亙古至今,活躍的地殼運動賦予“千島之國”印尼旖旎的自然風(fēng)光,旅游業(yè)一度成為當(dāng)?shù)氐闹е彤a(chǎn)業(yè)。然而,大自然的鬼斧神工卻將印尼真正的經(jīng)濟(jì)價值,“藏”在了海島風(fēng)光之下,豐富的煤、錫、鋁礬土、鎳、銅等礦產(chǎn)資源,構(gòu)筑了印尼未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展的“新引擎”。
如何啟動這個“新引擎”?印尼政府選擇了更為綠色環(huán)保及高價值的“下游化”經(jīng)濟(jì),即原礦就地深加工、精煉金屬出口的發(fā)展模式。
對此,青山實業(yè)作為全球最大的不銹鋼生產(chǎn)商以及鎳等礦產(chǎn)資源加工商,積極響應(yīng)政府政策號召,結(jié)合全球綠色雙碳發(fā)展新趨勢,推進(jìn)印尼鎳礦產(chǎn)區(qū)就地投資生產(chǎn)的模式落地。
然而,任何人類生產(chǎn)活動都需要用電,一個現(xiàn)實的困難擺在了印尼政府和青山實業(yè)面前——群島地形下不利于印尼建設(shè)大型電網(wǎng),導(dǎo)致電力系統(tǒng)較為薄弱。
因此,“電力孤網(wǎng)系統(tǒng)”成為印尼當(dāng)?shù)厣?、生產(chǎn)的主要電網(wǎng)形式,分別位于蘇拉威西和北馬魯古的青山莫羅瓦利工業(yè)園、緯達(dá)貝工業(yè)園亦是如此。
結(jié)合現(xiàn)實生產(chǎn)場景來看,孤網(wǎng)系統(tǒng)相較于國內(nèi)大型電網(wǎng)穩(wěn)定性不足,工業(yè)園主要進(jìn)行鎳鐵冶煉、不銹鋼熱軋生產(chǎn),往往是大幅度的沖擊性、波動性負(fù)荷,最嚴(yán)重將導(dǎo)致停電停產(chǎn),造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。
為解決電力負(fù)荷沖擊的問題,工業(yè)園過去按照最大需求發(fā)電,而在低需求時,采用電阻耗能消納的方式,進(jìn)行平滑負(fù)荷波動。然而,該方法雖然實現(xiàn)了平滑穩(wěn)網(wǎng)的功能,同時也造成了大量的能源浪費。
作為特大型的工業(yè)制造企業(yè),對成本的管控的重要意義不言自明,響應(yīng)快速、經(jīng)濟(jì)性更好的解決方案就成為了園區(qū)生產(chǎn)降本和技術(shù)創(chuàng)新的剛需。
在此情況下,有著青山實業(yè)基因、專注于為智慧電力儲能提供優(yōu)質(zhì)解決方案的瑞浦蘭鈞接下了該挑戰(zhàn)。
經(jīng)過初期的交流,瑞浦蘭鈞項目團(tuán)隊認(rèn)識到這項任務(wù)并不輕松。
首先是氣候因素,印尼園區(qū)地處赤道地區(qū)海島,常年高溫潮濕,和海島鹽霧性空氣環(huán)境,不利于儲能設(shè)備的可靠運行。
其次,業(yè)主廠區(qū)連續(xù)生產(chǎn),使儲能電池每天接納上千次負(fù)荷沖擊,折算吞吐量相當(dāng)于3個完整的充放循環(huán),對電池的性能提出了高要求。
