迎峰度夏之国家电投湖北篇：零碳智慧电厂、30%天然气掺氢等新型电力项目多元化助力能源保供|实干中国·2023

《科创板日报》7月31日讯 （记者 李明明）在国家电投湖北电力有限公司新能源生产运营中心（以下简称国家电投湖北公司）的大屏幕上，实时滚动显示着已接入的60个光伏和13个风电项目的运行数据，而技术部主管雷晓峰和各工程师正全神贯注地盯着各个项目的运行情况。

这是国家电投湖北公司助力能源保供的一个场景。

(资料图)

入夏以来，全国用电负荷频创新高，迎峰度夏的“大考”近在眼前。湖北是能源消费大省和输入大省，近年来能源保供压力较大。2022年，湖北更是遭遇了度夏期间用电负荷十创新高、日用电量七创新高等多重挑战。

面对严峻的供电形式，国家电投积极部署能源保供，近日，《科创板日报》记者走进国家电投湖北公司，走访探寻能源保供新范式。通过了解综合零碳智慧电厂、30%天然气掺氢等新型保供项目，记者综合了解到，湖北公司是国家电投备战全国能源保供的一个缩影，除了传统的火力发电之外，还增加了绿色、智慧、降碳等多元互补的新特性。

（国家电投湖北电力有限公司新能源生产运营中心 记者李明明摄）

综合零碳智慧电厂：为能源保供“雪中送炭”

国家电投湖北公司成立于2015年12月，是湖北省新能源装机最大的发电企业，目前新能源运营装机超400万千瓦，其中光伏装机280万千瓦，风电装机105万千瓦。

雷晓峰告诉《科创板日报》记者，湖北公司与中石油签订长协，确保气电板块燃料供应充足。同时，还提前做好了光伏组件清洗、风电机组年检维护等，以提高发电效率，保证发电设备顶得上、发得出、稳得住。同时实施预防性试验并予以检修更换，做好应急预案。

（国家电投湖北公司 记者李明明摄）

紧接着，《科创板日报》记者来到了位于武汉经开区的综合智慧零碳电厂。

武汉经开区位于武汉西南，地处武汉三环和武汉外环线之间，面积489.7平方公里，被称为武汉经济发展的主战场，工业经济的顶梁柱。

在经开区的国家电投华中氢能产业基地，这里正在实施零碳电厂示范性项目，基地内已经建设完成分布式屋顶光伏（一期）、车棚“光储充”、微风风机、智慧路灯、充电桩、太阳花景观光伏等设备。

骄阳下，作为科技+能源+景观属性兼具一体的光伏太阳花熠熠生辉，基地工作人员对《科创板日报》记者介绍，其外形酷似太阳花，特性如向日葵，采用天文算法实现叶片开合和对太阳位置的自动追踪，可以自动收叠，发电功率2645wp，所发电量全部供综合楼使用，与传统光伏板相比，发电效率提升约40%，是打造光伏乡村、零碳公园、碳中和小镇等新能源景观建设的更优选择。

（武汉经开区国家电投华中氢能产业基地的光伏太阳花 记者李明明摄）

零碳电厂如何助力能源保供？国家电投湖北公司综合智慧能源分公司工程建设总监段翰林告诉《科创板日报》记者，经开区能源对外依存度较大，年均外购电量51亿kWh，迎峰度夏时段存在电力缺口，缺口有扩大的趋势。零碳电厂主要是通过虚拟的管控平台，把电源端纳入到调度系统里来，再把发电端和用户端打通，通过综合智慧零碳电厂的建设，可以提高能源自给率，提高保供能力。

“园区内配有三套储能系统，零碳电厂所发电力优先供园区自用，余电上网。此外，未来零碳电厂生产的电力，将全部来自于可再生能源，能源从生产到使用都不产生碳排放。”段翰林说。

而零碳电厂的重头戏在用户侧调节。他介绍，武汉市经开区综合智慧零碳电厂拟聚合工商业用户64MW，预计可调节负荷7.6MW。聚合企业类型包括汽车制造业、橡胶业、充电桩、办公楼、大型商业综合体等，后续用户可调节负荷通，过参加电力需求侧响应工作和电力辅助服务工作，在电力供应出现短缺时，为电网提供调峰能力，来缓解电力供应紧张等问题。

