4月16日,在由上海有色网信息科技股份有限公司(SMM)、上海有色网金属交易中心、山东爱思信息科技有限公司主办,中亿丰金益(苏州)科技有限公司、乐至县乾润招商服务有限公司协办的AICE 2025 SMM(第二十届)铝业大会暨铝产业博览会——氧化铝及电解铝原料论坛上,中车株洲电力机车研究所有限公司综合能源事业部工商业储能解决方案总监易康对新能源企业如何推动绿电低碳转型进行了阐述。
背景及意义
►发展背景
习近平总书记在第75届联合国大会宣告:“2030年前中国要碳达峰,2060年实现碳中和”。
国务院《2024—2025年节能降碳行动方案》2025年非化石能源消费占比达20%左右,钢铁、石化化工等行业节能降碳等10大行动27项重点任务。
中国"30/60双碳目标“及“节能降碳”
2025年3月11日工业和信息化部等十部门印发《铝产业高质量发展实施方案(2025—2027年)》。
到2027年,电解铝行业能效标杆水平以上产能占比提升至30%以上,清洁能源使用比例30%以上。
加快推动零碳园区建设将成为落实精准减排、实现碳达峰碳中和的工作重点。
政策与需求双驱动,加快推动零碳园区建设
国家、地方政策着重强调零碳园区建设,2025年为“零碳园区建设元年”。
►应用背景
制铝行业痛点
制铝行业高能耗、高碳排、能源利用效率低
利用综合能源系统打造零碳铝业园区势在必行。
►零碳园区综合能源系统
零碳园区:零碳园区指在园区规划、建设与运营的全生命周期内,多方主体协同产业生态链,通过清洁技术支持、碳回收技术、能源存储交换等方式全部予以抵消,从而实现碳元素“零排放”的产业园。
零碳园区的核心就是构建以可再生能源为主体的综合能源系统。
零碳园区综合能源系统:特征:基于多能互补方式,在系统内融合新能源发电、多元储能、碳回收等技术,在外部考虑碳中和、碳回收等多种零碳模式,将园区的能源需求与供给进行一体化统筹与协调。
综合能源系统强力支撑低碳园区建设。
构建以可再生能源为主导、多能互补协同的综合能源系统打造零碳园区。
►零碳园区意义
节能降耗:企业通过管理和优化能源,建设分布式能源,降低能源成本,提高效益,增强企业竞争力。
降低碳排:企业通过增加绿电的使用,绿电直供,降低碳排放,提高环保性能,解决“碳关税”问题。
稳定供电:企业通过多样化能源供应,配置储能,提高企业供电的可靠性和抗灾能力,提高生产制造效率。
零碳园区重塑铝业全生命周期竞争力。
系统解决方案
综合能源解决方案——零碳园区全生命周期解决方案总架构
通过前期盘查规划、中期实施、后期认证,完成零碳园区全生命周期建设。
综合能源解决方案——碳盘查&碳中和规划
基于已有工业园区进行碳盘查或根据拟建园区预估碳排放,根据盘查结果规划碳减排路径并进行实施。
综合能源解决方案——综合能源解决方案
综合能源系统
►在园区内打造“源、网、荷、储、控“的综合能源系统。
►以平台为核心纽带,对园区内部“源、网、荷、储”进行优化调度、需求管理、协调控制;以平台为窗口,对外部进行能碳交易、接受外部绿电直供。
打造综合能源系统,统一规划、建设、运营园区能源设施,减少能源投资、降低用能费用、减少区域碳排。
综合能源解决方案——系统优势
系统更安全:智能直流拉弧检测技术,主动电弧防护,毫秒级切断电源;多重主动安全设计+金字塔式消防体系,筑牢储能安全防线;3D综合态势感知,实现核心设备智能预警。
供电更可靠:高/低压穿越30ms无功支撑,AGC/AVC调度1s响应;具备分钟级黑启动能力,跟/离网模式无缝切换;应用虚拟惯量、模型预测等控制方法,实现微网系统稳定性控制。
更低度电成本: 双层优化模型实现微电网系统容量最优配置及优化调度运行;充放电量提升≥8%;M♦♦T追踪,系统效率达99.9%;动态需量控制+多元协同控制技术,提升微电网收益。
