从劣质煤到绿电铝，实探“塞北煤城”的循环经济新范式

白色的无人驾驶自卸车停泊在远处，电驱矿车穿行在黑灰基调的露天矿山。布满苍翠茂密植被的排土场上，一台高耸的风机正在缓缓转动，所发电量全部输送至煤矿生产现场，为这座煤田注入“绿意”。

这是界面新闻日前参观国家电投内蒙古公司北露天煤矿时所见到的情形。在“塞北煤城”霍林郭勒市，智能化、低碳化的实践正在落地。

“北露天煤矿投入了25台60吨级电驱矿卡，配套建设2座充电站，主要利用排土场风电所发绿电。”北露天煤矿矿长贺希格图介绍称，电驱矿卡每年运输煤炭约800万吨，可节约柴油1980吨，电费成本较燃油成本节约62%。

2023年4月，国际首例排土场4兆瓦分散式风电示范项目在该煤矿建成，采用“自发自用”模式，打破了新旧能源和行业壁垒。

至今，该项目已累计发电1520万千瓦时，所发电力全部用于露天煤矿生产用电和电驱矿卡充电。

霍林河循环经济示范项目北露天煤矿，摄影：戴晶晶

上述项目仅是国家电投内蒙古公司(下称内蒙古公司)霍林河循环经济示范工程的一部分。

内蒙古公司是国家电投在内蒙古的全资子公司，与国家电投集团蒙东能源有限责任公司、电投能源(002128.SZ)一体化运作。

2014年，按照“以煤发电、以电炼铝、以铝带电、以电促煤”的思路，霍林河循环经济示范工程正式建成。时至今日，该工程涵盖年消耗900万吨劣质褐煤的180万千瓦火电装机、90万千瓦风电装机、15万千瓦光伏装机、86万吨电解铝产能，以及配套了自备电网和监控指挥中心。

依托该项目开展的“含可再生能源的孤立电网的运行控制技术及示范”科技项目，被列为国家863计划课题。

霍林河地区劣质煤热量较低、杂质量大、极易破碎，长途运输经济性差。在局域网建设前的电解铝产业大量购进工业用电，成本居高不下，加之电解铝价波动剧烈，影响企业经营效益。

借由霍林河循环经济示范工程项目，劣质褐煤实现了就地消纳，发电成本也更具优势。

北露天煤矿位于该示范项目的最上游，年产能1000万吨，其中90%通过自备电厂和坑口电厂两套输煤系统运往电力分公司与霍林河坑口发电公司。电投能源旗下的霍煤鸿骏铝电公司作为项目下游，电解铝产线同步消纳火电和绿电。

在示范项目“神经中枢”电力监控指挥中心的蓝屏上，界面新闻记者看到局域网内266台风电机组、449台逆变器的整体运行状态，以及风光发电功率的实测和预测曲线。

内蒙古公司电力分公司党委书记李书硕表示，目前，霍林河循环经济六期20万千瓦和七期45万千瓦续建风电项目正在推进，预计到2025年项目达产后，局域网新能源装机将达到170万千瓦，占总装机的48.57%。

今年上半年，霍林河循环经济示范工程电解铝绿电消纳占比为27.58%。

“一季度风力好的时候，电解铝侧绿电实时占比能达到30%。”李书硕指出，项目对国家产业政策、能源结构调整，尤其是在风电大比例就地消纳、能源综合利用方面起到很好的示范作用。

“煤电铝”也因此向“绿电铝”转变。在全国首批“绿电铝”产品认证中，霍煤鸿骏铝电公司完成8.6万吨重熔用铝锭、9.9万吨电解原铝液认证，同时还与三家下游企业达成销售协议，2023年累计完成“绿电铝”交易3.65万吨。

增强新能源并网消纳能力是近期政府关注的重点。今年6月，国家能源局发布《关于做好新能源消纳工作 保障新能源高质量发展的通知》，旨在提升电力系统对新能源的消纳能力，确保新能源大规模发展的同时保持合理利用水平。

截至今年上半年，霍林河循环经济示范工程局域电网新能源弃风率1.69%，创历史最佳，消纳新能源16.79亿千瓦时。火电灵活性改造和新型储能在其中发挥了作用。

2024年初，内蒙古公司电力分公司完成2台30万千瓦和2台35万千瓦火电机组灵活性改造，在不投油的前提下具备深度调峰至20%额定负荷的能力。

内蒙古公司电力分公司B厂厂长张鹏林表示，极限情况下，火电每小时可为新能源让出近百万千瓦的发电空间，配合三模混合储能示范项目进行联合调峰，基本实现系统内105万千瓦新能源全额消纳，实现风、光资源的“零弃用”。

2023年8月19日，全国首个由铁铬液流、飞轮、锂电三种形式组成的混合储能项目在国家电投内蒙古公司电力分公司投运，三个形式的储能项目各1兆瓦。其中，1兆瓦铁-铬液流电池储能项目采用国家电投自主研发的“容和一号”电池堆，是全球首例兆瓦级铁-铬液流电池储能项目。

“铁-铬液流储能时间长、造价单价高，但循环寿命高，充放能达到2万次以上，安全性也相对高。”

张鹏林向界面新闻介绍称，飞轮储能单体容量小，1兆瓦分成10个单元模块建设，但响应速度最快，可以达到毫秒级。

张鹏林说，随着局域网绿电占比提高，为了保证消纳，计划自明年开始建设100兆瓦的锂电池储能项目。选择锂电池技术路线的主要原因是当前单价较低，运营经验丰富。

基于霍林河循环经济示范工程的经验，内蒙古公司在资源条件相似的锡林郭勒盟白音华地区，正依托3500万吨煤炭产能，复制“煤电铝”循环经济产业链，规划分两期建设80万吨高精铝板带项目，配套建设5×35万千瓦自备火电机组及线路送出工程。

目前白音华铝电项目和2×35万千瓦自备火电机组已投产运行。

在新能源方面，白音华自备电厂可再生能源替代工程200兆瓦光伏项目于2023年12月并网发电，为全国最大露天矿排土场光伏项目， 项目最终负荷由白音华高精铝板带项目全额消纳。