科技日?qǐng)?bào)記者 王禹涵

“這是陜西省首個(gè)風(fēng)電場(chǎng)改造升級(jí)項(xiàng)目，目前項(xiàng)目已進(jìn)入審批核準(zhǔn)階段?！?1月15日，中國(guó)綠發(fā)投資集團(tuán)有限公司魯能新能源陜西分公司（以下簡(jiǎn)稱中國(guó)綠發(fā)陜西分公司）黨支部書記、負(fù)責(zé)人劉樹(shù)國(guó)指著山坡上緩緩轉(zhuǎn)動(dòng)的“大風(fēng)車”對(duì)記者說(shuō)。

榆林市靖邊縣地處陜西“風(fēng)口”，風(fēng)力資源充沛。中國(guó)綠發(fā)陜西分公司靖邊風(fēng)電場(chǎng)（以下簡(jiǎn)稱靖邊風(fēng)電場(chǎng)）曾經(jīng)拿下了陜西省首個(gè)新能源建設(shè)指標(biāo)。它是全省首個(gè)并網(wǎng)的風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)，如今，又將成為國(guó)家能源設(shè)備更新新政出臺(tái)后、陜西省首個(gè)風(fēng)電場(chǎng)改造升級(jí)項(xiàng)目。

“以大換小”換出發(fā)展空間

今年8月，陜西省能源局批準(zhǔn)了靖邊風(fēng)電場(chǎng)一期項(xiàng)目100兆瓦風(fēng)電改造增容項(xiàng)目，這批“服役”14年之久的風(fēng)電機(jī)組將開(kāi)啟陜西省風(fēng)電場(chǎng)改造的序幕。

大自然饋贈(zèng)的風(fēng)能被轉(zhuǎn)化為源源不斷的“綠電”。數(shù)據(jù)顯示，該風(fēng)電場(chǎng)投運(yùn)近14年，一期項(xiàng)目38臺(tái)機(jī)組年利用小時(shí)數(shù)1673小時(shí)、累計(jì)發(fā)電10.33億千瓦時(shí)，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)值6億元，每年節(jié)約標(biāo)煤2.4萬(wàn)噸，減少二氧化碳排放7.45萬(wàn)噸。

然而，這座風(fēng)電場(chǎng)由于建成時(shí)間較早，風(fēng)機(jī)技術(shù)和發(fā)電能力不足，風(fēng)能資源利用不充分、風(fēng)機(jī)設(shè)備與目前主流風(fēng)機(jī)相比發(fā)電效率偏低，已經(jīng)不能滿足當(dāng)前對(duì)可再生能源的需求。

“目前老舊機(jī)組一年的運(yùn)維費(fèi)用約為300萬(wàn)元，主要消耗在風(fēng)機(jī)日常維護(hù)所需的材料、大部件更換上?！本高咃L(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)長(zhǎng)慕宏給記者算了一筆賬。

據(jù)了解，靖邊風(fēng)力資源好，是陜西省風(fēng)能資源的核心區(qū)，風(fēng)速達(dá)到6米/秒以上，年有效發(fā)電小時(shí)數(shù)可達(dá)2200小時(shí)。

慕宏介紹，該項(xiàng)目原有38臺(tái)單機(jī)容量1.25兆瓦的風(fēng)電機(jī)組，高度65米，葉輪直徑70米。改造升級(jí)后，擬安裝16臺(tái)單機(jī)容量為6.25兆瓦的風(fēng)電機(jī)組，風(fēng)機(jī)高度達(dá)125米，葉輪直徑達(dá)220米。

記者了解到，項(xiàng)目改造升級(jí)后，總裝機(jī)容量由47.5兆瓦增容至100兆瓦，年發(fā)電量2.44億千瓦時(shí)，年利用小時(shí)數(shù)達(dá)到2441小時(shí)，且每年節(jié)約標(biāo)煤7.36萬(wàn)噸，減排二氧化碳22.86萬(wàn)噸。

升級(jí)改造后的風(fēng)電場(chǎng)不僅提高了風(fēng)電機(jī)組的整體發(fā)電能力及運(yùn)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(fēng)電機(jī)組距離臨近村莊直線距離約150米，我們主動(dòng)調(diào)整設(shè)計(jì)方案減少機(jī)位，不再使用臨近村莊的風(fēng)機(jī)點(diǎn)位。”慕宏表示。

