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一個村莊的“碳中和”探索

2021年08月24日 08:03:58 來源: 山西日報

  原標題:【全方位推進高質量發展】一個村莊的“碳中和”探索

  ——芮城縣莊上村以“光儲直柔”技術打造全國首批零碳村

  一家家農戶屋頂上藍色的太陽能電池板熠熠發光,點綴在這座黃河岸邊的小村子里,顯得異常耀眼。

  這個被稱為“光儲直柔”的發電系統,點亮了村民的新生活,照亮了鄉村振興的美景。電磁爐、電飯鍋、電暖氣等電器具替代了傳統的燃氣灶和燃煤取暖設施;縱橫在農田里的電動噴藥機、電動割草機等電動農機具取代了燃油農機;電動三輪車、電動摩托車的蓄電池,閑置時還可以接入“直流微網”充放電,成為調劑電力供應的“能量池”……

  芮城縣陌南鎮莊上村,是農業農村部與聯合國開發計劃署“中國零碳村鎮項目”中首批以新能源追夢“零碳”的項目村,通過發展“光儲直柔”技術,以全面電氣化的零排放為實現“碳中和”作貢獻。

  嫁接天際能量的“日光寶盒”

  走進村民陳永民家,首先看到掛在房檐下一個一尺見方的“直來電”盒子。“這個盒子,我們都叫它‘日光寶盒’。它把太陽光變成了直流電送到了家,我們用電不花錢,多余的電還可以賣錢。”陳永民樂呵呵地說。

  “直來電”設備實際上是一個多端能量路由器,是國臣集團研發的直流配電核心技術。“光伏發電產生的是直流電,在輸送進入居民小區時需要變成交流電,而要供冰箱、電視等家用電器使用時,需要再將交流電變成直流電。我們研發的‘直來電’設備,直流電可直接應用。”國臣集團董事長陳文波說,“直來電”最大的好處是,不用通過逆變器實現交流電并網,再從電網回購;不影響電網的穩定性,不增加變壓器容量;人體不易觸電,實現安全用電;不會出現交流電和直流電交替轉換中的“跑冒滴漏”,提高了能源的使用率……

  在莊上村,每一戶家中,光伏板、“直來電”、儲能設備、家電,構成了“光儲直柔”新型電力系統。電視機、電磁爐、電風扇、石墨烯取暖器、照明燈具、計算機等家用電器,全部采用直流供電。

  “我家煤改電時裝配的3片石墨烯取暖器,每片500W,共1500W。一開啟,電費就噌噌噌往上躥,寧可凍著也舍不得用。去年裝了光伏板后,冬天屋里暖暖和和,還沒有花一分錢電費。”陳永民說。

  去年4月份,陳永民家里安裝了4塊光伏板,共2kW的容量,再配上電儲能和能量路由器,投資1萬元。數據顯示,到今年8月初,陳永民家共發電3142度,直接用電1108.4度,通過儲能充放電1067.1度,網上售電966.5度,6年就可以收回投入成本。按照光伏25年的使用周期,以后每年還可獲得一筆穩定的收入。

  在莊上村,已安裝的27戶家庭又構成一個“分布式光伏+儲能+直流配電+柔性負荷”的村級光儲直柔系統。“白天發電量大,把電儲存到‘儲能電池’隨時使用。誰家用電量少于發電量,誰家發電量少于用電量,直流微網內隨意買賣,自動結算。如果出現連陰天氣,可以直接轉接供電局的大電網,不會影響群眾生活。”陳文波說,整個直流微網也能輸出電能,供給電網進行出售。

  一個小小的“日光寶盒”,把“神話”故事完美演繹成真,把天際能量轉化成人民群眾追求的美好生活。這就是能源革命帶來的新體驗、新生活。

  開啟農村能源革命“實踐路徑”

  “目前村子里納入系統的27戶,去年以來發電量24531.8度,并網電量9693.3度,實現收益9199.4度,節約標煤9813公斤,減排二氧化碳24459公斤。”在“光儲直柔”監控系統的大屏幕上,電力曲線圖不停地波動著。

  這是國臣集團研發的“碳中和駕駛艙”,每家每戶發電、用電量,節約標煤、減排二氧化碳數據都能準確反映。碳數據的可視化,增加了“碳排放”的感知度和對“碳中和”的認知度,也為下一步實現“碳交易”市場化提供了數據支撐。

