電解鋁行業(yè)是我國重要的基礎原材料產(chǎn)業(yè)，也是能源消耗和二氧化碳排放的重點領域。日前，國家發(fā)展改革委等五部門印發(fā)的《電解鋁行業(yè)節(jié)能降碳專項行動計劃》提出了一系列目標——到2025年底，電解鋁行業(yè)能效標桿水平以上產(chǎn)能占比達到30%，行業(yè)可再生能源利用比例達到25%以上，通過實施節(jié)能降碳改造，電解鋁行業(yè)2024~2025年形成節(jié)能量約250萬噸標準煤、減排二氧化碳約650萬噸……
中國發(fā)展改革報社記者日前參加“風光無限，綠色國家電投內(nèi)蒙古行”活動時，通過對內(nèi)蒙古自治區(qū)霍林郭勒市和錫林浩特市兩地的霍林河循環(huán)經(jīng)濟示范工程和白音華“煤電鋁”循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，今年上半年，霍林河電解鋁綠電消納占比達27.58%，白音華鋁電公司清潔能源用電比例達30%，已經(jīng)超過國家對行業(yè)2025年底要達到的目標要求，兩地的鋁業(yè)率先在全國變?yōu)椤熬G業(yè)”，為清潔能源產(chǎn)業(yè)化、規(guī)模化發(fā)展，高載能產(chǎn)業(yè)優(yōu)化調(diào)整開辟新路徑，對推動新能源產(chǎn)業(yè)與鋁產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展具有重要示范意義。
白音華綠電鋁循環(huán)產(chǎn)業(yè)項目
八月的霍林郭勒風光醉人，生機勃勃。在科爾沁草原腹地的群山間，266臺風機迎風傲立、36萬余塊光伏板映日生輝，持續(xù)為霍林河循環(huán)經(jīng)濟局域電網(wǎng)供給綠色能源。
全國五大露天煤礦之一的霍林河露天礦是霍林河循環(huán)經(jīng)濟的根基，煤炭儲量超過130億噸。然而生產(chǎn)過程中伴生的劣質(zhì)煤卻因其遇水易散、遇硬易碎等缺陷無法外運，長期存放還會引起自燃，造成大量資源浪費和環(huán)境污染，被視為“生態(tài)垃圾”。而要解決劣質(zhì)煤帶來的困擾，最好的處理方式就是就地消納，但當時霍林河煤田每年產(chǎn)出的劣質(zhì)煤達到近千萬噸，到底怎樣的下游產(chǎn)業(yè)才能消納如此巨大的煤量？
與此同時，霍林河地區(qū)的電解鋁產(chǎn)業(yè)已初具規(guī)模，技術也已經(jīng)相當成熟，但是大量購進工業(yè)用電，導致成本始終居高不下，加之電解鋁價格大幅動蕩，企業(yè)發(fā)展陷入了低谷。
2010年，原中電投蒙東能源（國家電投內(nèi)蒙古公司前身）積極響應國家“開發(fā)利用可再生資源”的政策，同時結合國家在電力體制改革、產(chǎn)業(yè)政策調(diào)整、能源結構變化的發(fā)展趨勢，依托公司在蒙東區(qū)域的原有產(chǎn)業(yè)布局，創(chuàng)造性地提出了建設霍林河循環(huán)經(jīng)濟的戰(zhàn)略構想。帶著這份構想，原中電投集團成立工作組，正式啟動了霍林河循環(huán)經(jīng)濟示范項目，開始現(xiàn)場踏勘和研究論證項目的可行性。
