从“煤电铝”到“绿电铝”国家电投内蒙古公司做优循环经济产业链

2024年08月29日 10:4 2331次浏览 来源:   分类: 重点新闻   作者:

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霍林河循环经济产业园全景

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霍煤鸿骏厂区全景

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霍煤鸿骏烟气净化系统

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北露天矿海拔1020米生态修复治理区

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霍煤鸿骏自动化铸造生产线

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新能源风光项目

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世界首台120吨纯电自卸车

作为一家拥有煤炭资源的企业,如果开采到的褐煤无法处理,同时企业所属的电解铝产业又受到电力成本制约无法脱困,怎么办?国家电投集团内蒙古能源有限公司(以下简称国家电投内蒙古公司)坚持以习近平生态文明思想为引领,按照“以煤发电、以电炼铝、以铝带电、以电促煤”的循环经济发展思路,在霍林河地区相继建成了包括年消耗900万吨劣质褐煤的180万千瓦火电装机、105万千瓦新能源装机、86万吨电解铝产能以及配套自备电网、监控指挥中心的产业集群,并按照一体化绿色发展思路,将科技创新、智能制造等先进技术贯穿于循环经济产业链各个环节,实现了高载能产业的清洁化、绿色化、低碳化、智慧化运行,成功打造了“煤—新能源—电—铝”循环经济新范式。

解决产业两头之困

历史沿革中闯出循环之道

作为全国五大露天煤矿之一的霍林河露天矿是霍林河循环经济的根基,煤炭储量超过130亿吨。然而,在剥离过程中伴生的劣质煤却因其遇水易散、遇硬易碎等缺陷无法外运,长期存放还会引起自燃,造成大量资源浪费和环境污染,被视为“生态垃圾”。解决劣质煤最好的处理方式就是就地消纳,而霍林河煤田每年产出的劣质煤产量高达到近千万吨,数量之大,如何消纳是个难题。

当时正值中电投集团(国家电投集团前身)在霍林河地区的电解铝产业已初具规模,技术指标先进,但是因大量购进工业用电,导致企业生产成本始终居高不下,加之电解铝价格大幅波动,企业发展一度陷入困境。

企业如何走出困境?电价是影响电解铝产业发展的最大成本要素之一,若能降低用电成本便有了解决办法。

用煤发电,用电炼铝,打通产业链岂不是一举两得的万全之策?2010年,中电投蒙东能源(国家电投内蒙古公司前身)积极响应国家开发利用可再生资源政策号召,同时结合国家在电力体制改革、产业政策调整、能源结构变化的发展趋势,依托公司在蒙东区域的原有产业布局,创造性地提出了建设霍林河循环经济的战略构想。带着这个构想,原中电投集团成立工作组,正式启动了霍林河循环经济示范项目,开始现场踏勘和研究论证项目的可行性。

随着中国经济步入新常态,国际国内经济形势的各种不确定因素和风险加大,电力需求出现明显放缓趋势,电力能源环境问题与安全问题凸显,如何针对新形势下的能源电力经济进一步深化改革,成为重点。中电投蒙东能源依托霍林河煤炭资源优势,选择走资源转化的路子,用煤炭产品转化带动产业结构调整,在传统产业上,形成煤、电、铝3个支柱产业,最终形成完整的多元化、开放型产业链条。

此时恰逢国内风电、光伏产业开始异军突起,风电的随机性和不稳定性对风电的消纳、电网的安全稳定运行也带来了新的挑战,同时节能高效环保机组也不能被完全有效利用,弃水、弃风、弃光现象突出。2012年,国务院办公厅发布了《关于进一步促进内蒙古经济社会又好又快发展的若干意见》。为了创新性落实文件要求,中电投蒙东能源将重点落在了“又快又好发展”上,即不仅不能为了自身的快速发展,破坏生态环境,影响当地牧民的正常生活,还要通过循环经济项目带动地方经济、修复自然生态。因此,在规划项目的时候决策层高瞻远瞩,不仅考虑到了“煤—电—铝”的协同,更确定了建设新能源,推动绿色转型的发展方向,从而兼顾了生态环保和经济发展两条主线,实现了企地共赢。

2012年8月,霍林河循环经济示范工程开工建设,新建两台350MW劣质煤热电联产机组和300MW风电机组,配套建设局域网工程和电力监控中心。2014年8月,霍林河循环经济示范项目前三期30万千瓦风电项目全容量并网发电,霍林河循环经济进入“风火互补”发电时期,正式迈出了绿色转型的第一步。同年10月,随着两台35万千瓦火电机组陆续投产,霍林河循环经济示范项目全面建成投运。

