智見|中國能建中電工程羅必雄:數能融合爲數字中國夯實底座

智見|中國能建中電工程羅必雄:數能融合爲數字中國夯實底座

出品|本站科技《智見訪談》

作者|趙芙瑤

編輯|丁廣勝

數字化浪潮的風,吹到了能源結構轉型領域。

中國作爲全球最大的能源生產國和消費國,正積極推動能源行業的數字化和智能化建設。數字化智能化升級在能源產業中被視爲一項重要的戰略選擇。

今年,國家能源局發佈的《2023年能源工作指導意見》(以下簡稱“意見”)指出,能源結構轉型是深入推進的目標之一。2023年,要求煤炭消費比重穩步下降,風電、光伏發電量佔全社會用電量的比重達到15.3%。

《意見》明確提出要加快能源產業數字化智能化升級。具體措施包括穩步有序推進核電數字化轉型發展,積極開展電廠、電網、油氣田、油氣管網、終端用能等領域設備設施、工藝流程的智能化建設等。

我國幅員遼闊,各地自然環境、能源產業發展程度差異較大,因此,各省也都在出臺不同的能源規劃。規劃包含大力發展風電光伏、加強關鍵技術創新、推進氫能發展、加快儲能發展、保障能源供應、積極推進核電建設等多個方面。

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中國能源領域正面臨着雙重壓力:一方面,需要適應新能源大規模高比例併網和消納的要求;另一方面,要確保電網的穩定運行和源-網-荷-儲協調發展。在此背景下,數字化和智能化手段成爲推動能源行業發展的關鍵。

中國能建中電工程作爲我國能源建設的核心力量,今年更是中標多個項目,涉及百萬千瓦火電、儲能、農光互補、商住綜合體建設、控制雲光伏發電等多個領域。

那麼,能源行業應如何更好的與數字化技術相結合?核能、氫能等新型能源的利用曾遇到哪些瓶頸?

本站科技數字星球《智見訪談》邀請到了全國工程勘察設計大師中國勘察設計協會副理事長、中國能建中電工程黨委書記、董事長羅必雄先生,就能源規劃、新能源發展、儲能技術、核能發展、數字化智能化等方面展開探討。

以下爲專訪全文:

本站科技:目前,我國的電力系統應該如何做到高比例消納新能源?

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羅必雄:應重點從供給側、需求側、電網側三個方向着手。供給側應加大統籌各類電源的規劃和佈局,完善合理的電源結構。針對我國電力系統具體情況,採用因地制宜推動各類型、多元化儲能科學配置,有序建設抽水蓄能,積極推進氫儲能、壓縮空氣儲能等新型儲能建設,加強煤電靈活改造,構建多元互補的綜合能源供應體系等方式,加大靈活性調節電源裝機佔比;需求側應着重整合需求側響應資源,提高電力需求響應力度,考慮將微電網、分佈式智能電網、虛擬電廠、電動汽車充換電設施、用戶側源網荷儲一體化聚合等納入需求側響應範圍,推動可中斷負荷、可控負荷參與穩定控制調節,滿足內部用能需求、響應外部系統變化的要求;電網側應構建堅強的柔性電網平臺,加強電網互聯提升互濟能力,加大跨省區電力互聯通道建設,加大清潔電力的遠距離運輸,可以提高電能利用率,確保新能源電力消納的比重。

本站科技:能源行業應該如何與大數據、信息產業進行有機融合?

羅必雄:一是數能融合推動算力基礎設施化、綠色低碳化,爲數字中國建設夯實底座。

當前,通過源網荷儲一體化這一模式,爲大數據中心和信息產業後端用電負荷提供綠色低價電力,從而將清潔能源資源優勢轉爲產業發展優勢,同步提升數據中心電能利用效率,將“瓦特”高效轉化爲“比特”。

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二是數能融合推動能源行業智慧低碳轉型,爲碳達峰碳中和提供支撐。

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通過“比特”靈活驅動“瓦特”,促進源荷深度互動匹配,構建新型電力系統,通過數字化技術實現“大電源大電網”與“分佈式分散式”的電網形態的兼容並舉、協同發展;通過數字化技術促進儲能與電源側、電網側、負荷側的深度互動,提升清潔能源大規模併網消納能力;通過數字化技術提升新能源負荷預測精準度和智慧運營(維)系統建設應用,提升能源產業鏈現代化水平。

本站科技:能源電力行業應該如何跟其他產業相融合?

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羅必雄:我想引入一個“能源+”的概念,從以下幾點談談我的設想。

一是“能源+數據”。5G、人工智能、大數據應用、雲計算巨大的算力背後的支撐就是巨大的電力消耗。以清潔能源電力供能的新型數據中心應運而生,在促進綠電消耗的同時,利用新一代信息技術還可以構建新型能源電力網。“電力+算力”融合發展,促進能源電力行業向數字化、智能化發展。

二是“能源+交通”。下一步的發展重點,應該構建以“綠電+綠氫”的新型能源交通體系。具體可以開展海陸協同的發展建設模式,打造陸海清潔能源電力與綠氫作爲動力源的新時代交通體系。

三是“能源+工業”。我國針對以鋼鐵和石化爲代表的原材料加工業,發展清潔能源電力,推廣以綠氫爲載體,優化鋼鐵冶煉、煤化工、合成氨、甲醇等工藝過程和原料結構,促進產業在用能和技術流程等方面實施綠色轉型升級,推動節能減排降碳的同時有助於產業高端化發展。

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中電工程成功開發了甘肅慶陽“東數西算”源網荷儲一體化數能融合示範項目、山東棗菏高速光儲一體化交能融合示範項目和正在開發包頭土右旗新能源制氫耦合煤化工一體化項目。圍繞“能源+”融合發展,持續推進能源網、交通網、數字網、水利網、生態網、產業網、文化網“七網”深度融合。

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本站科技:我國衆多區域正在實現能源一體化,您認爲應如何進行能源結構調整、促進發電效率提升、降低工業流程能耗?