恰逢當時國內(nèi)風電、光伏產(chǎn)業(yè)開始異軍突起，風電的隨機性和不穩(wěn)定性對風電的消納、電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行也帶來了新的挑戰(zhàn)，同時節(jié)能高效環(huán)保機組也不能被完全有效利用，棄水、棄風與棄光現(xiàn)象突出。隨著2011年《國務院關于進一步促進內(nèi)蒙古經(jīng)濟社會又好又快發(fā)展的若干意見》印發(fā)，為了創(chuàng)新性落實文件要求，原中電投蒙東能源將重點落在了“又好又快發(fā)展”上，即不僅不能為了自身的快速發(fā)展破壞生態(tài)環(huán)境，影響當?shù)啬撩竦恼Ｉ?，還要通過循環(huán)經(jīng)濟項目帶動地方經(jīng)濟、修復自然生態(tài)；既要創(chuàng)造出金山銀山，同時還要守護好綠水青山。因此在規(guī)劃的時候，原中電投蒙東能源不僅考慮到了“煤—電—鋁”的協(xié)同，更是確定了建設新能源、推動綠色轉(zhuǎn)型的發(fā)展方向，從而兼顧了生態(tài)環(huán)保和經(jīng)濟發(fā)展兩條主線，實現(xiàn)了企地共贏。
按照“以煤發(fā)電、以電煉鋁、以鋁帶電、以電促煤”的發(fā)展思路，2012年8月，霍林河循環(huán)經(jīng)濟示范工程開工建設，新建兩臺350MW劣質(zhì)煤熱電聯(lián)產(chǎn)機組和300MW風電機組，配套建設局域網(wǎng)工程和電力監(jiān)控中心。2014年8月，霍林河循環(huán)經(jīng)濟示范項目的前三期30萬千瓦風電項目全容量并網(wǎng)發(fā)電，霍林河循環(huán)經(jīng)濟進入“風火互補”發(fā)電時期，正式邁出了綠色轉(zhuǎn)型的第一步。同年10月，隨著兩臺35萬千瓦火電機組陸續(xù)投產(chǎn)，霍林河循環(huán)經(jīng)濟示范項目全面建成投運。
十年來，霍林河循環(huán)經(jīng)濟示范項目在提升循環(huán)經(jīng)濟電力供應安全穩(wěn)定性的同時，通過技術改造、降低供電煤耗、合理配置和應用儲能等方式，優(yōu)化火、風、光、儲系統(tǒng)效率和發(fā)電成本，全力推動公司循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈在區(qū)域、乃至全國具有強力競爭優(yōu)勢；同時，降碳成效更為凸顯，隨著火電機組通過生物質(zhì)摻燒、綠氨摻燒等方式推進低碳化改造，煤炭清潔高效利用水平將進一步提升，加之鋁產(chǎn)業(yè)綠電占比持續(xù)加大，循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈綠色低碳轉(zhuǎn)型成效更加顯著。
截至目前，國家電投內(nèi)蒙古公司在霍林河地區(qū)建成了包括年消耗900萬噸劣質(zhì)褐煤的180萬千瓦火電裝機、105萬千瓦新能源裝機、86萬噸電解鋁產(chǎn)能以及配套自備電網(wǎng)、監(jiān)控指揮中心的產(chǎn)業(yè)集群，每年有30億千瓦時綠電輸送至下游內(nèi)部電解鋁產(chǎn)業(yè)。今年上半年，霍林河地區(qū)電解鋁綠電消納占比達27.58%，打造了全球首個“煤—新能源—電—鋁”循環(huán)經(jīng)濟新范式。
鑒于霍林河循環(huán)經(jīng)濟示范工程的成功經(jīng)驗，國家電投內(nèi)蒙古公司在資源條件相似的錫林郭勒盟白音華地區(qū)，依托現(xiàn)有3500萬噸煤炭產(chǎn)能，復制“煤電鋁”循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈，規(guī)劃分兩期建設80萬噸高精鋁板帶項目，配套建設5×35萬千瓦自備火電機組及線路送出工程，延長“煤電鋁”產(chǎn)業(yè)鏈條，做強做優(yōu)做大產(chǎn)業(yè)集群。目前，白音華鋁電項目和2×35萬千瓦自備火電機組已投產(chǎn)運行。今年6月，白音華自備電廠取得可再生能源替代工程300MW風電項目及全額自發(fā)自用50MW風電項目建設指標，計劃年內(nèi)開工建設，2025年6月并網(wǎng)發(fā)電。項目全部投產(chǎn)后，新能源裝機容量將達到655MW，占電力總裝機容量的48.3%，每年可輸送清潔能源18.95億kWh，使白音華鋁電公司清潔能源用電比例提升至超過30%，綜合利用率99.89%。
