高品質發展研究巡迴演唱會中奏響能源“乾坤大招”

能源大遷徙
中國東部地區集中了近70%的人口和80%以上的經濟活動,但驅動經濟活動的能量大多埋藏在相距數千公里的西部地區。能源跨區域運輸是困擾世界第二大經濟體的老問題。如何解決這個老問題呢?大同給的答案是建構一個從天上到地下的立體能源供應網絡。
請從現場清除煤炭
讓我們更深入地研究地質層。在地表以下平均500公尺的深度,休眠了數百萬年的煤層正在被喚醒。全市59個煤礦同時作業,每天32.88萬噸「黑石頭」再次出現。
西煤東運
還來不及感受自由的空氣,黑色的石頭就被請進了少於140立方公尺的獨立房間,運往653公里外的秦皇島港。在那裡,它們被裝卸到無數大大小小的貨船上,迅速分解,像神經末梢一樣蔓延到華東、華南急需能源的各個角落。
西電東送
我們抬頭看,這條蜿蜒653公里的鐵路上方,是一條500kV的高壓線,這是瞬間轉移的魔力。匯聚180千萬瓦光伏、風電,從大同直達淮安僅需1/36秒。是承載延淮直流輸電的“超級高速公路”,跨越千里,點亮萬物!
起點是“大同”,終點是“不同”。在地理尺度上,這裡的能量承載著各自的使命,奔向山海!
地點:京東
主持人:任市長,您好。大同是本省重要的能源城市,興建五大基地是能源革命和綜合改革試點的重要槓桿。那麼對於大同來說,這五個基地的哪些面向是我們的領先優勢呢?
任希傑(大同市委常委、常務副市長):今年,省會、省政府賦予大同市融入京津冀地區、打造橋頭堡的重大歷史使命。我們堅定地肩負起這項責任,以能源革命為突破口,大力推動煤炭綠色開發利用,不斷鞏固輸變電基地的比較優勢。目前,全市煤炭先進產能已超過90%。以此為基礎,我們堅持「風、光、水、火、儲氫一體化」的工作理念,全面加速新能源產業高品質發展。全市電力總裝置1647萬千瓦,其中832萬千瓦,佔比50%以上。我們提前三年實現了「十四五」規劃目標,此外,我們也積極探索煤基、煤化工基地建設,並取得了一些有益成果。
神奇的智慧塔山!
每個人小時候都玩過黃金礦工遊戲,你的主要任務就是搶奪黃金和鑽石。那你有沒有想過,目前礦工們用什麼高科技來開採「黑金」。
建築在樹裡,人在綠地裡,地雷在公園裡,很難想像這個公園般的地方其實是個地雷!
歡迎來到塔山智慧礦山!塔山礦煤炭儲量為213,510噸,最大特色是煤層最厚處達20公尺。應該看到,14公尺以上特厚煤層安全高效開採技術是全球性挑戰。你的任務是想辦法開採極厚的煤層,尋找「深海沉船」!
這些大螢幕上即時回放的就是井下作業狀態。跟著我們的運輸車,看看地下模擬迷宮吧!在這個長2公里、寬200公尺的採煤工作面上,安裝了60多個攝影機和1500多個感測器。在井下5G基地台統一調度下,高光譜煤矸石即時自動識別,利用雷射掃描監測煤炭釋放量。未來,集中控制中心將以更少的人員運行,建構集綜合感知、5G傳輸、自主決策、協同控制於一體的智慧採礦新模式。設備資料高速上傳、控制資訊即時下發,控制延遲不超過500毫秒,將人類視覺、聽覺延伸到工作面,沉浸式監控安全生產。
主持人回歸現實:5G全覆蓋相當於為地下礦場配備了雪亮的眼睛和多才多藝的雙手,但可以使用的工具有哪些呢?
孫雷(塔山礦山研發中心書記):太神奇了。這是煤礦有害氣體巡檢機器人。當井下遇到危險,人下不去的時候,我們就把它送進去,方便我們後續的工作。
主持人:不錯的科幻小說!特厚煤層如何開採?
孫磊:跟大家介紹兩個法寶。首先,9臂挖掘機錨固一體機配備快速挖掘設備。它像哪吒一樣有三個頭和六個手臂,一隻專門鑽頂部中眼,兩隻專門鑽底部桿。此外,也設計增設了機載探水鑽機,以實現現場探水作業。一人多任務,效率提升40%,每日挖掘速度可達20公尺!
