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谢永康:陕鼓低碳节约智慧能源互联岛系统解决方案(EISS 4.0) 2023-09-17 19:20:00

摘要:能源新闻网讯,9月16日,2023全球能源转型高层论坛在昌平区未来科学城开幕。论坛期间,还将举行主论坛、九大专题分论坛、签约和揭牌仪式等活动。

能源新闻网讯,9月16日,以“能源安全 绿色转型”为主题的2023全球能源转型高层论坛在昌平区未来科学城开幕。

 

开幕式后,与会领导来到华为、国家能源集团、隆基等展区,参观了论坛举办的科技成果展览展示。论坛期间,还将举行主论坛、九大专题分论坛、签约和揭牌仪式等活动。

 

下面是九大专题分论坛之新能源矿产资源与国家能源安全论坛活动中陕西鼓风机(集团)有限公司副总经理 总工程师谢永康先生的发言:

 

各位专家学者,大家上午好,很高兴很荣幸,有两个点:第一个点,利用这个平台向各位进行学习,这也是增长知识结构和知识水平很好的方式。第二个点,当时学校毕业找工作的时候,有钱就任性,核心就是家里有矿,我今天发现跟在座的各位,要么是家里有矿,要么是在勘探矿,要么是跟大咖进行交流,瞬间感觉自己的身份也提高了。

 

前面几位专家都讲到了矿产资源方面,我简单把陕鼓介绍一下,我们没有油也没有矿,但是我们做的工作就是把矿产资源、油气资源进一步开发利用,核心是陕鼓在开发利用过程当中提供我们的能源系统解决方案,我们是这样一个企业。

 

我汇报的题目是:陕鼓低碳节约智慧能源互联岛系统解决方案(EISS 4.0),我们把它总结为EISS 4.0,陕鼓是1968年建厂的,现在在西安,到现在55年了,一直从事压缩机、鼓风机,为我们国民经济重大生产提供大型装备。目前还是国企,下面有两个上市公司,同时我们在全球范围内投资建设37个运营工厂,一会儿简单过一下。我们服务的领域,像钢铁、石油、化工、环保、化肥、电力,这是我们服务的领域。目前是四大市场,流程工业,里面讲的冶金、煤化工、油化工、气化工,还有智慧城市、军民融合,“一带一路”领域提供智慧绿色能源系统方案和系统服务的企业。重大领域,获2次中国工业大奖,入选央视《大国重器》。

 

“陕鼓模式”四次被写入陕西省政府工作报告。工信部及省市党委多次推广陕鼓模式。

 

2、陕鼓低碳节约智慧系统方案——能源互联岛EISS 4.0

 

陕鼓基于55年来在能量转换技术及工程实施方面积累的丰富经验,面向分布式能源市场研发出能源互联岛技术,该技术是根据用户侧精准需求分析,结合供给侧的资源禀赋,通过互联网及大数据分析,定制化设计,按时、按需、按质向用户端提供的分布式清洁能源综合一体化的解决方案。

 

陕鼓能源互联岛主要是三个方面的核心,左侧称为能源系统规划算法,我们在针对企业或者针对一个城市,我们在提供这样一个方案。首先看到左侧这一块规划算法,有什么样的能源,现场有什么样的资源禀赋。最右侧是能源系统运行优化算法,这个系统建成以后,不仅建得好,而且还要运营好。我经常跟老师开玩笑,咱们买车的时候后面都带一个螺旋增压,好多搞发动机的老师在交流他们给我反馈,这个一般情况是在车速超过60公里的时候,这个才能发挥价值。但是往往带螺旋增压的车,在北京堵车的时候可能是20公里、30公里,它没有发挥很大的作用,所以很多系统建成运行不一定好。智慧管控平台怎么样通过自学习自优化算法,让我们整个持续性能够进行系统优化和能源成本下降,这是我们的核心。

 