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羅必雄:首先,是要大力發展風、光等可再生能源,打造清潔能源體系。要全國一盤棋優化我國東西部能源供需空間格局,促進主導能源向非化石能源轉換,力爭能源供給清潔化。

其次,要加強源頭控制,進一步推進節能降耗。對於傳統化石能源,要充分發揮其調峰能力,提高化石能源清潔利用水平。同時,淘汰落後產能、加速產業結構優化升級,落實能源使用高效化。

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第三,要加大科技創新,堅持技術引領。能源技術低碳化,科研力量應重點在新型儲能、先進輸電技術、大型新能源基地建設等制約新能源發展的領域和環節展開佈局。使用雲大物移智鏈邊等新技術,對發電和工業過程提高控制精準度,智能優化負荷分配。

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同時,還需要完善能源供銷體制政策、健全能源交易市場、加強國際合作、堅持“能源+各個領域”融合發展等。

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本站科技:在碳達峰碳中和時代背景下,爲推動能源結構向綠色低碳轉型,中國能建中電工程做了哪些佈局和探索?

羅必雄:第一,核心智庫與高端諮詢是中電工程的傳統優勢,中電工程提出了我國能源系統“雙碳”實施路徑;此外,從多能、產業、區域、數能融合四個維度,爲政府、行業、企業提出了36類融合方式及解決方案。

第二,中電工程主動佈局“能源+交通”“能源+生態治理”“能源+產業園”等領域的業務和市場,承攬的張北風光儲輸示範工程,爲2022年北京冬奧會提供了清潔可靠的綠色電力保障;長沙黃花機場T3航站樓高比例應用地源熱泵、實現機場航站樓近零碳排放;榆林低碳化綠色甲醇能源鏈耦合項目,合成綠色甲醛替代化石能源。

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第三,中電工程在甘肅慶陽“東數西算”智慧零碳大數據產業園示範項目中,提出了“風-光-儲-算”多元素融合互動的源網荷儲一體化方案。同時,還建立“國家算力網”與“綠色電力網”的協同調度機制,形成大數據與能源領域融合發展的典型範式。

除此之外,中電工程投建了全球首座高空風能發電科技示範項目,填補了高空風資源利用空白;自主研發的大容量非補燃高壓熱水儲熱中溫絕熱壓縮技術,實現了壓縮空氣儲能系統單機功率、儲能規模和轉換效率三個世界第一;擁有自主知識產權的大規模可再生能源電解水制氫靜態系統匹配、集成優化設計及智慧管控等核心技術,深度參與國家能源領域規劃與標準的制訂;中電工程是國內唯一一家同時擁有化學吸收法、吸附法、膜法等多種碳捕集技術的企業,引導帶動CCUS技術發展。

本站科技:氫能是未來國家能源體系的重要組成部分,但是目前仍存在標準體系不健全、產業同質化苗頭顯現、產業鏈尚未打通且應用場景單一等挑戰,您認爲應該如何應對這些挑戰?

羅必雄:國家已經出臺了氫能產業中長期發展規劃,多個省市也已發佈了氫能相關規劃,從科技創新、基礎設施建設、應用示範、政策完善等多方面支持氫能產業發展。未來隨着電解槽等核心設備價格的持續下降及碳交易市場的逐步成熟,綠氫將更具市場競爭力。從應用端來看,由於氫氣儲運等環節的成本仍然較高,當前大規模氫能利用的主要場景集中在綠氫化工領域,未來應用場景的豐富還必須依靠氫儲運、燃料電池、摻氫燃機、輸氫管道等關鍵技術的突破及大規模應用。

本站科技:深化能源國際合作可以保障我國能源安全和可持續發展,中國能建中電工程在深化國際能源合作方面,有哪些佈局?對於未來進一步深化國際能源合作有什麼規劃?

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羅必雄:國內方面,中電工程充分發揮國際資源整體優勢及集團化整合能力,統籌中電工程國際業務資源、海外機構,形成統分有序、聯合作戰的國際業務新格局。

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國際方面,中電工程通過收購西班牙易安公司和蓋颯公司,打造爲中電工程海外業務橋頭堡和引進國際先進技術管理經驗的窗口,統籌推進所屬企業與西班牙公司開展全方位交流合作,在覈電、光熱、儲能、氫能、煤電升級改造等技術交流與業務協同。

在戰略層面,中電工程依託中電工程22個專項技術中心,與西班牙公司協同構建國際國內“雙循環”綠色發展產業鏈,互補式產業與業務整合、集約式市場整合,提前掌握綠色低碳產業發展方向、技術升級方向和市場佈局方向。

在業務層面,中電工程將以中電工程國際公司爲國際能源合作的實施載體,以能源規劃+產業規劃爲雙重抓手,充分依託從規劃諮詢到投建營全產業鏈優勢,深度融入政府主導合作機制。實現我國與國際規則規制、標準規範的對接聯通。

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