中国华能陇东多能互补综合能源基地开发模式解读

　　陇山以东，黄土高原，峰峦起伏，华能 正宁调峰煤电项目建设现场，机器轰鸣运转， 物料来往穿梭，建设现场一派热火朝天的施工 景象。这里是华能陇东多能互补综合能源基地 (简称“陇东能源基地”)加速建设的缩影。 明媚的日光激发电子流动，热烈的夏风 轻拂风机叶片。在陕甘宁三省交汇处的革命 老区庆阳市，中国华能作为单一投资主体， 建设了我国规模最大的综合能源基地。新时 代，面对构建新型电力系统的新挑战，陇东 能源基地应运而生、加速推进。作为“陇电 入鲁”工程的重点配套电源，“发输用”协 同开启网源合作新模式;正宁调峰煤电项 目、庆阳风光同场新能源项目、核桃峪和新 庄煤矿等项目协同发力，形成煤电风光储一 体化开发方式;加载了储能、CCUS等先进技 文|新闻中心 王卓峰 术，投-建-运全流程一体化特征，基地竞争 优势更加明显，为新型电力系统电源侧多能 互补项目作出示范。 新型电力系统下的能源基地因何而建? 有何特征?何为“一体化”?进展如何?带着 这些疑问，我们走进陇东。 新型电力系统下的“新”电源 陇东，位于甘肃最东部，具有丰富的煤 炭、油气和风、光资源，可以说是我国西部广 袤能源资源的一个缩影。 山东，位于东部沿海，是我国的经济大 省，用电负荷稳定增长，能源结构“两高” (煤炭消费量占能源消费总量比重高、煤电发 电量占全社会用电量比重高)问题突出，一定 程度上代表了我国东部地区的用能现状将西部的资源优势转换为经济优势，实 现东西部协调发展，是由我国能源资源禀赋和 当前经济发展阶段决定的，是围绕“双碳”目 标，推进能源结构转型、保障能源安全的重要 思路。 从区域发展上看，陇东能源基地将陇东 煤炭和风光资源就地转换，采用特高压输电方 式将清洁电力输送到山东，在能源结构上促进 能源资源在全国范围内的优化配置，在经济结 构上拉动东西部协调增长。华能甘肃公司党委 书记、董事长秦海峰介绍，陇东能源基地由甘 肃、山东、中国华能、国家电网四方完成网源 荷储一体化建设。“网”端，由国家电网负 责陇东至山东特高压直流电力外送通道建设; “源”“储”端，在甘肃省政府的支持下，由 华能负责陇东能源基地开发建设;“荷”端， 由山东利用省内电网消纳输送电量。陇原大地 蕴藏的丰富能量带动古老庆阳焕发青春。 从华能的转型布局上看，随着“两线”“两 化”战略的提出，甘肃成为集团“北线”战略 的重要支点。凭借在甘发展的良好基础，集团 公司投资建设我国首个千万千瓦级“风光火储 输”多能互补绿色智慧综合能源基地，为加快 绿色低碳转型升级、加速建设世界一流现代 化清洁能源企业提供了重要支撑。集团公司 规划部主任王葵表示，集团公司多年发展积 累了技术优势和产业优势，有足够的建设经 验和科技力量承担起新型电力系统电源侧示 范项目的建设任务。 中国华能将按照大型能源基地开发路径 推进陇东能源基地开发，并将其打造成“三 型”“三化”样板工程。“三型”“三化” 即基地型、清洁型、互补型，集约化、数字 化、标准化。陇东能源基地规划建设核桃 峪、新庄各800万吨/年产能煤矿及附属工程、 正宁2×100万千瓦调峰煤电及庆阳600万千 瓦风光同场综合新能源示范项目(其中风电 450万千瓦、光伏150万千瓦)等，同步配备 储能，建设装机容量1000万千瓦级，新能源 占比超过80%，总投资1000亿元以上，计划 “十四五”期间全部建成投产，全面打造我国 首个由单一主体规划建设的，国内领先、国际 一流的千万千瓦级多能互补综合能源基地。 目前，陇东能源基地已全面开工建设。 华能甘肃公司党委委员、副总经理，陇东能 源公司执行董事黄海威介绍，核桃峪煤矿已正 式投产;新庄煤矿处于矿建三期阶段，预计 2023年投产;正宁调峰煤电项目于2021年12 月开工建设，目前锅炉钢架已经开始吊装，汽 机房基础出零米，计划2023年末实现投产; 庆阳风光综合新能源示范项目首批已取得核准 备案322万千瓦，并全面开工建设，南梁及紫 坊畔分散式风电项目于2021年底并网发电， 首批风光项目中计划2022年底投产110万千 瓦。一个引领时代浪潮的“新”电源正在崛地 而起。 