大運河畔綠意濃

——北京城市副中心十載譜寫新城生態華章

▲圖為北京城市副中心大運河畔。焦翔/攝

文丨本報記者 楊梓 姚美嬌

2016年5月27日，中共中央政治局研究部署規劃建設北京城市副中心，為承載副中心功能的通州區跨越式發展按下關鍵啟動鍵。2021年8月，國務院印發《關于支持北京城市副中心高質量發展的意見》，明確提出在北京城市副中心建設國家綠色發展示范區，堅持將綠色發展理念融入經濟社會發展全過程。

十年耕耘，綠色煥新。始終堅守綠色發展定位的北京城市副中心，持續發力生態建設、優化城市配套、升級人居環境，生態底色愈發鮮亮、綠色交通體系日趨成熟、藍天碧水常態呈現。如今，綠色低碳理念早已滲透進城市建設、產業發展與市民生活的方方面面，繪就出宜居宜業、綠意盎然的城市發展新畫卷。

低碳融入日常 綠意環繞新城

走進北京城市副中心，滿目皆是生機勃勃的城市新景：寬闊平整的城市道路縱橫交錯，沿街綠植錯落排布、郁郁蔥蔥，連片的城市公園點綴在樓宇間，天藍、水清、樹綠的生態畫卷鋪展開來。

扎根這座新城的通州居民，是日新月異發展的見證者，也是生態提質、環境升級最直接的受益者。

“綠色發展不是寫在紙上的，是咱們老百姓實實在在感受出來的。”作為土生土長的通州人，市民李先生見證了北京城市副中心綠色發展的堅實步伐，低碳出行已成這里的新風尚。“以前開電動汽車最犯愁的就是充電，現在不管是小區、商圈、公園還是道路停車位，綠色交通配套越來越全面，路上的綠牌車隨處可見。”

數據見證蝶變。

近年來，北京城市副中心持續完善基礎設施，構建起公交優先、慢行優先的綠色交通體系。新增機動車新能源比例超60%，600公里綠道串聯城鄉，綠色出行蔚然成風。

十年來，北京城市副中心公共機構存量屋頂太陽能利用改造項目建成投產，每年可發電6000多萬千瓦時，年減排二氧化碳2萬余噸。“看似不起眼的屋頂改造，日積月累能節約大量能源、減少碳排放，不僅環保，也讓市民的綠色低碳意識越來越強，打心底里為城市綠色發展點贊。”市民張先生感慨。

隨著分布式光伏和新能源汽車快速增長，用戶側資源與電網的互動能力備受關注。“在新型電力系統中，擁有分布式光伏的居民家庭同時具備負荷和電源雙重屬性，這對電網的調節能力提出更高要求，需要主配微網協同發展，實現新能源消納和供電安全可靠。”國網通州供電公司新型電力系統創新中心副主任張磊說。

2022年，通州區潞城鎮前疃村建成北京市首個社區級交直流混聯微電網，配備2臺150千瓦時移動式儲能裝置，采用“自發自用、余電上網”模式，既實現全村926千瓦光伏高效并網，又保障村里的電力可靠供應。2025年，全村光伏年發電量約100萬千瓦時、減少碳排放610噸。

“建成微電網后，2024年我們以前疃村為試點，安裝臺區智能融合終端，實現全村分布式光伏、充電樁數據分鐘級接入，為后續全面開展分布式光伏柔性控制、車網互動等應用奠定基礎。”國網通州供電公司工作人員宋嘉琚介紹，這些技術解決了整村光伏接入的消納問題和電能質量問題，為未來大規模分布式電源接入預留了空間。

隨著生態建設持續推進，北京城市副中心人居環境大幅提升，目前人均公園綠地面積由12.82平方米增至19.05平方米，居住區500米公園綠地服務半徑覆蓋率從72.53%提至93.03%。常年居住于此的劉阿姨感觸頗深：“這幾年空氣質量和居住環境的變化特別明顯，出門不遠就是公園和綠地，植被多了、空氣更清新。”

▲圖為北京城市副中心的500千伏輸電通道。常鳴/攝

廣拓綠色能源 擦亮藍天底色

5月25日，在北京城市副中心規劃建設十周年——綠色發展專場新聞發布會上，通州區發改委副主任李虹林介紹，北京城市副中心在全市率先開展固定資產投資項目用能和碳排放綜合評價，通過優化調整用能方案等累計核減二氧化碳近1萬噸，從源頭協同推動節能降碳。

