張雙慶：新能源發(fā)電在水泥行業(yè)中的應(yīng)用技術(shù)分析

水泥是碳排放大戶，“雙碳目標(biāo)”提出以后，水泥行業(yè)不斷探索碳減排路徑，推動(dòng)行業(yè)綠色發(fā)展。特別是自去年以來(lái)，國(guó)內(nèi)水泥企業(yè)加大了新能源領(lǐng)域的投入力度，布局新能源也成為水泥企業(yè)實(shí)現(xiàn)低碳發(fā)展的重要途徑。

近日，在中國(guó)水泥網(wǎng)舉辦的“2023中國(guó)水泥節(jié)能與新能源發(fā)展大會(huì)”上，國(guó)家能源太陽(yáng)能發(fā)電研發(fā)（實(shí)驗(yàn)）中心張雙慶為水泥行業(yè)同仁重點(diǎn)分享了《新能源發(fā)電在水泥行業(yè)中的應(yīng)用技術(shù)分析》，引發(fā)強(qiáng)烈關(guān)注。

政策推進(jìn) 低碳發(fā)展勢(shì)在必行

2020年9月22日，習(xí)近平總書(shū)記在第七十五屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)上，首次提出“雙碳” 目標(biāo)。同年12月12日，習(xí)近平總書(shū)記在氣候雄心峰會(huì)上進(jìn)一步明確宣布，2030年，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電總裝機(jī)容量將達(dá)到12億千瓦以上。

此后，2021年9月11日，發(fā)改環(huán)資〔2021〕1310號(hào) 國(guó)家發(fā)展改革委關(guān)于印發(fā)《完善能源消費(fèi)強(qiáng)度和總量雙控制度方案》的通知，從政策層面進(jìn)一步推進(jìn)“雙碳”工作的推進(jìn)。

具體到水泥行業(yè)，2021年5月，國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)管總局、工信部、發(fā)改委、生態(tài)環(huán)境部等七部委聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于提升水泥產(chǎn)品質(zhì)量規(guī)范水泥市場(chǎng)秩序的意見(jiàn)》, 要確保2030年前水泥行業(yè)碳排放實(shí)現(xiàn)達(dá)峰，為實(shí)現(xiàn)碳中和奠定基礎(chǔ)，這是水泥行業(yè)政策中首次提出碳達(dá)峰目標(biāo)。

張雙慶表示，水泥行業(yè)產(chǎn)生的二氧化碳約占全球排放的7%，在我國(guó)水泥行業(yè)CO2排放約占12~14%，排放量全國(guó)第三。水泥行業(yè)碳排放的主要來(lái)源包括三個(gè)方面：原料帶入（工藝排放）、燃料 帶入（燃燒排放）和電力消耗（間接排放）。

在水泥行業(yè)面臨巨大碳減排壓力的同時(shí)，光伏發(fā)電領(lǐng)域發(fā)展卻不斷取得突破。

建設(shè)成本持續(xù)下降，2022年，工商業(yè)分布式光伏初始投資成本約為 3.75元/W，集中式光伏約4.1元/W，預(yù)計(jì)2023年大幅下降。我國(guó)光伏技術(shù)成熟，產(chǎn)業(yè)鏈完整，光伏產(chǎn)品（組件、逆變器）性能不斷提高，全球市場(chǎng)份額絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。

2022年，我國(guó)新增光伏裝機(jī)87.41GW，同比增長(zhǎng)59.27%。集中式光 伏電站36.29GW，分布式光伏電站51.11GW，總裝機(jī)達(dá)到3.9億千瓦。

相關(guān)政策方面，國(guó)家發(fā)展改革委等部門(mén)關(guān)于印發(fā)《“十四五”支持老工業(yè)城市和資源型城市產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)示范區(qū)高 質(zhì)量發(fā)展試試方案》的通知明確提出，促進(jìn)能源資源綠色低碳轉(zhuǎn)型。完善能源消耗強(qiáng)度和總量雙控制度，推進(jìn)能耗強(qiáng)度穩(wěn)步下降，逐步實(shí)現(xiàn)安全降碳。加快發(fā)展清潔能源產(chǎn)業(yè)，堅(jiān)持集中式與分布式并舉，加快建設(shè)新能源發(fā)電和裝備制造基地，創(chuàng)新“光伏+”模式，推進(jìn)光伏發(fā)電多元布局。

工信部、國(guó)家發(fā)改委、財(cái)政部、生態(tài)環(huán)境部、國(guó)資委、市場(chǎng)監(jiān)管總局等六部門(mén)發(fā)布關(guān)于 印發(fā)《工業(yè)能效提升行動(dòng)計(jì)劃》也鼓勵(lì)通過(guò)電力市場(chǎng)購(gòu)買綠色電力，就近大規(guī)模高比例利用可再生能源。推動(dòng)智能光伏創(chuàng)新升級(jí)和行業(yè)特色應(yīng)用，創(chuàng)新“光伏+”模式，推進(jìn)光伏發(fā)電多元布局。