然而,除了這些技術(shù)難度以外,新冠疫情造成的人員隔離,給裝機(jī)和調(diào)試工作造成了困窘,本就緊張的項目周期平添了工作難度。
一個跨海相隔、技術(shù)之復(fù)雜、應(yīng)用場景之特殊的看似不可能的儲能項目,在瑞浦蘭鈞團(tuán)隊攻堅之下,“花開”大洋一隅,“留香”萬里寰宇。
對此,高工鋰電近日采訪到瑞浦蘭鈞印尼項目的技術(shù)總監(jiān)劉思、項目總監(jiān)杜康、青山實業(yè)印尼工業(yè)園鋰電池儲能項目負(fù)責(zé)人王剛、李曉冬,并總結(jié)了以下關(guān)鍵詞,幫助梳理本次項目的點滴過程:
可能與可行
“這個項目的應(yīng)用特殊性在全世界范圍內(nèi),幾乎是沒有先例可循的。”
瑞浦蘭鈞儲能系統(tǒng)事業(yè)部總經(jīng)理劉思告訴高工鋰電,瑞浦蘭鈞內(nèi)部一開始對待這個項目是十分謹(jǐn)慎的,稍有差錯,一旦影響了園區(qū)的生產(chǎn),那么這個后果是不可接受的。
該項目首期投運于2019年11月,但從2018年開始,瑞浦蘭鈞內(nèi)部就已經(jīng)開始針對其可行性、盈利性,進(jìn)行了無數(shù)個大小會議的反復(fù)討論及模擬項目的反復(fù)驗證。
首先是應(yīng)用場景的特殊性。
莫羅瓦利工業(yè)園區(qū)始建于2013年,經(jīng)過10年的發(fā)展,目前已經(jīng)形成集采礦-鎳鉻鐵冶煉-不銹鋼冶煉-熱軋-退洗-冷軋及下游于一體的全球最長不銹鋼產(chǎn)業(yè)鏈,電能供給與消耗的匹配以及產(chǎn)業(yè)鏈上下環(huán)節(jié)的平衡均面臨著巨大挑戰(zhàn)。
而印尼當(dāng)?shù)氐闹饕l(fā)電形式為火力發(fā)電,當(dāng)?shù)毓I(yè)園電網(wǎng)形態(tài)以孤網(wǎng)系統(tǒng)為主,主要用于電壓控制和頻率控制,以保證在園區(qū)用戶負(fù)荷變化的情況下保持電網(wǎng)頻率和電壓的穩(wěn)定。
園區(qū)自建火力發(fā)電機(jī)組,電網(wǎng)形態(tài)為孤網(wǎng)系統(tǒng),重生產(chǎn)用電負(fù)荷的單一性和沖擊性,使得孤網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)一步下降。
劉思告訴高工鋰電,鋼坯熱軋的生產(chǎn)特性,決定了工廠用電負(fù)荷呈現(xiàn)大幅度跳動、連續(xù)沖擊型序列的特征,機(jī)組按照最高需求來發(fā)電。然而,低負(fù)荷或者無負(fù)荷的若干時段的多余電能無處消納,將會造成電網(wǎng)頻率的異常,甚至影響發(fā)電機(jī)組的安全運行。
因此,園區(qū)原本采取電阻特性的設(shè)備用于消納熱軋甩負(fù)荷時段的電功率消納,但這種方式會造成20%-25%的電能浪費。
經(jīng)過一番分析,瑞浦蘭鈞團(tuán)隊認(rèn)為,采用具備雙向負(fù)荷特性的鋰電池儲能裝置進(jìn)行負(fù)荷調(diào)節(jié)是“剛需”,且需求十分巨大,項目的必要性已然“立足”。
然而,在跨國背景下,該項目技術(shù)上的可行性和經(jīng)濟(jì)性的問題如何驗證?