  這個“碳中和駕駛艙”的領航人,是“光儲直柔”配電系統創始人陳文波。陳文波,芮城莊上村人,國臣集團董事長和技術中心首席專家,致力于低壓直流配電網、高可靠性供電技術的研究工作20年,擁有相關專利20余項。

  雖然低壓直流配電技術在城市電網、市政樓宇和工業企業都已成功應用,但這么多年他心中一直有一個夢想,就是建設一個以直流配電技術為支撐的“零碳村鎮”。

  “低壓直流配電是能源革命的重要支撐技術,而芮城是全國唯一縣級光伏領跑基地,所以從業務發展的角度來看,回家鄉投資直流配電項目確實是最優選項。”陳文波說。

  在運城市“運才興運”專項行動中,芮城縣委書記張建軍“六下南京”與陳文波對接,將這個新能源推進碳中和的技術轉化項目落戶到芮城,成立了山西國臣公司。

  從2019年開始,國臣公司在莊上村免費安裝27戶,開始了基于低壓直流配電技術的“光儲直柔”系統試點工作。經過兩年的運行,以及反復試驗和數據對比,該系統體現出了安全、可靠、綠色等特點,老百姓也普遍使用良好。

  “這27戶數據證明,每戶裝上10片光伏板,共5kW,就可以自給自足。一戶安裝10kW,全村就產生2兆瓦的電量,就有一半的電力供應到國家電網,供應到城市和工業生產中。”陳文波說,農村將從供電末梢變成供電初始端,從用電者變成供電者。

  能源革命關鍵是技術革命,“光儲直柔”這一新型的分布式“能源微網”突破了技術壁壘,真正讓“電從屋頂來”,實現了生產和消納的完美融合。

  從實驗到實施,“莊上模式”開啟了從理論樣板到路徑實踐的轉換。據悉,從今年10月份開始,“光儲直柔”將在全村進行逐步全覆蓋,真正向“零碳村”邁進。

  樂享零碳鄉村的幸福時光

  南瞰黃河,水寬岸美放眼量;北望中條,群山巍巍滿目翠。置身于莊上村山崖之上,環顧四野,身心舒展,心曠神怡。

  莊上村處于黃河北岸古浢津渡口之上,是一個擁有悠久歷史的村落。村里至今還保留著古槐樹、古廟宇、古窯洞、古代書院等。去年,山西國臣公司把村民的廢舊窯洞,打造成以古村落為中心的“零碳文旅景區”。如今,20余孔修葺一新的古窯洞,保留了黃河岸邊的窯洞文化和風情風味;精心打造的“零碳生活”區,把廚房和住宿的能源需求都取之于“太陽”。這里,每天都吸引著百余名游客前來觀光休閑體驗,也帶動了10余名村民在家門口實現了創業就業。

  “零碳村”也賦予以新能源為主的鄉村振興新內涵。

  “我們每年能省3000元以上的電費和燃油開支。”正在用電力除草機除草的村民陳九紅給記者算了一筆賬,冬季取暖和平時用電不用花錢,現在電動三輪摩托、電動除草機等電動設備不用花錢加油。家里不再有柴火和煤炭堆積,干干凈凈,舒舒服服。

  一些在外打工的村民開始了新盤算。村干部告訴記者,今年年底,全村要打造出零碳景區不夜城吸引游客,還會以低電價吸引企業入駐,大家都想沾個光。“產業興旺生態宜居的美好生活近在咫尺,想著都激動。”村民陳九紅興奮地說。

  實踐證明,“光儲直柔”將是實現“碳達峰”、“碳中和”目標新的技術路徑。去年以來,清華大學教授、中國工程院江億院士碳中和研究團隊,西安交通大學教授、中國科學院院士王錫凡團隊,雄安新區配電專家團隊,以及國家電網公司、全國各省市電網公司和相關新能源企業100余家,先后到莊上村體驗“光儲直柔”這一新型電力系統,并給予很高的評價。

  “‘光儲直柔’能有效解決村民取暖問題,會極大減少政府清潔取暖的財政補貼。”前來參觀學習的政府官員也贊嘆道。

  見遠,行更遠。“從今年開始,芮城縣農村將全面復制‘莊上模式’,按照測算,全縣五年之內將會實現碳峰值,2035年將實現碳中和,有可能成為全國第一個‘碳中和’縣份。”陳文波說,“實現‘碳中和’,將為芮城帶來重大的產業結構調整機遇,新能源相關產業也將成為縣域經濟的發展方向。”(李寧波 方平 解世強)

[編輯: 王俊玲 ]
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