從廣東省廣州市花都區(qū)赤坭鎮(zhèn)的南方電網(wǎng)公司首個零碳配電房到橫琴粵澳智慧能源深度合作示范區(qū)建設(shè)中的零碳大樓,從南方電網(wǎng)數(shù)字集團自主研發(fā)數(shù)字零碳能源融合平臺到深圳后海零碳智慧科普變電站開工建設(shè),從南方電網(wǎng)生產(chǎn)科研基地成為目前我國綠電消費規(guī)模最大的中央企業(yè)零碳總部基地,到南方電網(wǎng)廣東佛山供電局成功打造電力物資零碳倉庫……

今年以來,南方電網(wǎng)公司不斷衍生的“零碳+”,正跑出新的綠電加速度。

碳排放因子碳排放因子數(shù)據(jù)庫插圖

南方電網(wǎng)廣東電網(wǎng)公司佛山周轉(zhuǎn)倉機器臂自動掃描電力物資。李菁 攝

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南方電網(wǎng)廣東電網(wǎng)公司佛山周轉(zhuǎn)倉屋頂光伏。李菁 攝

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深圳后海零碳智慧科普變電站效果圖。

01 “零碳”可以“+”啥?

2022年6月15日,央視《朝聞天下》和《新聞30分》欄目報道了全國首批零碳5G基站在舟山群島開始試點運行,單個站點每年能減少碳排放14.5噸。2022年8月,全國首個零碳未來城發(fā)展規(guī)劃獲批,坐標(biāo)浙江省嘉興市海鹽縣,將打造一個全域“零碳”的未來城市新空間。

據(jù)中汽協(xié)統(tǒng)計,2022年1-10月,新能源汽車產(chǎn)銷分別達到548.5萬輛和528萬輛,同比均增長1.1倍。業(yè)內(nèi)人士指出,隨著相關(guān)支持政策和產(chǎn)業(yè)鏈的完善,國內(nèi)新能源汽車產(chǎn)業(yè)已進入良性發(fā)展軌道……

在電力行業(yè),“零碳+”同樣在解鎖無限可能。在廣東省佛山市禪城區(qū)羅南大道一號的廣東電網(wǎng)公司佛山周轉(zhuǎn)倉,一片片太陽能光伏板整齊排列在屋頂上,它們?yōu)榱闾紓}庫的各類智能設(shè)備注入源源不斷的綠色能量,形成一道獨特的風(fēng)景線。11月9日,這座1.3萬平方米的周轉(zhuǎn)倉獲得了由國家級碳交易試點交易所和廣東省政府唯一指定的碳排放配額有償發(fā)放及交易平臺——廣州碳排放權(quán)交易中心頒發(fā)的《碳中和證明書》,成為南方電網(wǎng)公司首個電力物資零碳倉庫。

廣東電網(wǎng)公司佛山供電局供應(yīng)鏈服務(wù)中心倉儲配送分部高級經(jīng)理黃浩介紹,該供電局認(rèn)真研究國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn),通過第三方權(quán)威機構(gòu)對倉庫電能替代情況、倉庫歷史用電量、光伏發(fā)電量等要素進行嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的碳排放核算,確定倉庫現(xiàn)階段的碳排放定位后,反復(fù)推敲研究,創(chuàng)新設(shè)計了“1+2+4”的電網(wǎng)綠色倉庫建設(shè)路線。

除了“+倉庫”外,“+建筑”也是一個充滿想象力的命題。橫琴粵澳智慧能源深度合作示范區(qū)是南方電網(wǎng)公司打造的新型電力系統(tǒng)示范區(qū)。到2022年底,該示范區(qū)電網(wǎng)具備清潔能源100%供應(yīng)能力?,F(xiàn)在,一座零碳大樓正在這里拔地而起。該建筑建成后,將實現(xiàn)超低能耗及零碳排放運行能力,除光伏用電外,每天用電低至每平方米0.15千瓦時。

11月10日,110千伏后海三變電站工程在深圳開工建設(shè),建成后將成為全國首座零碳智慧科普變電站……

11月11日,南方電網(wǎng)公司后勤管理中心與國家電投廣東公司、廣東能源集團簽訂綠色電力交易購電意向協(xié)議。該協(xié)議約定每年交易電量超6000萬千瓦時,相當(dāng)于每年減少標(biāo)煤消耗超1.8萬噸,減少二氧化碳排放超5萬噸。南方電網(wǎng)生產(chǎn)科研基地實現(xiàn)全額綠電消費,成為目前我國綠電消費規(guī)模最大的中央企業(yè)零碳總部基地。

