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为印尼海岛量身定做箱式小水电站

2024-07-18 08:57

来源:中国网

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2019年7月的一天,印尼东爪哇省玛琅市的宝拉维加亚大学迎来了两位来自中国的电气工程师,他们要对不久前刚刚在校园里修建起来的一座箱式整装水电站进行安装和调试。校园里居然能建水电站,这并非因为宝拉维加亚大学占地面积有多么宽广,而是因为这个小水电站只有20英尺标准集装箱大小。如果没有特别介绍,路过的师生很难相信它是可移动和搬迁的水电站。

△箱式整装水电站外观

在此之前,当地工人仅用两个月就完成了电站的前期土建工程。两位中国工程师抵达后,只用了10天就完成了太阳能电池板和风力发电机组的安装,又用了20多天完成设备现场实验和调试。这种将太阳能、风能发电系统与水电站相结合的设计,可以实现多能互补式发电,这也是中国水利部农村电气化研究所根据印尼当地的能源资源条件和能源利用状况特别设计的。

△低压机组测量控制屏

灵活可移动的小型水电站

中国水利部农村电气化研究所(简称农电所)从2004年开始根据从澳大利亚引进的关键技术研发箱式整装小水电站,2006年在浙江金华首次投入运营。开发这种小型电站的初衷是为了解决偏远山区等大电网覆盖不到的孤立用户群的用电问题,它的水轮发电机组、辅助设备、电气一次设备等都是模块化的,可以在工厂里把所有模块全部组装在一个大金属箱里,不但运输方便,还可以在施工现场快速完成安装。机组安装之前仅需简单的准备,主要是为金属箱做混凝土地基,建立引水管路、尾水管和安装必要的输电设备。安装完成后可以根据后期需要移动和搬迁,这是传统的小水电站做不到的。

△箱式整装水电站内部

技术转移南南合作中心的技术资料显示,箱式整装小水电站320kW的水轮发电机组及其附属设备成本大约在60万元,水工建筑部分20万元,使用寿命约为25年。和传统小水电站相比,建设成本低、施工期短,而且机组的开停机和负荷控制都可以远程控制,系统正常运行时,仅须对易损设备定期更换保养,年度运行维护费用约2万元,大大低于使用人工值守的传统水电站。

灵活便利的建设方式、低廉的运营成本让箱式整装小水电站非常适合应用于远离国家电网的孤立用户群。而且它充分利用水资源这一清洁能源,减少木材消耗,可以达到以电代柴的目的;因为占地面积小,也可以减少对当地植被的破坏,非常符合当下对绿色能源的利用需求。

2006年开始,这种小水电站先后在中国浙江、四川等地得到应用,也出口到北马其顿和越南等地,运行状况良好。

2014年,农电所代表在万隆与印尼国家电力公司签署协议,合作实施“基于水电的农村电气化技术联合研究”项目,希望在印尼共建联合研究中心,开展水电及农村电气化技术研究,推广箱式整装小水电站。

中方项目负责人林凝说:“中国和印尼广大乡村在资源禀赋上较为相似,水、风、光资源都很丰富,且乡村人口众多,有较大的用电需求。不同之处在于,中国大多数乡村均已通电,水力资源开发率较高,目前中国乡村能源利用除了水电之外,太阳能、风能占比也较大。而印尼众多小型海岛目前只能依靠柴油发电机供电。柴油发电成本高,利用效率却很低,有的海岛最高发电成本甚至超过每度电1美元,还会产生大量废气,空气污染、噪音污染都较大。即便这样,供电能力也跟不上当地居民的需求。如果在这些地区推广箱式水电设备并采用水、风、光多能互补发电技术,可大量节约燃油成本,并为当地提供稳定的电力,社会、经济和环境效益都会十分显著。”

在印尼建立示范点

近年印尼经济增速一直保持在5%左右,经济社会快速发展的同时,能源电力需求持续攀升,这使得印尼陷入能源保供和转型发展的两难困境,而这也是发展中国家能源转型的普遍困境。面对这一复杂挑战时,印尼以往多选择优先满足能源供给,仅将清洁能源作为增加能源供给的辅助手段。

