图为位于宁夏灵武市马家滩镇的国家能源集团宁夏电力公司宁东电厂漂浮分布式光伏发电项目。 新华社记者 杨植森 摄

新能源利用率连续多年超过96%,稳居西北第一;单位国土面积新能源开发强度、人均新能源装机稳居全国前列;全区每使用三度电就有一度绿电……作为我国“西电东送”的重要送端和全国首个新能源综合示范区,近年来宁夏新能源装机增长迅猛,新型储能发展规模稳居全国第一梯队,新能源外送电量屡创历史新高。在新能源装机持续增长的情况下依然保持较高的利用率,宁夏这个面积只有6.64万平方千米的“小省区”,绿能潜力不断释放,新能源消纳能力、电力系统灵活性和跨区域调节水平持续提升,为全国高比例新能源消纳提供了“宁夏样板”。

“小省区”释放澎湃绿能

新春伊始,位于宁夏中卫市的腾格里沙漠新能源基地已是一派繁忙的施工景象。从空中俯瞰,连绵起伏的光伏板整齐排列,金色沙海变身“蓝色海洋”。

这里是我国首条以输送“沙戈荒”新能源为主的特高压输电通道——“宁电入湘”工程的重点配套项目。项目一期100万千瓦光伏项目已于2023年4月全容量并网发电,二期200万千瓦光伏项目正在抓紧建设中。

大基地建设的推进带动宁夏风电、光伏装机规模持续扩大。2024年宁夏新增新能源装机超过500万千瓦,装机总规模达到4132万千瓦,占总电力装机比重从2020年的44%提升到55%,成为继青海省、河北省、甘肃省后全国第四个新能源为第一大电源的省区。

宁夏新能源利用率连续多年超过96%,稳居西北第一。在清洁能源规模不断扩大情况下,宁夏始终保持高质量消纳水平。“风光火”打捆外送,成为宁夏加速推进新能源消纳的一大“法宝”。

“通过高效率运营现有的两条电力外送大通道,推动宁夏能源电力在全国范围优化配置,2024年全年外送电量达到909亿千瓦时,同比增长3.74%;新能源外送电量225亿千瓦时,同比增长64.23%,创历史新高,实现外送电量、新能源外送电量‘双提升’。”宁夏发展改革委副主任蒋哲文说。

截至2024年年底,宁夏累计外送电量突破7800亿千瓦时,外送范围扩展至山东、浙江、上海、重庆、湖南等18个省份,实现由“小省区”发展为“大送端”、由“输火电”转变为“送绿电”的跨越式发展。

今年,宁夏第三条外送电力“大通道”——“宁湘直流”将投运,届时宁夏将大幅提升外送能力至2000万千瓦,新能源消纳能力也将进一步提升,助力宁夏全方位推进增绿、减煤、降碳的能源转型之路。

“消纳利器”亦是电网“稳定器”

新能源“绿色”属性明显,但劣势也突出——“靠天吃饭”,具有明显的间歇性、随机性和波动性,增加电网系统运行风险。储能电站则成为维护电网稳定的“超级充电宝”。

距离腾格里沙漠新能源基地数十公里外,一座座形似集装箱的“电池仓”整齐排列。这里是宁夏穆和第一储能电站,仅需2个小时就能充电40万度。

“储能电站同时具备电源(发电)和负荷(用电)的双重属性,在新能源发电高峰时段将过剩电力存储起来,在用电高峰时段又将这部分电力释放回电网,通过‘削峰填谷’极大改善了新能源发电的时空矛盾,相当于为电网装上了‘超级充电宝’,避免清洁电力被白白浪费,对提高新能源利用率和维护电力系统安全稳定运行具有重要意义。”宁夏穆和第一储能电站站长姜飞说。

新能源产业的快速发展,吸引了众多储能项目落地宁夏。2024年,宁夏新增新型储能电站20座,累计并网新型储能电站47座、装机规模471.9万千瓦/944.1万千瓦时,累计充电18.36亿千瓦时、放电16.06亿千瓦时,综合利用小时数1081小时,同比增加7.45%,实现了新能源电力电量高效“平移”。

“在迎峰度夏、迎峰度冬中,储能有效弥补了火电电力缺口,发挥用电高峰期‘顶峰’作用,最大顶峰电力超过400万千瓦,负荷高峰时段出力能力相当于13台30万千瓦火电机组,提升宁夏区内电力保障能力,减轻西北电网运行压力,高效保障电力安全稳定供应。”蒋哲文说。

大唐中宁国际首套百兆瓦级全人工地下储气库压缩空气储能项目加快建设,国内首个 “飞轮储能+火电联合调频”示范工程高效运行,牛首山抽水蓄能电站上、下水库同步开建……多技术路线储能项目同步发展,有效提升了宁夏电网安全稳定运行水平和清洁能源利用率。

拓展新能源消纳多元空间

走进位于国网宁夏电力有限公司电力科学研究院的宁夏虚拟电厂运营管理平台,指挥大屏上显示着所有主动参与电网调节用户的实时信息和收益情况。这座特殊电厂既不烧煤也不排烟,却有着每天超370万千瓦的等效发电能力,已成为宁夏新能源消纳的一支新生力量。

据宁夏虚拟电厂技术负责人王放介绍,虚拟电厂并非传统意义上的发电厂,而是一种智慧能源系统,将相对分散的储能、楼宇空调、电动汽车等可调节负荷进行集成调控,形成一个没有实体的特殊电厂,并通过引入市场化机制,让用户主动改变自己的用电方式和用电行为。当总发电量小于总用电负荷时,通过虚拟电厂技术引导用户少用电;当总发电量大于总用电负荷时,通过虚拟电厂技术引导用户多用电,减少“弃风、弃光”,提升新能源消纳水平。

目前,宁夏虚拟电厂聚合资源的可调能力为379.02万千瓦,相当于6台600兆瓦的火电机组或18座200兆瓦的储能电站。

虚拟电厂是宁夏拓展新能源消纳多元空间的缩影。推行“风光水火储一体化”多能互补、创新建设优势特色产业绿电园区、绿电绿氢与煤化工耦合发展……近年来,宁夏持续加力新能源创新发展,破解绿色能源消纳难题。

作为国家重要能源基地和国家四个现代煤化工产业示范区之一的宁夏宁东能源化工基地,聚焦重点产业、重点企业和重点项目,采用存量项目绿电消纳提升、新建项目绿电替代、产业集群源网荷储一体化组织实施,高标准建设现代煤化工产业绿电园区。

“目前已经开工建设了绿电园区一期164万千瓦光伏项目,计划今年上半年并网。下半年还将开工建设170万千瓦光伏项目,力争年内并网。全年新增绿电双边交易和源网荷储一体化配套光伏装机将达到334万千瓦,2025年,绿电比例将提高到50%,新型能源体系构建取得阶段性成果。”宁东化工基地管委会副主任肖继军说。

深入推动新能源开发与特色优势产业协同发展也将是宁夏拓展新能源消纳空间的新路径。蒋哲文说,2025年,宁夏将进一步加快新能源资源开发,提升清洁能源占比,根据电网接入能力、消纳水平和发展需求,加快推进自治区绿电园区,提升现代煤化工、硅基、铝锰、大数据算力等特色优势产业绿电占比和电力协同运行水平。