Le 16 avril, lors du Forum sur l'alumine et les matières premières de l'aluminium, organisé dans le cadre de la Conférence et de l'Exposition de l'industrie de l'aluminium AICE 2025 SMM (20e édition), par SMM Information & Technology Co., Ltd. (SMM), le SMM Metal Trading Center et Shandong Aisi Information Technology Co., Ltd., et co-organisé par Zhongyifeng Jinyi (Suzhou) Technology Co., Ltd. et Lezhi County Qianrun Investment Promotion Service Co., Ltd., Yi Kang, directeur des solutions de stockage d'énergie industrielle et commerciale au sein de l'unité commerciale de l'énergie intégrée de CRRC Zhuzhou Electric Locomotive Research Institute Co., Ltd., a expliqué comment les entreprises du secteur des énergies nouvelles peuvent promouvoir la transition vers une électricité verte à faible émission de carbone.
Contexte et importance
► Contexte de développement
Lors de la 75e session de l'Assemblée générale des Nations Unies, le secrétaire général Xi Jinping a déclaré : « La Chine atteindra le pic de ses émissions de carbone avant 2030 et réalisera la neutralité carbone d'ici 2060. »
Le « Plan d'action 2024-2025 pour les économies d'énergie et la réduction des émissions de carbone » du Conseil des affaires d'État fixe un objectif d'une consommation d'énergie non fossile d'environ 20 % d'ici 2025, ainsi que 27 tâches clés réparties dans 10 initiatives majeures, notamment les économies d'énergie et la réduction des émissions de carbone dans des industries telles que l'acier, la pétrochimie et la chimie.
Les « Objectifs carbone 30/60 » et « Économies d'énergie et réduction des émissions de carbone » de la Chine
Le 11 mars 2025, le ministère de l'Industrie et des Technologies de l'information et dix autres départements ont publié le « Plan de mise en œuvre pour le développement de haute qualité de l'industrie de l'aluminium (2025-2027) ».
D'ici 2027, la proportion de capacités de production au-dessus du niveau de référence en matière d'efficacité énergétique dans l'industrie de l'aluminium augmentera à plus de 30 %, et la proportion d'utilisation d'énergies propres dépassera 30 %.
L'accélération de la construction de parcs industriels zéro carbone deviendra un point central pour la mise en œuvre de réductions d'émissions précises et la réalisation des objectifs de pic des émissions de carbone et de neutralité carbone.
Sous l'impulsion des politiques et de la demande, accélérer la construction de parcs industriels zéro carbone.
Les politiques nationales et locales mettent l'accent sur la construction de parcs industriels zéro carbone, 2025 étant désignée comme la « première année de construction de parcs industriels zéro carbone ».
► Contexte d'application
Points douloureux dans l'industrie de la production de l'aluminium
L'industrie de la production de l'aluminium se caractérise par une forte consommation d'énergie, des émissions de carbone élevées et une faible efficacité d'utilisation de l'énergie.
Il est impératif de tirer parti des systèmes énergétiques intégrés pour créer des parcs industriels de l'aluminium zéro carbone.
► Systèmes énergétiques intégrés pour les parcs industriels zéro carbone
Parcs industriels zéro carbone : Ces parcs visent à atteindre « zéro émission de carbone » en compensant toutes les émissions de carbone grâce à des efforts collaboratifs de multiples parties prenantes tout au long de la chaîne de l'écosystème industriel, soutenus par des technologies d'énergies propres, le recyclage du carbone et le stockage et l'échange d'énergie tout au long du cycle de vie de la planification, de la construction et de l'exploitation du parc.
Le cœur des parcs industriels zéro carbone est de construire des systèmes énergétiques intégrés principalement basés sur les énergies renouvelables.
Systèmes énergétiques intégrés pour les parcs industriels zéro carbone : Les caractéristiques comprennent l'intégration de technologies telles que la production d'énergie nouvelle, le stockage d'énergie diversifié et le recyclage du carbone au sein du système sur la base d'une approche multi-énergétique complémentaire, tout en envisageant divers modèles zéro carbone tels que la neutralité carbone et le recyclage du carbone à l'extérieur. Cela permet une planification et une coordination intégrées de la demande et de l'offre d'énergie au sein du parc.