國(guó)家能源局下發(fā)《關(guān)于報(bào)送整縣（市、區(qū)）屋頂分布式光伏開(kāi)發(fā)試點(diǎn)方案的通知》。 擬在全國(guó)組織開(kāi)展整縣（市、?區(qū)）推進(jìn)屋頂分布式光伏開(kāi)發(fā)試點(diǎn)工作。指出：工商業(yè)廠房屋頂總面積可安裝光伏發(fā)電比例不低于30%。

國(guó)家能源局《關(guān)于完善太陽(yáng)能發(fā)電規(guī)模管理和實(shí)行競(jìng)爭(zhēng)方式配置項(xiàng)目指導(dǎo)意見(jiàn)（征求意見(jiàn)稿）》指出分布式光伏電站是指以35千伏及以下電壓等級(jí)（東北地區(qū)66千伏及以下）接入電網(wǎng)，單個(gè)電站 容量不超過(guò)2萬(wàn)千瓦且所發(fā)電量主要在并網(wǎng)點(diǎn)變電臺(tái)區(qū)消納的光伏電站項(xiàng)目。

得益于分布式光伏發(fā)電技術(shù)的成熟以及相關(guān)政策的完善和推動(dòng)，該技術(shù)將為水泥行業(yè)低碳發(fā)展發(fā)揮重要助力。不過(guò)張雙慶也指出，建設(shè)屋頂分布式光伏項(xiàng)目有一些政策事項(xiàng)需要注意。

1、屋頂及其相關(guān)建 筑物產(chǎn)權(quán)問(wèn)題?！斗植际焦夥l(fā)電項(xiàng)目管理暫行辦法》第十六條分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目所依托的建筑物及設(shè)施應(yīng)具有合法性，項(xiàng)目單位與項(xiàng)目所依托的建筑物、場(chǎng)地及設(shè)施所有人非同一主體時(shí)，項(xiàng)目單位應(yīng)與所有人簽訂建筑物、場(chǎng)地及設(shè)施的使用或租用協(xié)議，視經(jīng)營(yíng)方式與電力用戶 簽訂合同能源服務(wù)協(xié)議。

2、建設(shè)工程規(guī)劃許可證。《中華人民共和國(guó)城鄉(xiāng)規(guī)劃法》（2019修訂版）第四十條在城市、鎮(zhèn)規(guī)劃區(qū)內(nèi)進(jìn)行建筑物、構(gòu)筑物、道路、管線和其他工程建設(shè)的，建設(shè)單位或者個(gè)人應(yīng)當(dāng)向城市、縣人民政府城鄉(xiāng)規(guī)劃主管部門(mén)或者省、自治區(qū)、直轄市人民政府確定的鎮(zhèn)人民政府申請(qǐng)辦理建設(shè)工程規(guī)劃許可證。第六十四條未取得建設(shè)工程規(guī)劃許可證或者未按照建設(shè)工程規(guī)劃許可證的規(guī)定進(jìn)行建設(shè)的，由縣級(jí)以上地方人民政府城鄉(xiāng)規(guī)劃主管部門(mén)責(zé)令停止建設(shè)；尚可采取改正 措施消除對(duì)規(guī)劃實(shí)施的影響的，限期改正，處建設(shè)工程造價(jià)百分之五以上百分之十以下的罰款；無(wú)法采取改正措施消除影響的，限期拆除，不能拆除的，沒(méi)收實(shí)物或者違法收入，可以并處建設(shè)工程造價(jià)百分之十以下的罰款。

3、消防驗(yàn)收證明?！吨腥A人民共和國(guó)消防法》2021修訂版第十三條國(guó)務(wù)院住房和城鄉(xiāng)建設(shè)主管部門(mén)規(guī)定應(yīng)當(dāng)申請(qǐng)消防驗(yàn)收的建設(shè)工程竣工，建設(shè)單位應(yīng)當(dāng)向住房和城鄉(xiāng)建設(shè)主管部門(mén)申請(qǐng)消防驗(yàn)收。前款規(guī)定以外的其他建設(shè)工程，建設(shè)單位在驗(yàn)收后應(yīng)當(dāng)報(bào)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)主管部門(mén)備案，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)主管部門(mén)應(yīng)當(dāng)進(jìn)行抽查。依法應(yīng)當(dāng)進(jìn)行消防驗(yàn)收的建設(shè)工程，未經(jīng)消防驗(yàn)收或者消防驗(yàn)收不合格的，禁止投入使用；其他建設(shè)工程經(jīng)依法抽查不合格的，應(yīng)當(dāng)停止使用。

分布式光伏發(fā)電應(yīng)用

張雙慶介紹稱，光伏發(fā)電總體分為兩大類型，即集中式光伏發(fā)電（傳統(tǒng)光伏電站、“光伏+”電站）和分布式光伏電站（工商業(yè)分布式、用戶分布式）。同時(shí)，光伏發(fā)電可以與交通、民居、畜牧業(yè)、漁業(yè)、農(nóng)林、商業(yè)、公共建筑、工業(yè)等領(lǐng)域相結(jié)合。

