中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：位于廣東揭陽的國家電投神泉二海上風(fēng)電項(xiàng)目是全球批量應(yīng)用單機(jī)容量最大（10MW以上）的海上風(fēng)電項(xiàng)目，也是國內(nèi)首批平價(jià)上網(wǎng)海上風(fēng)電項(xiàng)目之一。502MW的總裝機(jī)每年可向社會(huì)提供清潔電力17.43億千瓦時(shí)，減少標(biāo)煤消耗約52.7萬噸、減少二氧化碳排放量約為140.28萬噸。
除此之外，更不為人知的是，該項(xiàng)目規(guī)模化應(yīng)用了西門子能源66kV零碳無氟環(huán)保型氣體絕緣開關(guān)設(shè)備（BlueGIS）；按照國家標(biāo)準(zhǔn)的正常泄漏率算，西門子能源提供的36臺(tái)設(shè)備全生命周期總共可以減少7303噸二氧化碳排放量。
隨著全球能源轉(zhuǎn)型步伐加快，能源系統(tǒng)的“再電氣化”逐漸成為碳中和的重要途徑。要實(shí)現(xiàn)可再生能源對(duì)化石能源的替代，以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)勢必會(huì)成為能源體系的主導(dǎo)，工業(yè)、交通等領(lǐng)域必須進(jìn)行更強(qiáng)烈的“再電氣化”進(jìn)程。
這并不是一個(gè)簡單的過程?？稍偕茉窗l(fā)電具有隨機(jī)性、波動(dòng)性、不可預(yù)測性的特點(diǎn)，再加上用電側(cè)的波動(dòng)性，讓整個(gè)電力系統(tǒng)在發(fā)用兩端都不可控?！靶滦碗娏ο到y(tǒng)面臨著空前的挑戰(zhàn)?！蔽鏖T子能源有限公司電網(wǎng)科技集團(tuán)總經(jīng)理王肩雷王肩雷說。
助力清潔能源消納
6月2日，由國家能源局主辦，電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院、中國能源傳媒集團(tuán)有限公司承辦的《新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍(lán)皮書》(以下簡稱《藍(lán)皮書》)發(fā)布儀式在京舉行?！端{(lán)皮書》指出，我國將大力發(fā)展非化石能源發(fā)電，2030年非化石能源消費(fèi)比重達(dá)到25%左右，2060年達(dá)到80%以上。
“3060”目標(biāo)的提出一方面為中國可再生能源更快速的發(fā)展提供了基礎(chǔ)，另一方面也讓新能源接入電網(wǎng)后帶來的擾動(dòng)和影響成為業(yè)內(nèi)關(guān)注的新課題。
在中國過去近20年的新能源發(fā)展歷程中，逐漸形成了大規(guī)模集中開發(fā)、長距離特高壓輸送的新能源消納格局。但是由于新能源發(fā)電波動(dòng)性的特點(diǎn)，許多特高壓線路利用效率低、新能源發(fā)電量比例低。
“電網(wǎng)不僅要滿足國家的需求，還需要兼顧區(qū)域內(nèi)或跨區(qū)域電力傳輸。這意味電網(wǎng)需要朝著規(guī)模化、現(xiàn)代化的方向發(fā)展。否則，可再生能源就無法充分發(fā)揮其潛力。”王肩雷說，“西門子能源一直致力于應(yīng)對(duì)電網(wǎng)創(chuàng)新技術(shù)的挑戰(zhàn)，結(jié)合我們?cè)趪H市場中的經(jīng)驗(yàn)，為中國創(chuàng)建新型電力系統(tǒng)提供更多支持與服務(wù)。”
西門子能源的高壓直流輸電（HVDC）技術(shù)就是最好的實(shí)踐案例。正如前文所述，中國的新能源消納積累了大量長距離電力輸送的經(jīng)驗(yàn)，這也是中國可再生能源富集地域（西部）與用能區(qū)域（東部）跨度較大的現(xiàn)實(shí)所導(dǎo)致。
