大运河畔绿意浓
——北京城市副中心十载谱写新城生态华章
▲图为北京城市副中心大运河畔。焦翔/摄
文丨本报记者 杨梓 姚美娇
2016年5月27日，中共中央政治局研究部署规划建设北京城市副中心，为承载副中心功能的通州区跨越式发展按下关键启动键。2021年8月，国务院印发《关于支持北京城市副中心高质量发展的意见》，明确提出在北京城市副中心建设国家绿色发展示范区，坚持将绿色发展理念融入经济社会发展全过程。
十年耕耘，绿色焕新。始终坚守绿色发展定位的北京城市副中心，持续发力生态建设、优化城市配套、升级人居环境，生态底色愈发鲜亮、绿色交通体系日趋成熟、蓝天碧水常态呈现。如今，绿色低碳理念早已渗透进城市建设、产业发展与市民生活的方方面面，绘就出宜居宜业、绿意盎然的城市发展新画卷。
低碳融入日常 绿意环绕新城
走进北京城市副中心，满目皆是生机勃勃的城市新景：宽阔平整的城市道路纵横交错，沿街绿植错落排布、郁郁葱葱，连片的城市公园点缀在楼宇间，天蓝、水清、树绿的生态画卷铺展开来。
扎根这座新城的通州居民，是日新月异发展的见证者，也是生态提质、环境升级最直接的受益者。
“绿色发展不是写在纸上的，是咱们老百姓实实在在感受出来的。”作为土生土长的通州人，市民李先生见证了北京城市副中心绿色发展的坚实步伐，低碳出行已成这里的新风尚。“以前开电动汽车最犯愁的就是充电，现在不管是小区、商圈、公园还是道路停车位，绿色交通配套越来越全面，路上的绿牌车随处可见。”
数据见证蝶变。
近年来，北京城市副中心持续完善基础设施，构建起公交优先、慢行优先的绿色交通体系。新增机动车新能源比例超60%，600公里绿道串联城乡，绿色出行蔚然成风。
十年来，北京城市副中心公共机构存量屋顶太阳能利用改造项目建成投产，每年可发电6000多万千瓦时，年减排二氧化碳2万余吨。“看似不起眼的屋顶改造，日积月累能节约大量能源、减少碳排放，不仅环保，也让市民的绿色低碳意识越来越强，打心底里为城市绿色发展点赞。”市民张先生感慨。
随着分布式光伏和新能源汽车快速增长，用户侧资源与电网的互动能力备受关注。“在新型电力系统中，拥有分布式光伏的居民家庭同时具备负荷和电源双重属性，这对电网的调节能力提出更高要求，需要主配微网协同发展，实现新能源消纳和供电安全可靠。”国网通州供电公司新型电力系统创新中心副主任张磊说。
2022年，通州区潞城镇前疃村建成北京市首个社区级交直流混联微电网，配备2台150千瓦时移动式储能装置，采用“自发自用、余电上网”模式，既实现全村926千瓦光伏高效并网，又保障村里的电力可靠供应。2025年，全村光伏年发电量约100万千瓦时、减少碳排放610吨。
“建成微电网后，2024年我们以前疃村为试点，安装台区智能融合终端，实现全村分布式光伏、充电桩数据分钟级接入，为后续全面开展分布式光伏柔性控制、车网互动等应用奠定基础。”国网通州供电公司工作人员宋嘉琚介绍，这些技术解决了整村光伏接入的消纳问题和电能质量问题，为未来大规模分布式电源接入预留了空间。
随着生态建设持续推进，北京城市副中心人居环境大幅提升，目前人均公园绿地面积由12.82平方米增至19.05平方米，居住区500米公园绿地服务半径覆盖率从72.53%提至93.03%。常年居住于此的刘阿姨感触颇深：“这几年空气质量和居住环境的变化特别明显，出门不远就是公园和绿地，植被多了、空气更清新。”
▲图为北京城市副中心的500千伏输电通道。常鸣/摄
