張雙慶:新能源發電在水泥行業中的應用技術分析
水泥是碳排放大戶,“雙碳目標”提出以后,水泥行業不斷探索碳減排路徑,推動行業綠色發展。特別是自去年以來,國內水泥企業加大了新能源領域的投入力度,布局新能源也成為水泥企業實現低碳發展的重要途徑。
近日,在中國水泥網舉辦的“2023中國水泥節能與新能源發展大會”上,國家能源太陽能發電研發(實驗)中心張雙慶為水泥行業同仁重點分享了《新能源發電在水泥行業中的應用技術分析》,引發強烈關注。
政策推進 低碳發展勢在必行
2020年9月22日,習近平總書記在第七十五屆聯合國大會上,首次提出“雙碳” 目標。同年12月12日,習近平總書記在氣候雄心峰會上進一步明確宣布,2030年,實現風電、太陽能發電總裝機容量將達到12億千瓦以上。
此后,2021年9月11日,發改環資〔2021〕1310號 國家發展改革委關于印發《完善能源消費強度和總量雙控制度方案》的通知,從政策層面進一步推進“雙碳”工作的推進。
具體到水泥行業,2021年5月,國家市場監管總局、工信部、發改委、生態環境部等七部委聯合發布的《關于提升水泥產品質量規范水泥市場秩序的意見》, 要確保2030年前水泥行業碳排放實現達峰,為實現碳中和奠定基礎,這是水泥行業政策中首次提出碳達峰目標。
張雙慶表示,水泥行業產生的二氧化碳約占全球排放的7%,在我國水泥行業CO2排放約占12~14%,排放量全國第三。水泥行業碳排放的主要來源包括三個方面:原料帶入(工藝排放)、燃料 帶入(燃燒排放)和電力消耗(間接排放)。
在水泥行業面臨巨大碳減排壓力的同時,光伏發電領域發展卻不斷取得突破。
建設成本持續下降,2022年,工商業分布式光伏初始投資成本約為 3.75元/W,集中式光伏約4.1元/W,預計2023年大幅下降。我國光伏技術成熟,產業鏈完整,光伏產品(組件、逆變器)性能不斷提高,全球市場份額絕對優勢。
2022年,我國新增光伏裝機87.41GW,同比增長59.27%。集中式光 伏電站36.29GW,分布式光伏電站51.11GW,總裝機達到3.9億千瓦。
相關政策方面,國家發展改革委等部門關于印發《“十四五”支持老工業城市和資源型城市產業轉型升級示范區高 質量發展試試方案》的通知明確提出,促進能源資源綠色低碳轉型。完善能源消耗強度和總量雙控制度,推進能耗強度穩步下降,逐步實現安全降碳。加快發展清潔能源產業,堅持集中式與分布式并舉,加快建設新能源發電和裝備制造基地,創新“光伏+”模式,推進光伏發電多元布局。
工信部、國家發改委、財政部、生態環境部、國資委、市場監管總局等六部門發布關于 印發《工業能效提升行動計劃》也鼓勵通過電力市場購買綠色電力,就近大規模高比例利用可再生能源。推動智能光伏創新升級和行業特色應用,創新“光伏+”模式,推進光伏發電多元布局。
國家能源局下發《關于報送整縣(市、區)屋頂分布式光伏開發試點方案的通知》。 擬在全國組織開展整縣(市、?區)推進屋頂分布式光伏開發試點工作。指出:工商業廠房屋頂總面積可安裝光伏發電比例不低于30%。
國家能源局《關于完善太陽能發電規模管理和實行競爭方式配置項目指導意見(征求意見稿)》指出分布式光伏電站是指以35千伏及以下電壓等級(東北地區66千伏及以下)接入電網,單個電站 容量不超過2萬千瓦且所發電量主要在并網點變電臺區消納的光伏電站項目。
得益于分布式光伏發電技術的成熟以及相關政策的完善和推動,該技術將為水泥行業低碳發展發揮重要助力。不過張雙慶也指出,建設屋頂分布式光伏項目有一些政策事項需要注意。
1、屋頂及其相關建 筑物產權問題。《分布式光伏發電項目管理暫行辦法》第十六條分布式光伏發電項目所依托的建筑物及設施應具有合法性,項目單位與項目所依托的建筑物、場地及設施所有人非同一主體時,項目單位應與所有人簽訂建筑物、場地及設施的使用或租用協議,視經營方式與電力用戶 簽訂合同能源服務協議。
