ABB:技术和创新 为能源转型注入新动能
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2021 年下半年,一场措手不及的限电潮席卷全国。不管是煤炭价格上涨引发电力供应紧张,还是风电骤减导致电网安全面临挑战,亦或是能耗双控凸显能源供需矛盾,无一不是在提醒我们:传统能源结构转型升级刻不容缓,新能源产业创新发展亟待加速推进。
“但与欧美等早期工业化国家从煤炭到石油、天然气再到可再生能源的能源转型之路同,迫于时间和现状的约束,要实现双碳目标,中国必须从国情出发,走本地创新的道路,实现从传统化石能源向新能源的平滑过渡,助益我国经济社会的可持续发展。”ABB 中国发电与水行业负责人欧阳彤开诚布公地谈到。
ABB 中国发电与水行业负责人 欧阳彤
面对这一趋势,ABB 以数字化、自动化、电气化技术为核心,依托ABB 在全球能源转型和可持续发展领域的技术积淀,整合覆盖传统化石能源转型升级,综合能源调度优化、氢能及新能源开发利用、碳减排以及碳捕捉等创新技术,为能源工业转型注入源源不断的动力。
优化电厂锅炉燃烧 传统能源转型新路径
作为目前世界上少数几个以煤炭为主要能源的国家,虽然未来的发展方向是构建以新能源为主体的能源系统,但一段时间内,燃煤火电依然要发挥压舱石、稳定器的作用,这对保障电力安全、为可再生能源提供调峰灵活度方面将发挥不可或缺的作用。
如此一来,煤电产业该如何实现绿色转型呢?在欧阳彤看来,通过技术创新对燃煤电厂进行锅炉燃烧优化,提升锅炉的燃煤效率,不失为降低发电煤耗的有效举措。然而,实现锅炉燃烧优化的前提是获得炉膛温度场的监测数据。欧阳彤分享到:“炉膛温度场是锅炉燃烧过程中需要监测的重要参数,直接关系到锅炉的燃烧安全与效率,影响污染物的生成和排放量。但由于锅炉燃烧是复杂的热交换过程,燃烧工况很不稳定,直接且精确地对炉膛温度场进行测量一直是行业内的一个难点。
两年前,ABB 发布了ABB Uvisor Pyro火焰检测仪表。该产品在常规火焰检测功能之外,还可以进行温度测量,目前在国内多个电厂近20 台机组得到成功应用。过去两年,为攻克炉膛温度场测量的难题,ABB 开发了针对国内不同形式锅炉温度场的模型,与Uvisor Pyro 火焰检测仪表结合起来,同时又增加了分析的功能,从而成为一套完整的炉膛温度场分析系统 。经过在国内多个电厂示范项目上的实施和验证,ABB 在今年的进博会上正式发布了这一新系统——ABB Ability TM 炉膛温度场分析系统 ,用于对炉膛温度场进行直接准确的测量和分析, 所测得的参数可以作为锅炉燃烧优化的输入, 从而有效支持燃煤机组的深度调峰和燃烧优化,帮助提升锅炉燃烧的安全性、稳定性和效率,推进发电行业低碳转型,促进节能减排目标的实现。
当然,用电侧的能源和能耗管理对传统电厂实现绿色低碳转型同样重要,ABB 也可以提供先进的技术支撑。ABB AbilityTM Optimax 能源管理系统涵盖了从虚拟电厂到微电网,从供热、供冷、供水管理以及到碳排放管理的高效调度控制和优化。 “它既是一个能源管理系统,也是一个应用平台,未来我们还会增加关于碳捕捉方面的模块,通过这套系统,用户可以有效监视和管理电厂的用电、用气、燃料以及用水的情况。”欧阳彤补充道。
攻克绿氢关键技术 新能源革命加速推进
在新能源领域,氢能作为一种清洁灵活的能源载体,具有零污染、高效率、来源丰富、用途广泛等优势,将为能源转型带来更具革命性的突破。
ABB 通过提供一体化的电气、控制、仪表和数字化解决方案帮助整个氢能价值链实现价值最大化,提高效率和生产力。我们正在与全球范围内的行业和政府合作,推进氢能项目、技术、政策和资金支持。在中国,ABB 专注于绿氢生产领域,确保氢气生产实现从发电到制氢的全绿色产业链,真正做到零碳排。
“绿色制氢的核心是电解水,这其中有一个非常关键的技术难点在于大功率整流器。”欧阳彤解释说,电解水生产需要整流设备提供足够而稳定的直流电流作为能源,随着制氢规模的增大,用电量增大,整流设备产生的谐波将对电网带来冲击,影响整个电力系统的安全、稳定运行。“大功率整流设备可以在满足电解水制氢工艺要求的同时,大幅提高电能质量。”
