近日,中国石油在青海油田仙东8井建成的首座钙钛矿组件光伏示范电站正式投入使用,标志着我国油气行业在下一代光伏技术产业化应用上迈出关键一步。
该电站装机容量峰值达101.8千瓦,预计年均发电量18.1万千瓦时,可使该井全年生产用绿电占比超过95%,年减少柴油消耗36吨、二氧化碳排放113吨。
柴达木盆地戈壁滩上,101.8千瓦的钙钛矿光伏组件正在将阳光转化为绿色电力,驱动着仙东8井的抽油机日夜运转。这座海拔2800米的光伏示范电站,正悄然改变着传统油田的能源供给方式。
01 技术突破:钙钛矿电池崭露头角
钙钛矿电池作为新一代光伏技术,正以其卓越性能挑战传统晶硅电池的主导地位。与晶硅电池相比,钙钛矿具有理论转换效率高(33%)、弱光性能好、低成本、轻薄以及低温度系数等优势。
中国石油深圳新能源研究院通过自主研发,在钙钛矿技术领域取得显著进展。其单结钙钛矿电池和钙钛矿/晶硅四端叠层电池认证效率分别达到26.0%和30.1%,兼具优异稳定性,达到行业先进水平。
钙钛矿电池的制作过程较为简单,仅需五六个工序,加工温度不超过150摄氏度,远低于晶硅电池需要1400摄氏度加热的能源消耗。
这使得钙钛矿组件成本可以做到晶硅光伏的一半甚至更低。
02 高原实证:极端环境验证技术可靠性
南八仙地区平均海拔2800米,这里强风沙、剧烈温差、高海拔和强紫外辐射的复杂环境,为钙钛矿组件提供了极端环境下的实测场景。
电站采用深圳院联合研发的钙钛矿组件和自主研发的昆鹏变流器,构建了高原离网光储柴系统。
昆鹏变流器可依据辐照强度动态调整启动电压与最大功率跟踪寻优区间,MPPT效率能够达到99%以上,充分利用钙钛矿组件在弱光环境下的优异发电性能。
该系统实现了绿电直供抽油负荷,形成井场生产多能互补智能调控模式,在现场运行期间已实现不间断的100%绿电直供抽油负荷。
03 战略意义:油气田绿色转型的新路径
中国石油正积极推进从油气供应商向“油气热电氢”综合性能源公司转型。
按照《中国石油绿色低碳发展行动计划3.0》,2021年至2025年为清洁替代期,力争2025年新能源产能占国内能源供应能力比例达到7%。
钙钛矿光伏电站直供油井生产用电的模式,打破了边远井单一依赖柴发的供能方式,通过实证清洁电力与油气生产的稳定协同运行,构建可复制的“绿电替代”范式。
中国石油近年来新能源业务发展迅速,2023年新能源开发利用规模取得历史性突破,发电量为2022年的3.4倍。
塔里木油田已建成中国石油在运最大整装光伏项目——上库高新区低碳转型130万千瓦光伏项目,预计每年可提供21亿千瓦时清洁电力。
中国石油首座钙钛矿光伏示范电站的投运,标志着我国传统油气行业在新能源技术应用方面取得重要突破。
钙钛矿技术以其高效率、低成本、弱光性能好等优势,正在为油气田的绿色转型提供全新路径。
随着钙钛矿电池稳定性和效率不断提升,这一技术有望在未来能源结构中扮演重要角色,助力我国实现“双碳”目标。