我们后面也形成三层次能源互联岛,最高层次是专业能源互联岛,主要就是新型电力系统/储能:压缩空气储能、液化空气储能等,服务于钢铁/化工企业的重大装备:压缩机、能量回收装备、催化裂化机组、天然气管线压缩机、LNG液化制冷压缩机、大空分、大合成氨、乙烯三机、汽轮机组等。第二个层次是专业基础能源互联岛,主要是针对大型工业园区/流程工业:包括为各个园区企业提供氧气、氢气、氮气、二氧化碳,提供氪气、氙气、氖气等稀有气体;园区热电岛、气化岛、水务一体等。最底层还有一个基础能源互联岛,针对城市园区/装备制造业:包括电、热、冷、风、水、废、安全、消防、环境监测等;产城融合等。

 

同时通过这个方案,我们自身把它总结为“5+3+C”,这是我们在行业里给用户提供方案过程中,我们一直在思考,用户选择陕鼓,陕鼓能够给用户什么样的理由,一共是五个方面:用户同等情况下一次投资成本下降,很多技术是很先进的,但是成本问题很关键。如果做企业,我们既要考虑技术的可行技术的先进,同时还要考虑经济性分析,所以让项目一次投资成本最低。第二个方面就是建成以后全生命周期运行成本最低,第三个方面就是炼铁炼钢,包括对各种矿产资源下一步深加工,让它单位产品能耗能够下降。第四个方面怎么样能够吃干榨净让原料下降,第五个方面通过智能化的手段,让单位产品人员工时下降,始终站在用户角度思考。同时实现安全、环保、效益,通过一些手段持续性让碳排放下降,实现低碳和零碳,这是目前我们在实施方案过程当中的体会和经验。

 

具体的应用,第一个就是流程工业,这里面有国家三油一网,还有宝钢等等,目前方案都进行了使用。第二个是智慧城市,主要是围绕城市区域开发形成的方案。第三个是军民融合这一块,在军方装备和园区里面提供方案。第四个在菲律宾、印尼、越南等等,陕鼓和这些国家有比较悠久的合作历史。

 

因为今天是讲能源,同时这个论坛又叫矿产,我把我们的方案进行一些结合。陕鼓多年潜心研发,取得全球首个300MW储能电站示范项目突破。昨天听报告过程当中,昨天还有一个小组是储能小组,里面有抽水蓄能还有电池电化学储能,陕鼓基于压缩机,我们形成了压缩空气储能的方案。实现三个“世界第一”——单机功率世界第一、储能规模世界第一、系统转换效率世界第一。装机容量大:百兆瓦级;示范项目2×300MW;经济性能好:建设和运行成本优于电化学储能,优于抽水蓄能电站;场地限制少:盐穴、人工硐室、废弃矿井、地面储气罐等;系统寿命长:40~50年,安全可靠性高、无污染,环境友好。

 

工业能源互联岛系统,将压缩空气储能系统与工业生产企业(钢铁/化工)相结合,将储能、绿色能源、工艺供能、工艺用能、余能回收等有机耦合,构建“源网荷储+多能互补”的分布式能源互联岛,向工业用户提供绿色低碳、节约高效、智慧互联的系统解决方案。

 

城市能源互联岛系统,充分利用城市及企业的污水热能、工业余热、地热能、太阳能、氢能等各类可再生能源,规划/设计/建设陕鼓城市能源互联岛系统,解决城市区域及企业能源系统布局分散、各自为政、综合利用效率低、运行成本高、用户水电气暖成本高、碳排放高等问题。不管是老百姓还是学校医院商业综合体、写字大楼,用的能源就是那么几种。陕鼓构建了中间这一块,以储能为抓手的能源系统方案,怎么样能够把需求侧和供给侧有效匹配起来,一方面能够实现绿色,同时能够实现节约。因为我们现在也能够感觉到,行业里面很多的方案,我们也一直在探讨,有时候很绿色,但是往往让业主承担很高的运行成本,从市场化的角度来讲,我们既要绿色还得要求节约低成本。

 