對此,印尼園區(qū)業(yè)主方給予了相當(dāng)大的幫助。據(jù)劉思介紹,印尼客戶在國內(nèi)擁有類似規(guī)模的生產(chǎn)基地,瑞浦蘭鈞團(tuán)隊迅速派遣工作組聯(lián)系國內(nèi)的工廠,與其電力管理部門進(jìn)行交流調(diào)研。
“我們技術(shù)團(tuán)隊直接在客戶那邊上了幾個月的班。”劉思表示,這樣的駐場勘察是十分必要的。
在此期間,瑞浦蘭鈞團(tuán)隊非常詳細(xì)地了解了不銹鋼熱軋生產(chǎn)的過程,及其生產(chǎn)的用電負(fù)荷特性,最終設(shè)計方案形成后,還邀請了中科院電池領(lǐng)域?qū)<?、電力儲能領(lǐng)域友商專家等共同參與方案評審,并且變流器設(shè)備和控制方面,還得到了工程院院士的技術(shù)指導(dǎo)。
“這個項目值得注意的一點在于,當(dāng)?shù)丨h(huán)境對我們儲能系統(tǒng)也是有挑戰(zhàn)的,總起來講可以用‘熱帶海島礦區(qū)鋼廠’這個關(guān)鍵詞來形容。”
劉思還專門提到,“熱帶地區(qū)常年處于較高的氣溫,并且沿海地區(qū)空氣潮濕伴有鹽霧,更加一擊的是園區(qū)從事紅土礦開采、冶煉以及鋼鐵生產(chǎn),空氣中硫化物和塵降雙高,簡直就是儲能電池設(shè)備的煉獄。”
應(yīng)對這樣的環(huán)境高難挑戰(zhàn),瑞浦蘭鈞團(tuán)隊結(jié)合自身在汽車動力電池系統(tǒng)開發(fā)方面的經(jīng)驗,儲能電池模塊設(shè)計規(guī)格按照IP6K9K高防護(hù)等級,并專門開發(fā)定制適合海島裝備的C5等級電池預(yù)制艙及外部設(shè)備,雙重保護(hù)電池免受鹽霧、水汽和塵土的侵蝕,確保鋰電池和電氣設(shè)備高壓安全和耐久可靠。
電池層面,園區(qū)以生產(chǎn)任務(wù)為優(yōu)先,電池每天累計吞吐至少3個循環(huán),對電池的循環(huán)壽命有較高要求。對此,瑞浦蘭鈞開發(fā)的擁有萬次循環(huán)壽命的280Ah儲能專用電池提供了核心支持。
技術(shù)層面經(jīng)過詳細(xì)評估后,立項階段,瑞浦蘭鈞專門建立了一個20多人的項目組,涵蓋項目管理、研發(fā)、采購、質(zhì)量、制造、物流、商務(wù)、后勤等不同職能人員。
“我們要把控每一個可能出現(xiàn)的風(fēng)險點,做好風(fēng)險管理。”杜康作為項目總監(jiān),集團(tuán)隊之力統(tǒng)籌全局,更全面地評估了項目投入的時間節(jié)點、投資回報率、產(chǎn)品性能是否達(dá)到了技術(shù)指標(biāo)、以及產(chǎn)品后期運行等實際狀況。
正是瑞浦蘭鈞團(tuán)隊蘭鈞前期對項目可行性的不斷驗證,加注了項目“可能性”的砝碼,讓一個“舉世無雙”的跨國儲能系統(tǒng)項目具備“可行性”。
溝通與執(zhí)行
韋達(dá)貝園區(qū)火電調(diào)頻項目建設(shè)初期,施工現(xiàn)場一片荒蕪,基礎(chǔ)生活設(shè)施、通信等難以達(dá)到城市的便捷程度,同時主要困難還在于疫情導(dǎo)致各單位人員分散在異地,聯(lián)合調(diào)試面臨問題。
為保證項目的順利實施,瑞浦蘭鈞團(tuán)隊與韋達(dá)貝項目現(xiàn)場工作人員就以“遠(yuǎn)程調(diào)試+現(xiàn)場協(xié)助”的形式一步一步地進(jìn)行調(diào)試對接。
精誠且有效的溝通,能讓跨時空相隔的項目事半功倍。據(jù)杜康介紹,項目執(zhí)行后,瑞浦蘭鈞每周會與印尼客戶進(jìn)行的視頻會議,如有突發(fā)情況,還會再增加一些專題的會議進(jìn)行討論。
秉持著“只有溝通才能了解客戶的核心訴求”的原則,項目團(tuán)隊不僅向印尼派駐了5-6名維護(hù)人員,還為印尼的儲能系統(tǒng)專門做了一套后臺監(jiān)控系統(tǒng)。