Les systèmes énergétiques intégrés fournissent un soutien solide à la construction de parcs industriels à faible émission de carbone.
Construire des systèmes énergétiques intégrés axés sur les énergies renouvelables et multi-énergétiques complémentaires pour créer des parcs industriels zéro carbone.
► Importance des parcs industriels zéro carbone
Économies d'énergie et réduction de la consommation : Les entreprises peuvent réduire leurs coûts énergétiques, améliorer leur efficacité et renforcer leur compétitivité en gérant et en optimisant leur utilisation de l'énergie et en construisant des systèmes d'énergie distribuée.
Réduction des émissions de carbone : Les entreprises peuvent réduire leurs émissions de carbone, améliorer leurs performances environnementales et répondre aux questions relatives aux « tarifs carbone » en augmentant l'utilisation de l'électricité verte et de l'approvisionnement direct en électricité verte.
Alimentation électrique stable : Les entreprises peuvent améliorer la fiabilité et la résilience face aux catastrophes de leur alimentation électrique, ainsi que leur efficacité de fabrication, en diversifiant leur approvisionnement énergétique et en déployant le stockage d'énergie.
Les parcs industriels zéro carbone remodelent la compétitivité de l'industrie de l'aluminium tout au long de son cycle de vie.
Solutions système
Solutions énergétiques intégrées - Architecture globale pour des solutions de cycle de vie complet des parcs industriels zéro carbone
Mener à bien la construction de parcs industriels zéro carbone tout au long de leur cycle de vie grâce à un inventaire et une planification préliminaires, une mise en œuvre à moyen terme et une certification post-mise en œuvre.
Solutions énergétiques intégrées - Inventaire du carbone et planification de la neutralité carbone
Effectuer des inventaires du carbone pour les parcs industriels existants ou estimer les émissions de carbone pour les parcs proposés, et planifier et mettre en œuvre des voies de réduction des émissions de carbone sur la base des résultats de l'inventaire.
Solutions énergétiques intégrées - Solutions énergétiques intégrées
Systèmes énergétiques intégrés
► Créer un système énergétique intégré pour la « production, le réseau, la charge, le stockage et le contrôle » au sein du parc.
► Optimiser la répartition, la gestion de la demande et le contrôle coordonné de la « production, du réseau, de la charge et du stockage » au sein du parc en utilisant une plateforme comme lien central ; utiliser la plateforme comme fenêtre pour le commerce de l'énergie et du carbone à l'extérieur et pour accepter l'approvisionnement direct en électricité verte.
Construire un système énergétique intégré pour planifier, construire et exploiter de manière uniforme les installations énergétiques du parc, réduisant les investissements énergétiques, abaissant les coûts énergétiques et diminuant les émissions de carbone régionales.
Solutions énergétiques intégrées - Avantages du système
Systèmes plus sûrs : Technologie de détection d'arc CC intelligente, protection active contre les arcs et coupure de courant au milliseconde ; conceptions de sécurité active multiples + système de protection contre les incendies en pyramide pour renforcer la sécurité du stockage d'énergie ; conscience de situation globale 3D pour une alerte précoce intelligente des équipements centraux.
Alimentation électrique plus fiable : Capacité de passage en haute/basse tension avec support de puissance réactive de 30 ms et réponse de 1 s pour la répartition AGC/AVC ; capacité de démarrage à noir de quelques minutes et commutation sans faille entre les modes connecté au réseau et îlot ; application de méthodes de contrôle telles que l'inertie virtuelle et le contrôle prédictif de modèle pour atteindre la stabilité du système de microréseau.
