實現碳達峰、碳中和,是貫徹新發展理念、構建新發展格局、推動高質量發展的內在要求,是黨中央統籌國內國際兩個大局做出的重大戰略決策。為了了解能源行業在推進經濟社會發展全面綠色轉型、加快構建清潔低碳安全高效能源體系等方面的重要作用,強化同學的專業認知,引導廣大學子投身強國事業,由來自清華大學能動系的9名大一年級本科生和1名帶隊輔導員組成的“源夢新時代——源夢瓜州”暑期社會實踐支隊于7月23日前往甘肅省酒泉市瓜州縣開展為期一周的社會實踐活動。
行程中,支隊共計前往15個能源相關的企業參觀調研并開展座談,內容覆蓋風力發電、調峰火電、光伏發電、光熱發電、配套儲能、特高壓直流、網端獨立儲能、煤化工、油氣輸送、一體化產業園等多個領域。與當地能源相關政府部門座談交流4次,了解當地能源資源、產業發展及政策支持現狀。本次實踐內容扎實,收獲豐富,行程紀實按照類型分成能源轉換(風電篇、火電光伏光熱篇)、能源配送及用戶側、紅色教育及政府座談、總結共5篇推送。
瓜州縣情概要
瓜州縣地處河西走廊西端,東連石油工業搖籃玉門市,西接國際旅游名城敦煌市,是連接甘、新、青、蒙四省的交通樞紐,古絲綢之路上的商賈重鎮。
風光資源得天獨厚,瓜州素有“世界風庫”之稱,風能資源量大質優,境內風能資源可利用面積達到1萬平方公里,年風能有效利用小時數達3000小時以上,日均可利用風能時長達9小時,風能儲量超過4000萬千瓦,是全國風能2類區。太陽能資源豐富,光照強度大、日照時間長,全年日照時數達3300小時以上,日均日照時長9.2小時,是全國光能1類區,具備發展風電、光電產業的優越條件。全縣已建成發電裝機1232萬千瓦(其中:風電950萬千瓦、調峰火電200萬千瓦、光伏82萬千瓦),接近三峽大壩裝機容量的一半,風電裝機占到全省的50%,建成正負800千伏換流站1座、750千伏變電站2座、330千伏變電站20座、110千伏變電站11座,是國內電網建設密度最大的縣,全年發電量達270億千瓦時,是三峽大壩的四分之一,先后獲評“全國風電裝機第一縣”“中國新能源產業百強縣”“千萬千瓦級新能源示范縣”。
01 常樂電廠調峰火電項目

支隊成員參觀常樂電廠
常樂電廠火電調峰項目是酒泉±800千伏直流特高壓輸電工程配套電源,也是酒泉千萬千瓦級風電基地調峰火電項目,是西北地區首個百萬千瓦級調峰火電項目。預計常樂電廠6臺機組全部建成達產后,年發電量可達300億千瓦時以上,年工業產值可達90億元,可實現工業增加值30億元以上,將成為甘肅省工業經濟發展的一張新名片。
支隊同學們首先參觀了甘電投常樂電廠調峰火電項目。在行政樓大廳,相關人員依托精致的沙盤為同學們講解了常樂電廠的基本信息。此后在工作人員的帶領下,同學們依次參觀了常樂電廠發電機組、化學車間、間冷塔等,近距離接觸前沿技術。


◆間冷塔內外
常樂電廠1000MW超超臨界純凝機組,主機及小機排汽冷卻系統采用自然通風冷卻塔單元制間接空冷系統,比相同容量等級水冷系統年蒸發損失水量減少75-80%,極大降低了廠用新縣城水用量。
為什么要火電調峰?
據工作人員介紹,該項目的建成投運充分發揮了大功率火電機組深度調峰調頻作用,有效降低酒泉千萬千瓦級風電基地新能源項目的限電率,減小新能源外送輸出功率波動范圍,對于有效解決省內新能源項目棄風棄光問題具有重大支撐作用。

支隊成員在發電站內部合影
此次參觀既讓同學們了解了火電廠的基本工作原理,更增進了同學們對于調峰技術的理解。
02 70萬千瓦“光熱儲能+”項目

項目建設現場
在茫茫戈壁上,世界首個“雙塔一機”項目正在有條不紊的建設中。該項目由三峽恒基能脈(酒泉)新能源發電有限公司投資開發建設,總投資49.3億元,包括40萬千瓦風電、20萬千瓦光伏及10萬千瓦光熱三部分。
光能發電新途徑
塔式太陽能發電是通過眾多定日鏡跟蹤太陽運動,繼而高溫介質直接(或間接)通過熱力循環發電的系統。塔式太陽能發電站主要包括定日鏡場,吸熱塔、儲換熱和汽輪發電機機組。
光熱儲能+
作為項目亮點的光熱儲能方面,采用雙塔雙鏡場設計,安裝共計26964面定日鏡將太陽光反射匯聚到吸熱塔上,并選擇熔鹽作為吸熱材料。項目落成后,年發電量約為19億千瓦時,每年可節約標煤55.9萬噸,減排二氧化碳約152.7萬噸、氮氧化物280.2萬噸。

◆吸熱塔
03 匯能20萬千瓦光伏項目

光伏電站實景
甘電投匯能20萬千瓦光伏項目位于甘肅省瓜州縣城西北30km處,位于瓜州縣干河口第六風電場和干東330kV升壓站中間,項目計劃總投資9.8億元,建設容量20萬千瓦光伏發電場,建設期限為一年。該項目計劃安裝44.7萬塊540瓦雙面單晶光伏組件,組成64個光伏發電單元。
工作人員依次介紹了光伏電站的構成,并結合逆變器,變壓器詳細地介紹了光伏發電站的光電變壓與輸送的原理和路徑。通過介紹,支隊成員對于光伏電站的裝機規模,發電電壓,進出線回路數有了更加深入的了解。對于光電項目有更直觀的認識。

光電廠工作人員講解光電逆變輸送原理
光伏發電原理
太陽光照射在光伏板上得到的直流電流,經過配備的逆變器轉化為交流電后,通過配備的逆變器轉換為交流電后,經箱變升壓至35千伏以后,再由6回35千伏架空集電線路接入干東330千伏變電站并網。
項目特色
在工作人員的解說下,支隊成員了解到該項目結合當地地質條件,采用螺旋樁設計搭建光伏支架,降低樁基施工難度的同時也保證了項目質量。除此以外,該項目按照20%容量配套建設了儲能系統,總裝機規模為40MW/80MWh,保障該項目光電可以安全穩定地并入電網。
該項目年發電量約4億度,相當于每年減少燃燒標準煤約12萬噸,減少二氧化碳排放約45萬噸,減少煙塵等有害物質排放約180噸。