工业和城市共生共融方案,将钢铁/化工等工业企业的余热余能、副产氢能等,与周边城市的地热能、太阳能、风能、污水热能等可再生能源耦合,并与新型储能系统结合,提高工业企业能源利用效率、降低企业运行成本;降低城市用水/电/气/暖等成本、降低区域碳排放,助力工业企业和城市共生、共存、共融、共同发展。

 

3、“双碳”目标下的实践案例—陕鼓EISS 4.0应用。

 

针对某钢焦一体化企业( 300万吨焦化、270万吨钢)产能置换搬迁项目,陕鼓进行全流程系统解决方案策划,从钢焦一体化全产业链入手,通过节能降耗、能源梯级利用、综合能效提升、资源及经济循环等手段,降低吨铁成本和吨化工产品成本,提高企业竞争力。

 

红土镍矿湿法冶炼及资源化利用,红土镍矿硝酸加压浸出项目,采用硝酸系统的加压酸浸技术处理红土镍矿,提高了原料中镍、钴等资源的浸出率,实现了中和介质及酸介质的再生循环利用,还实现了冶炼渣的产品化、资源化,全流程没有废渣产生,实现了红土镍矿绿色、环保冶炼。能耗降低:余热回收利用、工艺机组匹配、优化换热网络等降低能耗1.3万吨标煤/年;节约人员:少人、无人值守,减少运营人员50人;降低成本:方案优化降低公辅系统能耗,吨矿处理成本降低13元;环保效益:无废水、废气、废渣排放;安全稳定:智能化/数字化方案实现关键设备非计划“零停机”,提高生产工艺系统的安全性。

 

陕鼓实施了全球首个二氧化碳加氢制甲醇工业化项目,将180万吨/年焦化副产的45000Nm3/h焦炉煤气和石灰窑尾气中的5560Nm3/h二氧化碳作为原料,采用二氧化碳加氢技术,生产7万吨/年LNG和11万吨/年绿色低碳甲醇。不仅实现对焦炉煤气的合理利用,得到清洁的燃料产品,更实现了二氧化碳的减排和资源化利用,具有良好的经济效益、社会效益和环境效益。

 

根据某1000万吨/年炼化一体化项目资源禀赋,将区内“热、电、水、氢、气、冷、废”等能源进行统一规划和管控,以一次能源为主,可再生能源为辅,构建低碳节约智慧能源互联岛,实现工艺供能、工艺用能、余能回收、三废清洁化利用的有机耦合和智能化管控,达到绿色低碳、节约高效、智慧互联的目标。

 

综合能耗,通过采用先进能效优化技术,降低综合能耗约32万吨标煤/年。投资成本,工艺流程、单元工程及机组设计优化,节约一次投资65亿元。经济效益,每年运营成本降低2.3亿元。安全稳定,高智能化/数字化方案实现关键设备非计划“零停机”,提高生产工艺系统的安全性、稳定性,减少二氧化碳排放约80万吨/年。

 

最后一个案例是在西安做的一个项目,规划面积:15.4平方公里,建筑面积:2252万平方米;业态:学校、住宅、大型公建、超高层建筑、CBD等;能源规划原则:按能源互联岛规划思路,针对区域内的“能量流、资源流、信息流”进行顶层规划设计;能源特色:智慧供热/供冷、地热能、太阳能利用、余热利用、氢能利用、智能配电、智慧管控等多元一体化的智能综合利用能源系统解决方案;实现价值:安全、绿色、智慧。中央岛:控制核心1、2区域,监管1、2区域岛,1区域岛:控制4、5、7区域;2区域岛:控制3、6、8区域;中央岛:控制中心兼顾1区域能源及其他区域能源智慧管控,同时监控市政、交通等信息。供能采用集中和分散方式,各岛互联互通,统一规划,分步实施。

 

整体上来讲,我就把我们企业以及我们目前在能源、绿色转型方面的经验和做法给大家做一个汇报,也请大家到陕鼓去考察指导工作,谢谢大家!

 

本文系能源新闻网整理自谢永康在全球能源转型高层论坛中九大专题分论坛之新能源矿产资源与国家能源安全论坛演讲实录,未经本人审阅。