“+5G基站”“+城市”“+新能源汽車”“+建筑”“+倉庫”“+平臺”“+配電房”“+變電站”……“零碳+”背后,是廣闊無邊的領(lǐng)域,能源、交通、建筑、通信、設(shè)施、家居、生產(chǎn)、管理……人類社會生活的諸多方面都存在“零碳+”的探索空間。

02 “零碳+”帶來綠電新面貌

作為近年來廣受熱議的詞,“零碳”并不是不排放二氧化碳,而是通過計算溫室氣體(主要是二氧化碳)排放量,設(shè)計方案抵減碳排放?!吨袊腔勰茉串a(chǎn)業(yè)發(fā)展報告(2017)》對“零碳”的概念進行了闡述。書中指出,“零碳”概念可以理解為:碳源(生產(chǎn)生活中產(chǎn)生的二氧化碳)-碳匯(林地、濕地、其他綠植所吸收的二氧化碳)=零。

“對我們綠色倉儲而言,主要的碳排放源自倉庫智能設(shè)備的電力消耗,倉庫智能設(shè)備的碳排放與光伏發(fā)電的碳減排相互抵消,體現(xiàn)‘零碳’這一概念?!秉S浩說。2020年,佛山周轉(zhuǎn)倉開啟綠色智能化改造,通過應(yīng)用“云大物移智”新技術(shù)實現(xiàn)了匹配電網(wǎng)倉儲業(yè)務(wù)性質(zhì)的物資作業(yè)自動化與管理數(shù)字化,通過構(gòu)建全域物資倉庫智能管理系統(tǒng)監(jiān)控平臺,實現(xiàn)了管理運作過程數(shù)據(jù)化、無紙化。今年更是在業(yè)務(wù)場景優(yōu)化升級的基礎(chǔ)上,進一步拓展節(jié)能服務(wù),實現(xiàn)發(fā)電就地消納,構(gòu)建了“自發(fā)自用,余電上網(wǎng)”的低碳用電模式。

黃浩介紹,該倉庫碳排放量=(外購市電的電能消耗量-綠電用量)×區(qū)域電網(wǎng)平均碳排放因子(該因子表明每度電完成供應(yīng)所產(chǎn)生的平均碳排放量)?!巴ㄟ^低碳化改造,佛山周轉(zhuǎn)倉光伏系統(tǒng)每年發(fā)電量約28.4萬千瓦時,預(yù)計每年可減少237噸二氧化碳當(dāng)量。在實現(xiàn)倉庫碳中和目標(biāo)的同時,余電回饋電網(wǎng),提高電網(wǎng)清潔能源滲透率,助力電網(wǎng)碳排放因子下降?!?/p>

建筑是我國碳排放的重點領(lǐng)域,中國建筑節(jié)能協(xié)會《中國建筑能耗研究報告(2021)》統(tǒng)計與預(yù)測數(shù)據(jù)顯示,2019年我國建筑全過程碳排放總量為49.97億噸,占全國總碳排放比重達到50.6%。按當(dāng)前發(fā)展趨勢預(yù)測,我國建筑碳達峰時間約為2040年,難以滿足“雙碳”目標(biāo)要求,控制建筑碳排放已成為“雙碳”目標(biāo)實現(xiàn)的重要任務(wù)。面向建筑運行低碳甚至零碳目標(biāo),勢必需要依賴高比例新能源及電能替代降低建筑運行碳排放。

橫琴粵澳智慧能源深度合作示范區(qū)里正在建設(shè)的零碳大樓,采用了原創(chuàng)性可復(fù)制推廣的零碳建筑供用電整體解決方案,由南方電網(wǎng)公司自主研發(fā)的能源管理技術(shù)以及高能效、高功率密度、智能化的變換裝置,可結(jié)合新能源發(fā)電情況、外部環(huán)境變化情況等,對光伏、儲能、柔性負荷、充電樁等設(shè)備進行聯(lián)合調(diào)控并與電網(wǎng)協(xié)同互動,確保人員活動舒適性的前提下,實現(xiàn)大樓供電系統(tǒng)高效、低能耗、經(jīng)濟運行

03 為綠色低碳發(fā)展賦能

據(jù)統(tǒng)計,全球碳排放中約有86.9%來自于能源領(lǐng)域,能源領(lǐng)域的碳排放又有約83%來自于化石能源。中國能源研究會學(xué)術(shù)顧問、國家發(fā)改委能源研究所原所長周大地表示:“碳達峰需要電力零碳先行?!?/p>

