的熱情更是節(jié)節(jié)高。4月2日，林偉義簽下一份分布式光伏碳資產聚合合作協議，這也是浙江省電力系統首次進行碳資產聚合的嘗試，“我們之前主要通過售賣電量獲取收益。以后，光伏上網的電量還可以折算成減排量，當地供電公司幫我們將這部分減排量通過國家核證后，就可以在碳排放權交易市場進行交易。”對于這個收益新渠道，林偉義很期待。

 

從建筑屋頂到茶園荒山，從沿海灘涂到養(yǎng)殖魚塘，星星點點的“漁光互補”“茶光互補”等新型復合式光伏在浙江快速發(fā)展。邵學儉介紹，截至2020年底，浙江省累計建成光伏發(fā)電裝機1517萬千瓦，其中分布式光伏裝機1070萬千瓦，目前光伏發(fā)電已成為浙江第二大電源。

 

華東其他省市也不甘“落后”。據國網安徽電力副總經理吳迪介紹，截至今年3月底，安徽風電、光伏總裝機容量達到1876萬千瓦，已經超過省內機組發(fā)電裝機容量的三成。截至2020年底，在零碳資源并無突出優(yōu)勢的華東四省一市(上海、江蘇、浙江、安徽、福建)，風光等新能源并網裝機總量已達到7622萬千瓦。

 

調峰——

 

采用抽水蓄能、電化學儲能、氫儲能，千方百計提升系統調峰能力

 

大規(guī)模發(fā)展零碳能源，電網除了要過“消納”關，還要邁過“調節(jié)”坎兒。

 

世間萬物利弊共存。“極熱無風”“晚峰無光”“云來無光”“冬季枯水”等就是風光水等零碳能源的“軟肋”。電是特殊商品，發(fā)電、供電、用電要一次完成。電網企業(yè)要千方百計實現供需平衡，保證發(fā)多少供多少，或用多少供多少。換句話說，就是提升系統的調峰能力，處理好低碳發(fā)展與系統安全的關系。

 

沿著蜿蜒曲折的山路盤桓而上，安徽績溪抽水蓄能電站逐漸展露全貌。春光晴好，抬眼望去，藍寶石般澄澈的湖水平靜無痕。其實，在高差達600多米的地下引水隧洞內，巨大的能量已開始蘊藏。

 

“預計今天風光出力較大，立即開啟機組抽水蓄電!”11點02分，績溪電站負責人黃祖光臨時接到國網華東調度分中心的指令。11點08分，一臺機組開始抽水。11點22分，除了檢修的機組，三臺機組全部啟動抽水。

 

“平時我們一般下午1點到4點抽水，5點到10點發(fā)電。今天估計是光伏出力大，抽水提前到上午”，黃祖光介紹，今年年初，華東地區(qū)多個省份受寒潮影響，用電負荷屢創(chuàng)新高，績溪電站第一時間頂峰保電，26天內抽、發(fā)電量分別達到2.24億千瓦時、1.67億千瓦時。

 

在用電低谷時抽水蓄能、到用電高峰時放水發(fā)電的抽水蓄能電站，好比藏在深山里的巨型“充電寶”，可以有效破解風電太陽能發(fā)電的間隙性難題。

 

國家電網抽水蓄能和新能源部前期處處長宋倩介紹：“‘十四五’期間，國家電網將積極推動抽水蓄能電站科學布局、多開多投，力爭在新能源集中開發(fā)地區(qū)和負荷中心開工2000萬千瓦以上裝機、1000億元以上投資規(guī)模的抽水蓄能電站。”

 

除抽水蓄能之外，電化學儲能、氫儲能等新的儲能形態(tài)也呈現蓬勃發(fā)展態(tài)勢。和抽水蓄能比，化學儲能具有投資小、見效快等優(yōu)點。據不完全統計，截至2020年底，我國已投運儲能項目累計裝機規(guī)模為3560萬千瓦，電化學儲能占9.2%。

 

替代——

 

電動汽車、港口岸電、公路和鐵路電氣化，各地積極推進電能替代

 

成都蔬心緣五行火鍋店經理賴勇做夢也想不到，他開的火鍋店跟碳達峰、碳中和目標有了交集。

 

“抱著試一試的想法，在‘網上國網’APP上申請了改電，沒想到安裝人員第二天就過來，當天就給通了電!”對于改電決定，賴勇很滿意。他的火鍋店總共128個座位，過去用氣一個月得近萬元，現在用電只需要4000多元。因為是低壓小微用戶，電力公司連安裝費都免了。

 

國網成都供電公司營銷部副主任陳豪介紹，目前成都市“電火鍋”已超過1萬家，約占全市火鍋店的70%，僅此一項，年替代電量就達到8.37億千瓦時，可減少二氧化碳排放71萬余噸。