Coût de l'électricité normalisé plus bas : Un modèle d'optimisation à deux couches permet une configuration optimale et une répartition optimisée de la capacité du système de microréseau ; augmentation du volume de charge/décharge de ≥ 8 % ; suivi M♦♦T atteint une efficacité système de 99,9 % ; contrôle dynamique de la demande + technologies de contrôle coordonné diversifiées améliorent les revenus du microréseau.
Exploitation et maintenance plus intelligentes : Classification stricte des types de défauts, alarmes de défauts intelligentes et gestion globale des défauts ; création anticipée et association automatique des ordres de travail d'exploitation et de maintenance avec plusieurs modes de notification ; stockage permanent des informations d'alarme pour le stockage des mégadonnées et la localisation rapide des données.
Fournir des produits et technologies à haute sécurité, haute fiabilité, hauts revenus et plus intelligents.
Solutions énergétiques intégrées - Production : Sources d'énergie distribuées + Approvisionnement direct en électricité verte
Système d'approvisionnement en énergies nouvelles : Tirer parti des solutions PV distribuées et des solutions d'énergie éolienne décentralisée de CRRC Zhuzhou Institute pour créer un système d'approvisionnement en énergies nouvelles distribuées au sein du parc ; tirer parti des solutions PV centralisées et des solutions d'énergie éolienne centralisée de CRRC Zhuzhou Institute pour créer des bases d'énergie éolienne et solaire centralisées à l'extérieur du parc pour un approvisionnement direct en électricité verte. Le système d'approvisionnement en énergies nouvelles réduit les coûts énergétiques et les émissions de carbone au sein du parc, jetant ainsi des bases solides pour la création d'un parc industriel zéro carbone.
Les sources d'énergie distribuées au sein du parc et l'approvisionnement direct en électricité verte à l'extérieur du parc réduisent les achats d'électricité du réseau et créent un parc industriel zéro carbone.
Solutions énergétiques intégrées - Réseau : Microréseau CA
Une solution de mise en réseau CA qui intègre fortement le système de production-réseau-charge-stockage, garantissant une alimentation électrique stable et une rentabilité grâce à des modes de commutation jour/nuit.
Solutions énergétiques intégrées - Réseau : Microréseau CC
Le routeur de puissance prend en charge l'accès CA/CC, multiports et multitensions, servant d'équipement central pour la construction de microréseaux hybrides CA/CC. Il permet des fonctions clés telles que la collecte, la transmission, le stockage et la distribution de puissance au sein du système, améliorant considérablement l'efficacité opérationnelle.
♦ Accès simplifié pour la production, la charge et le stockage : Fournit des solutions de mise en réseau simplifiées pour plusieurs types d'énergie (éolien, PV, cogénération à pile à combustible), diverses formes de stockage d'énergie et différentes charges, réduisant les pertes de conversion et améliorant l'efficacité de plus de 2 points de pourcentage.
♦ Déploiement élastique préfabriqué : Adopte un schéma d'isolation haute fréquence pour réaliser le « remplacement du cuivre par le silicium », réduisant considérablement le volume et le poids du transformateur, diminuant la surface au sol de plus de 40 % par rapport aux solutions traditionnelles et réduisant les coûts de construction.
♦ Gestion intelligente de la puissance : Contrôle total du flux d'énergie à chaque port, isolation et protection rapides des défauts pratiques et sûres ; services à valeur ajoutée basés sur des systèmes de gestion de l'énergie pour diversifier les sources de revenus.
La solution de microréseau en réseau CC améliore l'efficacité de plus de 2 %, réduit la surface au sol de 40 % et économise 30 % sur les coûts de câblage.
Solutions énergétiques intégrées - Charge : Caractéristiques de la consommation d'énergie industrielle
Caractéristiques de la consommation d'énergie du parc :
Les principaux processus consommateurs d'énergie tels que les cellules d'électrolyse et les fours de torréfaction sont principalement des charges CC, avec une forte proportion de consommation d'énergie CC dans l'ensemble du processus de production de l'aluminium. Les systèmes d'alimentation CA nécessitent une redressement.
