天津港绿色低碳港区建设实践

　　一、项目总体介绍

　　(一)实施单位

　　天津港青鸟新能源有限公司，成立于2022年08月，天津港集团下属企业，注册资本为11109万元，后文简称“青鸟公司”。

　　青鸟公司的成立以集团公司建设绿色港口建设为背景，服务于集团公司“零碳码头、零碳港区、零碳港口”的三步走的战略目标，公司将致力开展以风光新能源发电为主体的港区新型电力系统投资建设，推动实现港口用能100%清洁能源供应，将天津港打造成为我国港口行业碳达峰、碳中和的示范性港口，引领行业清洁、低碳、高质量发展。

　　图1 天津港部分区域风机建设情况

　　(二)实施背景

　　为深入贯彻落实党中央、国务院关于碳达峰、碳中和的重大战略决策，积极响应国家《交通强国建设纲要》中关于“推进绿色交通发展”、“强化节能减排和污染防治”的部署要求，交通运输部持续推动绿色低碳港口建设。港口作为交通运输体系的重要节点和能源消耗大户，其能源结构转型对实现交通领域低碳发展目标具有关键意义。天津港作为我国北方国际航运核心区的重要枢纽和世界级人工深水大港，肩负着打造世界一流绿色智慧枢纽港口的重要使命，亟需在港区能源清洁化、低碳化方面率先突破，探索可复制、可推广的港口绿色能源应用新模式。

　　当前，天津港正处于加快建设世界一流港口的关键时期，港区能源需求持续增长，对能源供应的稳定性、经济性和环保性提出了更高要求。同时，港区内拥有丰富的屋顶、堆场、岸线等空间资源，具备规模化开发分布式光伏、分散式风电等可再生能源的先天优势。然而，港区能源系统也面临新能源发电间歇性、波动性与港口连续生产作业需求之间的矛盾，以及大型电动设备(如岸桥、场桥、集卡、充电重卡等)规模化应用带来的充电负荷激增与电网承载能力挑战。构建以新能源为主体的新型电力系统——“源(可再生能源)、网(智能电网)、荷(柔性负荷)、储(储能系统)、充(智能充电设施及船舶岸电设施)”协同互动的港区智慧能源体系，成为破解上述难题、实现港口能源绿色低碳转型的必由之路。

　　在此背景下，依托天津港集团在绿色港口建设方面的坚实基础和明确战略目标，天津港青鸟新能源有限公司立足港区实际，提出实施“源网荷储充”示范项目。该项目旨在整合港区风光资源、优化电网结构、柔性调节负荷、规模化部署储能、建设智能充电网络，通过多能互补与智慧管控，打造高比例可再生能源渗透、高可靠供电保障、高效率能源利用的港口新型电力系统样板工程，为全国港口乃至交通行业的能源绿色低碳转型提供示范引领。

　　二、项目实施方法

　　(一)总体思路

　　青鸟公司立足天津港现有能源结构与未来发展需求，充分发挥港区丰富的空间资源与青鸟公司的技术集成优势，坚持“统筹规划、分步实施、协同优化、智慧管控”原则。以天津港自有主站供电范围为基础，划分分布式新能源建设区块，主导港区分布式光伏、分散式风电项目、大功率充电桩、储能等项目建设。通过科学布局分布式新能源发电设施(光伏、风电)，构建智能配电网，建设智能充电网络(含岸电)，并深度挖掘柔性可调负荷潜力。未来还将规模化部署储能系统，依托先进的智慧能源管理平台，实现源、网、荷、储、充各环节在时间与空间维度的深度协同与优化调度，全面提升港区可再生能源消纳能力、供电可靠性和能源利用效率，最终实现港口用能100%清洁化的目标，支撑天津港世界一流绿色智慧枢纽港口建设。

　　(二)阶段规划

　　1.顶层设计与规划阶段

　　完成港区能源现状深度评估、资源潜力分析、总体方案设计及规划编制。

　　2.第一阶段，先行示范期(2021)

　　新增新能源发电装机容量12MW，新增年发电能力2000万kWh。主要项目有C段智慧绿色项目一期，北疆110kV站1.5MW光伏项目等。

　　3.第二阶段，加速推广期(2022-2024)

　　新增新能源发电装机容量130MW，新增年发电能力2.8亿kWh，主要项目有C段智慧绿色能源项目二期、三期，TCT码头4.5MW风电，太平洋码头15.4MW风光一体化项目，南疆港区25MW风电，国际物流区域10MW风电，东疆北防波堤50MW风电，国际物流冷库光伏项目等。

　　4.第三阶段，全面深化期(2025年启动)