分布式光伏發(fā)電站開(kāi)發(fā)流程主要分為4個(gè)階段：前期開(kāi)發(fā)、項(xiàng)目備案、設(shè)計(jì)施工、并網(wǎng)驗(yàn)收。

大型地面電站建設(shè)需要注意土地性質(zhì)合規(guī)性、土地租賃、稅收風(fēng)險(xiǎn)；土地地貌、光資源測(cè)算；批復(fù)手續(xù)是否齊全；線路送出通道，變壓器剩余容量；項(xiàng)目建設(shè)施工質(zhì)量、運(yùn)營(yíng)維護(hù)等。

屋頂分布式光伏電站建設(shè)需要注意建筑屋頂合規(guī)性；建筑承載力；建筑電氣結(jié)構(gòu)及負(fù)荷能力；項(xiàng)目建設(shè)施工質(zhì)量、運(yùn)營(yíng)維護(hù)等。

光伏電站質(zhì)量風(fēng)電點(diǎn)包含，系統(tǒng)安裝質(zhì)量、系統(tǒng)設(shè)計(jì)選型、系統(tǒng)涉網(wǎng)質(zhì)量、關(guān)鍵設(shè)備質(zhì)量等方面。做好質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)控制主要手段包括關(guān)鍵設(shè)備到貨驗(yàn)收、安裝調(diào)試階段質(zhì)量監(jiān)督檢查、試運(yùn)行階段設(shè)備性能測(cè)試、文件資料審查等。

運(yùn)行階段的風(fēng)險(xiǎn)控制關(guān)鍵點(diǎn)在于光伏組件清潔、系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備故障排除、安全隱患防范。

張雙慶還詳細(xì)介紹了分布式光伏并網(wǎng)流程與接入方案。

儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用簡(jiǎn)介

張雙慶重點(diǎn)向與會(huì)嘉賓詳細(xì)介紹了儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用的盈利方式。

1、 峰谷套利。我國(guó)電價(jià)采用峰谷制度，高峰時(shí)商業(yè)用電能達(dá)到1元/度左右，低谷時(shí)只有不到0.3元/度，工商業(yè)用戶安裝光伏+儲(chǔ)能，在低谷時(shí)充電，高峰時(shí)放電，可節(jié)約電費(fèi)約0.7元/度。

2、 輔助服務(wù)。輔助服務(wù)市場(chǎng)能為儲(chǔ)能帶來(lái)最豐厚的收益，以廣州為例，廣州發(fā)布《廣州市虛擬電廠實(shí)施細(xì)則》，安排補(bǔ)貼資金3000萬(wàn)元，鼓勵(lì)用戶參與虛擬電廠需求響應(yīng)市場(chǎng)，明確逐步形成約總市最高負(fù)荷3%左右的需求響應(yīng)能力，補(bǔ)貼費(fèi)用=有效響應(yīng)電量*補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)*響應(yīng)系數(shù)，削峰補(bǔ)貼最高5元/度，填谷補(bǔ)貼最高2元/度。

3、 動(dòng)態(tài)增容。動(dòng)態(tài)增容是指由于用電方用電量增大，原有的變壓器已滿足不了生產(chǎn)需求，需要申請(qǐng)?jiān)黾尤萘?，選擇增加容量的方式有靜態(tài)增容和動(dòng)態(tài)增容2種。靜態(tài)增容是指向電力局申請(qǐng)換大的變壓器，但這種方式非常昂貴，比如上海擴(kuò)容費(fèi)在8000-10000元/kW，南京地區(qū)也得6000元/kW，按南京測(cè)算，擴(kuò)容100kW，也需要60萬(wàn)的費(fèi)用。動(dòng)態(tài)增容就是安裝儲(chǔ)能電站的方式，一套100kW/200kWh的儲(chǔ)能系統(tǒng)售價(jià)在30萬(wàn)左右，不僅大大降低了成本，還能通過(guò)峰谷套利增加收益。

4、 應(yīng)急備用。許多廠區(qū)、學(xué)校都自己安裝了發(fā)電機(jī)，以備電網(wǎng)停電、故障需要，安裝儲(chǔ)能電站作為備用電源，可節(jié)約UPS備用電源投資和柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)行費(fèi)用。充電站、工業(yè)園區(qū)、大數(shù)據(jù)中心、5G基站、地鐵、島嶼、醫(yī)院、商場(chǎng)、政務(wù)樓宇等在缺點(diǎn)時(shí)啟用儲(chǔ)能電站，可以避免經(jīng)濟(jì)損失。

最后，張雙慶表示分布式光伏是目前水泥行業(yè)首選新能源投資領(lǐng)域，分布式光伏電站；利于企業(yè)CCER開(kāi)發(fā)。 隨著儲(chǔ)能成本的不斷降低，以及儲(chǔ)能在削峰填谷、節(jié)能降碳等方面的作用凸顯，可作為將來(lái)重點(diǎn)投資領(lǐng)域。對(duì)于持有廢棄礦坑的水泥企業(yè)，可在條件具備的情況下，因地制宜投資建設(shè)分散式風(fēng)電場(chǎng)。