（武汉经开区国家电投华中氢能产业基地 记者李明明摄）

段翰林举了一个具体案例，武汉经开区已集聚9家整车企业、13个整车工厂。在用电量前200家的企业中，汽车制造相关企业占比达50%，是经开区用电大户。通过建设负荷侧综合能源管控平台。可以重点关注电能质量治理，保障生产用电的可靠性。

谈及零碳电厂的社会效益，段翰林表示，投运后，减轻了高峰时段电网的压力，保障用户在高峰时段正常生产。同时，清洁能源年平均发电量约5.4亿kWh，减少标煤耗量16.5万吨，减少二氧化碳排放45万吨。

对外经济贸易大学中国国际碳中和经济研究院执行院长董秀成对《科创板日报》记者介绍，国家电投目前正在全国大力开展综合零碳智慧电厂建设，而建设综合零碳智慧电厂与建立新型电力系统目标一致，可以增大电网运行的灵活性和安全性，有效地提升电力调峰的能力。其也是虚拟电厂的升级版，将有利于推动国家能源转型，并最终实现“双碳“目标。

以做强做优用户侧为发力点，2022年8月，国家电投首次提出实施“雪炭行动”、建设“综合智慧零碳电厂”的整体设想。“雪炭行动”意在“冬天送温暖，夏天送清凉”，以综合智慧零碳电厂为地方政府“迎峰度夏、迎峰度冬”雪中送炭。2022年12月，国家电投首个“综合智慧零碳电厂”——河北保定项目并网投运。

全国首例天然气掺氢30%示范项目: 每年可减碳达4.3万吨以上

（国家电投荆门燃机项目 记者李明明摄）

在国家电投荆门绿动能源有限公司，《科创板日报》记者见到了4根卸氢柱、大型调压设备、配套管道设施及燃气轮机控制系统。

而这即是国家级重大科技创新专项-燃机掺氢燃烧试验的设备，其高比例掺氢燃烧改造试验的作业流程大概如下：管束车将制备好的氢运往掺氢站的卸气柱，再在调压撬中进行减压降温。减压两次后，压强从20兆帕降至约6兆帕，工作人员在此基础上再进行精确调整，以匹配管道气的压力。调试完成后，开始将氢掺入天然气。

国家电投湖北公司鄂中区域公司副总经理白红涛对《科创板日报》记者介绍，荆门燃机项目是国家级重大科技创新专项-燃机掺氢燃烧试验的业主单位。分别于2021年12月30日、2022年9月29日相继完成我国首次、全球首例、在重型燃机商业机组上实施高比例掺氢燃烧改造试验和科研攻关，为加速国内自主氢燃机开发、运行，积累了宝贵的经验。

掺氢节点从0%到15%再到30%，一路研发并不轻松。白红涛体会尤为明显，“第一阶段非常困难，掺氢后出现燃烧不稳定现象，容易出现脉动从而损坏燃烧设备，期间经过了十多次设备调试改造和阀门更换”。

同时，天然气掺氢还提出了“减碳”新思路，白红涛表示，“其减碳效果显著。单台机组在掺氢30%的情况下，每年可减少二氧化碳排放达4.3万吨以上”。

（国家电投荆门燃机项目 记者李明明摄）

利用在役天然气管道进行掺氢输送，被业内认为是未来实现氢能大规模输送、解决氢能供需错配的重要方向之一。

北京石油化工学院氢能研究中心副研究员李敬法表示，目前掺氢天然气直接燃烧在民用和工业领域的应用均较少，只有小规模定点示范，主要受限于掺氢燃烧器具不成熟、以及较高的氢气成本等因素。

那么，鄂中公司如何降低用氢成本？

国家电投湖北鄂中区域公司副总经理负责人于红伟告诉《科创板日报》记者，未来，荆门燃机项目或将继续提高掺氢比例进行燃机掺氢研究。同时在探索大规模天然气掺氢商业应用方面，还要降低用氢成本。

“目前荆门燃机项目购天然气每立方米大约2.7元，而氢气每立方米3元。大约3立方米氢气同1立方米天然气的燃烧热值接近，所以什么时候1方氢气的价格降到0.9元了，掺氢燃烧就具有经济效益了。”白红涛更是给记者算了一笔账。