從生產(chǎn)車間到輸煤廊道，從風光產(chǎn)業(yè)到鋁業(yè)產(chǎn)業(yè)，國家電投內(nèi)蒙古公司處處涌動著發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的熱潮。
在霍林郭勒的風機現(xiàn)場，頭戴攝像頭和噴漆壺、形似小坦克的爬塔機器人正在風機壁上向上攀巖。電力公司D廠的技術人員告訴記者，這個機器人針對風機塔筒外壁的焊縫進行檢測、清洗、打磨、補漆等常規(guī)年檢項目?！爸斑@樣的檢測都是以人工高空作業(yè)為主，存在危險性高、效率低、成本高等問題。風電智能爬塔機器人采用防墜式后備安全保護，且避免了人員高空作業(yè)，從根本上消除了人工高空運維存在的安全隱患?！?/span>
在輸煤廊道內(nèi)，由于運行環(huán)境惡劣、粉塵多、存在可燃性氣體，故障因素較多，極易發(fā)生事故。目前，火電企業(yè)對輸煤廊道的巡檢方式主要以人工巡檢為主，存在勞動強度大、巡檢效果不穩(wěn)定、有工作盲區(qū)等問題。為減輕運行崗位人員勞動強度，提高巡檢效率，提升輸煤系統(tǒng)運行安全，國家電投內(nèi)蒙古公司霍林河坑口發(fā)電公司結合輸煤系統(tǒng)點多面廣、戰(zhàn)線長等特點，優(yōu)先在輸煤Ⅱ段、Ⅲ段棧橋推行軌道式機器人自動化巡檢系統(tǒng)。該系統(tǒng)運用人工智能、云計算、大數(shù)據(jù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、5G應用等先進技術，實現(xiàn)對輸煤廊道進行24小時管理控制，對檢測到的各種數(shù)據(jù)進行科學分析，為輸煤系統(tǒng)的平穩(wěn)運行提供保障。
在煤礦生產(chǎn)現(xiàn)場，積極開展無人礦山建設，無人駕駛技術實現(xiàn)常態(tài)化規(guī)模應用。上半年，所屬兩地五礦已實現(xiàn)122臺5G＋無人駕駛設備全天候編組作業(yè)，累計完成300萬噸煤炭運輸和204萬立方米剝離運輸，作業(yè)效率達到有人作業(yè)的90%左右，計劃2024年底無人駕駛設備規(guī)模將超200臺，位居全國第二，煤巖運輸量達到2000萬立方米以上，具備5000萬立方米工程量作業(yè)能力。
在霍煤鴻駿鋁電公司鋁錠鑄造生產(chǎn)現(xiàn)場，全國首套鋁錠鑄造自動化生產(chǎn)線正在有序平穩(wěn)運行，打渣、鑄錠、碼垛、打包、稱重等環(huán)節(jié)全部由機器人操作，全面實現(xiàn)了自動化生產(chǎn)。除此之外，該公司還實施電解智能精準出鋁、智能安全排查報警系統(tǒng)等智能制造項目，有效提升設備自動化、智能化水平，智能制造建設取得階段性成果，最終實現(xiàn)機械化換人、自動化減人、智能化無人作業(yè)，提升勞動生產(chǎn)率，提高安全水平。
打渣機器人
2023年8月19日，全國首個由鐵鉻液流、飛輪、鋰電三種形式組成的混合儲能項目在國家電投內(nèi)蒙古公司電力分公司投運。項目包括飛輪儲能、液冷鋰電池儲能和鐵—鉻液流電池儲能項目各1MW，其中1MW鐵—鉻液流電池儲能項目應用國家電投自主研發(fā)的“容和一號”電池堆，是全球首例兆瓦級鐵—鉻液流電池儲能項目，進一步探索不同形式的儲能在霍林河循環(huán)經(jīng)濟示范項目中的應用情況和適配能力，為下一步大規(guī)模引入儲能項目，促進綠電消納能力提升，保障局域電網(wǎng)穩(wěn)定運行提供可靠的決策依據(jù)和實證數(shù)據(jù)。