2、建設工程規劃許可證。《中華人民共和國城鄉規劃法》(2019修訂版)第四十條在城市、鎮規劃區內進行建筑物、構筑物、道路、管線和其他工程建設的,建設單位或者個人應當向城市、縣人民政府城鄉規劃主管部門或者省、自治區、直轄市人民政府確定的鎮人民政府申請辦理建設工程規劃許可證。第六十四條未取得建設工程規劃許可證或者未按照建設工程規劃許可證的規定進行建設的,由縣級以上地方人民政府城鄉規劃主管部門責令停止建設;尚可采取改正 措施消除對規劃實施的影響的,限期改正,處建設工程造價百分之五以上百分之十以下的罰款;無法采取改正措施消除影響的,限期拆除,不能拆除的,沒收實物或者違法收入,可以并處建設工程造價百分之十以下的罰款。
3、消防驗收證明。《中華人民共和國消防法》2021修訂版第十三條國務院住房和城鄉建設主管部門規定應當申請消防驗收的建設工程竣工,建設單位應當向住房和城鄉建設主管部門申請消防驗收。前款規定以外的其他建設工程,建設單位在驗收后應當報住房和城鄉建設主管部門備案,住房和城鄉建設主管部門應當進行抽查。依法應當進行消防驗收的建設工程,未經消防驗收或者消防驗收不合格的,禁止投入使用;其他建設工程經依法抽查不合格的,應當停止使用。
分布式光伏發電應用
張雙慶介紹稱,光伏發電總體分為兩大類型,即集中式光伏發電(傳統光伏電站、“光伏+”電站)和分布式光伏電站(工商業分布式、用戶分布式)。同時,光伏發電可以與交通、民居、畜牧業、漁業、農林、商業、公共建筑、工業等領域相結合。
分布式光伏發電站開發流程主要分為4個階段:前期開發、項目備案、設計施工、并網驗收。
大型地面電站建設需要注意土地性質合規性、土地租賃、稅收風險;土地地貌、光資源測算;批復手續是否齊全;線路送出通道,變壓器剩余容量;項目建設施工質量、運營維護等。
屋頂分布式光伏電站建設需要注意建筑屋頂合規性;建筑承載力;建筑電氣結構及負荷能力;項目建設施工質量、運營維護等。
光伏電站質量風電點包含,系統安裝質量、系統設計選型、系統涉網質量、關鍵設備質量等方面。做好質量風險控制主要手段包括關鍵設備到貨驗收、安裝調試階段質量監督檢查、試運行階段設備性能測試、文件資料審查等。
運行階段的風險控制關鍵點在于光伏組件清潔、系統關鍵設備故障排除、安全隱患防范。
張雙慶還詳細介紹了分布式光伏并網流程與接入方案。
儲能技術應用簡介
張雙慶重點向與會嘉賓詳細介紹了儲能技術應用的盈利方式。
1、 峰谷套利。我國電價采用峰谷制度,高峰時商業用電能達到1元/度左右,低谷時只有不到0.3元/度,工商業用戶安裝光伏+儲能,在低谷時充電,高峰時放電,可節約電費約0.7元/度。
2、 輔助服務。輔助服務市場能為儲能帶來最豐厚的收益,以廣州為例,廣州發布《廣州市虛擬電廠實施細則》,安排補貼資金3000萬元,鼓勵用戶參與虛擬電廠需求響應市場,明確逐步形成約總市最高負荷3%左右的需求響應能力,補貼費用=有效響應電量*補貼標準*響應系數,削峰補貼最高5元/度,填谷補貼最高2元/度。
3、 動態增容。動態增容是指由于用電方用電量增大,原有的變壓器已滿足不了生產需求,需要申請增加容量,選擇增加容量的方式有靜態增容和動態增容2種。靜態增容是指向電力局申請換大的變壓器,但這種方式非常昂貴,比如上海擴容費在8000-10000元/kW,南京地區也得6000元/kW,按南京測算,擴容100kW,也需要60萬的費用。動態增容就是安裝儲能電站的方式,一套100kW/200kWh的儲能系統售價在30萬左右,不僅大大降低了成本,還能通過峰谷套利增加收益。
4、 應急備用。許多廠區、學校都自己安裝了發電機,以備電網停電、故障需要,安裝儲能電站作為備用電源,可節約UPS備用電源投資和柴油發電機運行費用。充電站、工業園區、大數據中心、5G基站、地鐵、島嶼、醫院、商場、政務樓宇等在缺點時啟用儲能電站,可以避免經濟損失。
最后,張雙慶表示分布式光伏是目前水泥行業首選新能源投資領域,分布式光伏電站;利于企業CCER開發。 隨著儲能成本的不斷降低,以及儲能在削峰填谷、節能降碳等方面的作用凸顯,可作為將來重點投資領域。對于持有廢棄礦坑的水泥企業,可在條件具備的情況下,因地制宜投資建設分散式風電場。
編輯:曾家明
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