今年8月，國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局聯(lián)合發(fā)布《能源重點(diǎn)領(lǐng)域大規(guī)模設(shè)備更新實(shí)施方案》，提出鼓勵(lì)并網(wǎng)運(yùn)行超過(guò)15年或單臺(tái)機(jī)組容量小于1.5兆瓦的風(fēng)電場(chǎng)開(kāi)展改造升級(jí)。多家券商研究報(bào)告認(rèn)為，該方案將推動(dòng)能源重點(diǎn)領(lǐng)域大規(guī)模設(shè)備更新和技術(shù)改造。有測(cè)算顯示，能源設(shè)備更新?lián)Q代、以舊換新、循環(huán)利用將迎來(lái)新的機(jī)遇，帶動(dòng)形成上萬(wàn)億元市場(chǎng)。

創(chuàng)新技術(shù)支撐“以舊換新”

構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)重要支撐。近年來(lái)，我國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，裝機(jī)規(guī)模快速增長(zhǎng)，而風(fēng)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(yùn)行帶來(lái)挑戰(zhàn)。

據(jù)了解，靖邊風(fēng)電場(chǎng)容量改造升級(jí)項(xiàng)目擬采用目前行業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的自同步電壓源友好并網(wǎng)技術(shù)，該技術(shù)由中國(guó)綠發(fā)投資集團(tuán)有限公司聯(lián)合上海交通大學(xué)自主研發(fā)，能夠解決新能源并網(wǎng)的穩(wěn)定性問(wèn)題。

自同步電壓源友好并網(wǎng)技術(shù)于2023年入選第三批國(guó)家能源領(lǐng)域首臺(tái)（套）重大技術(shù)裝備（項(xiàng)目）名單，并在中國(guó)綠發(fā)甘肅干河口風(fēng)電場(chǎng)通過(guò)實(shí)證測(cè)試。上海交通大學(xué)能源研究院副院長(zhǎng)、國(guó)家能源智能電網(wǎng)（上海）研發(fā)中心常務(wù)副主任蔡旭表示，該技術(shù)讓新能源機(jī)組具備構(gòu)建電壓和頻率的能力，在電力系統(tǒng)出現(xiàn)部分毫秒級(jí)故障中提供暫態(tài)支撐，提升新型電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行能力。

“靖邊風(fēng)電場(chǎng)的16臺(tái)6.25兆瓦大型機(jī)組將全部采用自同步電壓源控制技術(shù)，使得風(fēng)電機(jī)組在與電網(wǎng)并網(wǎng)時(shí)具備自主調(diào)節(jié)電壓和頻率的能力，達(dá)到了與傳統(tǒng)火電機(jī)組相媲美的穩(wěn)定性，又能擁有傳統(tǒng)火電機(jī)組不具備的離網(wǎng)運(yùn)行、黑啟動(dòng)等能力?！眲?shù)國(guó)說(shuō)。

在中國(guó)可再生能源學(xué)會(huì)風(fēng)能專業(yè)委員會(huì)秘書長(zhǎng)秦海巖看來(lái)，通過(guò)改造升級(jí)，把更先進(jìn)的設(shè)備應(yīng)用到風(fēng)電場(chǎng)、光伏電站，結(jié)合輸電設(shè)備和火電靈活性改造，可提升新能源消納能力。

近年來(lái)，我國(guó)大量開(kāi)發(fā)使用風(fēng)力發(fā)電，產(chǎn)業(yè)升級(jí)迭代快，早期投運(yùn)的風(fēng)電設(shè)備將逐步迎來(lái)“退役”潮。而風(fēng)電機(jī)組的葉片、機(jī)械和電氣等部件主要材料，仍有一定的回收利用價(jià)值。

作為陜西省首個(gè)開(kāi)展風(fēng)電設(shè)備改造升級(jí)的項(xiàng)目，中國(guó)綠發(fā)陜西分公司也將積極研究風(fēng)電舊設(shè)備的處理問(wèn)題。一方面是以葉片、機(jī)艙罩為代表的纖維復(fù)合材料等固體廢物，可以制成不同尺寸的再生纖維，應(yīng)用于混凝土、抗裂砂漿等建筑材料制品中，再服務(wù)于萬(wàn)億級(jí)的建筑工程行業(yè)。其次是以齒輪箱、發(fā)電機(jī)、塔筒為代表的大部件，主要以回收金屬原材料為主；對(duì)于有市場(chǎng)需求的大部件進(jìn)行清復(fù)、檢測(cè)后，還可以當(dāng)作備用設(shè)備使用。

“公司將在風(fēng)電舊設(shè)備的回收利用上進(jìn)行有益探索，希望推動(dòng)能源設(shè)備循環(huán)利用、變廢為寶，助力國(guó)民經(jīng)濟(jì)循環(huán)質(zhì)量和水平持續(xù)提升?！眲?shù)國(guó)說(shuō)。