根据印尼国家能源委员会2023年的数据,印尼目前的能源结构以煤炭(40.46%)、石油(30.18%)、天然气(16.28%)为主,清洁能源占比只有13.09%。印尼政府的目标是到2024年将清洁能源占比提高到19.49%,在2025年达到23%,2050年达到31%。开发清洁能源特别是水电资源替代燃煤电厂,成为印尼推进能源转型的重要举措。

由于中国在绿色小水电及农村电气化方面积累了丰富的实践经验,印尼国家电力公司曾多次向农电所提出开展联合研究及项目示范的迫切需求。

“基于水电的农村电气化技术联合研究”项目正式启动后,林凝和他的团队首先在印尼海岛地区开展水能资源评估与电力需求发展规划,在此基础上提出以箱式整装小水电站为基础,整合风电、太阳能的多能互补发电系统方案。

△中印尼双方团队成员合影

项目总结报告称:“印尼岛屿众多且比较分散,岛屿间的电网互联程度较低,电网主要覆盖人口、商业活动密集的地区,电力覆盖率最低的是偏远的小岛,这些地区特别适合开展小型发电和发展可再生能源。”

“印尼小水电、风能及太阳能资源都很丰富,又具有极强的互补性,综合开发这三种能源在印尼数量众多的海岛有较大的市场需求和发展潜力。”

由于风能、太阳能发电量受天气影响很大,中国国内一般采用风—光互补的方式,用蓄电池储能。但对于容量较大的孤立电网,风—光互补和蓄电池成本太高,因此中国工程师决定在印尼水能资源丰富的岛屿采取水、风、光多能互补的发电模式,在不具备水能资源的岛屿,则采用风、光、柴多能互补模式,在最大化利用可再生能源的同时,保证连续稳定的电力输出,这样更适合在农村地区和无电网地区推广。

△铺设在露台的太阳能光伏板

“此外,为适应印尼海岛特有的气候条件,我们还提升了原有箱式整装小水电设备的抗盐雾腐蚀能力,在涂层防腐、通风散热、增加设备冗余能力等方面进行了改进。”林凝说。

推广前路漫长

确定了实施方案之后,项目组的工程师先在所内建立起模拟仿真设备,从软件仿真及机组设备试验两方面,验证了系统供电的稳定性。随后在印尼宝拉维加亚大学建立了风、光、水能互补发电系统模拟示范点,也取得了成功。

林凝说:“我们的合作伙伴、当地示范点的用户以及行业主管部门,对于我们的多能互补系统和箱式整装机组给予了充分肯定,希望印尼政府部门大力推广。”

印尼国家电力公司认证控制中心总经理EMAN PRIJONOWASITO ADI评价说:“该项目的成功实施,确实有助于印尼的农村电气化建设,有利于小水电等可再生能源的开发,能实现专有技术的应用并最终实现技术转让。当地制造商将与中方合作,实现小水电和互补发电设备的国产化。”

以往中国企业在东南亚地区热衷于大规模水电开发项目,而农电所与印尼国家电力公司的这次合作尝试了新的路径,试图提供更符合当地需求、更适应当地资源状况的水电解决方案。

然而五年时间过去,箱式整装小水电站在印尼的后续推广进展并不顺利。林凝分析说,主要因为印尼和大多数发展中国家一样,小微水电的投资和开发多以私营为主,国家电力公司及相关的能源部门很少参与。但在另一些人看来,小水电开发权不需要通过印尼国家电力公司进行竞标,地方政府可以直接指定,也可以视作一种机遇。中国科研机构和印尼方要进一步推进绿色小水电方面的合作,还可以进行更多探索和尝试。

来源:中国东盟报道

撰稿:高原

排版:王一帆

编审:鲁楠

【责任编辑:刘梦雅】
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