综述 规划图煤电风光储一体化：清洁能源出力最大化 新能源发电存在季节性、区域性差异和 功率波动，给电力电量供需实时平衡带来挑 战。陇东能源基地是我国首个煤电风光储一体 化示范基地，将风、光、煤等时空分布特征不 同的资源进行优化组合，形成了煤电风光储一 体化的多能互补模式，实现了对区域资源的规 模开发、对清洁能源的最大利用。中国华能集 团有限公司能源研究院院长赵勇表示，煤电风 光储一体化设计，既能满足建设新能源供给消 纳体系的要求，又能增强系统灵活调节能力， 支撑电力系统低碳高效安全运行。 煤电风光储一体化的“顶层设计”是“新 能源+储能+火电”协同运行，以储能、火电 调峰支撑清洁能源高比例上网。不同于独立的 煤电项目，正宁煤电项目主要作为陇东能源基 地的调峰电源，通过达到23%额定负荷的深度 调峰能力确保新能源出力最大化。秦海峰说： “陇东能源基地的一体化调度系统将实现精准 调度到每个光伏方阵、每台风机，当负荷波动 时，调动储能、调峰煤电来平抑波动，保障新 能源优先发电上网以及电力输送的稳定性，可 以实现输到线路上的清洁电力占到80%。” “风+光+储”一体化开发方式提升综 合效益。庆阳风光新能源示范项目按照“风光 同场”方式建设，先实现风光两种能源互补， 再按照装机容量10%配置储能，建成后将成为 世界最大的风光同场项目。黄海威说：“风 光储一体化开发，可以提高土地等资源利用 率，降低线路、道路等工程建设成本，通过 多能互补提高项目运行的可靠性、灵活性， 保障项目电量消纳，为后期项目的高效运行 奠定基础。” “煤+电”一体化开发方式推进上下游 产业协同发展。陇东能源基地实现煤、电统一 规划、资源统一分配、煤炭和疏干水深度梯级 利用，在提升基地整体竞争力的同时助力推 动黄河流域生态保护和高质量发展。黄海威介 绍，煤炭通过输煤栈桥直接抵达电厂，在为电厂提供稳定燃料的同时，将显著降低煤场等设 施的投入及煤炭运输成本，提高发电经济性。 煤炭经过选洗后，精煤外运作为优质化工煤， 末煤和煤泥就地作为电厂煤源，实现煤炭资源 就地清洁转化和梯级利用，同时电厂也可给煤 矿直接供电，降低煤矿生产成本，促进循环经 济发展。煤矿疏干水经处理后，作为电厂水 源，解决了疏干水外排及电厂用水问题，有利 于环境保护和资源节约利用。 陇东能源基地规划中的“风+光+储”提效 益，“煤+电”促协同，为我国后续大型风光 火储综合能源基地的规划建设提供华能方案。 先进技术一体化：打造清洁低碳安全高效现代 能源体系 “科技创新是引领发展的第一动力。要 打造面向未来的新型电源样板工程，陇东能源 基地从立项之初就确定应用一批先进技术，实 现基地高起点、高标准建设。中国华能发挥自 身优势，将集中各方力量加强关键核心技术关，在加速推进电力行业绿色低碳转型升级中 贡献更大力量。”秦海峰介绍说。 当前，陇东能源基地承担了5项省部级和 集团级科技创新任务。一体化关键技术研究、 百万吨级CCUS示范工程、兆瓦级重力压缩空 气储能示范工程、矿井排水治理及资源化利 用……一系列创新项目按部就班，进展顺利。 智慧运维形成基地管控一体化技术体 系。千万千瓦多能互补源网一体化关键技术研 究及应用项目，将实现新能源基地风光同场集 中远程控制和综合能源基地集中调度。该项目 将建成集研发中心、智慧运维中心、智能管控 平台、智能调度中心为一体的综合能源集中管 控中心，争创电力行业多能互补大型能源基地 的建设和集中调度的国家标准，填补大型能源 基地集中控制和电力调度的空白。 CCUS成套技术提升碳捕集规模和效率。 正宁电厂150万吨/年低能耗CO2捕集、驱油与 封存全流程工业示范项目，将实现低成本二 氧化碳捕集、二氧化碳高效利用。该项目将 形成国际领先、高效实用的CCUS全流程成套 工艺和关键技术，建成全球首个150万吨/年 大规模CCUS工程示范项目，助力实现“双 碳”目标。 兆瓦级储能探索解决大规模新能源消纳 问题。重力压缩空气储能研发与应用项目，将 增加电网调峰能力，提升风电光伏接纳能力、 减少弃风弃光率，提升电网的安全性和稳定 性。