16 апреля на 20-й конференции алюминиевой промышленности и выставке алюминиевой промышленности AICE 2025 SMM (Alumina and Aluminum Raw Materials Forum), организованной компаниями SMM Information & Technology Co., Ltd. (SMM), SMM Metal Trading Center и Shandong Aisi Information Technology Co., Ltd., а также совместно организованной компаниями Zhongyifeng Jinyi (Suzhou) Technology Co., Ltd. и Lezhi County Qianrun Investment Promotion Service Co., Ltd., И Кан, директор по решениям в области промышленного и коммерческого энергохранения в интегрированном энергетическом подразделении CRRC Zhuzhou Electric Locomotive Research Institute Co., Ltd., подробно рассказал о том, как новые энергетические предприятия могут содействовать низкоуглеродной трансформации «зеленой» электроэнергии.
Контекст и значение
► Контекст развития
На 75-й сессии Генеральной Ассамблеи ООН Генеральный секретарь Си Цзиньпин заявил: «К 2030 году Китай достигнет пика выбросов углерода, а к 2060 году — углеродной нейтральности».
В «Плане действий по энергосбережению и сокращению выбросов углерода на 2024—2025 годы» Государственного совета установлена цель достижения к 2025 году уровня потребления неископаемой энергии примерно в 20% и определены 27 ключевых задач в рамках 10 основных направлений, включая энергосбережение и сокращение выбросов углерода в таких отраслях, как сталелитейная, нефтехимическая и химическая промышленность.
«Двойная цель по углероду 30/60» и «энергосбережение и сокращение выбросов углерода» в Китае
11 марта 2025 года Министерство промышленности и информатизации и десять других ведомств выпустили «План реализации высококачественного развития алюминиевой промышленности (2025—2027 годы)».
К 2027 году доля производственных мощностей, превышающих базовый уровень энергоэффективности в алюминиевой промышленности, возрастет до более чем 30%, а доля использования чистой энергии превысит 30%.
Ускорение строительства промышленных парков с нулевым уровнем выбросов углерода станет одним из ключевых направлений реализации точного сокращения выбросов и достижения целей по пику выбросов углерода и углеродной нейтральности.
Под влиянием как политики, так и спроса ускоряется строительство промышленных парков с нулевым уровнем выбросов углерода.
Национальные и местные политики подчеркивают важность строительства промышленных парков с нулевым уровнем выбросов углерода, при этом 2025 год обозначен как «первый год строительства промышленных парков с нулевым уровнем выбросов углерода».
► Контекст применения
Проблемы в алюминиевой промышленности
Алюминиевая промышленность характеризуется высоким энергопотреблением, высокими выбросами углерода и низкой эффективностью использования энергии.
Необходимо использовать интегрированные энергетические системы для создания промышленных парков алюминиевой промышленности с нулевым уровнем выбросов углерода.
► Интегрированные энергетические системы для промышленных парков с нулевым уровнем выбросов углерода
Промышленные парки с нулевым уровнем выбросов углерода: эти парки направлены на достижение «нулевых выбросов углерода» путем компенсации всех выбросов углерода за счет совместных усилий многих заинтересованных сторон по всей промышленной экосистеме, поддерживаемых технологиями чистой энергии, рециклингом углерода и хранением и обменом энергии на протяжении всего жизненного цикла планирования, строительства и эксплуатации парка.
Основой промышленных парков с нулевым уровнем выбросов углерода является создание интегрированных энергетических систем, основанных в первую очередь на возобновляемых источниках энергии.
Интегрированные энергетические системы для промышленных парков с нулевым уровнем выбросов углерода: их особенности включают в себя интеграцию таких технологий, как выработка электроэнергии из новых источников, диверсифицированное хранение энергии и рециклинг углерода в рамках системы на основе подхода, основанного на взаимодополняемости различных видов энергии, с учетом различных моделей нулевого уровня выбросов углерода, таких как углеродная нейтральность и рециклинг углерода, на внешнем уровне. Это позволяет осуществлять комплексное планирование и координацию спроса и предложения энергии в рамках парка.
Интегрированные энергетические системы обеспечивают надежную поддержку строительству низкоуглеродных промышленных парков.
Создавайте интегрированные энергетические системы, основанные на возобновляемых источниках энергии и взаимодополняющих различные виды энергии, для создания промышленных парков с нулевым уровнем выбросов углерода.
► Значение промышленных парков с нулевым уровнем выбросов углерода
Энергосбережение и сокращение потребления: предприятия могут снизить затраты на энергию, повысить эффективность и конкурентоспособность за счет управления и оптимизации использования энергии и создания распределенных энергетических систем.
Сокращение выбросов углерода: предприятия могут снизить выбросы углерода, улучшить экологические показатели и решить проблему «углеродного тарифа» за счет увеличения использования «зеленой» электроэнергии и прямых поставок «зеленой» электроэнергии.
Стабильное электроснабжение: предприятия могут повысить надежность и устойчивость к стихийным бедствиям своего электроснабжения, а также эффективность производства за счет диверсификации источников энергии и развертывания систем хранения энергии.