截至目前,国家电投内蒙古公司在霍林河地区建成了包括年消耗900万吨劣质褐煤的180万千瓦火电装机、105万千瓦新能源装机、86万吨电解铝产能以及配套自备电网、监控指挥中心的产业集群,每年有30亿千瓦时绿电输送至下游内部电解铝产业,打造了全球首个“煤—新能源—电—铝”循环经济新范式。

在霍林河循环经济示范工程项目建设成功的经验基础上,国家电投内蒙古公司在资源条件相似的锡林郭勒盟白音华地区,依托现有3500万吨煤炭产能,规划两期80万吨铝项目,配套建设70万千瓦火电和20.5万千瓦新能源共计总装机容量90.5万千瓦自备电厂项目,建设白音华区域“煤—新能源—电—铝—铝加工”循环经济产业项目。2022年,随着白音华铝电公司首炉铝水出炉,白音华循环经济产业链一期项目正式建成投产。

至此,国家电投内蒙古公司循环经济产业项目从“煤电铝”建设到“风光火储铝”全面升级建设基本完成。

本着绿色低碳发展理念

加快霍林河循环经济转型升级

八月的霍林郭勒大草原绿意盎然,牛肥马壮,生机勃勃。在科尔沁草原腹地的山包上,266台风机迎风傲立、36万余块光伏板映日生辉,持续为霍林河循环经济局域电网供给绿色能源。

草原风光资源好,绿电建设不能少。霍煤鸿骏铝电公司电力分公司是霍林河循环示范项目电力供应、电网运行的实施单位,是集火力发电、风力发电、自备电厂于一体的发电企业。其中,电力分公司D厂是全部由新能源装机构成的子厂。2013年8月20日,电力分公司D厂首台风机并网发电。2023年8月9日,随着电力分公司火电灵活性改造促进市场化消纳新能源30万千瓦风电项目全容量并网发电,该公司新能源装机达到105万千瓦,标志着霍林河循环经济局域网新能源装机突破百万千瓦,新能源装机占霍林河循环经济项目局域电网总装机容量的36.8%,每年可输送清洁能源达30亿千瓦时。

截至目前,该公司已累计完成发电量129.64亿千瓦时,等效利用小时数、弃风率、风机可利用率、综合厂用电率等主要指标均居行业领先地位。其中,循环经济四期风电最高年利用小时数超过4000小时,弃风率趋近于零,居全国首位。

记者了解到,计划到2026年,霍林河循环经济新能源装机将达到170万千瓦,占总装机容量可达到48.57%,绿电比重将进一步提高。

在绿电能源的加持下, 霍煤鸿骏铝电公司完成8.6万吨重熔用铝锭、9.9万吨铝液认证,大比例的绿电转化为绿电铝,同时,还与3家下游企业达成销售协议,2023年累计完成绿电铝交易3.65万吨;今年一季度,与下游客户达成5.64万吨绿电铝销售协议,实现了绿色发电到绿电铝消费的价值传递。今年上半年,该公司绿电消纳占比提高至27.58%,预计到2025年,整体绿电占比近50%。据悉,霍林河循环经济二期扎哈淖尔35万吨铝项目和风电项目也将于今年年内开工建设,计划于明年投产。该项目全面投产后,绿电铝占比将达到80%,对整个霍林河循环经济由煤电铝向绿电铝转型升级、推动新能源产业与铝产业协同发展具有重要示范意义。

在大力发展新能源与电解铝高载能行业融合的同时,霍煤鸿骏铝电公司特别注重环保设备设施升级改造建设。今年,全国首例采用炉面干式高温脱硝+炭粉吸附除尘+湿法超细液滴脱硫烟气净化技术的焙烧净化系统在该公司投运,处理后的烟气脱硫效率可达99%以上,环保效果显著提升。

绿水青山就是金山银山。近年来,国家电投内蒙古公司按照“打造我国高寒地区绿色矿山标杆”的工作目标,全力开展矿山生态修复工作,2018年以来,累计投入资金18.05亿元,完成矿山生态修复8.33万亩。据悉,该企业固定从每吨煤矿利润中提取一定比例的费用作为矿山修复经费,落实绿色矿山修复工作。

在北露天煤矿修复区,记者不仅看到厚实的植被,同时,还看到满眼的光伏板和在风中不停地转动的发电大风机。据悉,该矿区利用排土场闲置土地资源,建成国际首例排土场4MW分散式风电示范项目。该风机所发电力全部用于露天煤矿生产用电和电驱矿卡充电。

据北露天煤矿矿长贺希格图介绍,目前,北露天煤矿投入的25台60吨级电驱矿卡,主要利用排土场风电所发绿电。电驱矿卡每年运输煤炭约800万吨,可节约柴油1980吨,电费成本较燃油成本节约62%。