（国家电投湖北鄂中区域公司 记者李明明摄）

谈及能源保供中所起的作用，白红涛表示，公司克服极端气温、最高电力负荷叠加、燃料供应量紧价高等不利因素，圆满完成重要时段保供保安全工作。投产以来未发生电力、热力断供事件，保供保安全工作得到地方政府及客户高度肯定。

此外，《科创板日报》记者还注意到，鄂中公司还在“光伏+农业”方面做了很多探索，在这里，静静矗立的光伏板在艳阳下流光溢彩，太阳能资源正在被转化为电力。光伏板下养植鸡、鸭、鱼和种植冬瓜、南瓜、旱稻等农作物。菜地上还插着指示牌，显示XX号菜地是XX部责任区字样。

（国家电投湖北鄂中区域公司 记者李明明摄）

“目前已在沙洋、潜江等地建设光伏+农业、养殖发电项目445兆瓦，每年通过土地租赁与农作物种植模式，为当地村民创收约1680万元。截止2023年7月，鄂中区域公司“光伏+”项目累计发电12.65亿千瓦时，减排二氧化碳105.24万吨，绿电应用效果显著。”白红涛说。

直击湖北医院新型保电：冷热水电蒸汽五联供！

（湖北麻城市人民医院 记者李明明摄）

持续的高温天气下，电力供应面临着超负荷运行。如何保障医院这一特殊重要公共场所的必要用电？

在麻城市人民医院，《科创板日报》记者找到了答案，远处大别山静静矗立，记者体感风力较大，一仰头，楼顶树立着四台小微风机，旁边连着大范围的光伏面板，在供能上，这家医院“与众不同”。

国家电投湖北公司综合智慧能源分公司副总经理刘晓慧对《科创板日报》记者介绍，这是湖北省首个楼宇型综合智慧能源项目，总投资3600万元，供能面积约16万平米。由湖北公司投资建设，具体建设和运营是由湖北公司旗下的麻城绿动能源有限公司负责。

（麻城市人民医院光伏面板 记者李明明摄）

综合智慧能源是“电、热、冷、气、水、氢”等多品种能源协同供应，实现纵向“源-网-荷-储-用”等环节之间互动优化的一种能源网络。它改变了原有的不同能源品种、不同供应环节单独规划、单独设计、单独运行的传统模式，从用户侧出发，实现多种能源品种的融合。

《科创板日报》记者现场观察到，该项目是由2台800kW燃气内燃发电机组和对应的烟气热水型溴化锂机组、4台电制冷机组、3台燃气真空锅炉、2台蒸汽锅及相关辅助设备组成的分布式能源系统；同时还布置有1200kWp（含二期）屋顶光伏发电系统，主要满足医院的部分电力需求和全部的集中冷、热、热水及蒸汽需求。

“项目设计年供冷量1600万kWh，年供热量640万kWh，年供生活热水5.7万吨，年供蒸汽3500吨，年发电量720万kWh，其中蒸汽可供消毒、热水可供中药制剂煎煮，总体能够满足医院的10%-20%的电力需求和100%其他类型用能需求。”刘晓慧介绍。

（麻城能源站 记者李明明摄）

《科创板日报》记者在医院走访看到，盛夏高温里，挂号收费窗口、大厅服务台、门急诊药房、以及各大外科等的工作人员工作状态井然有序，大厅里中央空调系统运行良好、体感清凉。

综合智慧能源相较传统供能有何优势？麻城能源站站长郑承新对《科创板日报》记者表示，项目利用了综合智慧能源项目智慧管控平台——智能工况寻优系统，通过“负荷预测+日前调度+实时修正”寻优技术，可以优化运行方式、指导生产运营，项目自2020年12月供能投运以来，每年可以为医院节省用能费用5%-10%。

(麻城能源站 记者李明明摄)

综合以上举措，记者了解到，截至目前，湖北省今夏电力保供形式整体趋好。湖北公司售电公司交易结算部主任康文文对《科创板日报》记者表示，目前公司在大别山库存的长线煤和地方保供煤可支持供电25天左右，高于地方政府要求的20天。而去年用电高峰期间，最多仅可满足七天用电需求。

（科创板日报记者 李明明）