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金风科技零碳园区的复制与裂变

作者:杨苗苗 田嘉乐 来源:中国能源观察 发布时间:2025-05-13 浏览:

中国储能网讯:“园区的春天是最美的季节。”记者来到位于北京亦庄的金风科技碳中和智慧园区,负责接待的北京金风零碳能源有限公司(以下简称“金风零碳”)工作人员笑称记者来得正是时候。

今年的政府工作报告将“零碳园区”概念推向公众视野,并着重指出将打造一系列零碳园区及零碳工厂示范项目。此举意味着,零碳园区势必成为我国绿色转型的重要载体和前沿阵地。

2021年1月,金风科技智慧园区获得了国内首个可再生能源碳中和智慧园区认证,可谓在国内首开先河。这座已经连续5年实现碳中和的零碳园区,究竟是什么样?

业务持续增长,单位碳排降低

走进园区,满眼绿色中盛开着桃花、梨花、海棠花,似乎集齐了北京的春季花卉。蔚蓝天空下两座风机随风轻轻转动,静静纳风吐绿。

这座园区正如它的名字一样,到处涌动着绿色低碳的气息。

除了几处办公楼外,标准跑道的运动场可供员工跑步健身,设施完备的体育馆除服务员工外,也对外承接政府和企业的赛事活动,丰富的羽毛球、篮球等培训班,成为孩子们周末和假期运动的理想去处。无土栽培的光伏蔬菜大棚前,打包好的一盒盒小番茄等蔬菜等待采购。覆盖光伏板的充电车棚、退役风机叶片制成的长凳、塔筒制成的休憩小屋,体现着环保理念和人文内涵。

“政府工作报告提出要建设一批零碳园区,是2020年‘双碳’目标提出之后的一个阶段性要求。金风科技智慧园区的建成是基于公司在绿色能源发展和应用方面较为超前的实践。”金风零碳智慧能碳事业部总经理杨奇峰在介绍园区的建设初衷时表示,“事实上,2012年起,园区先后配置风电、光伏、储能、微燃机、备用电源等,承接IEC微网实验基地,同时,开展经济发展脱碳的探索。‘双碳’目标提出后,我们邀请第三方权威机构对园区的减排成果做了一个摸底认证。”

正如杨奇峰所说,园区自2010年竣工起,绿色发展水平一直在持续提升。至2020年,园区产值较初建时翻了一番,达106.5亿元,而万元GDP碳排放量则直降超60%,仅10.922千克/万元。园区产值的上升和碳排放量的线性下降,形成鲜明的对比,成功验证了“经济发展与碳排放脱钩”的可行性。园区2021年获得碳中和认证是过去十余年绿色发展的集成。

零碳园区建成后,园区年减排二氧化碳超4260吨,年节约电费超400万元,“让零碳更经济”,理念变成现实。

从目前的概念上讲,零碳园区并非不产生碳排放,而是在一定的周期内实现碳中和。通过可再生能源的应用、能源效率的管理提升等,在园区内实现碳排放的全面抵消。

金风科技智慧园区百分百绿电应用,一部分来自自发自用的新能源。4.8兆瓦分布式风电、2.3兆瓦分布式光伏、空气源热泵以及早期的储能设备,为园区提供了超过50%的绿电。另一部分通过购买绿电方式获得。

早在2021年,国家对零碳园区建设就有所部署。2021年10月,国务院发布《2030年前碳达峰行动方案的通知》,提出“打造一批达到国际先进水平的节能低碳园区”“建设绿色工厂和绿色工业园区”“选择100个具有典型代表性的城市和园区开展碳达峰试点建设”等要求。

园区作为我国产业聚集、工业化、城市化的重要载体,其绿色低碳发展是实现碳达峰碳中和目标的重要途径。

“让零碳更经济”

金风科技股份有限公司(以下简称“金风”)是全球领先的新能源龙头企业,不仅在风电领域积累深厚,也在零碳的赛道开拓探索,作为全资子公司的金风零碳便是在此背景下组建而来。

