探索县域“零碳”城乡能源系统新思路


文|贾兵   中共怀来县委书记


河北省张家口市怀来县紧邻北京,与昌平区、延庆区、门头沟区接壤,县城距离清华大学仅110公里,全县总面积1801平方公里,总人口37万。这里是京西北方向出京第一县,位于首都“半小时经济圈”,京藏、京新、京礼三条高速穿境而过,京张高铁在怀来设有东花园和怀来东两个高铁站,19分钟、28分钟实现与清河站通达。作为首都北京的上风上水,怀来县始终把“生态第一、绿色发展”作为重要原则,紧抓京津冀协同发展战略机遇,依托独特的地理区位和资源禀赋,注重转方式、调结构、增动力,全力在“低碳”发展、“零碳”发展上做文章、下功夫、求突破,确保一手抓好经济社会高质量发展,一手筑牢首都生态屏障。

怀来县低碳发展的先天优势

怀来县在“零碳”方面,主要具备三大优势:

一是政策优势。张家口市是全国可再生能源示范区,也是氢能示范区,在发展清洁能源方面享有独特的政策优势,特别是加快发展后奥运经济过程中,“首都两区”建设示范区、河北“两翼”发展等政策叠加优势将更加凸显。

二是资源能源优势。怀来县南北两山和洋河水库具备发展风电、光伏的有利条件。此外怀来地热资源丰富,地热田总面积14.14平方公里,温度80℃,属200米浅层地下水,地热水可开采量为365.95万立方米/年,地热田总功率16.85兆瓦。这些丰富的水、太阳能、风能、地热等可再生资源,都是符合“碳达峰、碳中和”要求的清洁能源,具备大力发展“零碳”经济、开展“能源革命”的资源优势。

三是产业优势。怀来已经列入全国八大“东数西算”重要节点,目前已有服务器60万台,未来将发展到500万台服务器,随着大数据余热回收利用技术愈加成熟、成本逐步降低,为探索零碳发展创造了条件。

独特的政策优势、资源优势、产业优势,为推进“双碳”战略、打造“零碳”怀来创造了有利条件,奠定了坚实基础。

怀来县低碳发展的创新探索

在坐拥“天时、地利、人和”的当下,怀来县顺势而为、乘势而上,在促进低碳发展方面进行了一系列尝试和探索。

一是大数据产业“低碳”发展。近年来,怀来县借着“数字中国”战略和“东数西算”工程的东风,全力推动张家口•怀来大数据产业基地建设,成功纳入全国八大一体化算力网络国家枢纽节点,字节跳动、腾讯、秦淮数据等多个龙头企业落地。经测算,每10万台服务器年耗电量3亿千瓦时左右,据此推算,到2030年,500万台服务器年耗电量将达到150亿千瓦时,这与“双碳”战略降能耗的要求严重不符,是重要的制约因素。为此,怀来县充分发挥张家口可再生能源示范区的政策红利,利用“源网荷储一体化”途径,用坝上风能满足数据中心的“绿电”需求。此外,测算发现500万台服务器理论上产生的热量可替代350万吨标准煤燃烧产生的热量,可满足1750万平方米的供暖,或10万亩设施大棚的供热需求,相当于减少600万吨二氧化碳排放。目前,怀来结合产业发展和生产生活需要,利用“热能”回收和采用地热采暖制冷新技术,不仅为大数据中心提供“零碳”供暖、制冷,还能将数据中心产生热能供给周边农村地区住宅以及大棚农业设施供暖,实现大数据产业热能综合回收循环利用。

二是抽水蓄能“削峰填谷”。“源网荷储一体化”是实现“双碳”目标的重要措施和手段。截至2021年底,张家口市可再生能源装机规模达到2347万千瓦,是全国非水可再生能源第一大市。怀来县地处坝上能源制造基地与北京能源消费中心的重要节点,是构建“源网荷储一体化”体系的关键节点。近年来,怀来县谋划在官厅水库周边建设4个抽水蓄能上位水库(颜家沟水库、水头水库、黄骆驼水库、麻黄峪水库),借助与库区面积83平方公里的官厅水库之间400~500米的落差,发展抽水蓄能项目。在用电低谷时,从下位官厅水库抽水到上位水库,在用电高峰时,由上水库放水至下水库发电。当前,调节库容8600万立方米、能量库容9400万千瓦时的颜家沟抽水蓄能电站,已列入全市规划,正在推进前期工作。预计建成后,年发电量达82.3亿千瓦时,将节约标准煤329万吨,减少二氧化碳排放821万吨,既能实现“削峰填谷”的作用,解决清洁能源储能问题,又可以通过生态净化来改善官厅水库的水质。

三是利用地热跨季供能。2020年,怀来县采用储热转换模式,在后郝窑热田区域开展地下换热实验,运用于周边温泉疗养、住宅供暖,取得了很好的效果。目前,主要推进“U型管”取热不取水、地热水回灌两种方式解决供暖问题。下一步,将进一步推广运用,探索采用地下换热、储热技术,解决建筑物夏季制冷、冬季供暖问题,大幅减少电力、煤炭等能源的使用。

四是推进乡村分布式风光互补。怀来县是国家发改委确定的屋顶分布式光伏开发试点县,近年来充分利用政策机遇,大力推进风光互补、清洁供暖等工程,着力解决农村替代煤、生产生活用电等重点问题。2017年,利用太阳能跨季蓄热供暖技术,在建筑面积2.8万平米的实验小学操场开展土壤储热换热技术试点,每年供暖运行费用约12万元,与传统热力站采暖费用相比,整体可节约78.4万元,降至原来的七分之一;2021年,投资2亿元,大力推进“政府光伏”“工商业光伏”“户用光伏”“村级光伏”等光伏电站项目,预计2023年完成整县屋顶分布式光伏项目装机总容量50兆瓦,实现碳减排8万吨/年。同时,正在探索推进分布式风能利用,加快实现分布式风光互补,进一步解决风电、光电在保证农村供暖时不稳定的技术难题,提升农村农业能源供给效率。

五是生态修复持续固碳。怀来县积极研究生态固碳课题,围绕官厅水库保护一体化实施了投资20多亿元、总面积35平方公里的生态修复工程,利用水库内藻类系统、植树造林、封山育林等方式,提升生态固碳能力,林木绿化率已达50.18%,年固碳量达86万吨,构成了京西北最大“绿肺”。经测算,土壤固碳能力是森林固碳能力的10倍。从2022年开始在西辛堡村开展土壤固碳试点项目,通过源头减量、就地处理、还田利用等方式,将养殖生产有机废弃物作为提升农田土壤固碳资源,预计每年可实现土壤固碳112万吨,占全县全年碳排放量一半左右,切实构建起零碳乡村、低碳农业生态体系。