运维更智能:故障类型严格分类,智能故障告警,实现对故障整体管控;运维工单提前创建、自动关联,具备多种通知模式;告警信息永久保存,实现大数据存储,方便数据快速定位。
提供高安全、高可靠、高收益、更智能的产品及技术。
综合能源解决方案——源:分布式电源+绿电直供
新能源供应系统:依托株洲所分布式光伏解决方案、分散式风电解决方案,打造园区分布式新能源供应系统; 依托株洲所集中式光伏解决方案、集中式风电解决方案,打造园区外集中式风光基地,并进行绿电直供。新能源供应系统降低园区用能成本、降低园区碳排放,为打造零碳园区奠定坚实基础。
园区内分布式电源,园区外绿电直供,降低电网购电,打造零碳园区。
综合能源解决方案——网:交流微电网
交流组网方案,高度融合源网荷储系统,昼夜切换模式保障稳定供电并提效降本。
综合能源解决方案——网:直流微电网
电能路由器支持交直流,多端口及多电压制式接入,是构建交直流混合微网的核心装备,可实现系统电能收集、传输、存储与分配等主要功能,并显著提高系统的运行效率。
♦源荷储极简接入:提供多能源类型(风电,光伏,燃料电池热电联供)、多储能形式、不同负荷的极简接入组网方案,减少变换损耗,提高效率2个百分点以上。
♦ 预制式弹性部署: 采用高频隔离方案,实现“硅进铜退”,大幅减小变压器的体积与重量,占地面积相较于传统方案减小40%以上,降低施工成本。
♦ 智慧化电能管理:各端口能量流的全控,便捷安全的快速故障隔离保护;基于能量管理系统提供增值服务,实现收益多元化。
直流组网微电网方案,效率提升2%以上,占地面积减小40%,电缆成本节省30%。
综合能源解决方案——荷:产业能耗特点
园区能耗特点:
电解槽、焙烧炉等主要能耗工序大多为直流负荷,整个制铝生产能耗直流电占比高,采用交流供电系统需要进行整流。
物流运输具备电气化发展趋势,未来交通能耗将以电能为主,大功率充电桩以直流为主。
新能源发电系统所发电力为直流电,正常情况需要逆变为交流进行供电。
针对园区负荷特性,采用交直流组网,配合新能源直流发电,为园区进行直流供电,减少逆变、整流损失,提升能源利用效率。
针对制铝行业用电特性,建设新能源供电微网系统,减少电能变换损失。
综合能源解决方案——储:电化学储能系统
园区储能系统:分布式储能柜、大组串储能舱、高压级联系统等用户侧全谱系产品。400V~35kV宽电压等级。通过峰谷套利、需量管理、需求响应、动态增容降低园区用能费用,后续将增加虚拟电厂收入。必要时可做应急电源,加强用电安全性。
建设用户侧储能,降低用能费用,增强用电安全。
综合能源解决方案——能量管理平台
通过“云大物移智链”支撑技术实现综合能源的优化调度和低碳经济运行,实现园区系统整体能耗降低5%。
综合能源解决方案——虚拟电厂/绿电交易/碳交易
虚拟电厂:平台以微服务形式拆分虚拟电厂管理场景及多省交易功能,适配多类型设备和业务场景,并灵活拓展多省业务使用;
绿电交易:分布式新能源可通过虚拟电厂方式聚合并参与绿色电力交易;
碳交易:碳资产将具备商品价值可以在碳市场进行交易并且获取利润;碳资产:碳配额、CCER等。
通过构建综合能源平台,开展负荷聚集、虚拟电厂等业务,提升能源整体利用效率,拓展收益来源。
综合能源解决方案——碳中和认证
其对第一种:碳中和承诺宣告和第二种:碳中和达成宣告进行了阐述。
剩余的碳排通过碳配额等方式抵消,实现低碳/零碳园区全。
应用案例
其从行业地位、半导体四线交直流混合组网型微电网系统、昆山科森光储一体化微电网系统、华电零碳工地离网型微电网系统等进行了介绍。
最后其对中车株洲电力机车研究所有限公司的概况、科技创新、产业概况等进行了介绍。