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图为雪后的中广核德令哈200万千瓦光热储一体化项目,记者探访时,这一国内单体规模最大塔式光热项目土建工作接近尾声,即将全面转入安装阶段。(摄影 大众日报 汤梾埠)
塔式光热电站,有人称它为“超级镜子发电站”。在青海一批标杆性的光热电站项目中,我们发现了山东企业建设者的身影。顺着线索,我们奔赴青海,走访国家新能源发展战略布局要地——柴达木沙漠基地。
10月17日清早,青海省海西蒙古族藏族自治州格尔木市的气温已降至零下。当地出租车师傅时中镇告诉记者,供暖季已经开始,一直会持续到明年5月,“但这里阳光特别好,道路很少有积雪。”
格尔木市是全国光照资源最丰富的地区之一,中国最大的盐湖察尔汗盐湖也位于此。盐湖中的卤水,可以提取制成硝酸钾和硝酸钠,加工成熔盐,成为光热电站的储能介质,储备绿色能源。“柴达木盆地土地较为平整,光热发电关键材料熔盐资源居全国首位,发展光热具有得天独厚的优势。”青海省能源局新能源处副处长叶诚说。
从格尔木市区一路向东,穿过茫茫戈壁滩,来到中国绿发海西州多能互补集成优化国家示范工程(下称“绿发海西州多能互补工程”),其中的5万千瓦塔式光热电站,由中国绿发投资集团有限公司投资、中国电建集团山东电力建设第三工程有限公司(下称“山东电建三公司”)总承包建设。
8时,进入工程基地,穿过四周4400块层层排开的定日镜,便来到了光热电站中心区域高达188米的吸热塔下,仿佛置身科幻电影中。
光热项目如何运作?定日镜把阳光反射到塔尖的吸热器上,熔盐被迅速加热至565℃。高温熔盐储存在大型熔盐储罐中,根据电网需要,与水换热产生高温高压蒸汽,驱动汽轮机发电。
此时,刚开完早会的定日镜清洁小组工作人员王晓兵、曹建平坐着清洗车陆续赶往光热塔四周的镜场。镜面的洁净度对于光热电站聚光效果至关重要,直接影响着光热转换效率及电站发电量。清洁小组一组两人,一名引导员,一名司机。镜场沙地柔软,每面镜子面积达138平方米,为避免车辆颠簸碰伤镜子,要有引导员负责在车前引路。每天清洗200多面镜子,引导员要在沙地上深一脚浅一脚跋涉近2万步。
进入11月,这项工作会更加复杂。光热电站负责人化宜森说,当地日常温度降至零下后,喷出来的水在镜面会结冰,清洗效率会大大降低。同时,受地区资源限制,当地水质较硬,软化需要用电和专业药品,增加了成本。从今年夏天开始,化宜森开始进行“干洗”方案设计,“目前毛刷水洗的方式已经非常节水,但能省则省。”
光伏和风力发电的间歇性、波动性等先天缺陷,会影响电网安全和新能源消纳。而光热电站白天聚光储热,晚上释热发电,相当于一个大型的稳定热能“充电宝”。
“足够的调峰资源是可再生能源高效利用、优化能源结构的前提。”中国科学院电工研究所研究员、中国科学院太阳能热利用及光伏系统重点实验室主任王志峰说。
以绿发海西州多能互补工程为例,通过深入开展光热、共享储能、液化空气储能以及构网型储能研究建设,项目整体运行后,弃风弃光率小于5%。
一台笔记本电脑、一红一白两个塑料凳子,再加一个矮一些的折叠马扎,这就是定日镜矫正员蒋思睿“移动办公室”的全套设备。转岗的蒋思睿,从今年8月开始,就在太阳最炽热的时候,追着光矫正绿发海西州多能互补工程光热电站定日镜的偏差。
“像相机对焦一样,把定日镜的光校对到靶标点上。”11时,蒋思睿校对好一面镜子后,开始进行测试,指定编号的定日镜缓缓移动,调节到预设角度,阳光反射从靶标点上移汇聚到指定位置。