不管是在國內(nèi)還是在印尼,維護(hù)人員都可以實時監(jiān)察這套系統(tǒng)的運行情況。杜康表示,這套系統(tǒng)強化了國內(nèi)團(tuán)隊和印尼客戶的溝通,同時還積累了一些非常有意義的數(shù)據(jù),以便后期的運維追蹤和深度學(xué)習(xí)。
值得一提的是,瑞浦蘭鈞團(tuán)隊還制定了一項規(guī)定——一旦發(fā)生故障,需在2小時內(nèi)拿出應(yīng)急措施,12小時內(nèi)落實臨時對策,且必須在24小時內(nèi)安排工程師達(dá)到現(xiàn)場解決問題。
如此執(zhí)行力,得到了來自韋達(dá)貝項目負(fù)責(zé)人李曉冬的高度贊揚,“所有工作人員都在為了項目而擰成一股繩。”他還表示,曾在半夜兩點向調(diào)試團(tuán)隊發(fā)出求助,得到回應(yīng)后,工程師在半小時內(nèi)就解決了問題。
不僅如此,2018年便開始參與莫羅瓦利儲能項目的負(fù)責(zé)人王剛表示,全面了解印尼現(xiàn)場生產(chǎn)的用電困難和需求,做好前期調(diào)研,才能確保項目的順利開展。
而瑞浦蘭鈞團(tuán)隊正是做到了這一點,從項目預(yù)研前期,就一直通過線上對接、國內(nèi)生產(chǎn)基地實地跟班考察的方式進(jìn)行調(diào)研學(xué)習(xí),與印尼團(tuán)隊保持著高效溝通,并找出了園區(qū)生產(chǎn)用電的難點所在。
據(jù)王剛介紹,從生產(chǎn)場景來看,莫羅瓦利工業(yè)園主要進(jìn)行鎳鐵冶煉和不銹鋼熱軋的生產(chǎn),屬于高負(fù)荷用電運行的生產(chǎn)項目,且重工業(yè)生產(chǎn)對孤網(wǎng)會造成非常大的負(fù)荷波動。
具體來看,園區(qū)電網(wǎng)負(fù)荷波動處于40MW - 150MW之間,負(fù)荷波動幅度大、且頻繁,造成網(wǎng)頻忽高忽低,對下游設(shè)備產(chǎn)生影響較大。
因此需要建造響應(yīng)快速、調(diào)節(jié)能力強的電平衡系統(tǒng),來平抑負(fù)荷波動,維持機(jī)組穩(wěn)定運行。2019年11月,首批項目投運后,經(jīng)濟(jì)性得到確認(rèn)。
用一組數(shù)據(jù)來看,莫羅瓦利熱軋線一、二期儲能系統(tǒng)每天可節(jié)省720MWh的電量用于生產(chǎn),每年可產(chǎn)生6800萬人民幣的經(jīng)濟(jì)效益。王剛還表示,工業(yè)園投入瑞浦蘭鈞儲能系統(tǒng)后,電網(wǎng)波動從原來的49.4-51.2Hz變?yōu)?9.9-50.5Hz,隨著后期項目的投運,網(wǎng)頻會進(jìn)一步的改善。
莫羅瓦利園區(qū)的鋰電池儲能系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益得到充分驗證后,隨著位于印尼北馬魯古省的韋達(dá)貝工業(yè)園的一號火電機(jī)組的投運,配套的30MW鋰電池調(diào)頻儲能站也迎來了同步建設(shè)的任務(wù)命令。并在2020年4月投建的30MW調(diào)頻電站成功并網(wǎng),為該工業(yè)園鎳鐵產(chǎn)線順利投產(chǎn)提供了電力穩(wěn)定性保障。
據(jù)了解,該調(diào)頻電站項目實現(xiàn)了“一機(jī)四效”,包括配合250MW火力發(fā)電機(jī)組調(diào)頻、黑啟動、平滑電網(wǎng)負(fù)荷波動及削峰填谷,實現(xiàn)儲能電池系統(tǒng)對電網(wǎng)功率的吸收和釋放。