今年年初，該公司完成了2臺30萬千瓦和2臺35萬千瓦火電機組靈活性改造，在不投油的前提下具備深度調(diào)峰至20%額定負荷的能力，進一步提高火電機組的調(diào)峰幅度、爬坡能力以及啟停速度，將火電裝機由主體型電源轉(zhuǎn)變?yōu)楸Ｕ闲碗娫?，在促進新能源就地消納的過程中起到“寬負荷、穩(wěn)頻率”的基礎保障作用。在極限情況下，每小時可為新能源讓出近百萬千瓦的發(fā)電空間，配合三?；旌蟽δ苁痉俄椖窟M行聯(lián)合調(diào)峰，基本實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)105萬千瓦新能源全額消納，實現(xiàn)風、光資源的“零棄用”。
目前，國家電投內(nèi)蒙古公司以“源—網(wǎng)—荷—儲—用”多能互補關鍵技術研究為課題，正在全力打造霍林河循環(huán)經(jīng)濟升級版。未來將大力推廣“煤—新能源—電—鋁”聯(lián)營及源網(wǎng)荷儲直供新范式，助力我國產(chǎn)業(yè)布局優(yōu)化，促進區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展。
下一步，國家電投內(nèi)蒙古公司將加速推進通遼扎哈淖爾35萬噸綠電鋁項目及配套65萬千瓦風電項目，打造國內(nèi)首條“綠電鋁”生產(chǎn)線，引領鋁產(chǎn)業(yè)鏈由“煤電鋁”向“綠電鋁”低碳轉(zhuǎn)型升級。計劃到2025年項目達產(chǎn)后，電解鋁年產(chǎn)能達121萬噸，電解鋁生產(chǎn)綠電占比將達到40%。到2026年，霍林河循環(huán)經(jīng)濟新能源裝機將達到170萬千瓦，綠電比重進一步提高到50%，全力構建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。
近年來，國家電投內(nèi)蒙古公司按照“打造我國高寒地區(qū)綠色礦山標桿”的工作目標，全力開展礦山生態(tài)修復工作，2018年以來累計投入資金18.05億元，完成礦山生態(tài)修復8.33萬畝。累計完成牧草播種8.5萬余畝，栽植喬木14萬余棵、灌木1714萬余株，綠色礦山治理的明顯成效得到社會各界的好評。
具體來看，國家電投內(nèi)蒙古公司的主要做法有：為最大程度克服自然因素限制，提高科學治理水平，保障治理效果，按照“明渠暗窖，打造海綿式排土場；外排內(nèi)蓄，建設生態(tài)型露天礦”設計理念，打造“自維持、免維護”的自然生態(tài)系統(tǒng)；采取“工程措施為輔，生物措施為主”的技術路線，以工程措施固形，以生物措施固本，修復植被系統(tǒng)，維持生態(tài)平衡；實施“覆土整形、供水系統(tǒng)、水土保持、土壤改良、植被重建以及澆灌系統(tǒng)”六大修復治理工程；確立“建設林、草、礦三位一體的人工生態(tài)型礦區(qū)”的生態(tài)修復目標，摸索出一些解決高寒地區(qū)生態(tài)修復難題的有效治理措施，取得良好效果。
“根據(jù)北方高寒及草原生態(tài)脆弱地區(qū)的實際，甄選出16種牧草、7種喬木、12種灌木，采取永、臨結合的技術措施，重建可以自然演替的群落結構，基本形成‘自維持、免維護’的近自然生態(tài)系統(tǒng)。”國家電投內(nèi)蒙古公司負責生態(tài)修復的相關負責人告訴記者。
通過治理，主要生態(tài)指標實現(xiàn)了跨越式的改善。如，國家電投內(nèi)蒙古公司所屬五礦到界排土場生態(tài)修復區(qū)植被覆蓋度由65%提升到90%，增加25%；水土流失強度由4049噸/公頃·年，下降至3443噸/公頃·年，減少14.64%；生態(tài)系統(tǒng)服務價值量由2420萬元/年提升到4830萬元/年，增加2140萬元/年。（中國發(fā)展改革報社記者 程暉 圖/文）