在自有园区实现零碳的同时,金风也通过使用自主研发的能碳管理平台和专业的能源规划方案,帮助多方建设低碳发展能力,赋能一个个企业、园区实现降碳目标。

天津智慧零碳码头项目值得一提,这也是实现了百分百绿电的零碳项目。2021年,金风采用一体化零碳码头智慧能源解决方案,打造了全球首个智慧零碳码头——天津港第二集装箱自动化码头。该码头100%电力驱动、100%使用绿电、100%自给自足,项目发展至现在每年减少碳排放量超15万吨。

截至2024年年底,金风已在全国落地零碳项目超560个。“我们现在落地的零碳项目,实际上是把金风科技智慧园区的经验和技术在园区、工厂复制推广。”杨奇峰表示,“减碳在于如何更多消费绿色能源,仅仅靠发出绿色能源,是不够的。”

国内外目前尚缺乏明确的零碳园区相关标准。金风没有等待标准,而是通过广泛实践,探索具备技术可行性、经济可行性的降碳路径。因为对于工商业企业而言,只有在经济的情况下更多降碳,才具备可持续性。

有数据显示,近70%的工业用能集中在工业园区,园区碳排放占全国碳排放总量的31%。

金风零碳秉持着“让零碳更经济”的业务理念,针对不同的园区类型,全方位诊断园区的碳排放来源、构成,制定相应的减排措施,主要举措包括:建设分布式新能源、数字化能源管理、电力交易、环境权交易等。

建设分布式新能源是目前工商业企业降碳和降低用能成本的有效方式。根据中国光伏协会研究报告,目前光伏的度电碳排放量仅有33—50克,远低于我国电力平均度电530多克的碳排放量。而风电的度电碳排放量更要低得多。

分布式风电和分布式储能是金风的优势。建设分布式风电的难度远超过集中式风电,它的建设条件、环保安全等要求非常高,在做规划设计时,挑战较大。

从发电效率上看,风电和光伏各具特点,光伏几乎所有场景皆可应用,但峰谷波动和夜间停滞十分明显。风电和光伏可形成有效补充,加之储能,形成小型的稳定电源,解决一些地区的用电紧张问题。电网很难通过调度或者外调来解决企业的用能情况,所以用风光储的辅助性电源来配合大电网,可以有效做好区域的电力供应。

通过建设分布式风电,天津滨海新区汉沽盐场项目的减碳和经济效果十分突出。2022年10月10日,金风设计建设的天津长芦汉沽盐场分布式风电项目并网,4台风机年发电量超过3300万千瓦时,将汉沽盐场绿电占比提升至32%,年减排二氧化碳29000余吨,节约240余万元电费支出。

另外,通过数字化能源管理和源荷互动来调节新能源波动性,也是金风帮助企业获取更多绿色能源消费比例的主要途径。“各地推出的虚拟电厂、需求侧响应是为解决在电力交易市场背景下,电网在一定时间内调度的矛盾。我们致力于通过对企业可调节负荷的及时管理和响应,一定程度缓解这样的矛盾,增加绿电的使用。”杨奇峰表示。

源荷互动是发电侧和用户负荷协同参与系统调节,实现双向互动和动态平衡。金风为杭州某乳业企业配置3.7兆瓦时储能项目以及能碳管理平台,通过能碳平台的优化控制策略,实现峰谷套利,首年收益超过5万元,经测算,15年收益将超过60万元。通过数字化技术实现能源使用的精细化管理,从而提高能源使用的经济性和环境友好性,减少碳排放的同时实现更好的成本优化。

面对有些产业能源消耗大、电源的稳定性要求高的情况,高效利用分布式清洁电源最大程度降低碳排放是较为理想的方案。金风为新天钢冷轧薄板有限公司量身定制最大化利用清洁能源方案,也为钢铁企业脱碳开拓了新路径。金风通过分析冷轧薄板公司的用电负荷、厂区屋顶和周边建筑等情况,利用8万余平方米的厂房屋顶建设8兆瓦光伏发电项目,年发电量超800万千瓦时,年节约电费约80万元,年减碳约7000吨。