不過長距離電力運(yùn)輸往往損耗較大，而與傳統(tǒng)的交流架空線路相比，在相同電壓等級(jí)下，HVDC輸電線路的損耗要少30%-50%。在輸電走廊寬度相同時(shí)，HVDC輸電線路將比交流架空輸電線路至少多輸送30%-40%的電力。
在可再生能源時(shí)代，電力長距離運(yùn)輸已經(jīng)越來越普及。西門子能源的HVDC技術(shù)也已經(jīng)在意大利、德國、愛爾蘭等多個(gè)地區(qū)得到實(shí)踐應(yīng)用。
截至2021年，西門子能源已經(jīng)助力中國34個(gè)高壓直流輸電項(xiàng)目順利投運(yùn)，包括葛洲壩-上海±500kV直流輸電、貴州天生橋至廣州±500kV直流輸電、云南至廣東±800kV直流輸電、昌吉-古泉±1100kV特高壓直流輸電、烏東德電站送電至廣東廣西±800kV多端柔性直流工程等。
“中國在能源轉(zhuǎn)型中的挑戰(zhàn)與世界其他地區(qū)有著很多相似之處?！蓖跫缋渍f，“西門子能源能夠依托在國際市場上的豐富實(shí)踐，為中國帶來最新的經(jīng)驗(yàn)、最成熟的技術(shù)，全力幫助中國實(shí)現(xiàn)新型電力系統(tǒng)建設(shè)?！?
加速電網(wǎng)脫碳
HVDC不是西門子能源帶給中國市場的唯一國際經(jīng)驗(yàn)。從電力系統(tǒng)脫碳的角度來看，提高可再生能源發(fā)電的滲透率只是電網(wǎng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的一部分。歐美市場已經(jīng)開始加強(qiáng)對(duì)電力系統(tǒng)裝備本身碳排放的關(guān)注。
目前電力系統(tǒng)中廣泛使用的中高壓氣體絕緣開關(guān)設(shè)備，絕大多數(shù)仍然采用六氟化硫氣體作為絕緣介質(zhì)，而六氟化硫氣體是六大溫室氣體之一，溫室效應(yīng)是二氧化碳的兩萬多倍，并且化學(xué)性質(zhì)極為穩(wěn)定，在大氣中的存在時(shí)間可長達(dá)3200年之久。大力推進(jìn)電力裝備無氟環(huán)保替代，是當(dāng)前電力行業(yè)實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰亟須解決的關(guān)鍵問題，逐步減少六氟化硫氣體的使用和排放已迫在眉睫。
西門子能源結(jié)合自身的經(jīng)驗(yàn)開發(fā)了Blue環(huán)保型高壓電器產(chǎn)品組合，采用真空斷路器滅弧技術(shù)實(shí)現(xiàn)電路開合功能，并應(yīng)用“潔凈空氣”作為絕緣介質(zhì)。該技術(shù)可用于氣體絕緣開關(guān)設(shè)備、斷路器和互感器，在設(shè)備的整個(gè)生命周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)二氧化碳當(dāng)量排放均為零。
“Blue系列產(chǎn)品在歐洲和北美市場供不應(yīng)求?！蓖跫缋渍f，“我們已經(jīng)開始在中國市場進(jìn)行布局和試點(diǎn)?！背嗽谏袢Ｉ巷L(fēng)電項(xiàng)目應(yīng)用BlueGIS，西門子能源也參與了在無錫的國內(nèi)首座110千伏“零碳”變電站建設(shè)。該變電站從開工到投產(chǎn)歷時(shí)約5個(gè)月，采用天然酯變壓器、BlueGIS等先進(jìn)設(shè)備，集合屋頂光伏、幕墻光伏、超級(jí)電容、充電樁、碳足跡監(jiān)控等于一體，既實(shí)現(xiàn)了“零碳”運(yùn)行，同時(shí)滿足周邊低壓分布式光伏大規(guī)模系統(tǒng)接入的一次調(diào)頻需求。