　　预计新增新能源发电装机容量600MW，新增年发电能力9亿kWh。已完成及规划中主要项目有汇盛光伏，中农批光伏，南疆110kV站风电二期、三期，金岸重工光伏项目，高沙岭港区140MW防波堤风电项目等。

　　图2 天津港C段码头风机建设情况

　　(三)研究方法与技术

　　1.为破解高比例可再生能源接入与港口连续稳定用能需求间的矛盾，本项目解决“源网荷储充”协同优化难题，以保障关键设备电力供应、提升港口作业效率与安全性。重点研发与应用以下技术：基于大数据分析的风光出力与负荷精准匹配技术;依托规模化储能及可调负荷的快速响应与波动平抑技术;构建具备“黑启动”能力的局部微电网，确保极端工况下供电安全。最终形成可复制的高比例新能源港口电网稳定运行解决方案。

　　2.为应对港口大规模电动化设备带来的电网冲击与扩容压力，本项目聚焦高功率、短时冲击性负荷的优化管理，通过智能充电调控、储能削峰填谷、柔性负荷调节等技术，实现负荷曲线的主动优化与就地平衡。创新融合智能有序充电、V2G与储能动态响应等策略，对电动装卸设备、集卡等负荷进行精准预测与实时调度，从而减轻电网扩容压力，降低变压器容量需求与电费支出，提升设备利用率和运行经济性。

　　3.为突破港区多能流协同优化与智慧管控的壁垒，本项目将构建统一的智慧能源管理平台，以解决系统间信息交互不畅、协同策略缺失等问题。平台将集成物联网、云计算等先进技术，实现“源网荷储充”全要素的“可观、可测、可控、可优”，并通过多时间尺度的优化调度、能效分析及碳排监测等功能，实现多能互补与源荷互动，最终提升港区整体能效与可再生能源消纳水平，为精细化管理和行业标准制定提供支撑。

　　(四)具体做法

　　1.能源供给侧

　　在能源供给侧，天津港以建成全球首个“智慧零碳”码头为起点，充分利用港区资源优势，先后建成集24台风力发电机组和13万平方米光伏发电为一体的新能源发电系统;建成全国首个防波堤风电项目——天津港华能东疆北防波堤风电项目，装机总容量超140兆瓦，年发绿电能力超3亿千瓦时，超过集团公司生产用电的70%;码头岸电设施投运总数近50套，覆盖60余个生产泊位;港口生产用充电桩总数达200余座，可满足近1500辆新能源设备的充电需求;联合国网天津公司建成天津市单体规模最大的商用重卡充电基地，探索共建港区换电站，不断完善新能源集疏运车辆补能设施。

　　2.能源需求侧

　　在能源需求侧，天津港集团自主研发全球首台氢-电混合动力水平运输机器人，实现集装箱货类码头短倒集卡100%电动化，港作设备清洁化占比达57%，码头单位电能消耗占比近70%，位于全国港口前列;港作船舶低硫油使用率保持100%，靠泊期间100%使用岸电;“燃改电”项目基本实现“应改尽改”，推动空气源热泵技术在港区供热制冷场景中普及应用，进一步降低化石能源消耗。

　　3.能源管理侧

　　在能源管理侧，建成行业领先的“智能电力调控平台”和“能源与碳管理平台”，打通系统间数据壁垒，以数字化手段实现能源智慧化管理。随着天津港集团节能降碳工作扎实推进，相关成果获得了行业高度认可，天津港集团10个场景实现“零碳”认证，8家码头获评星级绿色港口，第二集装箱公司、太平洋国际公司荣膺五星级“中国绿色港口”。《天津港绿色低碳港区建设实践》入选国家能源局“绿色低碳转型典型案例”，成为全国港口唯一案例，为行业提供了宝贵借鉴。

　　图3 天津港太平洋码头风机建设情况

　　三、取得成效

　　1.能源结构目标：到2025年底，港区分布式光伏、分散式风电装机容量累计达150MW，年清洁能源发电量达到3.2亿千瓦时。

　　2.设施建设目标：建成覆盖港区主要作业区域的智能充电网络，部署大功率充电桩250余基，满足港口大型电动装卸设备、电动集卡、充电重卡等规模化应用需求;同步优化提升岸电设施覆盖率和智能化水平。

　　3.系统能力目标：构建具备“黑启动”能力的局部微电网，关键生产区域供电可靠性达到99.99%;储能系统总装机容量满足平抑新能源波动和负荷峰谷调节需求;智能充电管理系统实现大功率冲击性负荷的有效管控，电网扩容需求显著降低。

　　4.智慧管理目标：港口智慧能源管理平台完成核心功能模块开发并上线试运行，实现源网荷充全要素实时监测、多时间尺度优化调度、能效精细化管理与碳排放精准计量，平台接入点覆盖率100%，系统协同优化效率提升20%以上。