AI、机器人、无人驾驶齐上阵 实探全球首个“煤—新能源—电—铝”循环经济示范工程

  在科尔沁草原腹地的群山间，266台风机迎风矗立、36万余块光伏板逐日生辉，持续为霍林河循环经济局域电网供给绿色能源。

  日前，《科创板日报》记者走进国家电投内蒙古公司，实地探查全球首个‘煤—新能源—电—铝’循环经济新范式—霍林河循环经济示范工程，其在新能源的加持下“风光无限”，今年上半年，电解铝绿电消纳占比达27.58%。

  当前，新质生产力慢慢的变成了高水平发展的强劲动力。而在定义新能源领域的新质生产力上，业内认为，能够理解为通过创新技术、创新产业模式，推动能源转型和可持续发展的生产力，由此，霍林河循环经济示范工程也作为新能源新质生产力样本昭示活力。

  近期，国家发展改革委党组书记、主任郑栅洁也表示，发展新质生产力是推动高水平发展的内在要求和重要着力点，要加快改造提升传统产业，激发“老产业”的“新动能”。

  此外，依托人工智能、爬塔机器人、5G+无人驾驶项目等现代信息技术，国家电投内蒙古公司早已实现因地制宜发展新质生产力，开展智能化建设。

  国家电投内蒙古公司是集煤炭、火电、新能源、电解铝、铁路、港口等产业一体化协同发展的大型综合能源企业。现有煤炭产能8300万吨；火电装机750万千瓦，在建202万千瓦；新能源装机711万千瓦等，资产总额1339亿元。

  内蒙古自治区通辽市境内的霍林河煤田，是我国现代化生产程序最高的大型露天煤矿，储量超过130亿吨，是全国五大露天煤矿之一。

  走进霍林河北露天煤矿现场，《科创板日报》记者站在广阔的矿坑边缘，俯视之下，发现大量的纯电动矿用自卸车、百吨级无人驾驶自卸车和大型运输车在矿区往来穿梭。

  据悉，在这里，昔日曾大量产生剥离过程中伴生的劣质煤，因其遇水易散、遇硬易碎等缺陷无法外运，长期存放还会引起自燃，造成大量资源浪费和环境污染，被视为“生态垃圾”。

  如何让这块“鸡肋”充分释放能量？国家电投内蒙古公司副总工程师兼电力分公司总经理、党委副书记、霍林河循环经济电力监控指挥中心主任赵晋宇告诉《科创板日报》记者，此前中电投集团（国家电投内蒙古公司前身）在霍林河地区的电解铝产业已初具规模，也恰逢当时国内风电、光伏产业开始异军突起，考虑了“煤-电-铝”的协同，确定了建设新能源，推动绿色转型的发展趋势之后，中电投蒙东能源选择用煤炭产品转化带动产业体系调整，在传统产业上，形成煤、电、铝三个支柱产业，最终形成完整的多元化、开放型产业链条。

  据介绍，2014年8月，霍林河循环经济示范项目前三期30万千瓦风电项目全容量并网发电，霍林河循环经济示范项目进入“风火互补”发电时期，迈出了绿色转型的第一步。同年10月，随着2台35万千瓦火电机组陆续投产，霍林河循环经济示范项目全面建成投运。

  “截至目前，国家电投内蒙古公司在霍林河地区建成了包括年消耗900万吨劣质褐煤的180万千瓦火电装机、105万千瓦新能源装机、86万吨电解铝产能以及配套自备电网、监控指挥中心的产业集群。每年有30亿千瓦时绿电输送至下游内部电解铝产业。今年上半年，电解铝绿电消纳占比达27.58%，打造了全球首个‘煤—新能源—电—铝’循环经济新范式。” 赵晋宇说。

  此外，聚焦科学技术创新，进一步探索不同形式的储能在霍林河循环经济示范项目中的应用情况和适配能力，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内蒙古公司电力分公司投运。

  国家电投内蒙古公司电力分公司经营副总经理李洪波告诉《科创板日报》记者，其中，1MW铁-铬液流电池储能项目应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。为下一步大规模引入储能项目，促进绿电消纳能力提升，保障局域电网稳定运行提供较为可靠的决定依据和实证数据。

  近年来，国家电投内蒙古公司不断探索高新科技的应用，推动能源生产和消费方式的深刻变革。

  比如，在国家电内蒙古公司电力分公司D厂，当《科创板日报》记者走进偌大的新能源场站集控室里时，发现仅有3名值班人员在智慧风场平台系统终端前监视着设备运转情况。

  据介绍，该场站运用的智慧风场系统涵盖9大模块、87项具体功能，可以将人工智能技术深度融入场站运营的全方位、全过程，同时应用智能爬塔机器人和升压站巡检机器人等技术产品，真正的完成新能源场站的少人值班和无人值守。