自從中國提出“3060”目標(biāo)以來，電網(wǎng)自身的脫碳一直被大眾和企業(yè)所忽略。實(shí)際上，這是一片巨大藍(lán)海?？紤]到能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型要更多的依賴“再電氣化”，而“再電氣化”必須以堅(jiān)強(qiáng)的電力系統(tǒng)或者說電網(wǎng)以支撐，那么電網(wǎng)自身的碳減排就至關(guān)重要。
“西門子能源不僅著力于將零碳電氣產(chǎn)品引入中國市場，也在加強(qiáng)本土化生產(chǎn)?！鄙虾Ｎ鏖T子高壓開關(guān)有限公司總經(jīng)理鄭峰說，“BlueGIS產(chǎn)品有兩個(gè)電壓等級(jí)，72.5KV產(chǎn)品專門用于海上風(fēng)電，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。我們的下一步目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)145kV產(chǎn)品的本土化生產(chǎn)。”
深耕本土化
2023年3月15日，上海市市長龔正會(huì)見了德國西門子能源股份公司總裁兼首席執(zhí)行官克里斯蒂安·布魯赫。布魯赫在會(huì)議時(shí)表示：“當(dāng)前全球能源行業(yè)正處在重大變革的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，西門子能源希望在競爭中把握機(jī)會(huì)，持續(xù)向前發(fā)展。我們?cè)谏虾５墓臼切腋５摹捌髽I(yè)公民”，希望在滬打造無縫銜接的供應(yīng)鏈，深化與上海多方面合作，借助進(jìn)博會(huì)等重要平臺(tái)，搶抓綠色能源轉(zhuǎn)型等機(jī)遇，更好滿足未來能源市場需求?！?
事實(shí)上，盡管是一家知名外企，但僅從產(chǎn)業(yè)布局來看，西門子能源與中國本土企業(yè)無異。西門子能源的電網(wǎng)科技集團(tuán)在中國市場布局全面，有7家生產(chǎn)性企業(yè)，生產(chǎn)的產(chǎn)品70%滿足國內(nèi)的需求，25%至30%出口到東南亞、亞太、中東歐等地。
在中國，西門子能源擁有一個(gè)創(chuàng)新中心和五個(gè)工程技術(shù)中心。目前，西門子能源在生產(chǎn)制造中也在加深本地化進(jìn)程，并踐行低碳路線，位于廣州、上海和沈陽的三家工廠在近期榮獲國家級(jí)綠色工廠的認(rèn)證。
在“雙碳”戰(zhàn)略的助推下，電力行業(yè)處于重要發(fā)展機(jī)遇期，國內(nèi)電力需求持續(xù)增長，電網(wǎng)建設(shè)投資保持高位，工業(yè)領(lǐng)域、電源市場電力設(shè)備需求旺盛。
電力裝備制造企業(yè)積極推動(dòng)綠色低碳發(fā)展探索實(shí)踐和科技創(chuàng)新攻關(guān)，形成了一系列富有成效的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和創(chuàng)新成果。西門子能源深度的本土化運(yùn)營生產(chǎn)理念，極大地推動(dòng)了中國電力設(shè)備制造在零碳技術(shù)上的進(jìn)步。
除了產(chǎn)品制造的本土化，西門子能源也不斷強(qiáng)化著服務(wù)的本土化。在海上風(fēng)電發(fā)展過程中，“OTM概念”（海上風(fēng)電平臺(tái)變電站模塊化設(shè)計(jì)）應(yīng)用而生。
西門子能源結(jié)合自身經(jīng)驗(yàn)，并聯(lián)合中國合作伙伴共同為中國開發(fā)300MW和500MW變電容量的預(yù)裝式模塊化海上變電站（簡稱PMOS）解決方案，并已獲得中國船級(jí)社（CCS）頒發(fā)的原則性批準(zhǔn)證書（AIP）。
“我們不僅讓客戶在采購過程中直接節(jié)約了成本，也為其減少了安裝成本?！蓖跫缋渍f，“沒有與中國合作伙伴的合作，我們無法帶來如此好的降本解決方案。”