 

記者在調查中發(fā)現，電能替代正在各地展開：在安徽，皖南和大別山區(qū)的茶園用電炒茶，不僅黑煙不見了，炒茶的溫度和火候也更好把控；在浙江，西溪濕地打造了全電景區(qū)，電瓶游覽車和電瓶船替代了過去的燃氣、燃油車船……國家電網市場營銷部市場處處長王昊表示，“十四五”期間，國家電網將推動電動汽車、港口岸電、純電動船、公路和鐵路電氣化、工業(yè)生產窯爐和鍋爐電替代等，替代電量將達到6000億千瓦時。

 

實現碳達峰、碳中和目標，用清潔能源很重要，少用甚至不用能源豈不更好？

 

“非生產時間輸液車間電流超閾值，請檢查設備是否關停。”從去年開始，四川科倫藥業(yè)聘請了一位“用能醫(yī)生”，類似這樣的溫馨提示，讓企業(yè)省了不少電費。

 

這位“用能醫(yī)生”是國網四川電力為幫助用戶節(jié)能而推出的一項新服務，通過在企業(yè)生產線安裝采集裝置，能實時監(jiān)測用戶的用電情況，對電壓偏差、同業(yè)能耗等進行診斷，并提出改進方案。“我們年平均用電量超過350萬千瓦時，電費200萬元左右。去年裝了‘用能醫(yī)生’，節(jié)約用電7萬多千瓦時，減少電費支出約5萬元。”四川科倫藥業(yè)相關負責人說。

 

按說，電網公司是賣電的，用戶多用電，企業(yè)才有的賺，可國家電網為啥偏偏在讓用戶少用電上費心思？國網四川電力相關負責人說：“節(jié)能對全社會有利，對減排有利，幫助用戶節(jié)能當然也是我們電網企業(yè)的責任。”

 

創(chuàng)新——

 

在儲能、新能源交易、電動汽車等方面開展多項技術創(chuàng)新、模式創(chuàng)新

 

3月22日，位于安徽宣城的±1100千伏特高壓古泉換流站正在進行常規(guī)檢修。40個足球場大的面積、5000多臺(套)設備，巡檢工程量可是不小。記者在現場看到，巡檢機器人在電樁之間來回穿梭，機器人采集的各類數據通過5G專網，實時傳到中控室……“以前人工巡視，需要2名運維人員工作半個小時，機器人只需4分鐘。”吳迪說。

 

創(chuàng)新是引領發(fā)展的第一動力。實現碳達峰、碳中和目標，同樣需要創(chuàng)新。近年來，國家電網在儲能、新能源交易、電動汽車等方面，利用大數據、區(qū)塊鏈、人工智能等前沿技術，依托新能源云、智慧車聯網平臺等開展了多項創(chuàng)新。

 

“借助區(qū)塊鏈上數據不可篡改、可追溯的特性，每一度清潔電力都擁有了自己的‘標記’。共享儲能提供方、新能源電站、儲能電站的業(yè)主可以像買賣股票一樣，輕松便捷地進行競價交易。”國網電商公司所屬國網區(qū)塊鏈科技公司技術專家玄佳興介紹了他們的探索。

 

技術創(chuàng)新之外，模式創(chuàng)新也能大顯身手。去年9月，浙江省杭州市余杭區(qū)和睦村村民姚志高在“網上國網”APP響應了需求側讓電邀約，第二天在指定時間關閉了熱水器、洗衣機和燒水壺等家用電器1個小時。這一用電高峰期的主動讓電行為，不僅讓他省了電費，還額外從供電部門獲得12元的紅包獎勵。

 

居民省電不僅可以節(jié)約電費，還可以賺錢，源于浙江電力開展的一項“喚醒沉睡資源”的嘗試。“熱水器、洗衣機等電器偶爾斷電一兩個小時，對很多家庭來說影響并不大，但這些資源一旦‘集腋成裘’，從需求側、用戶側參與電網調峰，就可以提高電網的彈性。這一調峰模式一旦在全網推行，電網調峰能力將大大提高，而且更能節(jié)約全社會資源。”國網浙江電力營銷部主任何文其介紹。

 

 

實現碳達峰、碳中和目標是一場硬仗，需要克服保障能源安全、推動低碳發(fā)展、降低用能成本的“三重矛盾”。辛保安表示：“國家電網將發(fā)揮電網樞紐平臺作用，帶動產業(yè)鏈、供應鏈上下游深化能源電力技術創(chuàng)新，為推動我國能源清潔低碳轉型和實現碳達峰、碳中和目標作出積極貢獻。”