  登上公司79号风机观礼台，数台风机迎风傲立，其中百米高的风机塔筒壁上正在向上向上攀爬的机器人惹人关注。

  内蒙古公司电力分公司D厂运行副总工程师杨坤向《科创板日报》记者介绍，爬塔机器人是该公司和上海成套院联合设计研发的一款机器人，其基本功能是塔筒焊缝的检测、漆面的打磨和补漆，另外是对塔筒脏污的清洗。公司目前共有266台风机，有了爬塔机器人后，就可以自主对全部风机进行全方位检查，然后对存在隐患的风机杆塔进行重点复核，能兼顾全面性和经济性。

  “在使用智能爬塔机器人前，我们都是应用“蜘蛛人”对风机杆塔外壁进行焊口检测、油污清理、补漆作业等，基本操作就是在风机机舱顶部通过钢丝绳吊起一只吊篮，检修人员站在吊篮中沿着塔壁升降进行作业，这种作业方式存在安全风险，而且人工检测焊口的效率较低，人工完成1台风机塔筒焊口的全面检测大约需要5小时左右，而利用爬塔机器人则只需要2个多小时，可以将这项工作的效率提升1倍左右。” 杨坤说。

  据了解，该机器人外观尺寸小、重量轻、履带装置吸附力大、负载能力强，可以自动适应不一样直径的塔筒。另外越障能力强，作业时可以安全越过塔筒上的横焊缝和竖焊缝。

  机器人的运用无处不在，紧接着，《科创板日报》记者来到国家电投内蒙古电投能源股份有限公司霍煤鸿骏铝电公司，在铝锭铸造生产现场，全国首套铝锭铸造自动化生产线正在有序平稳运行，打渣、铸锭、码垛、打包、称重等环节全部由机器人操作，全面实现了自动化生产。

  霍煤鸿骏铝电公司铸造分厂副厂长车林对《科创板日报》记者表示，铸造分厂将原有生产设备升级改造为行业内自动化程度比较高的生产线。目前实现了抬包自动倾翻、机器人打渣、铸模自动预热、机器人码垛、自动打包、在线检斤、自动转运、铝渣灰处理等全工序自动化。

  无人驾驶这个概念已经很普及，但是把无人驾驶技术应用在上百吨的宽体矿卡上还是较为罕见的，而在国家电投内蒙古公司白音华露天矿和北露天煤矿，无人驾驶慢慢的变成了了现实。

  《科创板日报》记者在白音华露天矿上注意到，一辆辆矿用宽体车自如地在煤海中穿梭，井然有序地进行土岩运输工作，而这些车的驾驶室竟空无一人。负责“驾驶”它们的工人则坐在距离现场几公里外的办公室内，在一个酷似游乐设施的驾驶舱中，数台荧幕显示器将矿车现场360度呈现出来。

  作为全国首次在复杂结构煤层上线应用的“露天矿宽体自卸车5G+无人驾驶项目”，白音华露天矿生产副矿长腾瑞雪告诉《科创板日报》记者，目前，白音华露天矿无人驾驶编组运煤量累计突破300万吨，为我国提供可复制、可推广的露天矿多煤层稳定运输作业的成功经验。该无人驾驶自卸车加装激光雷达能自行刹车，同时系统依托5G技术智能分析各路口信息，告知车辆通行次序，解决会车难题。

  “截至目前，该项目已实现35台65吨级宽体运输车全天候无人驾驶稳定运行和有人无人混编作业，平均效率达到同期有人驾驶效率的92%以上。在高峰期时，无人驾驶作业相当可减少运输车司机110人，真正的完成露天煤矿“少人则安、无人则安”。“腾瑞雪说。

  在距离矿区5公里之外的北露天煤矿，副矿长刘志华则对《科创板日报》记者表示，目前使用的无人驾驶矿卡车是和易控智驾合作的，同时也在和北京慧拓、华为等接洽，目前一辆车成本大概270万，随着规模化量产后会降低。截至2024年5月底，无人驾驶矿卡已累计拉运10余万立方米，无人驾驶效率达到有人驾驶效率的77%。

  此外，刘志华还透露，针对露天矿山双齿辊破碎机齿辊补焊过程环境恶劣，人工电弧焊接工作强度大、效率低的真实的情况，北露天煤矿联合严格科创产业发展集团合肥有限公司研发双齿辊破碎机智能焊接系统，去年正式投入使用。

  “智能焊接系统主要包含6轴大臂展机器人、3D视觉识别等6大子系统，与人工焊接相比，焊接机器人焊接效率提升5倍以上，焊接硬度提升60HL，焊接质量一致性更优。“