對于如何建設(shè)零碳能源系統(tǒng),中國工程院院士江億在近日舉行的2022綠色轉(zhuǎn)型與高質(zhì)量發(fā)展國際研討會上講述了他對“雙碳”的思考。他認(rèn)為,電氣化是建設(shè)零碳能源系統(tǒng)的關(guān)鍵?!霸谖铱磥?,低碳發(fā)展實際就是一場能源革命,把現(xiàn)在以燃煤等化石能源為主的碳基能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為以可再生能源為主的零碳能源系統(tǒng)。其中,包括建設(shè)新型電力系統(tǒng)、零碳熱力系統(tǒng)、工業(yè)生產(chǎn)流程再造等具體內(nèi)容,每一項又包括很多子任務(wù)?!彼J(rèn)為,零碳系統(tǒng)需解決供需不匹配問題,大比例風(fēng)光發(fā)電帶來的日內(nèi)逐時供需差,可通過儲能方式解決。其中,水電和抽水蓄能電站可解決約20%的問題,其余可依靠電化學(xué)儲能,以及終端柔性用電方式。

作為能源企業(yè),十年來,南方電網(wǎng)公司加快推動能源清潔低碳轉(zhuǎn)型,全力服務(wù)廣東、廣西、云南、貴州、海南五省區(qū)及港澳地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級和高質(zhì)量發(fā)展,助力實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。2012年至2021年的十年間,南方五省區(qū)每發(fā)一度電產(chǎn)生的二氧化碳排放已下降約30%。2012年底,南方五省區(qū)非化石能源裝機容量占比為44%。2021年,南方五省區(qū)非化石能源裝機容量占比超過50%,近五年非化石能源發(fā)電量占比平均超過50%,超過全國平均水平,也超過全球平均水平?!赌戏诫娋W(wǎng)公司建設(shè)新型電力系統(tǒng)行動方案(2021—2030年)白皮書》提出,到2025年,將推動廣東、廣西、云南、貴州、海南等南方五省區(qū)新能源新增裝機1億千瓦,累計達到1.5億千瓦。2030年底推動新能源裝機成為主力電源,基本建成新型電力系統(tǒng)。

除推動清潔能源低碳轉(zhuǎn)型、積極構(gòu)建新型電力系統(tǒng)外,垂直領(lǐng)域生產(chǎn)方式和生活方式的綠色轉(zhuǎn)型同樣值得重視,“零碳+”恰逢其時。在南方電網(wǎng)公司戰(zhàn)略規(guī)劃部主管劉年看來,公司系統(tǒng)不斷涌現(xiàn)出來的“零碳+”現(xiàn)象,是公司加速綠色低碳發(fā)展的體現(xiàn),“打造零碳示范區(qū),是實現(xiàn)碳達峰碳中和目標(biāo)、推動經(jīng)濟社會發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型的重要舉措,對于支撐新型能源體系規(guī)劃建設(shè)、建設(shè)人與自然和諧共生的現(xiàn)代化具有十分重要的意義?!?/p>

“零碳”是什么?

“零碳”是相對高碳、低碳而言的一個動態(tài)概念。理解和使用“零碳”概念需要把握三個要點:

“零碳”概念中的碳不是簡單的指碳元素,也不是單指二氧化碳,而是指以二氧化碳當(dāng)量測算造成溫室效應(yīng)的各種有害氣體?!傲闾肌备拍钪械牧悴皇侵溉祟惸稠椈顒釉谀骋粫r點的溫室氣體的排放為零,而是指人類某項活動全生命周期的溫室氣體的排放為零。零排放不是絕對的沒有二氧化碳當(dāng)量的溫室氣體的排放,而是指通過科學(xué)合理地計算人類在一定時段和區(qū)域內(nèi)的各種生產(chǎn)、生活活動產(chǎn)業(yè)的各種溫室氣體的排放總量,有針對性地綜合采用相關(guān)技術(shù)和管理措施,例如通過植樹和其他碳中和措施,把溫室氣體的排放量吸收掉,達到排放與回收的總量平衡,實現(xiàn)以二氧化碳當(dāng)量計算的各種溫室氣體的凈零排放。簡言之,零碳是指:碳源(生產(chǎn)生活中產(chǎn)生的二氧化碳)-碳匯(林地、濕地、其他綠植所吸收的二氧化碳):零)。

——摘自《中國智慧能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告(2017)》第四章“中國智慧能源展望”第四節(jié)“零碳生活”