该项目将开发出储热设备、压缩空气密封 材料和设备、重力压块运动控制和保护装置， 建设1兆瓦/1兆瓦时重力压缩空气储能示范工 程，为100兆瓦级重力压缩空气储能电站工程 实施方案提供技术支撑。 高效脱除实现矿井废水零排放。矿井排 水高效除硬设备开发及浓水资源化技术研究 与应用项目，将实现矿井排水梯级利用、浓 水零排放及结晶盐资源化利用。该项目将建 成国内首套处理疏干水的高效除硬结晶反应 器中试处理装置，对结晶盐进行盐硝分离工 艺路线研究，提高结晶盐品质，解决黄河流 域高矿化度疏干水零排放低成本处理的关键 技术问题，实现陇东缺水地区矿井排水的资 源化利用，建设资源节约型、环境友好型的 煤电一体化示范工程。 陆上新型风机基础开发应用助力降本增 效。该项目将形成新型风机基础设计及施工等 一系列核心专利技术，同等地质条件下风机基 础现场施工效率提高20%以上，风机基础永久 占地面积节约40%以上，有效节约大规模基地 化风电项目建设用地指标。 陇东能源基地建设在积极推动设备国产 化、技术产业化的同时，也带动了当地新能 源装备制造产业链有序拓展、快速发展。秦 海峰说：“目前，酒钢集团西部重工新能源 装备制造基地建成投产，远景能源‘零碳’ 产业园项目、三一重能风电智能制造产业园 项目已开工建设。同时，华能开始在河西张 掖筹备绿氢产业园，不断加大在甘绿色转型 发展力度。”投-建-运一体化：集约化发展贯穿始终 陇东能源基地的一体化不仅体现在对源 网的整合、对风光火储的整合、对先进技术的 整合，还体现在从投资到建设、运营的一体化 管理思维，将集约化、精益化理念贯穿到陇东 能源基地的全生命周期中。 投，即为投资管理一体化，使项目产权 管理更简单、明晰，充分发挥一体化整体优 势。陇东能源基地对所属基层单位实行人、 财、物集中，统一的扁平化管理模式，煤矿、 电厂和新能源只作为生产成本中心和费用控制 中心，基地现代综合能源公司作为经营管理和 利润中心，从基地整体角度实现机构和管理人 员的减少和运营成本的降低，从而提高了企业 的管理效率及盈利能力。 建，即为建设一体化。通过统一高效的 基地建设组织体系，统筹建设时序，实现新能 源、火电和煤矿项目核准、建设和投产协同配 套，电源项目和陇东—山东直流外送工程源网 同步一体化建设。项目建设过程中，充分利用 智慧化手段开展建设过程全时精益管理，提高 管理效率。 运，即为运营一体化，包含调度、管控、 交易和运维四方面内容。一体化调度方面，有 一体化关键技术支撑，实现基地一体化调度决 策、运行分析和安全防御，积极探索逐步形成 大型基地特有的调度体系。一体化管控方面， 通过建设风光火储一体化控制系统，建设高精 度集中功率预测、紧急功率控制等系统，在新 能源出力大幅波动情况下，实现提前介入、及 时控制，保障安全供电。一体化交易方面，通 过整合风光火储资源，建设一体化交易平台， 打通功率预测-电力交易-电力负荷通道，提高 交易结果执行性、源网荷储互动性，发挥大型 基地综合效用。一体化运维方面，通过打造风 光火储一体化、智慧化、集约化运维，最大化 实现基地项目提质增效;通过对基地新能源、 调峰煤电项目实现统一集中监视、独立协调控 制，最大化降低机组故障率、安全事故量，提 高全员劳动生产率。 在黄海威看来，投-建-运一体化体现出三 方面优势。一是统一项目从建设到运营的各环 节标准，确保有效管理贯穿始终;二是保障项 目全生命周期的连贯性、高效性，确保项目按 时投产、高效运行;三是从全局角度设计各阶 段建设、运行方式，统筹确保项目全生命周期 效益，实现降本增效。 陇东能源基地建设是服务构建新型电力 系统、构建清洁低碳安全高效能源体系、如期 实现“双碳”目标的重大举措。中国华能致力 于将其打造为国家级多能互补综合能源基地一 体化样板工程，并借此契机，精准对接国家重 大战略布局和区域发展战略，紧紧围绕创建世 界一流现代化清洁能源企业战略目标，加快关 键核心技术攻关，以科技创新助力能源强国建 设，在构建新发展格局中作出更大贡献、彰显 更大担当。 “高楼万丈平地起，盘龙卧虎高山顶， 边区的太阳红又红……”陇东民歌——《咱们 的领袖毛泽东》，为陇东能源基地描绘出了新 意境