作为电力电子领域的全球领导者,ABB为电解水制氢开发了高功率低谐波整流器,与此同时ABB 还在中国建立生产线实现本地化生产,为客户大大降低了投资成本。如今,ABB 正在积极与客户和合作伙伴一道,进行技术开发和技术集成,加速氢能的广泛应用。在中国,ABB 与中船集团旗下的派瑞氢能科技公司合作电气与控制解决方案,降低电解制氢运营成本,实现高效、低成本生产; 在意大利,ABB 正在与瑞士公用事业公司Axpo 合作开发模块化绿氢电厂,通过创建最佳运行模式,生产价格合理的绿色氢气。在法国,ABB 为100% 绿色氢生产商和供应商Lhyfe 的第一个生产厂提供了Freelance 分布式控制系统和ABB AbilityTM 制造运营管理数字化平台。ABB 还与加拿大可持续能源转换公司Hydrogen Optimized合作,共同探索开发与电网连接的大规模绿色氢生产系统,以提供清洁、可持续和经济的能源载体。
提升项目全生命周期效率 实现更可持续的运营
除了在产品和解决方案上的创新,ABB还在项目管理和执行上不断寻求创新和优化。ABB AbilityTM Adaptive Execution 是ABB 推出的全新的项目执行方法,能够提供可量化的改进效果。它通过模块化和标准化、集成项目管理工具、集成的基础设施、数字化应用等,结合ABB 技术和专家团队,提供一个完整的、优化的项目执行和运营体验,服务于大型工程项目的各个参与方,帮助项目在整个生命周期实现更高效的流程和更可持续的运营。
欧阳彤举例说: “面对一个新的项目,我们可以借助于ABB AbilityTM Adaptive Execution,选择适合的模块,对出厂验收、现场调试等工作全部采用虚拟仿真技术,在保证工程定制化、可靠性的同时大幅缩短制造周期和现场服务时间。”
据欧阳彤透露,目前ABB 已在全球多个大型项目中采用ABB AbilityTM Adaptive Execution 项目执行方法进行项目管理,未来,ABB 还将把该业务模式推广至各大总包商和客户,共同推进绿色低碳运营。
改善自身运营模式 低碳运营赋能绿色制造
事实上,除了聚焦产业链能源转型和技术创新之外, ABB 也不断通过改善运营模式,降低自身碳排放。ABB 去年发布了 2030 年可持续发展战略,将绿色化、低碳化、循环化理念融入全球运营和整个价值链中。我们的目标是到2030 年实现自身运营碳中和,使80% 的产品和解决方案实现可循环,并帮助客户通过ABB 技术每年减少1 亿吨的二氧化碳排放。
ABB 还公布了详细的碳中和实现路径,例如到2030 年,ABB 所用电力将去全部来自可再生能源,超过1 万辆公司用车全部实现电气化,并进一步部署能源管理体系提升能效。ABB 还通过在全球部署废弃物减量和回收计划,大幅减少垃圾填埋和生态足迹——目前,已有近40% 的ABB 工厂和办公场所实现废弃物零填埋。
ABB 每年都会对其全球范围内的每一家工厂、每一个分公司和办事处提出能耗指标。在中国,随着 “双碳”目标的提出和能源转型的持续推进,ABB 各家企业正在以2030年实现碳中和为目标,积极推动绿色低碳发展。目前,ABB 已有三家企业被国家工信部评为“国家级绿色工厂”,并有多家企业通过国际ISO50001 能源管理体系认证,将运营中的温室气体排放减少50%。 ABB 在上海浦东投资建设的全球最大的机器人生产工厂,将实现用机器人制造机器人,通过这种全面的数字化、智能化技术应用,实现绿色低碳制造。从拉闸限电到能耗双控,从双碳目标到绿色发展,我国能源工业已经进入转型升级“快车道”。ABB 将藉由可持续发展领域积累的技术优势,通过本地再研发再制造,和中国的合作伙伴一道加速能源革命进程,共同构建绿色、智能的美好未来。
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