綠色能源廣泛普及，為區域減碳降耗筑牢支撐。近年來，北京城市副中心可再生能源消費量占能源消費總量比重逐年增長，運河商務區和張家灣設計小鎮入選全國整區（市、縣）屋頂分布式光伏開發試點名單。“十四五”時期累計新增光伏發電備案裝機容量20萬千瓦以上，累計核準新能源和可再生能源供熱面積超過500萬平方米。

綠電規模化應用方面，北京城市副中心創新探索、先行先試，與內蒙古錫林郭勒盟簽訂全國首個城市間綠電協議，行政辦公區、城市綠心森林公園實現100%綠電供應，通州區級公共機構2027年即將實現綠電應用全覆蓋。同時，在全國率先研究制定實施首個新型電力系統地方標準《城市副中心新型電力系統10kV及以下配電網設施配置技術規范》，解決新形勢下大規模、高比例新能源接入配電網的支撐保障問題。

除推廣清潔能源外，產業低碳改造、污染綜合治理是北京城市副中心減碳降污、改善空氣質量的核心舉措。通州區生態環境局副局長呂曉飛介紹，北京城市副中心率先在全市實現區域“無煤化”，深耕結構、工程、管理減排，實現空氣質量大幅改善。綠色動力（通州）垃圾焚燒發電廠建成“花園式園區+超低排放”雙標桿，玉帶河大街防澇泵站、吉鑫通消納場先后應用氣膜技術，實現高效降塵降噪。

持續治理助力大氣環境質量實現跨越式提升。十年來，北京城市副中心PM2.5年均濃度從92.5微克/立方米降至30.8微克/立方米，降幅超六成；優良天數從157天增至298天，“好天”多出近5個月。

與此同時，北京城市副中心全面推進建筑領域綠色升級。在公共建筑領域，綠色化改造覆蓋超190萬平方米，新建建筑綠色建材應用比例達70%，行政辦公區綠色三星建材實現100%應用。

金融精準助力 引領產業升級

在生態建設與低碳治理持續深化的同時，北京城市副中心不斷完善綠色發展制度體系，賦能綠色產業提質增效——鼓勵企業“創A、退D”，提高企業“含綠量”、贏得發展“含金量”，綠色企業比例提升至33.2%；積極創建“綠牌”工地，率先出臺支持政策，累計在5個大型項目中使用基坑氣膜全密閉施工技術，有效降塵、降噪，實現企業施工和居民生活兩不誤。

立足“雙碳”戰略部署，北京城市副中心充分發揮示范引領作用，持續完善綠色金融服務體系。北京市委金融辦穩步構建支持城市副中心綠色發展的金融服務體系，積極推動各類綠色金融創新舉措在副中心落地見效。北京城市副中心綠色金融組織資源加速集聚，綠色金融基礎設施持續升級，支持北京綠色交易所加快建設全國溫室氣體自愿減排交易中心。

兩大國家級平臺相繼落地，強勁賦能綠色發展。北京城市副中心管委會創新發展處副處長李兵兵介紹，全國溫室氣體自愿減排交易中心于2024年1月正式啟動，是我國唯一的國家核證自愿減排量（CCER）交易平臺，構建市場化碳減排激勵機制，持續引導經營主體主動降碳、推動技術迭代升級。國家綠色技術交易中心2025年9月批復設立，成立僅8個月實現“石墨烯綠色技術”等8項技術簽約交易，交易額超4000萬元。

據了解，依托兩大平臺輻射帶動作用，北京城市副中心正加速集聚一批綠色專業機構，全國唯一的綠色價格認證研究中心在城市副中心建立，百億級綠色能源和低碳產業投資基金落地。

此外，北京城市副中心制定《關于北京城市副中心推動金融業高質量發展的實施細則》《北京城市副中心進一步強化金融支持綠色低碳發展的實施方案》，截至今年一季度末，綠色信貸余額超500億元，占貸款余額比重約17%，綠色金融持續為副中心高質量綠色發展注入強勁動力。

科技賦能亮津門

——天津新型電力系統建設電網科技成果豐碩

▲圖為天津市寧河區的大月河漁光互補發電站。李津/攝

文丨本報實習記者 王靜怡

截至2025年年底，天津新能源發電裝機容量突破1484萬千瓦，占全市發電裝機總量的44.59%，超過煤電成為第一大電源。然而，當新能源大規模涌入電網，安全防線如何筑牢？當極端災害導致“三斷”，應急供電如何保障？