碳排放因子碳排放因子數(shù)據(jù)庫插圖3

1 在冬日清晨的暖陽里,廣東佛山零碳倉庫開始了一天的“碳中和”之旅。

2 8時30分,佛山供電局供應(yīng)鏈服務(wù)中心倉儲配送班班長向全體班員交代安全作業(yè)事項,開啟新一天的工作。與此同時,在佛山周轉(zhuǎn)倉的屋頂上,1777平方米的光伏發(fā)電組件感應(yīng)到日照,把光能轉(zhuǎn)變?yōu)?span id="tpnxhld" class="candidate-entity-word" data-gid="3712381">直流電,直流電再沿著電纜抵達逆變器,轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)運營所需的交流電

3 8時45分至10時30分,周轉(zhuǎn)倉園區(qū)智能管理系統(tǒng)自動識別送貨車牌號,隨著大門自動打開,零碳倉庫迎來了當(dāng)天的第一項作業(yè)——將200套電力終端頭驗收入庫。送貨車輛進入倉庫后,智慧園區(qū)服務(wù)大屏隨即為送貨人員展示進倉卸貨作業(yè)的區(qū)域與路徑指引。司機根據(jù)系統(tǒng)的引導(dǎo)路線安全到達指定位置,倉儲配送班班員利用移動終端對貨物進行在線簽收、驗收。驗收完畢,入庫指令通過后臺下達至立體庫智能設(shè)備,一箱箱電纜頭經(jīng)輸送機向立體庫有序挪動。為確保入庫物資安全可靠存儲,電纜頭需先經(jīng)過3D視覺掃描儀的“火眼金睛”,檢驗合格方可流轉(zhuǎn)到碼垛區(qū)域,由多自由度碼垛機械臂標(biāo)準(zhǔn)化碼垛,并自動生成數(shù)字化物資卡,完成無紙化、自動化入庫。

4 10時30分至12時,佛山周轉(zhuǎn)倉自動讀取電網(wǎng)管理平臺上的領(lǐng)料計劃,將供電所項目物資需求下達到零碳倉庫現(xiàn)場作業(yè)設(shè)備。激光導(dǎo)航AGV叉車接收出庫作業(yè)指令,從休息區(qū)規(guī)劃路線自動行駛至橫梁式貨架區(qū),進行取貨轉(zhuǎn)運。

5 12時至14時,上午作業(yè)全部完成,零碳倉庫設(shè)備自動進入節(jié)能待機狀態(tài)。陽光充沛正當(dāng)時,樓頂?shù)墓夥鍖a(chǎn)生的電能輸送給倉庫,維持待機能耗,剩余電能供純電配送貨車充電和并網(wǎng)回饋電網(wǎng)。

6 14時至17時30分,佛山周轉(zhuǎn)倉又是一幅車水馬龍的熱鬧景象。零碳倉庫根據(jù)系統(tǒng)中的工作計劃重新啟動作業(yè),下午需要完成大量的10千伏電纜備貨作業(yè)。伴隨空氣壓縮機的轟鳴聲,10千伏電力電纜從電纜盤中旋拉出來,壓緊向前推進,裁剪規(guī)整成圈。經(jīng)過3個小時的自動化運作,計劃次日發(fā)貨的多段電纜悉數(shù)完成備貨。

7 23時至23時30分,零碳倉庫仍未進入“夢鄉(xiāng)”,它正對立體貨架中的物資進行自動抽查盤點。四輛穿梭車及鏈條輸送系統(tǒng)將近期出入庫的物資品類,送達3D視覺盤點位置。系統(tǒng)利用成像模型自動清點實物數(shù)量。通過合理分配晝夜作業(yè)類型,佛山周轉(zhuǎn)倉的綜合能源利用效率實現(xiàn)最大化。

8 凌晨3時至3時30分,佛山供電局應(yīng)急服務(wù)熱線接到來自供電所的應(yīng)急搶修需求,需緊急調(diào)配3個10千伏630A隔離開關(guān)。零碳倉庫智能管理系統(tǒng)立即響應(yīng),關(guān)聯(lián)節(jié)能待命的智能設(shè)備重新進入正常工作狀態(tài)。半小時后,應(yīng)急物資按時送到搶修現(xiàn)場,并完成在線配送簽收。

9 一天下來,零碳倉庫的碳排放量約為0.37噸,光伏減排量約為0.39噸,真正做到用電“自給自足”,實現(xiàn)凈零碳排放。

南網(wǎng)傳媒全媒體記者丨劉洋洋

南網(wǎng)傳媒全媒體編輯丨袁帥

通訊員丨孔德淇 何依蔓

校對丨黃昕

審核丨林丹丹 何宇瞳

簽發(fā)丨佘慧萍

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碳排放因子碳排放因子數(shù)據(jù)庫插圖4