在光伏项目的基础上,金风还为冷轧薄板公司提供售电服务,2020年完成9100万千瓦时的售电业务。同时,金风通过进一步安装屋顶光伏、光伏车棚、储能和充电桩等,帮助冷轧薄板公司逐步降低碳排放。

电力交易也是金风的一项主要服务内容,基于各省的电力交易市场,研发了自有的算法和交易辅助决策系统。截至2024年年底,金风累计代理售电交易电量近700亿千瓦时。

“金风的售电业务覆盖了京津冀、珠三角,华中、华东、华南等地区。”杨奇峰表示,“主要集中在我国经济发展较好的区域,也是跟世界对话较多的区域。这些企业基本都参与全球竞争,所以对绿电的需求是刚性的。”

另外,环境权交易主要包括碳交易等。一些企业在国内碳排放履约或者参与国际供应链碳中和,无法百分百应用绿电时,金风从购买碳排放权角度,帮助企业实现年度的碳中和。在碳交易方面,金风实现国家核证自愿减排量累计履约1.14亿吨。

小信息采集模块大作用

国网北京亦庄供电公司营销部客户服务人员孙研哲驾驶黄色电力工程车,驶入园区,娴熟地直奔园区配电室。他对园区十分熟悉,经常来这里提供电力检查延伸服务以及能效管理服务等。

配电室里,最吸引记者的是一个小小的信息采集模块。扫描二维码即可看到当日购买的绿电数额,以及绿电的省份来源。

绿电交易行为结算在电力交易中心是实时结算的。而这个信息采集模块,能做到电网交易数据和本地电力数据的同步,也就是说,既可接收北京电力交易中心传输的数据,又可采集本地电力数据,形成数据交互。

这项精准溯源的功能来源于区块链技术。这是金风零碳与电力交易中心正在合作进行的一项国家重点研发计划项目。通过区块链技术,电力从电源点、到交易、再到被消费,电网把所有掌握的关键节点信息形成智能合约,生成符合交易、审查规范的区块链绿色电力消费证明。这让绿电交易全过程溯源可查、可信、可验。在绿电溯源的探索上,金风还有下一步计划。“目前我们是在用电端部署模块,下一步我们打算在电源端部署模块。”杨奇峰表示,“计划部署到较大的风电厂,看能否实现电源端、消费端、交易中心、输配调度这四个环节的真正同频。误差必须是毫秒级的。通过这种溯源的方式,达到打破国外‘非物理直连就不认的绿电和碳减排’的效果。”

据了解,我国的网架结构与国外不同,是以统筹规划建设运行的大电网为主,局域性的微电网为辅,因此除分布式电源外,极少出现电源与负荷直连的情景。因此,欧洲、北美对于我国的碳核算,仅认可不经过主网输送的绿电直供部分,即仅认可物理的点到点的、潮流跟负荷同步的部分。目前仅对我国分布式新能源的减碳是认可的。

而金风下一步的探索方向,正是希望与电网企业一道,从技术上体现电力全生命周期的碳排放因子,力求达成与国际碳核算的对标。杨奇峰坦言,要实现电源端、消费端的真正同频非常难,如果实现了,那将意义非凡。

碳减排如同KPI考核

事实上,碳减排不再是政府引导的行为或者国际谈判的筹码,而是企业在全球供应链竞争中建立领先优势必不可少的要素。

金风每年发布ESG报告,制定相应碳减排计划和目标。每年进行考核,如同KPI考核一样。

在谈到金风科技智慧园区的碳排放考核如何完成时,杨奇峰介绍道,首先通过数字化的管理来进行能源和负荷的调度是园区最核心的部分,第二是对人的行为的影响和管理,第三是动态监测能源使用情况并且实时形成碳排放数据和对标。

