湖州:“负碳”变电站解锁绿色发展密码
姚羽霞 沈育辉 金 烨
12月14日,湖州安吉城北110千伏变电站建成投运。据悉,这座变电站从规划设计、施工建设、生产运维等全环节谋划,积极探索应用低碳新设备、新技术、新材料、新工艺,以科技实现“负碳”。
据估算,城北变电站全寿命周期因建材生产、安装施工、设备运行等过程,预计产生19358.12吨二氧化碳当量,因绿化碳汇、光伏发电等产生的温室气体清除量可达20000吨二氧化碳当量以上。
“按照变电站通用设计,一座同等级变电站的全寿命周期原本需要排放45000多吨二氧化碳,城北变电站的碳排放量约为通用设计的40%。”国网湖州供电公司项目管理中心主任袁慧宏介绍,该公司从低碳建筑、低碳设备、碳排监测等多方面入手,创新实施降碳、固碳举措20多项,实现全寿命周期二氧化碳“负排放”。
低碳设备的应用对变电站运营阶段的碳减排尤其重要。对变电站来说,变压器是最重要的设备之一,也是主要的碳排放源,约占变电站运行阶段碳排放量90%以上。为减少变压器运行碳排放,城北变电站选用了天然酯绝缘油的变压器。相比传统矿物油,天然酯绝缘油可降解,对环境更友好,防火及绝缘性能更优。
在低碳建筑方面,城北变电站通过布局优化降低建筑面积和层高,减少钢筋、混凝土等建材的使用,并通过应用钢结构全栓接、轻型门式钢架结构技术及采用装配式构筑物等手段,在减少建材使用量的同时,大大降低施工、安装过程产生的碳排放。此外,变电站内的道路采用橡胶沥青路面,实现废旧轮胎橡胶的再利用。配电装置楼三面外墙和变电站部分围墙采用光伏一体化墙板,辅房屋面采用光伏屋面,这些光伏板结合站内的储能电池、交直流微网系统,可以持续为变电站提供清洁能源。
值得一提的是,在城北变电站,国网湖州供电公司通过应用有碳封存属性的二氧化碳矿化混凝土,以普通预拌混凝土为载体,将工业源排放的二氧化碳捕集后注入其中,在减少水泥用量、改善混凝土性能的同时,将二氧化碳永久封存。据测算,和传统预拌混凝土工艺相比,可减少30%以上的水泥用量,减少30%到40%二氧化碳排放量。
不仅如此,国网湖州供电公司还研究、建设了变压器余热回收综合利用系统,围绕“热回收、热发电、热消纳”三大关键环节,实现变压器余热温差发电和末端供热双重利用。
为精准掌握城北变电站的碳排放情况,国网湖州供电公司运用数字孪生等技术开发碳排放监测平台,实现输变电工程全寿命周期碳排放可测、可视,并构建“核算+实测”减碳效力验证模型,动态优化减碳策略,闭环形成减碳措施后评估机制,形成可复制、可推广的示范经验,充分发挥“负碳”变电站的“正效益”。