科創板日報
2024-11-16 
AI、機器人、無人駕駛齊上陣實探全球首個“煤—新能源—電—鋁”循環經濟示范工程
《科創板日報》9月19日訊（記者 李明明） 在科爾沁草原腹地的群山間，266臺風機迎風矗立、36萬余塊光伏板逐日生輝，持續為霍林河循環經濟局域電網供給綠色能源。
日前，《科創板日報》記者走進國家電投內蒙古公司，實地探查全球首個‘煤—新能源—電—鋁’循環經濟新范式—霍林河循環經濟示范工程，其在新能源的加持下“風光無限”，今年上半年，電解鋁綠電消納占比達27.58%。
當前，新質生產力已經成為高質量發展的強勁動力。而在定義新能源領域的新質生產力上，業內認為，可以理解為通過創新技術、創新產業模式，推動能源轉型和可持續發展的生產力，由此，霍林河循環經濟示范工程也作為新能源新質生產力樣本昭示活力。
近期，國家發展改革委黨組書記、主任鄭柵潔也表示，發展新質生產力是推動高質量發展的內在要求和重要著力點，要加快改造提升傳統產業，激發“老產業”的“新動能”。
此外，依托人工智能、爬塔機器人、5G+無人駕駛項目等現代信息技術，國家電投內蒙古公司早已實現因地制宜發展新質生產力，開展智能化建設。
打造全球首個‘煤—新能源—電—鋁’循環經濟新范式
國家電投內蒙古公司是集煤炭、火電、新能源、電解鋁、鐵路、港口等產業一體化協同發展的大型綜合能源企業。現有煤炭產能8300萬噸；火電裝機750萬千瓦，在建202萬千瓦；新能源裝機711萬千瓦等，資產總額1339億元。
內蒙古自治區通遼市境內的霍林河煤田，是我國現代化生產程序最高的大型露天煤礦，儲量超過130億噸，是全國五大露天煤礦之一。
走進霍林河北露天煤礦現場，《科創板日報》記者站在廣闊的礦坑邊緣，俯視之下，發現大量的純電動礦用自卸車、百噸級無人駕駛自卸車和大型運輸車在礦區往來穿梭。
據悉，在這里，昔日曾大量產生剝離過程中伴生的劣質煤，因其遇水易散、遇硬易碎等缺陷無法外運，長期存放還會引起自燃，造成大量資源浪費和環境污染，被視為“生態垃圾”。
如何讓這塊“雞肋”充分釋放能量？國家電投內蒙古公司副總工程師兼電力分公司總經理、黨委副書記、霍林河循環經濟電力監控指揮中心主任趙晉宇告訴《科創板日報》記者，此前中電投集團（現國家電投集團）在霍林河地區的電解鋁產業已初具規模，也恰逢當時國內風電、光伏產業開始異軍突起，綜合考慮了“煤-電-鋁”的協同，確定了建設新能源，推動綠色轉型的發展方向之后，中電投蒙東能源選擇用煤炭產品轉化帶動產業結構調整，在傳統產業上，形成煤、電、鋁三個支柱產業，最終形成完整的多元化、開放型產業鏈條。
據介紹，2014年8月，霍林河循環經濟示范項目前三期30萬千瓦風電項目全容量并網發電，霍林河循環經濟示范項目進入“風火互補”發電時期，邁出了綠色轉型的第一步。同年10月，隨著2臺35萬千瓦火電機組陸續投產，霍林河循環經濟示范項目全面建成投運。
“截至目前，國家電投內蒙古公司在霍林河地區建成了包括年消耗900萬噸劣質褐煤的180萬千瓦火電裝機、105萬千瓦新能源裝機、86萬噸電解鋁產能以及配套自備電網、監控指揮中心的產業集群。每年有30億千瓦時綠電輸送至下游內部電解鋁產業。今年上半年，電解鋁綠電消納占比達27.58%，打造了全球首個‘煤—新能源—電—鋁’循環經濟新范式。” 趙晉宇說。
此外，聚焦科技創新，進一步探索不同形式的儲能在霍林河循環經濟示范項目中的應用情況和適配能力，2023年8月19日，全國首個由鐵鉻液流、飛輪、鋰電三種形式組成的混合儲能項目在內蒙古公司電力分公司投運。
國家電投內蒙古公司電力分公司經營副總經理李洪波告訴《科創板日報》記者，其中，1MW鐵-鉻液流電池儲能項目應用國家電投自主研發的“容和一號”電池堆，是全球首例兆瓦級鐵-鉻液流電池儲能項目。為下一步大規模引入儲能項目，促進綠電消納能力提升，保障局域電網穩定運行提供可靠的決策依據和實證數據。
機器人、智慧風場等新技術推動央企智慧能源一線建設
近年來，國家電投內蒙古公司不斷探索高新科技的應用，推動能源生產和消費方式的深刻變革。
比如，在國家電內蒙古公司電力分公司D廠，當《科創板日報》記者走進偌大的新能源場站集控室里時，發現僅有3名值班人員在智慧風場平臺系統終端前監視著設備運轉情況。
