张北柔性直流工程支撑北京冬奥会实现奥运史上首次100%绿电供应

文_刘浩冬 张建玺 张岩 北京2022年冬奥会和冬残奥会组织委员会

1 绿色办奥为城市能源转型升级提供机遇

奥运会历来是世界观察一个国家和地区经济社会文明发展程度的窗口，主办国赋予奥运会的理念和举措彰显着本民族与全社会对未来的期盼，得到应用的新技术在赛后作为遗产也将发挥持久的影响力。

北京作为国家首都和拥有2100万人口的现代化国际大都市，在改革开放的大背景下，经济总量和综合实力不断得到提升。随着地区经济的不断发展，通过产业升级和功能疏解等措施，虽然经济结构得到优化，但水、电、气、煤等能源需求仍然突出，为实现“双碳”目标，满足节能减排和大气污染防治要求，需优化能源结构，用电能替代化石能源消费，在逐步提高外来电比例的同时提高可再生能源电量比重。

近年来，从里约奥运会的绿色种子，到东京奥运会的氢能世界，绿色可持续的理念不断在全球蔓延，北京冬奥会提出的“绿色办奥”理念不仅符合世界主流价值，也是中国大力建设生态文明的应有之意。在这个背景下，北京冬奥会的绿电供应应运而生，从技术和政策两方面实现创新，为地区经济社会的可持续发展留下了宝贵遗产。

2 清洁能源布局与冬奥会赛区规划完美结合

作为北京冬奥会三个赛区之一的张家口赛区，是“风的故乡、光的海洋”，风电、太阳能发电资源储量十分丰富，可开发资源规模高达8500万kW，作为国家级可再生能源示范区，张家口市可再生能源总装机已突破2000万kW，为全国非水可再生能源第一大市。随着京张高铁、京礼高速的建成通车，冬奥会北京、延庆、张家口三个赛区通过高效的交通网络形成了一个整体，夯实了京津冀一体化西北旅游发展带的基础设施承载能力，不仅使能源的输送更加便利，更使得北京与张家口市在联手申办冬奥会后，在未来都获得了更大的发展空间。

3 世界第一的直流工程

张北柔性直流电网示范工程延庆换流站

为保证北京冬奥会的能源供应，国家电网公司于2018年启动张北柔性直流电网示范工程（以下简称“柔直工程”），在北京延庆区、张家口张北县、丰宁县、康保县四地同步建设四端换流站，为京津冀地区撑起了一张直流电网。与传统变电站相比，直流电网将交流电转换成为直流电，通过直流线路输送到对端换流站，再将直流电转换为交流电，接入交流电网,极大减小了电能长距离输送的能量损耗。张北柔直工程聚焦绿色办奥，打造清洁低碳奥运专区，将张北新能源基地、丰宁储能电源与北京负荷中心可靠互联，大幅提升能源供给的清洁比重，为冬奥会提供坚强、充裕的绿色能源保障。工程投产后，能够满足700万kM新能源装机的外送和消纳需求，每年可输送140亿kMh清洁电力，全面满足北京地区以及张家口地区冬奥场馆用电需求，按照全国平均的电力碳排放因子0.6101tCO2/MWh计算，减排二氧化碳854万t。

此外，配套建设张北风光储输一体化示范基地，通过统筹平衡风、光、储三种资源，实现对新能源发电系统的可预测、可控制、可调度，在联合发电控制运行方式和调度模式研究领域实现世界首创。通过直流电网安全、稳定又不失灵活的电力供应，极大提高了北京冬奥会所有场馆的供电可靠性，也实现了场馆绿电供应所需的硬件基础。

4 国家政策的积极引导

党的十九大报告提出要求构建市场导向的绿色技术创新体系，发展绿色金融，壮大节能环保产业、清洁生产产业、清洁能源产业。国务院政府工作报告中提出抓紧解决机制和技术问题，优先保障可再生能源发电上网，有效缓解弃水、弃风、弃光状况。响应党中央号召，国家发展和改革委于2017年制定《关于北方地区清洁供暖价格政策的意见》，加大冬季电采暖改造力度；国家能源局于2018年下发《可再生能源电力配额及考核办法》，鼓励市场主体优先开展可再生能源电力交易。

张北柔性直流电网示范工程张北换流站

2018年11月，华北能源监管局印发《京津冀绿色电力市场化交易规则（试行）》，将冬奥会场馆设施纳入参与绿色电力市场化交易的电力用户范围，并规定绿色电量优先保证冬奥会场馆设施的供应。经过系列政策的引导，解开了冬奥会场馆设施绿电交易的政策瓶颈，推动了冬奥会场馆和相关附属设施绿电交易的进程，为践行绿色发展理念，落实可持续承诺提供了有力保障。

5 冬奥会的绿电供应正式启航

依托京津冀地区资源禀赋和冬奥会基础设施建设带来的优势，在现行政策框架下，按照节俭办奥的要求，依托电网主干通道，通过市场化直购绿电方式实现冬奥会全生命周期的清洁能源供应，北京冬奥会的绿电供应方案已经呼之欲出。2019年1月30日，北京冬奥会场馆绿电供应签约仪式在京举行，冬奥会场馆“绿电交易”工作正式启动。

2019年7月1日，第一批11个冬奥会场馆实现绿电供应，截至目前，总交易电量达3.18亿kWh，减排二氧化碳19万t。到2022年冬残奥会结束时，冬奥会场馆预计共消耗绿电约4亿kWh，预计可减排二氧化碳24万t。

6 实现的社会效益

北京冬奥会的绿电供应，展现了中国清洁能源产业发展的信心和前景，国际奥委会第一副主席、北京冬奥会协调委员会主席胡安·萨马兰奇评价北京冬奥会说：“场馆清洁能源的使用在以往的奥运会中都有所体现，但北京冬奥会实现全部场馆由城市绿色电网全覆盖，这在奥运历史上还属首次。这是第一个全绿色的奥运会，不仅仅对于北京、河北，对于整个中国和整个世界，对于我们的后代都非常重要。”

柔直工程配套建设的630万kW风电、光伏发电，拉动当地风、光发电投资达到600亿元，工程还有力带动上下游产业发展，提供大量就业岗位。工程投运后，将显著提升张家口地区新能源外送能力，有效促进当地扶贫电站消纳新能源，预计惠及1110座光伏扶贫电站和104896户贫困户，总容量达133.9万kW。

北京这座“双奥之城”，经过2008年奥运会的洗礼，促进了城市建设跨越式发展，2022年的北京冬奥会同样带动了京津冀基础设施的一体化发展，开启了大规模清洁能源的友好接入和送出模式，使“张家口的风点亮北京的灯”成为现实，随着能源供应方式的创新，清洁能源本地消纳能力不足的问题将得到有效缓解，在推动我国清洁能源的产业发展，引领科技创新等方面具有积极的促进作用。

7 结语

“沧海横流，方显英雄本色”，全球疫情肆虐背景下的北京冬奥会，对推动中西文化交流融合、增强民族自信必将产生积极影响，北京冬奥会筹办形成的奥运遗产也将助力于地方经济与社会发展。成功举办北京冬奥会是中华民族伟大复兴道路上的一小步，相信北京冬奥会各项创新的示范效应会加快促进绿色、科技、智慧、节俭等元素的融合，惠及广大民众，推动合作企业发展再上新台阶，服务冬奥会筹办与加快发展双赢，服务城市和区域的高质量发展。