定日镜瞄准的吸热器,是塔式光热电站最昂贵的部件之一,起初只能依赖进口。目前在中国广核集团德令哈200万千瓦光热储一体化项目(以下简称中广核德令哈光热储项目)担任塔式光热电站OE(业主工程师)负责人的王成,作为山东电建三公司在青海的项目负责人,全程参与了绿发海西州多能互补工程。
回忆起刚在国内承建光热电站时,王成感叹,一块吸热器的管屏国外要价接近1200万元,当时仅一期项目就需要24块管屏,“虽然国内有厂家,但当时光热电站建设刚刚起步,业主并不太敢用国产设备。”
如今,关键部位设备的国产化率越来越高。据王成介绍,吸热器采用了国产设备后,价格约为进口设备的三分之一。另一套关键设备定日镜也实现了国产替代。中广核德令哈光热储项目就配置了21543面30平方米国产定日镜,镜场反射面积相当于近70个标准足球场大小。
此时的德令哈,一片巨大的银色海洋正在形成,安装完成的定日镜在阳光下熠熠生辉。“以前138平方米的大镜子只能使用液压,现在30平方米的小镜子可以直接使用绿电驱动,成本明显降低。”王成说。
原本造价极高的“超级镜场”,在关键核心部件实现国产化后,成本明显下降。中广核太阳能德令哈有限公司副总经理蹇钊介绍,目前青海塔式光热电站的度电成本已降低到0.7元/千瓦时以下,该项目一期100万千瓦中翻墙google看电影,就包含20万千瓦光热,同时配备了6小时的储能,是国内光热储能配比最高的多能互补项目。
记者从青海省能源局了解到,青海目前已建成光热项目21万千瓦,在建光热项目80万千瓦,预计年内将新增并网20万千瓦,届时光热装机将突破40万千瓦,居全国首位。
此时,光热电站集控中心的运维团队正密切关注着屏幕上的DNI(法向直接辐射强度)曲线。运维部主任吴超根据后台数据和摄像头中的天气情况,下指令开始进行预热。当DNI值达到832.78时,集控中心的镜场监视器上,原本蓝色的点位图几乎全部变为红色,4400面定日镜逐渐进入工作状态。
站在熔盐塔下,能够看到原本处在待机状态的定日镜,开始按区域被启动,瞄向熔盐塔上方黑色的吸热器,如同向日葵绕日。不一会儿,随着吸热器温度逐渐升高,高耸的熔盐塔塔顶发出耀眼的白光,难以直视,仿佛天上有着两个太阳。
进入光热电站的运维“大脑”集控中心,当天7人的运行值中,加上吴超,有4个是山东人,都来自山东电建三公司下属青岛华丰伟业电力科技工程有限公司。今年已经是吴超在青海的第6个年头。
王成也是2018年来到青海,在此之前,他参与建设的摩洛哥努奥二三期光热电站是中国公司首次在海外以EPC总承包方式承建的光热工程。“建筑企业‘走出去’非常重要,2015年我们就进入全球商业化光热电站领域,积累了丰富的建设和运维经验。”
蹇钊表示,首次承建塔式光热电站的中广核,选择山东电建三公司作为项目OE是因为其丰富的海外经验,“山东电建三公司在吸热塔封顶后,对于上部吸热器的安装与内部钢结构平台的协同给了很好的建议。”
列入国家“沙戈荒”风电光伏大基地布局规划的柴达木沙漠基地,是青海打造国家清洁能源产业高地的标杆。截至今年9月底,青海省电力总装机6118.6万千瓦。其中,清洁能源装机为5729.5万千瓦,占比93.6%,这一比例居全国第一。曾经的“沙戈荒”,如今已成为绿色能源的新绿洲,源源不断地为经济发展提供能量。
一西一东,通过西电东送工程,青海和山东的绿色能源相互联通。从采购青海水电转为采购风电和光电,两省共享绿色“红利”。山东的建设者奔赴沙戈荒地区,跨越山海,助力青海打造国家清洁能源产业高地。(大众日报记者 张楠 汤梾埠 东营日报记者 张振 黄三角早报记者 余俊 青海日报记者 李庆玲 马振东 苏烽)
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