金风运用自研的能碳管理平台,将整个园区的能源管理、智慧办公、安防等集成在一个系统里。平台就像个大脑,管理着整个园区的能源活动。平台能够实现100%用能数据采集;通过运行优化,降低综合用能成本15%—20%;通过对照明、空调、停车、电梯等要素的用能管理,提升减排量10%—15%。

除了储能之外,电动汽车充电桩是良好的负荷调节资源,园区可通过电价引导大家的充电行为,从而实现负荷的柔性调节。

而碳排放的实时监测通过碳账户平台实现。碳排放标准同时结合了国际和国内标准,不同的排放行为对应不同的排放系数。平台采集上传发电、用电数据,后台通过算法对照标准,形成碳排放数据。整个碳减排监测的过程经过了法国BV认证。“比如说我们这栋办公楼主要用电,今天一天的碳排放,通过电力的排放实时生成。”金风零碳员工补充道。

金风在全国大部分的制造基地,都要求尽可能实现绿色工厂化。在风机总装厂、储能工厂、水厂等,光伏发电设施和能碳管理平台都是标配。

记者问及金风的制造基地实现零碳的压力是不是更大时,杨奇峰的回答让记者十分意外:“坦白来讲,我们自己的制造工厂实现零碳难度相对较小。”

风机产业供应链较长。金风研发和输出标准设计,而叶片、轴承、机舱、传动、塔筒等由不同的供应商来提供。因此,集成组装不需要大量用电,经过测算,配建2—3兆瓦的光伏即可满足用电需求。

减碳任务真正艰巨的是上游供应链企业。完成喷涂、压严等工艺都会产生较高碳排放,完全实现零碳较难。

金风自2016年起在行业内率先实施“绿色供应链”项目,持续在体系建设、审核评价、宣贯激励、绿电提升等方面开展行动,在逐年提升绿电覆盖率及生产金风产品绿电比例的同时,引领行业低碳转型。2024年,主要供应商生产金风产品绿电比例达78%。

除此之外,金风依托自身“三减碳一平台”的能力和绿电资源优势,通过帮助供应商开展电力交易、绿证交易、碳排放交易等工作,携手探索零碳之路,仅2024年就为30余家供应商提供了包括风电、光伏、储能、绿电交易、绿证交易等在内的绿电解决方案。

“除供应链外,我们风电场碳排放也逐步纳入管理。”杨奇峰介绍道。经过了解,风电场运行中主要的三个排放源是交通、辅助电源和风电场站的场用电。生态环境部、国家统计局最新数据显示,全国电力平均二氧化碳排放因子为0.5366千克/千瓦时。目前每度电的碳排放已经下降许多,但是碳排放依然存在。

尽管风电本身碳排放极低,但金风仍持续优化运营,通过建设风电场配套光伏发电、提高场用电绿电比例等措施,进一步降低风电场的运营碳排放,为行业低碳化发展贡献力量。

在金风科技智慧园区办公楼一层大厅,两张证书装裱悬挂着,分别是最新的绿电交易证书和碳中和认证证书。

自2021年获得碳中和认证以来,第三方权威机构每年对园区进行一次认证。在被问及第三方权威机构是如何核算园区的碳排放时,杨奇峰用了一个形象的比喻:“就像财务审计,审核购电合同、发票、用电记录,交易所出具的相关凭证等。当然,在核定之前,我们先自己做报表,第三方机构根据报表进行审计之后,认为数据真实、可以溯源、计算公式正确、标准采用正确,然后出具认证报告。”

杨奇峰表示:“现在程序更简单了。我们把整个平台的算法和标准作了认证。相当于程序被认证过,出了报表之后直接看结果就行。”

结束采访时,杨奇峰呼吁,零碳园区亟待国家层面、行业层面出台相关标准。他坦言,因为标准的缺失,在零碳园区交付结果时,大家会存在一定的认知偏差。如果有标准,许多问题就迎刃而解了。

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关键字:零碳园区

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