La logistique et le transport présentent une tendance à l'électrification, la consommation future d'énergie de transport reposant principalement sur l'électricité, et les bornes de recharge à haute puissance utilisant principalement le CC.
L'électricité générée par les systèmes de production d'énergie nouvelle est en courant continu (CC), qui doit normalement être convertie en courant alternatif (CA) pour l'alimentation électrique.
En réponse aux caractéristiques de charge du parc, adopter un réseau CA/CC, combiné à la production d'énergie CC issue de sources nouvelles, pour fournir une alimentation CC au parc, réduisant ainsi les pertes d'inversion et de redressement et améliorant l'efficacité d'utilisation de l'énergie.
Construire un système de micro-réseau d'alimentation en énergie nouvelle adapté aux caractéristiques de consommation de l'industrie de la production d'aluminium afin de réduire les pertes de conversion d'énergie.
Solutions énergétiques intégrées - Stockage : Systèmes de stockage d'énergie électrochimique
Systèmes de stockage d'énergie du parc : Une gamme complète de produits côté utilisateur, comprenant des armoires de stockage d'énergie distribuées, des conteneurs de stockage d'énergie à grande série et des systèmes en cascade haute tension, couvrant une large plage de tension allant de 400 V à 35 kV. Ces systèmes réduisent les coûts énergétiques dans le parc grâce à l'arbitrage pics-creux, à la gestion de la demande, à la réponse à la demande et à l'expansion dynamique de la capacité, avec des plans pour augmenter les revenus provenant des centrales virtuelles à l'avenir. Ils peuvent également servir de sources d'alimentation d'urgence en cas de besoin, améliorant ainsi la sécurité de l'alimentation électrique.
Construire des systèmes de stockage d'énergie côté utilisateur pour réduire les coûts énergétiques et améliorer la sécurité de l'alimentation électrique.
Solutions énergétiques intégrées - Plateforme de gestion de l'énergie
Réaliser une gestion optimisée de l'énergie intégrée et un fonctionnement économique à faible émission de carbone grâce à des technologies de support telles que le « cloud computing, les mégadonnées, l'Internet des objets, l'Internet mobile, l'intelligence artificielle et la blockchain », réduisant ainsi la consommation globale d'énergie du système du parc de 5 %.
Solutions énergétiques intégrées - Centrales virtuelles/Échange d'électricité verte/Échange de carbone
Centrales virtuelles : La plateforme divise les scénarios de gestion des centrales virtuelles et les fonctions de négoce multiprovince en microservices, s'adaptant à divers types d'équipements et de scénarios commerciaux et étendant de manière flexible l'utilisation des affaires multiprovince.
Échange d'électricité verte : L'énergie nouvelle distribuée peut être agrégée via des centrales virtuelles pour participer à l'échange d'électricité verte.
Échange de carbone : Les actifs carbone, tels que les quotas de carbone et les CCER, auront une valeur marchande et pourront être échangés sur le marché du carbone pour générer des bénéfices.
En construisant une plateforme d'énergie intégrée et en menant des activités telles que l'agrégation de charge et les centrales virtuelles, améliorer l'efficacité globale d'utilisation de l'énergie et élargir les sources de revenus.
Solutions énergétiques intégrées - Certification de neutralité carbone
Elle a détaillé le premier type : déclaration d'engagement de neutralité carbone et le deuxième type : déclaration de réalisation de neutralité carbone.
Les émissions de carbone restantes sont compensées par des quotas de carbone et d'autres moyens pour parvenir à un parc industriel totalement bas carbone/zéro carbone.
Cas d'application
Elle a présenté la situation de l'industrie, un système de micro-réseau hybride CA/CC à quatre lignes pour les semi-conducteurs, le système de micro-réseau intégré PV-ESS de Kunshan Kesen et le système de micro-réseau hors réseau du chantier de construction zéro carbone de Huadian, entre autres.
Enfin, elle a présenté un aperçu de CRRC Zhuzhou Electric Locomotive Research Institute Co., Ltd., y compris son innovation technologique et son aperçu industriel.