Промышленные парки с нулевым уровнем выбросов углерода изменяют конкурентоспособность алюминиевой промышленности на протяжении всего ее жизненного цикла.
Системные решения
Интегрированные энергетические решения — общая архитектура для полного жизненного цикла решений промышленных парков с нулевым уровнем выбросов углерода
Завершить строительство промышленных парков с нулевым уровнем выбросов углерода на протяжении всего их жизненного цикла путем предварительного инвентаризации и планирования, среднесрочного внедрения и последующей сертификации.
Интегрированные энергетические решения — инвентаризация углерода и планирование углеродной нейтральности
Провести инвентаризацию углерода для существующих промышленных парков или оценить выбросы углерода для предлагаемых парков, а также спланировать и реализовать пути сокращения выбросов углерода на основе результатов инвентаризации.
Интегрированные энергетические решения — интегрированные энергетические решения
Интегрированные энергетические системы
► Создать интегрированную энергетическую систему для «выработки, сети, нагрузки, хранения и управления» в рамках парка.
► Оптимизировать диспетчеризацию, управление спросом и скоординированное управление «выработкой, сетью, нагрузкой и хранением» в рамках парка с использованием платформы в качестве основного звена; использовать платформу в качестве окна для торговли энергией и углеродом на внешнем рынке и для получения прямых поставок «зеленой» электроэнергии.
Создать интегрированную энергетическую систему для единого планирования, строительства и эксплуатации энергетических объектов парка, снижения затрат на энергию, снижения стоимости энергии и сокращения региональных выбросов углерода.
Интегрированные энергетические решения — преимущества системы
Более безопасные системы: технология интеллектуального обнаружения постоянного тока, активная защита от дуги и отключение электроэнергии на уровне миллисекунд; множество активных конструкций безопасности + пирамидальная система противопожарной защиты для усиления безопасности хранения энергии; трехмерное комплексное осведомленность о ситуации для интеллектуального раннего предупреждения о неисправностях основного оборудования.
Более надежное электроснабжение: возможность прохождения через высокое/низкое напряжение с поддержкой реактивной мощности в течение 30 мс и реагирование в течение 1 с на диспетчеризацию AGC/AVC; возможность черного пуска на уровне минут и бесшовное переключение между режимами подключения к сети и автономной работы; применение таких методов управления, как виртуальная инерция и управление, основанное на модели прогнозирования, для достижения стабильности системы микросети.
Более низкая средневзвешенная стоимость электроэнергии: двухслойная оптимизационная модель обеспечивает оптимальную конфигурацию и оптимизированную диспетчеризацию мощности системы микросети; объем зарядки/разрядки увеличен на ≥8%; отслеживание M♦♦T обеспечивает 99,9% эффективность системы; динамическое управление спросом + диверсифицированные скоординированные технологии управления повышают доходность микросети.
Более интеллектуальная эксплуатация и техническое обслуживание: строгая классификация типов неисправностей, интеллектуальные сигналы тревоги о неисправностях и общее управление неисправностями; предварительное создание и автоматическое связывание заказов на эксплуатацию и техническое обслуживание с несколькими режимами уведомления; постоянное хранение информации о сигналах тревоги для хранения больших данных и быстрого определения местоположения данных.
Предоставлять высокобезопасные, высоконадежные, высокодоходные и более интеллектуальные продукты и технологии.
Интегрированные энергетические решения — выработка: распределенные источники энергии + прямые поставки «зеленой» электроэнергии
Новая система энергоснабжения: использовать распределенные фотоэлектрические решения и децентрализованные ветроэнергетические решения CRRC Zhuzhou Institute для создания распределенной системы энергоснабжения из новых источников в рамках парка; использовать централизованные фотоэлектрические решения и централизованные ветроэнергетические решения CRRC Zhuzhou Institute для создания централизованных ветроэнергетических и солнечных электростанций за пределами парка для прямых поставок «зеленой» электроэнергии. Новая система энергоснабжения снижает затраты на энергию и выбросы углерода в рамках парка, закладывая прочную основу для создания промышленного парка с нулевым уровнем выбросов углерода.
Распределенные источники энергии в рамках парка и прямые поставки «зеленой» электроэнергии за пределами парка снижают закупки электроэнергии из сети и создают промышленный парк с нулевым уровнем выбросов углерода.
Интегрированные энергетические решения — сеть: переменный ток
Решение по сетевому подключению переменного тока, которое высоко интегрирует систему «выработка-сеть-нагрузка-хранение», обеспечивая стабильное электроснабжение и экономическую эффективность за счет режимов переключения днем и ночью.
Интегрированные энергетические решения — сеть: постоянный ток
Силовой маршрутизатор поддерживает доступ переменного/постоянного тока, многопортовый и многонапряженный доступ, выступая в качестве основного оборудования для создания гибридных микросетей переменного/постоянного тока. Он обеспечивает такие ключевые функции, как сбор, передача, хранение и распределение электроэнергии в рамках системы, значительно повышая операционную эффективность.