主持人:所以挖的速度變快了,運氣怎麼樣?
孫雷:這是我提到的第二個法寶,就是無基礎皮帶輸送機和永磁同步電動滾筒技術。它將電動馬達、減速機、滾筒集於一體,體積小,安裝方便,傳動效率高,免維護。它每年為我們節省數百萬美元。
主持人:憑藉這兩件自主研發的法寶,滾滾黑金離開地下,沿著輸送帶源源不斷地輸送到地面。幾乎不停大同,直接登上大秦線的列車。
大秦鐵路:從煤海走向大海
大秦千里行從大同湖東站出發,每12分鐘就有一列萬噸列車發車,每天發車近百趟。入夏以來,每日運輸量已達120萬噸以上。
主持人:這麼多超載列車如何在保證安全的情況下最大限度地銜接、聚集、疏散?我們還需要高效、高效、高效的完美協作。
任福珍(大秦鐵路湖東站值班員):852563預審、更正、執行。
任富真:車子太多,交通太密集。我們大約需要20個程式來接送每班列車,每個程式之間的平均時間約為10秒。連接非常重要。
大秦線責任重大,每延誤一分鐘就少運1,000多噸煤炭。只有人車精準配合,才能確保能源運輸的安全與穩定。
主持人:透過梯子爬上駕駛艙的司機是大秦線的司機。他們對這條補給線是最熟悉的,他們了解這裡的每一節車廂、每一條軌道、每一次出發和到達。
何曉東(滬東電力段大秦重載司機):73019次列車從17號軌滬東二院發車,司機明白。
何曉東(滬東電力廠大秦重載司機):帶著千斤重的煞車手柄,每天和600名戰友、戰友一起行駛在大秦線上,保證安全和運輸,把能源輸送到全國各地。
主持人:只有他們才能駕駛這列長2,600公尺、重達2萬噸的重載列車,在調度室的護航下,從煤海蜿蜒到大海。
大秦之重,不僅是創造了一個運輸體積數字的傳奇。承接全國六大電網、五大發電集團、十家鋼鐵公司、上萬家工礦企業的煤炭生產以及十多個省、市的生產和生活用煤、自治區。它是能源,是供給的保障,是中國經濟發展的基礎,是世界重載鐵路運輸的奇蹟。
主持人:所以當我們看著沉重的列車離開站口,沿著鐵軌漸漸遠去時,我們感受到的不是一種告別,而是一種連結。
主持人:但是其實連結的方式不只一種。抬頭一看,這是一條特高壓輸電通道,被譽為電力的「超級高速公路」。洋流以每秒近30萬公里的速度在城市之間流動。
Location: Datong Xinrong (Dingya) Substation
任希傑:目前,新能源併網運作規模有180萬千瓦。該輸變電工程已投入使用,大大解決了大同西北地區新能源增產問題。能源軌道至關重要。目前,全市正全力興建大同至懷來1000kV特高壓輸變電工程。該計畫是金北新能源基地的必要組成部分,其實施可以有效解決大同新、傳統能源出口能力問題。該輸變電線路建成後,將保守每年向京津冀地區穩定提供1000億千瓦時的新能源指標,對電力穩定供應、優化用電發揮至關重要的作用華北電網結構
主持人:那為什麼輸電成為大同能源轉型的重要方向呢?
任希傑:以前我們都是出口煤炭,然後把煤炭轉化成電力。你希望大秦鐵路長650多公里。如果不考慮技術停車或卸貨,單向運轉至少10小時。但如果把煤變成電,從大同傳輸到全國各地只需要幾秒鐘的時間。所以你看,這非常節省時間。而且,電力是一種高效率、乾淨、便利、低碳的能源,所以把輸煤改成輸電是雙贏多贏的局面。
去年發電量為550億度。大同傳訊息給我說他們用了150億千瓦時,出去了400億千瓦時。 550億度電中,新能源發電近100億度,其中大部分為97.5億度。要97.5億千瓦時電量,佔總發電量的近29%,在全省乃至全國都是先進的。國家要求到2035年達到30%的目標,你覺得今年,從2023年開始,我們已經提早12年達成了我們的目標嗎?
