追風(fēng)逐光構(gòu)建多能協(xié)同驅(qū)動模式

可再生能源，例如太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮艿?，是取之不盡、用之不竭的理想清潔能源。

大慶古龍陸相頁巖油資源豐富，在保障國家能源安全和實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的背景下，如何開辟一條古龍頁巖油多能協(xié)同綠色開采的道路，在新質(zhì)生產(chǎn)力的加持下，幫助實現(xiàn)中國特色的陸相頁巖油革命，是我們正在探索的創(chuàng)新之路。頁巖油開采從鉆井、壓裂到生產(chǎn)，都離不開能源的大量消耗，其中壓裂環(huán)節(jié)是實現(xiàn)從“生油層”成功采油的關(guān)鍵，耗能尤為巨大。傳統(tǒng)壓裂使用柴油壓裂車組，操作不便、效益不高，容易造成環(huán)境污染和資源浪費。有這樣一組數(shù)字：一個壓裂車組一般由20臺壓裂車組成，壓裂時每臺車每小時的柴油消耗量是 380升，這些柴油足夠一輛大卡車?yán)?0噸的貨物從北京開到上海。

石油常規(guī)開采過程中，設(shè)備運轉(zhuǎn)所需機械能的主要來源是燃燒化石燃料產(chǎn)生的電能或熱能，能量利用率和清潔程度均不夠理想。近年來電驅(qū)壓裂逐漸成為一個新的趨勢，一臺電驅(qū)壓裂車每小時用電 2400 千瓦時，壓裂一口井大概用電400 萬千瓦時。顯然，利用新能源成為供能系統(tǒng)轉(zhuǎn)型升級的重要舉措，尤其是太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、氫能等可再生的綠色能源。

除了地面以上的能源，地下蘊藏的地?zé)崮芤矘O具利用價值，通過熱泵技術(shù)可以將地底下“取出”的熱能直接使用，或者交由發(fā)電廠進(jìn)行發(fā)電。此外，熱泵技術(shù)還可以實現(xiàn)工業(yè)余熱的應(yīng)用盡用。如此眾多的能量形式與轉(zhuǎn)化途徑，既開拓了新的供能方式，又帶來了多元的組合選擇。

古龍頁巖油的開發(fā)不僅可以拓展我國的石油資源儲備，也能在一定程度上緩解能源自給壓力。未來，我們期待在科技創(chuàng)新的驅(qū)動下，持續(xù)提升古龍頁巖油的勘探開發(fā)效率與環(huán)保性，為推動經(jīng)濟社會發(fā)展賦予“綠色動能”。

然而，單獨利用某一種可再生能源來建設(shè)供能系統(tǒng)，由于天氣變化、季節(jié)交替等不可控因素，通常存在間歇性和波動性的問題，因此，我們要采用“多能協(xié)同”的驅(qū)動方式?！岸嗄軈f(xié)同”是指將不同類型的能源相結(jié)合構(gòu)建“多能供能+儲能”系統(tǒng)，通過不同能源間的相互補充和協(xié)同運作，同時根據(jù)能量供需的變化，調(diào)整不同能源之間的轉(zhuǎn)換和分配原則，最終提高綜合能源系統(tǒng)的效率和可靠性的一種方式。

松遼盆地地緣遼闊、光照充足、風(fēng)力充沛，年日照時間在 2600～2842小時，年平均風(fēng)速達(dá)每秒3.8米，而且這一地區(qū)的地?zé)豳Y源豐富，這些都為古龍頁巖油綠色開采提供了有力支持。那么在“多能供能+儲能”系統(tǒng)中，儲能具體是如何發(fā)揮作用的呢？

簡單來說，當(dāng)新能源發(fā)電量高于消費需求，儲能系統(tǒng)便用來存儲多余的電能。例如，風(fēng)力發(fā)電在風(fēng)力較大時產(chǎn)生的富余電力可通過儲能系統(tǒng)存儲，光伏發(fā)電在陽光充足的情況下也可以儲存電能。當(dāng)新能源發(fā)電量不足，或用電需求達(dá)到“峰值”，即達(dá)到用電“波峰”時，之前儲存的電能就可以被釋放出來，保證電力供應(yīng)的穩(wěn)定性和可靠性。這種機制有效地解決了新能源發(fā)電過程波動性大和穩(wěn)定性差的問題，是實現(xiàn)新能源大規(guī)模應(yīng)用和電網(wǎng)穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。

以光伏、風(fēng)電及儲能等為主體構(gòu)建新能源微電網(wǎng)與傳統(tǒng)的電網(wǎng)系統(tǒng)相結(jié)合，實現(xiàn)智慧化能量管理，根據(jù)用能需求實現(xiàn)穩(wěn)定、高效的智慧供能，以起到減污降碳、協(xié)同增效的目的已成為發(fā)展的必然趨勢。

以新能源為主體的“多能協(xié)同”系統(tǒng)不僅具有豐富的資源和持續(xù)性，還能夠?qū)崿F(xiàn)能源生產(chǎn)和消費的可持續(xù)發(fā)展。在頁巖油開采中新能源的作用正不斷凸顯。通過建設(shè)智慧化和集成化的“多能協(xié)同”系統(tǒng)，不僅可以提高頁巖油開采效率，減少資源浪費，還可以降低環(huán)境影響，大幅提高資源利用效率和供能系統(tǒng)穩(wěn)定性，符合未來能源發(fā)展的趨勢。

作者：潘哲君（東北石油大學(xué)）