探索縣域“零碳”城鄉能源系統新思路

賈兵

河北省張家口市懷來縣緊鄰北京，與昌平區、延慶區、門頭溝區接壤，縣城距離清華大學僅110公里，全縣總面積1801平方公里，總人口37萬。這里是京西北方向出京第一縣，位于首都“半小時經濟圈”，京藏、京新、京禮三條高速穿境而過，京張高鐵在懷來設有東花園和懷來東兩個高鐵站，19分鐘、28分鐘實現與清河站通達。作為首都北京的上風上水，懷來縣始終把“生態第一、綠色發展”作為重要原則，緊抓京津冀協同發展戰略機遇，依托獨特的地理區位和資源稟賦，注重轉方式、調結構、增動力，全力在“低碳”發展、“零碳”發展上做文章、下功夫、求突破，確保一手抓好經濟社會高質量發展，一手筑牢首都生態屏障。

懷來縣低碳發展的先天優勢

懷來縣在“零碳”方面，主要具備三大優勢：

一是政策優勢。張家口市是全國可再生能源示范區，也是氫能示范區，在發展清潔能源方面享有獨特的政策優勢，特別是加快發展后奧運經濟過程中，“首都兩區”建設示范區、河北“兩翼”發展等政策疊加優勢將更加凸顯。

二是資源能源優勢。懷來縣南北兩山和洋河水庫具備發展風電、光伏的有利條件。此外懷來地熱資源豐富，地熱田總面積14.14平方公里，溫度80℃，屬200米淺層地下水，地熱水可開采量為365.95萬立方米/年，地熱田總功率16.85兆瓦。這些豐富的水、太陽能、風能、地熱等可再生資源，都是符合“碳達峰、碳中和”要求的清潔能源，具備大力發展“零碳”經濟、開展“能源革命”的資源優勢。

三是產業優勢。懷來已經列入全國八大“東數西算”重要節點，目前已有服務器60萬臺，未來將發展到500萬臺服務器，隨著大數據余熱回收利用技術愈加成熟、成本逐步降低，為探索零碳發展創造了條件。

獨特的政策優勢、資源優勢、產業優勢，為推進“雙碳”戰略、打造“零碳”懷來創造了有利條件，奠定了堅實基礎。

懷來縣低碳發展的創新探索

在坐擁“天時、地利、人和”的當下，懷來縣順勢而為、乘勢而上，在促進低碳發展方面進行了一系列嘗試和探索。

一是大數據產業“低碳”發展。近年來，懷來縣借著“數字中國”戰略和“東數西算”工程的東風，全力推動張家口·懷來大數據產業基地建設，成功納入全國八大一體化算力網絡國家樞紐節點，字節跳動、騰訊、秦淮數據等多個龍頭企業落地。經測算，每10萬臺服務器年耗電量3億千瓦時左右，據此推算，到2030年，500萬臺服務器年耗電量將達到150億千瓦時，這與“雙碳”戰略降能耗的要求嚴重不符，是重要的制約因素。為此，懷來縣充分發揮張家口可再生能源示范區的政策紅利，利用“源網荷儲一體化”途徑，用壩上風能滿足數據中心的“綠電”需求。此外，測算發現500萬臺服務器理論上產生的熱量可替代350萬噸標準煤燃燒產生的熱量，可滿足1750萬平方米的供暖，或10萬畝設施大棚的供熱需求，相當于減少600萬噸二氧化碳排放。目前，懷來結合產業發展和生產生活需要，利用“熱能”回收和采用地熱采暖制冷新技術，不僅為大數據中心提供“零碳”供暖、制冷，還能將數據中心產生熱能供給周邊農村地區住宅以及大棚農業設施供暖，實現大數據產業熱能綜合回收循環利用。

二是抽水蓄能“削峰填谷”。“源網荷儲一體化”是實現“雙碳”目標的重要措施和手段。截至2021年底，張家口市可再生能源裝機規模達到2347萬千瓦，是全國非水可再生能源第一大市。懷來縣地處壩上能源制造基地與北京能源消費中心的重要節點，是構建“源網荷儲一體化”體系的關鍵節點。近年來，懷來縣謀劃在官廳水庫周邊建設4個抽水蓄能上位水庫（顏家溝水庫、水頭水庫、黃駱駝水庫、麻黃峪水庫），借助與庫區面積83平方公里的官廳水庫之間400～500米的落差，發展抽水蓄能項目。在用電低谷時，從下位官廳水庫抽水到上位水庫，在用電高峰時，由上水庫放水至下水庫發電。當前，調節庫容8600萬立方米、能量庫容9400萬千瓦時的顏家溝抽水蓄能電站，已列入全市規劃，正在推進前期工作。預計建成后，年發電量達82.3億千瓦時，將節約標準煤329萬噸，減少二氧化碳排放821萬噸，既能實現“削峰填谷”的作用，解決清潔能源儲能問題，又可以通過生態凈化來改善官廳水庫的水質。

三是利用地熱跨季供能。2020年，懷來縣采用儲熱轉換模式，在后郝窯熱田區域開展地下換熱實驗，運用于周邊溫泉療養、住宅供暖，取得了很好的效果。目前，主要推進“U型管”取熱不取水、地熱水回灌兩種方式解決供暖問題。下一步，將進一步推廣運用，探索采用地下換熱、儲熱技術，解決建筑物夏季制冷、冬季供暖問題，大幅減少電力、煤炭等能源的使用。

四是推進鄉村分布式風光互補。懷來縣是國家發改委確定的屋頂分布式光伏開發試點縣，近年來充分利用政策機遇，大力推進風光互補、清潔供暖等工程，著力解決農村替代煤、生產生活用電等重點問題。2017年，利用太陽能跨季蓄熱供暖技術，在建筑面積2.8萬平米的實驗小學操場開展土壤儲熱換熱技術試點，每年供暖運行費用約12萬元，與傳統熱力站采暖費用相比，整體可節約78.4萬元，降至原來的七分之一;2021年，投資2億元，大力推進“政府光伏”“工商業光伏”“戶用光伏”“村級光伏”等光伏電站項目，預計2023年完成整縣屋頂分布式光伏項目裝機總容量50兆瓦，實現碳減排8萬噸/年。同時，正在探索推進分布式風能利用，加快實現分布式風光互補，進一步解決風電、光電在保證農村供暖時不穩定的技術難題，提升農村農業能源供給效率。

五是生態修復持續固碳。懷來縣積極研究生態固碳課題，圍繞官廳水庫保護一體化實施了投資20多億元、總面積35平方公里的生態修復工程，利用水庫內藻類系統、植樹造林、封山育林等方式，提升生態固碳能力，林木綠化率已達50.18%，年固碳量達86萬噸，構成了京西北最大“綠肺”。經測算，土壤固碳能力是森林固碳能力的10倍。從2022年開始在西辛堡村開展土壤固碳試點項目，通過源頭減量、就地處理、還田利用等方式，將養殖生產有機廢棄物作為提升農田土壤固碳資源，預計每年可實現土壤固碳112萬噸，占全縣全年碳排放量一半左右，切實構建起零碳鄉村、低碳農業生態體系。