儲存“能量”
高聳的煙囪、滾滾白煙對每個大同人來說都是司空見慣的事,這曾經是大同第一熱電廠的過去。但現在,山西最大的新型儲能電站——望寧儲能電站已在火力發電廠舊址上建成,充分利用退役場地和輸電設施建設儲能。這不僅是「新」與「舊」的交替,更是「強」與「強」的結合。
望寧儲能電站是目前山西首個完成滿容量併網的儲能電站。採用全戶外預製艙設計,搭載寧德時代1500V高壓液冷磷酸鐵鋰儲能係統。系統整體轉換效率超過90%,高於產業平均。
李燕飛(國網時代儲能技術專家):這個貨櫃有7000多個電芯,充滿電需要兩個小時。發電量6700多千瓦時,可供一般家庭使用5年。
地點:車內
主持人:任市長,我們在研究中了解到,大同在煤炭綠色開發利用基地、輸變電基地上具有優勢。同時,大同在煤基技術創新成果轉化方面也做出了大量努力。我們具體做了哪些工作?
任希傑:我們要去中科院工程熱物理研究所大同分院,也是大同煤炭清潔高效利用研究所。我們將在那裡得到答案。
主持人:我們一起來看看。
Ren Xijie: Okay.
主持人:這裡是大同煤炭研究所,也是中科院工程熱物理研究所的試驗基地,但這個基地不尋常。一項試驗研究正在大同煤炭研究院六層樓高的空間內緊鑼密鼓地進行。這是國內最大的煤炭清潔高效利用試驗研究基地,也是山西省煤炭清潔高效燃燒與氣化試驗基地。此試點平台主要圍繞煤炭清潔高效靈活燃燒、煤炭分類利用、碳基固廢資源化利用三個研究方向。全部依照國際一流標準設計、建造。透過經過實驗驗證的技術,我們現在正走向祖國廣闊的南北。
瓷器是中國燦爛文化的典型代表。在景德鎮千年的瓷器燒造史上,柴窯曾長期處於絕對的主導地位。煤窯僅在1950年代至1970年代短暫出現,持續了20多年,隨後成為燃氣窯和電窯的天下。然而,對於現代社會需求量龐大的建築陶瓷來說,瓦斯和電力並不是最好的選擇。
在距景德鎮不遠的江西建陶產業基地高安,能源曾經是限制當地工業發展的一大問題:老舊燃氣發電機污染嚴重,不得不逐步淘汰,但天然氣卻沒有不僅不能保證穩定供應,而且價格也比煤改氣貴很多。大同煤炭研究院的循環流體化床氣化技術、氣化渣焚燒技術正在改變這裡的生產生活條件。企業使用的能源成本是燃燒天然氣成本的三分之一,還可以從源頭控制污染物超低排放,徹底解決當地產業的經濟和環境約束,最終導致全球最大的90億立方煤製清潔工業氣體專案.
研究人員:小裝置冷熱狀態完成後,發現這是合理的,輸出可以利用。將建造一個20多公尺的大型平台,在國內已經算是大規模的實驗。
任希傑:可以這麼說嗎?你們的實驗平台,特別是熱燃燒平台,是中國最大的。
研究員:對於實驗來說,意義重大。
任希傑:下一步是示範,就是大規模的產業推廣應用。
研究員:是的。
任希傑:大同市能源轉型、煤基高新技術利用、創新成果轉化一直是需要研究的課題,也是擺在面前必須解決的問題大同市歷屆政府。大同每年生產原煤1.6億噸,其中煤矸石佔30%,近5000萬噸。那5000萬噸呢?過去多為垃圾掩埋場,未充分利用。但是我們引進了中國科學院工程熱物理研究所。其目的不僅是推動煤炭清潔燃燒,更重要的是轉化煤炭基礎創新成果。我們希望變廢為寶,把煤炭全部開採出來,使其在各個流程、各個領域、各個方面真正為人類的綠色能源做出貢獻。
經過四年努力,大同59個煤礦中有3個實現了智慧化開採,煤炭年產量穩定在1.2億噸左右,其中先進產量佔90.7%;
大秦鐵路以不到全國1%的營運里程,完成了鐵路煤炭運輸總量的23%、鐵路貨運總量的11.3%,連續打破化石能源運輸總量、里程、速度記錄由人類;
去年,大同向全國各地輸送的電力達392.6億千瓦時,可滿足3926家年用電量1000萬千瓦時企業的用電需求,可滿足1308.6萬戶家庭的用電需求年用電量3000千瓦時。不過,這個數據還在逐年成長;
大同煤炭研究院已有5項科研成果完成中試,還有5項科研成果正在排隊中試。
大同正透過五大基地建設加速能源轉型步伐,全力推動能源產業綠色轉型邁上新階梯!

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