♦ Упрощенное подключение для выработки, нагрузки и хранения: предоставляет упрощенные сетевые решения для различных видов энергии (ветроэнергия, фотоэлектрика, когенерация топливных элементов), различных форм хранения энергии и различных нагрузок, снижая потери при преобразовании и повышая эффективность более чем на 2 процентных пункта.
♦ Сборка с возможностью эластичного развертывания: использует схему высокочастотной изоляции для достижения «замены меди кремнием», значительно снижая объем и вес трансформатора, уменьшая площадь занимаемого пространства более чем на 40% по сравнению с традиционными решениями и снижая затраты на строительство.
♦ Интеллектуальное управление электроэнергией: полный контроль за потоком энергии на каждом порту, удобная и безопасная быстрая изоляция неисправностей и защита; дополнительные услуги на основе систем управления энергией для диверсификации источников дохода.
Решение по сетевому подключению микросети постоянного тока повышает эффективность более чем на 2%, сокращает площадь занимаемого пространства на 40% и экономит 30% затрат на кабели.
Интегрированные энергетические решения — нагрузка: характеристики промышленного энергопотребления
Характеристики энергопотребления парка:
Основные энергоемкие процессы, такие как электролитические ванны и обжиговые печи, в основном являются постояннотоковыми нагрузками, при этом доля потребления постоянного тока в процессе производства алюминия высока. Системы электроснабжения переменного тока требуют выпрямления.
В области логистики и транспорта наблюдается тенденция к электрификации, при этом будущее потребление энергии в транспорте в основном будет зависеть от электроэнергии, а высокомощные зарядные стойки в основном будут использовать постоянный ток.
Электроэнергия, вырабатываемая системами генерации электроэнергии из новых источников, является постоянным током, который обычно требуется преобразовать в переменный ток для электроснабжения.
В ответ на потребительские характеристики парка предлагается использовать сетевую связь постоянного/переменного тока в сочетании с генерацией постоянного тока из новых источников для обеспечения парка электроэнергией постоянного тока, что позволяет снизить потери при преобразовании и выпрямлении и повысить эффективность использования энергии.
Создать микросетевую систему электроснабжения из новых источников энергии, адаптированную к потребительским характеристикам алюминиевой промышленности, для снижения потерь при преобразовании электроэнергии.
Комплексные энергетические решения — накопление: электрохимические системы накопления энергии.
Системы накопления энергии в парке: полный спектр продуктов для потребителей, включая распределенные шкафы накопления энергии, большие контейнеры накопления энергии и высоковольтные каскадные системы, охватывающие широкий диапазон напряжений от 400 В до 35 кВ. Эти системы снижают затраты на энергию в парке за счет арбитража пиковых и низких нагрузок, управления спросом, реагирования на спрос и динамического расширения мощности, с планами увеличения доходов от виртуальных электростанций в будущем. Они также могут служить в качестве источников резервного электроснабжения при необходимости, повышая безопасность электроснабжения.
Создать системы накопления энергии для потребителей для снижения затрат на энергию и повышения безопасности электроснабжения.
Комплексные энергетические решения — платформа управления энергией.
Обеспечить оптимальную диспетчеризацию комплексной энергии и низкоуглеродную экономическую эксплуатацию с помощью вспомогательных технологий, таких как «облачные вычисления, большие данные, Интернет вещей, мобильный интернет, ИИ и блокчейн», снизив общее потребление энергии в системе парка на 5%.
Комплексные энергетические решения — виртуальные электростанции/торговля зеленой электроэнергией/торговля углеродными единицами.
Виртуальные электростанции: платформа разделяет сценарии управления виртуальными электростанциями и функции торговли между несколькими провинциями на микросервисы, адаптируясь к различным типам оборудования и бизнес-сценариев и гибко расширяя использование бизнеса между несколькими провинциями.
Торговля зеленой электроэнергией: распределенная энергия из новых источников может быть агрегирована через виртуальные электростанции для участия в торговле зеленой электроэнергией.
Торговля углеродными единицами: углеродные активы, такие как квоты на выбросы углерода и CCER, будут обладать товарной стоимостью и могут торговаться на углеродном рынке для получения прибыли.
Путем создания комплексной энергетической платформы и ведения бизнеса, такого как агрегирование нагрузок и виртуальные электростанции, повысить общую эффективность использования энергии и расширить источники доходов.
Комплексные энергетические решения — сертификация углеродной нейтральности.
В нем подробно рассматриваются первый тип: декларация о приверженности углеродной нейтральности и второй тип: декларация о достижении углеродной нейтральности.
Оставшиеся выбросы углерода компенсируются за счет квот на выбросы углерода и других средств для достижения полностью низкоуглеродного/нулевого углеродного промышленного парка.
Примеры применения.
В нем представлены отраслевой статус, четырехлинейная гибридная микросетевая система постоянного/переменного тока для полупроводников, интегрированная микросетевая система Kunshan Kesen PV-ESS и автономная микросетевая система нулевоуглеродной строительной площадки Huadian, среди прочего.
Наконец, представлен обзор CRRC Zhuzhou Electric Locomotive Research Institute Co., Ltd., включая его технологические инновации и обзор промышленности.