李曉冬表示,在還沒有接入瑞浦蘭鈞儲能系統(tǒng)前,以消耗式電阻平衡火電機(jī)組的波動,導(dǎo)致20%-30%的電量沒有用于生產(chǎn),接入儲能系統(tǒng)后,發(fā)電機(jī)組可以在滿發(fā)甚至超發(fā)的情況用于生產(chǎn),產(chǎn)量隨即提高了,業(yè)主方的生產(chǎn)效益也提高了。
在莫羅瓦利5MW/4.56MWh首期試運項目成功投運之后,青山印尼的兩大工業(yè)園后續(xù)分別投建了多期不同用途、不同規(guī)模、不同部署形式的儲能工程項目,總規(guī)模已超150MWh。隨著項目規(guī)模不斷擴(kuò)大,調(diào)試問題也得到了更為專業(yè)和便捷的解決。
增值服務(wù)也是瑞浦蘭鈞的一大優(yōu)勢,除直接供應(yīng)儲能系統(tǒng)外,瑞浦蘭鈞還向客戶提供了相關(guān)知識和系統(tǒng)操作的培訓(xùn)。
李曉冬表示,后期項目中,瑞浦蘭鈞儲能系統(tǒng)的安裝及操作流程得到固化和簡化,調(diào)試時間也得到進(jìn)一步縮短,一些小的問題自己就可以解決。
從行業(yè)內(nèi)看,10年以上使用壽命已是儲能系統(tǒng)的“標(biāo)配”,其不僅可以滿足全生命周期的產(chǎn)品降本,還可進(jìn)一步縮短儲能項目的回本周期。因此,對儲能系統(tǒng)長期維護(hù),是保障其經(jīng)濟(jì)性的重要一環(huán),而對使用方的專業(yè)培訓(xùn)則顯得十分重要。
陰霾與堅守
印尼儲能項目建設(shè)、調(diào)試和投運剛好處于全球疫情大流行的高峰階段,為了保證項目順利進(jìn)行,有以王剛、李曉冬等為代表的青山人,在疫情尚未爆發(fā)前選擇了堅守;也有在疫情中后期,毅然選擇前往并堅持下來的瑞浦蘭鈞人。
疫情初期,全球范圍內(nèi)缺乏醫(yī)療物資,青山實業(yè)迅速展開行動,從全球各地采買防護(hù)服、護(hù)目鏡、醫(yī)用口罩、手套等防疫物質(zhì),最大程度上保障了駐外員工的健康安全。
除了物資上的滿足,疫情期間對員工的心理輔導(dǎo)也十分重要。
“那段時間,充滿了未知的恐懼。”在韋達(dá)貝駐扎了33個月的李曉冬表示,尤其是在第一波大流行期間,大家的心理壓力都很大。好在集團(tuán)開展了專業(yè)的防疫宣教,及時調(diào)節(jié)和疏導(dǎo)了大家對疫情的困惑及恐懼。
即便是感染了,園區(qū)和集團(tuán)也下了很大的功夫協(xié)調(diào)資源。2018年便前往印尼參與項目調(diào)試的王剛還記得,儲能項目在施工期間,當(dāng)?shù)氐幕A(chǔ)設(shè)施還比較落后,醫(yī)療條件也比較差,但疫情開始后,集團(tuán)還是調(diào)動了最大的人力物力,安排了獨棟宿舍樓作為隔離區(qū)。
然而,疫情期間,最大的困難是人力不足。
“出國后,短期內(nèi)再回國會變得十分困難。”一個更為現(xiàn)實的問題擺在大家面前。對此,為保障項目按時投運,作為服務(wù)方,瑞浦蘭鈞團(tuán)隊仍然排除萬難,向印尼調(diào)派了維護(hù)人員及調(diào)試工程師。杜康表示,調(diào)試人員中,最長的有兩年時間沒有回國,始終堅守在了項目現(xiàn)場。
不論青山印尼團(tuán)隊,還是同根同源的瑞浦蘭鈞團(tuán)隊,大家無形之中被一股力量牽引著,全力投入到項目中。
綠色與機(jī)會
雙碳目標(biāo)下,綠色之風(fēng)已席卷全球。作為全球不銹鋼生產(chǎn)商以及鎳等礦產(chǎn)資源加工商,“以清潔能源生產(chǎn)清潔能源產(chǎn)品”是青山實業(yè)未來的發(fā)展的重要方向之一。
青山集團(tuán)的布局,賦予了瑞浦蘭鈞獨特的資源整合能力及全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同優(yōu)勢。
