海报储能 | “储能+港口”神操作!成本狂降30%!
2024-11-11 18:11 海报新闻
近日,荷兰Hollandse Kust Noord海上风电场的首批浮式光伏模块已抵达阿姆斯特丹港,计划于2025年在风电场内完成组装和安装。
据了解,该浮式光伏系统是世界上第一个在高波浪中经过验证的海上太阳能光伏发电系统,可承受13米高的海浪以及110公里/小时的飓风。同时了解到,HKN项目融合了多种低碳技术,计划结合浮式光伏设备以及短时储能电池。
说白点,这是一个“海上风电+海上光伏+电池储能+绿色制氢”超级混合体。其实,这不是第一例用上储能的港口。2021年4月,国内首套岸电储能一体化系统在江苏连云港建成投运。今年,浙江省首个低碳码头示范工程,国家电网宁波舟山港梅山风光储一体化项目也顺利投运。那么,为何储能开始在港口广泛应用?储能+港口能成为下个风口吗?
要了解储能+港口模式,首先得知道“港口岸电”这个词。要知道,港口是用电大户,随着港口规模的不断扩大,其对电能的消耗也得到越来越多的关注。港口主要用电负荷集中在大功率、长时间工作的设备。
港口岸电是指港口设施、靠泊船舶采用电力作为主要能源的一种绿色能源消费模式,主要分为港口油改电和船舶岸电两种形式。其中,港口油改电是将原本由柴油机提供动力的港口主要大型装卸机械设备,如岸边桥吊、堆场龙门吊等,改造成由电力提供动力的电动机械设备。而船舶岸电则是在船舶停靠码头时,停止使用船上的燃油发电机,改用由码头提供的供电系统为船舶供电。
船舶岸电系统主要由岸基供电系统、船岸连接系统和船载受电系统构成。岸电的接入过程简单来说,就是岸基上的高压电源经过变压器转换为低压电后,通过一系列设备被接入停靠的船舶供其使用。以电压1KV为分界线,岸电系统分为高压岸电系统和低压岸电系统,不同国家和地区采用的电压等级有所不同。
随着“双碳”目标的提出,船舶岸电的推广是一个大趋势。然而,伴随着船舶岸电的大范围应用,问题也随之而现。港口用电设备日益电力电子化,且伴随大量冲击性负荷,这对配网电压质量构成了严峻挑战,导致电压波动与闪变频发,供配电网络效率大打折扣。尤其在燃油价格低迷时,岸电的经济优势并不明显,其发展因此受到诸多限制。储能,在这个时候就派上了用场。
简单来看,它如同一只“巨型充电宝”,在低谷电价时段将电能储存于蓄电池中,待岸电需求高峰时释放。这一技术不仅有效缓解了电网的峰谷矛盾,实现了电能的“削峰填谷”,还进一步降低了船舶使用岸电的成本,为岸电的广泛应用提供了有力支持,推动了港口能源利用的更加高效与环保。
具体来看,储能+港口的优势还是很突出的。
提高电能质量和供电可靠性
平抑负荷波动:港口用电设备大量电力电子化,且存在冲击性负荷,这会对配网电压质量造成严重影响,导致电网电压波动和闪变现象。储能系统能够平抑岸电等尖峰负荷以及电压波动,直接过滤电网“噪音”,提升港口电网的电能质量。
备用电源:储能系统可以作为备用电源,在港口供电网络出现电力供应不足或电网断电故障时,为港口提供可靠保障。这避免了因突然失电而造成的船侧设备故障,提高了岸基供电系统的供电可靠性。
推动绿色港口建设
船舶停靠港口作业期间,需要开动船上的辅助发电机发电以提供必要的动力,由此会产生大量的有害物质排放。
曾有人计算过,一艘中型集装箱船一天排放的PM2.5污染物即相当于50万辆国IV货车一天的排放量,占整个船舶运行过程中污染物排放的70%,造成港口污染。
使用岸电储能系统提供电能,可以替代船舶自备辅助发电机,从而减少船舶靠港期间的碳排放,改善港口及所在城市的空气质量。
据资料显示,我国港口船舶辅机发电年消耗燃料油高达70万吨,且辅机发电在港口总碳排量中占比高达40%~70%,具体比例因货物种类而异。设想一下,如果全部采用岸电取代辅机燃油发电,那么港口的环境污染将得到显著改善。据估算,年排放量中,氮氧化物将至少减少47665吨,二氧化硫将至少减少37800吨,可吸入颗粒物PM10将至少减少2214吨。
更重要的是,储能+港口在一定程度上促进了新能源消纳,正如开头所提到的,Hollandse Kust Noord海上风电场“风+光+储能”发电系统能够充分利用港口的地理优势,利用海边的风能和太阳能进行发电,对港区内负荷进行供电。同时,储能系统可以对太阳能发电和风力发电的功率波动进行有效的平抑,改善电网对新能源的消纳能力。
实现经济效益
业内曾做过这样一个计算,以正常停靠码头的标准货轮为例,一般船上有3台880千瓦辅机,停靠码头后会启用1~2台,全年靠泊连云港的货轮辅机使用约2000小时,消耗重油、轻油等油料约780吨,需支出约396万元。而使用岸电则能大幅节省能源费用。
根据测算,连云港港9个泊位的岸电使用单价是0.9元/千瓦时,在岸电储能一体化系统投运后,岸电使用单价将降至0.7元/千瓦时,与使用燃油相比,船舶靠港期间的运行成本可再降低30%左右。具体来看,港口用电采用峰谷差价进行计费,白天为高峰电价,负荷作业多在此时段;晚上为低谷电价,负荷作业时间相对较短。储能系统能够在低谷电价时将电能储存起来,在高峰电价时释放电能供港口使用,实现峰谷电能的转移,为港口节约大量用电成本。
与此同时,港口主要用电负荷集中在大功率、长时间工作的设备,这些设备在制动过程中会产生大量的电能。储能技术能够回收这些制动能量,并将其存储起来再利用,达到节能和改善电能质量的目的。
储能+港口的广泛应用
早在2022年5月20日,交通运输部印发《扎实推动“十四五”规划交通运输重大工程项目实施工作方案》。方案指出,“十四五”时期,以营运交通工具动力革命和低碳基础设施建设运营为重点,强化交通基础设施对低碳发展有效支撑,在高速公路和水上服务区、港口码头、枢纽场站等场景建成一批“分布式新能源+储能+微电网”智慧能源系统工程项目;支持新能源清洁能源营运车船规模应用。
2023年12月4日,交通运输部发布《关于加快智慧港口和智慧航道建设的意见》。意见指出,要加强数字赋能绿色发展。推进港口岸电信息系统建设,提高岸电服务水平和岸电使用监管能力。鼓励“光伏+”储能、“风电+”储能等清洁能源多能互补及设备迭代升级。
据不完全统计,我国已有多个“储能+港口”的实际应用,悄悄的“成长”,然后惊艳所有人。
2021年,国内首套岸电储能一体化系统在江苏连云港建成投运。
2024年8月,浙江省首个低碳码头示范工程——国家电网宁波舟山港梅山风光储一体化项目顺利投运。
2024年10月,全国首个“零碳港口” 在山东港口潍坊港建成。
储能与港口的深度融合,正引领着绿色港口建设的新潮流。通过储能系统的灵活应用,港口不仅能够实现对电能的优化调度与高效利用,还能显著降低船舶靠泊期间的碳排放,推动港口向低碳、环保方向转型。未来,随着储能技术的不断成熟与创新,港口将拥有更加清洁、可靠、经济的能源供应体系,为全球绿色航运事业注入新的活力与动力。