推动智慧厂区建设

提升循环经济智能水平

在让劣质煤变废为宝、大力发展新能源与电解铝高载能行业融合的同时,国家电投内蒙古公司循环经济示范工程项目的相关企业也在不断提高智慧厂区建设水平。

记者站在绿植全面覆盖的昔日矿山上,远眺北矿生产现场,看不见工作人员在活动,只见无人矿车在有序地作业,无人机不时地在矿场上空巡逻。

近年来,国家电投内蒙古公司大力开展矿用设备低碳化发展、无人矿山建设、智慧矿山综合管控平台建设及5G项目应用等。据统计,近5年,该公司实施智能化建设项目231项,总投资7.196亿元,建设范围覆盖矿山12个生产工艺26个工作场景。作为全国首个在复杂结构煤层上线应用的“露天矿宽体自卸车5G+无人驾驶项目”白音华露天矿无人驾驶编组运煤量累计突破300万吨。截至目前,该项目已实现35台65吨级宽体运输车全天候无人驾驶稳定运行和有人无人混编作业,平均效率达到同期有人驾驶效率的92%以上。在该矿区高峰作业期,无人驾驶作业相当于减少运输司机110人,真正实现了露天煤矿“少人则安,无人则安”的目标。同时,该项目也为我国提供可复制可推广的露天矿多煤层稳定运输作业的成功经验。另外,还有世界首台120吨级纯电动矿用自卸车、全国首台/套百吨级氢燃料电池与锂电池混合动力矿用自卸车等多种智能设备和系统相继在国家电投内蒙古公司所属厂区投入使用,大大地提高了作业生产效率和安全生产保障。

走进偌大的新能源场站集控室里,仅有3名值班人员在智慧风场平台系统终端前监视着设备运转情况。据介绍,该场站运用的智慧风场系统涵盖9大模块、87项具体功能,可以将人工智能技术深度融入场站运营的全方位、全过程,同时,应用智能爬塔机器人和升压站巡检机器人等技术产品,真正实现新能源场站的少人值班和无人值守。

在霍煤鸿骏铝电公司铝锭铸造生产车间,全国首套铝锭铸造自动化生产线正在有序平稳运行,打渣、铸锭、码垛、打包、称重等环节全部由机器人操作,全面实现了自动化生产。除此之外,该公司还实施电解智能精准出铝、智能安全排查报警系统等智能制造项目,有效地提升了设备自动化、智能化水平,智能制造建设取得阶段性成果,探索实践电解多功能机组智能化换极、AGV工艺车辆无人驾驶和电解槽底机器人清灰等技术。“智慧铝厂建设最终实现机械化换人、自动化减人、智能化无人作业,以达到降低员工劳动强度,解放劳动力目标。”霍煤鸿骏铝电公司党委书记刘瑞洪表示。

通过引入云计算、大数据、人工智能等新技术,在国家电投内蒙古公司的各个厂区内不论是矿山、电厂,还是铝厂均建设有智慧集控系统,工作人员在办公室的电脑前就可以对生产现场的各种状况了如指掌,且能精准处理,极大地提升了劳动生产率,提高了本质安全水平。

近年来,国家电投内蒙古公司本着低碳绿色、智能制造原则,加快推进霍林河循环经济建设提质增效、转型升级步伐,将通过新能源基地化、集约化和规模化发展,实现以传统煤电为主的产业链向“煤电+绿色能源基地+产业集群”综合智慧能源产业链转型升级,构筑绿电转化全产业链生态体系。在绿电铝产品溯源和绿电价值实现上下功夫,全力打造“绿色矿山+绿色能源+智慧工厂+绿电铝产品+智慧电网”的绿色循环经济产业链新模式,持续推动传统产业与创新业态深度融合,实现全产业链均衡发展。

下一步,国家电投内蒙古公司将加速推进通辽扎哈淖尔35万吨绿电铝项目及配套65万千瓦风电项目。计划到2025年,该项目达产后,电解铝年产能达121万吨,电解铝生产绿电占比将达到40%;到2026年,霍林河循环经济新能源装机将达到170万千瓦,绿电比重进一步提高到50%,全力构建以新能源为主体的新型电力系统。

未来,国家电投内蒙古公司将依托国家电投煤—电—铝—路—港上下游一体化协同发展的定位,结合内蒙古地区煤炭、风、光资源能源丰富优势,将继续以“源—网—荷—储—用”多能互补关键技术研究为课题,全力打造霍林河循环经济升级版,进一步推动煤电联营、风光互补、绿电炼铝的产业融合发展新模式,助力我国循环经济产业绿色低碳优化布局,促进区域经济协调发展。

责任编辑:任飞

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