文/任逸群
石油石化系統積極探索應用光伏發電系統,但還存在有待研究解決的技術難題。

●光伏項目在油企中開展得如火如荼。 供圖/ICphoto
石油石化企業擁有站場及辦公場所等屋頂、閑置土地資源。進行適用的光伏發電系統的綜合應用,有助于降低運行成本,保證生產設施長期低碳運行,實現投資效益最大化,對于激發企業內生動力、推動能源體系綠色低碳轉型具有十分重要的意義,但目前還存在一些有待解決的技術難題。
我國很早就在包括澀寧蘭天然氣管道、蘭鄭長成品油管道、西部原油管道等工程中的偏遠地區的部分閥室使用光伏離網+儲能(蓄電池)作為電源。
國家管網集團華南公司利用東南沿海和云貴高原地區站場光照足、時間長的有利條件,在輸油站辦公樓頂、宿舍屋頂等面積較大、開闊平整的地方,建設了大量分布式光伏發電項目。光伏發電系統與外供電線路一起供低壓生活辦公及高壓電負荷使用,余電上網。
中國石油新能源業務按照“清潔替代、戰略接替、綠色轉型”三步進行總體部署,正大力推進光伏項目,包括青海油田依托柴達木盆地內豐富的太陽能資源,開展源網荷儲一體化項目;玉門油田規劃到2030年打造以綠電為引領的“風光火儲一體化”清潔能源基地,其200 兆瓦集中式光伏示范項目已并網發電;吉林油田規劃“十四五”期間將建設1200 萬千瓦風光發電等。
2021年,遼河油田設計院完成了全部井場的太陽能可研設計,并且通過了中國石油的審查;2022年3月,中國石油管道局工程有限公司受國家管網集團定向委托,開展了科研專題《油氣儲運工程光伏發電綜合應用技術研究》……這些研究對促進光伏發電系統在石油石化系統的應用產生了積極影響。
中國石化提出“十四五”期間將布局7000 座分布式光伏發電站點,啟動了我國首個萬噸級光伏綠氫示范項目——新疆庫車綠氫示范項目,將新建裝機容量300 兆瓦的光伏電站。此外,勝利油田光伏項目、江西九江油庫、安徽六安油庫等集中式光伏發電項目也在重點推進。
我國有太陽能資源優勢。按照日照輻射強度,我國太陽能資源分為四類地區。一、二、三類地區年輻射量不小于3780 MJ/m2,約占全國總面積的2/3 以上,具有利用太陽能的良好條件。四類地區雖然太陽能資源條件較差,但仍有一定的利用價值。
光伏產業在我國有明顯的技術優勢。根據麥肯錫對中美各個產業競爭力的對比,光伏是我國唯一一個具有壓倒性優勢的行業,占據全球70%以上的光伏市場份額。光伏產業各環節均有7 家以上的中國企業位居全球前十,中國晶硅太陽能發電技術全球領先水平。
為了構建以新能源為主體的新型電力系統,國家已正式將光伏、風電等新能源列為主體能源,為光伏、風電“十四五”“十五五”裝機大發展奠定了基調。
迄今為止,光伏寫入了全國20 余省市區的“十四五”規劃中,成為各地方政府重點支持的產業之一。
國家發改委、能源局、財政部下發的多份政策性文件,均明確鼓勵、支持發展光伏產業。在補貼的窗口期,國家仍拿出5 億元財政資金,補貼給戶用光伏,遠超出市場預期的2 億~3 億元的補貼規模。
中央政策和地方政策都很給力,共同指向一個路徑,那就是大力發展光伏,加快實現“雙碳”目標。在此政策背景下,光伏在未來5~10年迎來大爆發,基本可以確定無疑。
正是由于我國有發展光伏的明顯優勢,抓住政策的機遇,兩網、五大發電、兩建、“三桶油”都在加大對光伏產業的布局。
雖然發展光伏對石油石化系統來說是“跨界”,但有其現實需求與優勢。
在油氣輸送、儲存、煉制過程中,大量消耗能源,因此石油石化系統實現“雙碳”目標壓力巨大。同時應該看到,石油石化系統擁有站場及辦公場所等。通過開展光伏發電技術在煉廠、聯合站、壓氣站、泵站、閥室等站場場所的綜合應用,可有效利用屋頂、閑置土地等資源。
可以說,進行適用于石油石化系統的光伏發電系統的綜合應用,是石油石化企業由傳統資源型企業向新型能源型企業轉型的重要選項。
DISCOURSE
進行適用于石油石化系統的光伏發電系統的綜合應用,是石油石化企業由傳統資源型企業向新型能源型企業轉型的重要選項。
石油石化站場電力工程中,站場內建筑單體分散布置、距離較遠,供配電系統一般采用集中布置方案。規模較大的站場設置有電力綜保系統,規模小的分輸站和閥室沒有設置電力綜保系統。
因此,閥室的光伏發電系統雖然應用較多,但不同項目存在光伏發電的控制策略、硬件配置選擇的多樣性、監控和監測數據未做出統一技術要求等問題。這就需要結合石油石化站場工程的自身特點,對光伏發電系統的關鍵技術開展有針對性的研究。
首先,要研究光伏發電系統與供配電系統的結合技術。根據石油石化站場工程中不同站場、閥室的建設規模,研究光伏發電系統與供配電系統的結合方案,以及光伏發電系統信號上傳、故障分析等技術。
其次,要研究光伏發電系統的主要設備和硬件的選型。結合不同站場內建筑單體的布置方案,綜合分析光伏發電系統的光伏組件、逆變器等主要設備的技術特點、性能參數、發展趨勢,研究光伏發電系統的主要設備選型技術規定。
最后,要研究光伏發電系統配置方案和運行模式的應用技術要求。選取不同地區、不同規模的典型站場和閥室,開展太陽能資源分析、氣象分析、站場用電負荷分析、光伏發電工程的政策解讀,掌握經濟性分析的方法研究,制定光伏發電系統的整體配置方案、運行模式的技術要求。