科技日報記者 王禹涵
“這是陜西省首個風電場改造升級項目，目前項目已進入審批核準階段?！?1月15日，中國綠發(fā)投資集團有限公司魯能新能源陜西分公司（以下簡稱中國綠發(fā)陜西分公司）黨支部書記、負責人劉樹國指著山坡上緩緩轉動的“大風車”對記者說。
榆林市靖邊縣地處陜西“風口”，風力資源充沛。中國綠發(fā)陜西分公司靖邊風電場（以下簡稱靖邊風電場）曾經(jīng)拿下了陜西省首個新能源建設指標。它是全省首個并網(wǎng)的風力發(fā)電場，如今，又將成為國家能源設備更新新政出臺后、陜西省首個風電場改造升級項目。
“以大換小”換出發(fā)展空間
今年8月，陜西省能源局批準了靖邊風電場一期項目100兆瓦風電改造增容項目，這批“服役”14年之久的風電機組將開啟陜西省風電場改造的序幕。
大自然饋贈的風能被轉化為源源不斷的“綠電”。數(shù)據(jù)顯示，該風電場投運近14年，一期項目38臺機組年利用小時數(shù)1673小時、累計發(fā)電10.33億千瓦時，創(chuàng)造經(jīng)濟價值6億元，每年節(jié)約標煤2.4萬噸，減少二氧化碳排放7.45萬噸。
然而，這座風電場由于建成時間較早，風機技術和發(fā)電能力不足，風能資源利用不充分、風機設備與目前主流風機相比發(fā)電效率偏低，已經(jīng)不能滿足當前對可再生能源的需求。
“目前老舊機組一年的運維費用約為300萬元，主要消耗在風機日常維護所需的材料、大部件更換上?！本高咃L電場場長慕宏給記者算了一筆賬。
據(jù)了解，靖邊風力資源好，是陜西省風能資源的核心區(qū)，風速達到6米/秒以上，年有效發(fā)電小時數(shù)可達2200小時。
慕宏介紹，該項目原有38臺單機容量1.25兆瓦的風電機組，高度65米，葉輪直徑70米。改造升級后，擬安裝16臺單機容量為6.25兆瓦的風電機組，風機高度達125米，葉輪直徑達220米。
記者了解到，項目改造升級后，總裝機容量由47.5兆瓦增容至100兆瓦，年發(fā)電量2.44億千瓦時，年利用小時數(shù)達到2441小時，且每年節(jié)約標煤7.36萬噸，減排二氧化碳22.86萬噸。
升級改造后的風電場不僅提高了風電機組的整體發(fā)電能力及運行可靠性，還為企業(yè)節(jié)約了近7畝的土地?！翱紤]到原有風電機組距離臨近村莊直線距離約150米，我們主動調(diào)整設計方案減少機位，不再使用臨近村莊的風機點位?！蹦胶瓯硎尽?/p>
今年8月，國家發(fā)展改革委、國家能源局聯(lián)合發(fā)布《能源重點領域大規(guī)模設備更新實施方案》，提出鼓勵并網(wǎng)運行超過15年或單臺機組容量小于1.5兆瓦的風電場開展改造升級。多家券商研究報告認為，該方案將推動能源重點領域大規(guī)模設備更新和技術改造。有測算顯示，能源設備更新?lián)Q代、以舊換新、循環(huán)利用將迎來新的機遇，帶動形成上萬億元市場。
創(chuàng)新技術支撐“以舊換新”
構建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)是實現(xiàn)“雙碳”目標重要支撐。近年來，我國新能源產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，裝機規(guī)模快速增長，而風電、光伏等新能源電源具有不穩(wěn)定性，高比例新能源并網(wǎng)也給電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行帶來挑戰(zhàn)。
據(jù)了解，靖邊風電場容量改造升級項目擬采用目前行業(yè)內(nèi)領先的自同步電壓源友好并網(wǎng)技術，該技術由中國綠發(fā)投資集團有限公司聯(lián)合上海交通大學自主研發(fā)，能夠解決新能源并網(wǎng)的穩(wěn)定性問題。
自同步電壓源友好并網(wǎng)技術于2023年入選第三批國家能源領域首臺（套）重大技術裝備（項目）名單，并在中國綠發(fā)甘肅干河口風電場通過實證測試。上海交通大學能源研究院副院長、國家能源智能電網(wǎng)（上海）研發(fā)中心常務副主任蔡旭表示，該技術讓新能源機組具備構建電壓和頻率的能力，在電力系統(tǒng)出現(xiàn)部分毫秒級故障中提供暫態(tài)支撐，提升新型電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行能力。
“靖邊風電場的16臺6.25兆瓦大型機組將全部采用自同步電壓源控制技術，使得風電機組在與電網(wǎng)并網(wǎng)時具備自主調(diào)節(jié)電壓和頻率的能力，達到了與傳統(tǒng)火電機組相媲美的穩(wěn)定性，又能擁有傳統(tǒng)火電機組不具備的離網(wǎng)運行、黑啟動等能力?！眲鋰f。
在中國可再生能源學會風能專業(yè)委員會秘書長秦海巖看來，通過改造升級，把更先進的設備應用到風電場、光伏電站，結合輸電設備和火電靈活性改造，可提升新能源消納能力。
近年來，我國大量開發(fā)使用風力發(fā)電，產(chǎn)業(yè)升級迭代快，早期投運的風電設備將逐步迎來“退役”潮。而風電機組的葉片、機械和電氣等部件主要材料，仍有一定的回收利用價值。
作為陜西省首個開展風電設備改造升級的項目，中國綠發(fā)陜西分公司也將積極研究風電舊設備的處理問題。一方面是以葉片、機艙罩為代表的纖維復合材料等固體廢物，可以制成不同尺寸的再生纖維，應用于混凝土、抗裂砂漿等建筑材料制品中，再服務于萬億級的建筑工程行業(yè)。其次是以齒輪箱、發(fā)電機、塔筒為代表的大部件，主要以回收金屬原材料為主；對于有市場需求的大部件進行清復、檢測后，還可以當作備用設備使用。
“公司將在風電舊設備的回收利用上進行有益探索，希望推動能源設備循環(huán)利用、變廢為寶，助力國民經(jīng)濟循環(huán)質(zhì)量和水平持續(xù)提升。”劉樹國說。