據介紹，該場站運用的智慧風場系統涵蓋9大模塊、87項具體功能，可以將人工智能技術深度融入場站運營的全方位、全過程，同時應用智能爬塔機器人和升壓站巡檢機器人等技術產品，真正實現新能源場站的少人值班和無人值守。
登上公司79號風機觀禮臺，數臺風機迎風傲立，其中百米高的風機塔筒壁上正在向上向上攀爬的機器人惹人關注。
內蒙古公司電力分公司D廠運行副總工程師楊坤向《科創板日報》記者介紹，爬塔機器人是該公司和上海成套院聯合設計研發的一款機器人，其主要功能是塔筒焊縫的檢測、漆面的打磨和補漆，另外是對塔筒臟污的清洗。公司目前共有266臺風機，有了爬塔機器人后，就可以自主對全部風機進行檢查，然后對存在隱患的風機桿塔進行重點復核，可以兼顧全面性和經濟性。
“在使用智能爬塔機器人前，我們都是應用“蜘蛛人”對風機桿塔外壁進行焊口檢測、油污清理、補漆作業等，基本操作就是在風機機艙頂部通過鋼絲繩吊起一只吊籃，檢修人員站在吊籃中沿著塔壁升降進行作業，這種作業方式存在安全風險，而且人工檢測焊口的效率較低，人工完成1臺風機塔筒焊口的全面檢測大約需要5小時左右，而利用爬塔機器人則只需要2個多小時，可以將這項工作的效率提升1倍左右。” 楊坤說。
據了解，該機器人外形尺寸小、重量輕、履帶裝置吸附力大、負載能力強，可以自動適應不同直徑的塔筒。另外越障能力強，作業時可以安全越過塔筒上的橫焊縫和豎焊縫。
機器人的運用無處不在，緊接著，《科創板日報》記者來到國家電投內蒙古電投能源股份有限公司霍煤鴻駿鋁電公司，在鋁錠鑄造生產現場，全國首套鋁錠鑄造自動化生產線正在有序平穩運行，打渣、鑄錠、碼垛、打包、稱重等環節全部由機器人操作，全面實現了自動化生產。
霍煤鴻駿鋁電公司鑄造分廠副廠長車林對《科創板日報》記者表示，鑄造分廠將原有生產設備升級改造為行業內自動化程度比較高的生產線。目前實現了抬包自動傾翻、機器人打渣、鑄模自動預熱、機器人碼垛、自動打包、在線檢斤、自動轉運、鋁渣灰處理等全工序自動化。
無人駕駛礦卡助力綠色礦山
無人駕駛這個概念已經很普及，但是把無人駕駛技術應用在上百噸的寬體礦卡上還是較為罕見的，而在國家電投內蒙古公司白音華露天礦和北露天煤礦，無人駕駛已經成為了現實。
《科創板日報》記者在白音華露天礦上注意到，一輛輛礦用寬體車自如地在煤海中穿梭，井然有序地進行土巖運輸工作，而這些車的駕駛室竟空無一人。負責“駕駛”它們的工人則坐在距離現場幾公里外的辦公室內，在一個酷似游樂設施的駕駛艙中，數臺熒幕顯示器將礦車現場360度呈現出來。
作為全國首次在復雜結構煤層上線應用的“露天礦寬體自卸車5G+無人駕駛項目”，白音華露天礦生產副礦長騰瑞雪告訴《科創板日報》記者，目前，白音華露天礦無人駕駛編組運煤量累計突破300萬噸，為我國提供可復制、可推廣的露天礦多煤層穩定運輸作業的成功經驗。該無人駕駛自卸車加裝激光雷達可以自行剎車，同時系統依托5G技術智能分析各路口信息，告知車輛通行次序，解決會車難題。
“截至目前，該項目已實現35臺65噸級寬體運輸車全天候無人駕駛穩定運行和有人無人混編作業，平均效率達到同期有人駕駛效率的92%以上。在高峰期時，無人駕駛作業相當可減少運輸車司機110人，真正實現露天煤礦“少人則安、無人則安”。“騰瑞雪說。
在距離礦區5公里之外的北露天煤礦，副礦長劉志華則對《科創板日報》記者表示，目前使用的無人駕駛礦卡車是和易控智駕合作的，同時也在和北京慧拓、華為等接洽，目前一輛車成本大概270萬，隨著規模化量產后會降低。截至2024年5月底，無人駕駛礦卡已累計拉運10余萬立方米，無人駕駛效率達到有人駕駛效率的77%。
此外，劉志華還透露，針對露天礦山雙齒輥破碎機齒輥補焊過程環境惡劣，人工電弧焊接工作強度大、效率低的實際情況，北露天煤礦聯合嚴格科創產業發展集團合肥有限公司研發雙齒輥破碎機智能焊接系統，去年正式投入使用。
“智能焊接系統主要包含6軸大臂展機器人、3D視覺識別等6大子系統，與人工焊接相比，焊接機器人焊接效率提升5倍以上，焊接硬度提升60HL，焊接質量一致性更優。“
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