面對能源轉型中的一道道難題，國網天津電力交出亮眼“答卷”：從繼電保護機理突破性創新到高端變壓器完全國產化，再到極端天氣下的“救命電源”，一系列聚焦新型電力系統關鍵技術領域的創新成果加速從實驗室走向應用場。這些成果以落地應用為目標，加速推動新技術與數字化轉型深度融合，為新型電力系統建設注入強勁動能。

破解新能源入網三大難題

新能源高滲透率下，電網故障響應呈現顯著的非線性特征，傳統故障檢測方式與繼電保護裝置的性能面臨嚴峻挑戰。“繼電保護是電力系統安全運行的第一道防線，擔負著毫秒級切除故障、快速恢復系統的重任。”國網天津市電力公司（以下簡稱“國網天津電力）電力調度控制中心繼電保護處處長王洋打了個比方，“它就像城市的貼身保鏢，時刻保障著電網安全。”

隨著新能源接入規模持續擴大，點多、面廣、量大特點使其接入容量邊界逐漸失去明確的理論支撐。基于此，王洋道出三大技術難題：“一是‘算不準’，新能源接入后短路特性發生根本性變化，保護適用邊界難以刻畫；二是‘辨不明’，傳統保護難以可靠識別故障；三是‘恢復慢’，城市電網異構源荷波動顯著，故障后恢復時間往往處于分鐘級甚至小時級。”

面對這些故障防御難題，國網天津電力聯合天津大學、北京中恒博瑞數字電力有限公司等單位，從保護原理與控制策略入手，展開一場系統性攻關，圍繞新型電力系統故障防御體系的科技攻關悄然啟幕。

破解“算不準”難題，團隊研制出保護適應性邊界評估系統。“通過短路計算與校核迭代，可求解出新能源最大可接入容量及其對保護的影響。”王洋告訴《中國能源報》記者，“這套軟件解決新能源接入的‘安全邊界’難題，相當于給繼電保護劃了一道‘安全紅線’，能精準測算出可接入的光伏、風電總量，找出電網故障防御的薄弱環節。”

走進國網天津電力新型城市電網運行仿真與安全防御實驗室，一排排機柜指示燈頻繁閃爍，顯示屏上實時滾動著電網各節點的仿真波形。實驗室的五大功能區，構建起設備級建模及測試、場站級測試及驗證、系統級仿真三個層級的研究體系。

國網天津電科院呂慧婕介紹，這個實驗室具備從10千伏到1000千伏全電壓等級的電網運行仿真能力，可實現對復雜故障演變過程的微秒級精準模擬。“正是在這座實驗室中，我們的團隊完成國內首次低壓分布式光伏配網短路試驗的仿真支撐，并將天津電網特性分析從機電毫秒級躍升至電磁微秒級，筑牢新型電力系統的安全防線。”

為驗證模型計算準確性，研究團隊在天津薊州山區開展國內首次大規模低壓分布式光伏配網短路現場試驗。技術人員模擬真實故障環境，采集現場真實數據，最終驗證結果顯示，模型計算誤差小于5%，為保護適應邊界的準確評估奠定堅實基礎。

“算得準”只是第一步，更難的是“辨得明”。傳統保護裝置在新能源接入條件下，受逆變器控制策略影響，可能導致保護裝置不正確動作、新能源大規模脫網，甚至引發大范圍停電。為此，團隊提出不依賴電源特性的保護新原理，從本質上消除保護拒動、誤動問題，可將區域新能源承載力提升2倍。依托這一系列新原理，團隊研制出國內首臺新能源并網線路快速時域距離保護裝置以及配網高頻暫態方向元件，實現對故障區段的精準甄別與最小范圍隔離。

在恢復供電方面，保護裝置完成故障隔離后，快速恢復技術隨即介入。“傳統模式下，故障恢復時間以分鐘甚至小時計。現在，通過主配協同的智能分布式判斷，整體故障恢復時間大幅縮減。”王洋介紹。

從“算得準”到“辨得明”，再到“恢復快”，這套系統性解決方案不僅覆蓋天津全域，還推廣至多個省市，榮獲天津市科技進步特等獎。

為城市電網打造“國產心臟”

走進東麗躍進路110千伏變電站設備室，新風系統的低沉轟鳴在密閉空間里回蕩。視線中央，一臺暗紅色的巨型圓柱體巍然矗立，由環氧樹脂整體澆注而成，總重超過110噸，這是全國首臺套國產化110千伏大容量干式變壓器。