綠色生產(chǎn)方面,瑞浦蘭鈞為青山印尼兩大工業(yè)園提供了鋰電池儲能系統(tǒng),實現(xiàn)園區(qū)在陸續(xù)新增負(fù)荷的投入過程中的電網(wǎng)頻率調(diào)節(jié)和功率波動調(diào)節(jié)功能,減少了額外的能源浪費。其中,莫羅瓦利的儲能系統(tǒng)項目已率先為園區(qū)實現(xiàn)717.84噸/天的二氧化碳減排效果。
綠色供應(yīng)鏈方面,瑞浦蘭鈞對產(chǎn)品全壽命周期的碳排放進(jìn)行測算及監(jiān)管,制定了2026年電池LCA值小于50kg CO2/kWh的零碳目標(biāo),并規(guī)劃2025年零碳電池總產(chǎn)能將超過150GWh以上。
隨著瑞浦蘭鈞重慶30GWh電芯及PACK生產(chǎn)基地建成,在西南地區(qū)豐富的綠電資源加持下,瑞浦蘭鈞未來供應(yīng)印尼乃至全球的電芯、儲能系統(tǒng)產(chǎn)品都將攜帶“綠色基因”。
以更宏觀的角度來看綠色轉(zhuǎn)型,中國、印尼兩國正依托“一帶一路”、“全球海洋支點”等構(gòu)想全面深化綠色經(jīng)濟(jì)合作。
從經(jīng)濟(jì)形態(tài)來看,印尼正逐步淘汰單純的資源開采型經(jīng)濟(jì),邁入價值更高的深加工經(jīng)濟(jì)模式;從能源轉(zhuǎn)型來看,印尼擬在30年內(nèi)淘汰煤電,同步加大清潔能源的使用。與此同時,青山印尼兩大工業(yè)園區(qū)正抓緊布局光伏發(fā)電。
為應(yīng)對光伏發(fā)電的間歇性和波動性,保障兩島生產(chǎn)、生活用電的穩(wěn)定性,其未來儲能市場十分廣闊。作為“新基建”,儲能將被賦予新的歷史使命深化中國與印尼的合作發(fā)展。
對此,面向印尼廣闊的儲能市場,瑞浦蘭鈞率先錨定當(dāng)?shù)毓I(yè)園區(qū)應(yīng)用場景,瞄準(zhǔn)其孤網(wǎng)系統(tǒng)下生產(chǎn)用電桎梏,率先布局了儲能系統(tǒng)項目,還將根據(jù)當(dāng)?shù)毓夥娬窘ㄔO(shè)情況,同步規(guī)劃“光伏+儲能”項目。
截至目前,瑞浦蘭鈞已分別在莫羅瓦利和韋達(dá)貝兩地各自投運了三期儲能系統(tǒng)項目,并取得了不俗的經(jīng)濟(jì)效益及綠色成果,兩地的四期項目將分別在2023年下半年投運。
不僅如此,基于印尼兩工業(yè)園區(qū)的獨特性,瑞浦蘭鈞儲能系統(tǒng)項目不僅具備孤網(wǎng)系統(tǒng)下的源網(wǎng)側(cè)應(yīng)用功能,且在工業(yè)園區(qū)的使用場景下,其同時具備了工商業(yè)儲能項目的因子,實現(xiàn)了“一套系統(tǒng)”滿足多個使用場景的特殊應(yīng)用。
值得一提的是,瑞浦蘭鈞儲能系統(tǒng)現(xiàn)階段使用的是市場“流量明星”280Ah電芯,隨著園區(qū)儲能需求和建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大,高性能、低造價的需求日益顯著。而瑞浦蘭鈞創(chuàng)新研發(fā)的320/340Ah問頂電芯,發(fā)揮大容量、萬次以上循環(huán)等性能優(yōu)勢,必將進(jìn)一步賦能當(dāng)?shù)貎δ苎b備的提升,為園區(qū)業(yè)主帶來綠色、可靠、經(jīng)濟(jì)的電力能源。
總的來看,印尼兩大工業(yè)園鋰電池儲能系統(tǒng)項目群作為瑞浦蘭鈞的標(biāo)桿項目,不僅為團(tuán)隊累積了大量的數(shù)據(jù),并沉淀了儲能技術(shù)、系統(tǒng)運維等多方面的know-how,已具備快速復(fù)制的實戰(zhàn)能力。面向全球儲能大市場、大機(jī)會,瑞浦蘭鈞已拔錨起航。
原標(biāo)題:“破冰”鎳礦巨頭印尼電力難題 瑞浦蘭鈞儲能解決方案亮劍全球