“干式變壓器防火防爆、安全環保，特別適合城市核心區、地下變電站等場所。”國網天津電科院張賀介紹，110千伏電壓等級對絕緣材料的要求遠高于35千伏，之前高端的電工環氧絕緣材料核心技術長期被國外企業掌控，主要依靠進口，價格高昂且供貨周期長。2022年，國網天津電力聯合多家科研單位及高校，組建產學研團隊，決心實現自主突破。

攻關從材料配方起步。環氧樹脂、固化劑、填料等成分的配比微調便可導致性能顯著差異。張賀回憶，實驗室持續開展小樣試制，累計超過1000個批次，經過大半年反復驗證，配方最終鎖定，經第三方檢測機構測試，耐熱、機械、電氣、抗開裂等指標全部達標。

材料過關后，澆注工藝成為新挑戰。110千伏單相變壓器線圈環氧澆注量超過1.4噸，是常規35千伏變壓器的數倍。澆注速度、溫度曲線、固化應力控制稍有偏差，便會產生氣泡或裂紋。團隊采取漸進式策略，依次完成10千伏、20千伏、110千伏干式變壓器的多輪澆注試驗，每上一級臺階都反復調整溫度曲線與固化參數，逐步積累工藝數據。

“從環氧材料到澆注工藝，再到試驗標準，我們實現了全鏈條自主可控。”張賀介紹，目前這臺暗紅色的“鋼鐵巨獸”已在東麗躍進路變電站掛網運行，無需設置事故油池，安靜地承擔著城市核心區的供電保障任務。“下一步，相關技術將向更低電壓等級延伸，形成系列化產品，讓更多變電站擁有一顆‘國產心臟’。”

“空投電源”點亮孤島

近年來，全球氣候變化加劇，極端自然災害呈頻發、強發態勢。相關文獻統計，2020年以來，我國強降水事件年均增加1.2%，多次出現破歷史極值的特大暴雨。2023年臺風“杜蘇芮”襲擊京津冀，造成超過400個村莊供電中斷，北京門頭溝等地多個村停電。2024年天津薊州山洪引發道路損毀，導致個別村落停電。

這些災害對供電應急保障能力提出嚴峻挑戰——當道路中斷、電網癱瘓、通信失聯的“三斷”極端情況發生時，快速恢復關鍵負荷供電是關乎人民生命財產安全和社會穩定的重大命題。

對此，國網天津電力聯合天津大學，提出一套創新解決方案——研制出一套可空投拼裝式鋁—空氣應急電源與組態化災后成套供電裝置，有效解決應急供電裝備“投送難、環境險、續航短、組網亂”的突出痛點。

在天津大學電化學儲能中心實驗室，1臺10千瓦樣機陳列在測試臺架上。它由5個2千瓦電堆和一個10千瓦逆變器組成，整體體積小巧，單模塊重量不超過25公斤。項目研發人員介紹，整套裝備由標準化鋁—空氣電池模塊、模塊化組態變流器和智能微電網控制器三大核心部件構成。

傳統應急供電裝備在“三斷”場景下短板明顯。柴油發電車依賴道路通行，災區路毀時難以進入。與戶用光伏并聯，還容易發生頻率電壓震蕩，影響供電穩定。鋰電池儲能系統雖便攜，但續航有限，需往返充電多次，難以支撐長時間供電。

標準化鋁—空氣電池技術的引入，有效破解了上述困境。單個電池模塊重量輕、體積小，可通過無人機空投或“單兵”攜行，突破交通阻隔。“這種電池能量密度高，一次裝載即可持續供電數十小時。”國網天津電力科研類高級專家徐晶解釋，“它工作時主要消耗鋁板、空氣和水，排放物可回收，環境適應性很強。”

此外，裝備采用模塊化設計，現場30分鐘內即可完成拼裝并聯。供電容量從2千瓦到200千瓦靈活擴展，既能滿足幾戶居民的基本用電，也可支撐臨時指揮部或醫療點的負荷需求。更關鍵的是，內置的組態化控制器可在1分鐘內自動識別災區幸存線路，實現與本地光伏、儲能等分布式資源的“零設定、免調試”安全接入，快速構建離網型微電網。

目前，該裝備已通過第三方試驗檢測，并在天津薊州北部山區完成示范驗證。在模擬“三斷”環境的真實場景中，為多戶居民連續供電12小時，驗證極端災害條件下的技術可行性與工程實用性。

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出品 | 中國能源報（cnenergy）

責編丨李慧穎