广拓绿色能源 擦亮蓝天底色
5月25日，在北京城市副中心规划建设十周年——绿色发展专场新闻发布会上，通州区发改委副主任李虹林介绍，北京城市副中心在全市率先开展固定资产投资项目用能和碳排放综合评价，通过优化调整用能方案等累计核减二氧化碳近1万吨，从源头协同推动节能降碳。
绿色能源广泛普及，为区域减碳降耗筑牢支撑。近年来，北京城市副中心可再生能源消费量占能源消费总量比重逐年增长，运河商务区和张家湾设计小镇入选全国整区（市、县）屋顶分布式光伏开发试点名单。“十四五”时期累计新增光伏发电备案装机容量20万千瓦以上，累计核准新能源和可再生能源供热面积超过500万平方米。
绿电规模化应用方面，北京城市副中心创新探索、先行先试，与内蒙古锡林郭勒盟签订全国首个城市间绿电协议，行政办公区、城市绿心森林公园实现100%绿电供应，通州区级公共机构2027年即将实现绿电应用全覆盖。同时，在全国率先研究制定实施首个新型电力系统地方标准《城市副中心新型电力系统10kV及以下配电网设施配置技术规范》，解决新形势下大规模、高比例新能源接入配电网的支撑保障问题。
除推广清洁能源外，产业低碳改造、污染综合治理是北京城市副中心减碳降污、改善空气质量的核心举措。通州区生态环境局副局长吕晓飞介绍，北京城市副中心率先在全市实现区域“无煤化”，深耕结构、工程、管理减排，实现空气质量大幅改善。绿色动力（通州）垃圾焚烧发电厂建成“花园式园区+超低排放”双标杆，玉带河大街防涝泵站、吉鑫通消纳场先后应用气膜技术，实现高效降尘降噪。
持续治理助力大气环境质量实现跨越式提升。十年来，北京城市副中心PM2.5年均浓度从92.5微克/立方米降至30.8微克/立方米，降幅超六成；优良天数从157天增至298天，“好天”多出近5个月。
与此同时，北京城市副中心全面推进建筑领域绿色升级。在公共建筑领域，绿色化改造覆盖超190万平方米，新建建筑绿色建材应用比例达70%，行政办公区绿色三星建材实现100%应用。
金融精准助力 引领产业升级
在生态建设与低碳治理持续深化的同时，北京城市副中心不断完善绿色发展制度体系，赋能绿色产业提质增效——鼓励企业“创A、退D”，提高企业“含绿量”、赢得发展“含金量”，绿色企业比例提升至33.2%；积极创建“绿牌”工地，率先出台支持政策，累计在5个大型项目中使用基坑气膜全密闭施工技术，有效降尘、降噪，实现企业施工和居民生活两不误。
立足“双碳”战略部署，北京城市副中心充分发挥示范引领作用，持续完善绿色金融服务体系。北京市委金融办稳步构建支持城市副中心绿色发展的金融服务体系，积极推动各类绿色金融创新举措在副中心落地见效。北京城市副中心绿色金融组织资源加速集聚，绿色金融基础设施持续升级，支持北京绿色交易所加快建设全国温室气体自愿减排交易中心。
两大国家级平台相继落地，强劲赋能绿色发展。北京城市副中心管委会创新发展处副处长李兵兵介绍，全国温室气体自愿减排交易中心于2024年1月正式启动，是我国唯一的国家核证自愿减排量（CCER）交易平台，构建市场化碳减排激励机制，持续引导经营主体主动降碳、推动技术迭代升级。国家绿色技术交易中心2025年9月批复设立，成立仅8个月实现“石墨烯绿色技术”等8项技术签约交易，交易额超4000万元。
据了解，依托两大平台辐射带动作用，北京城市副中心正加速集聚一批绿色专业机构，全国唯一的绿色价格认证研究中心在城市副中心建立，百亿级绿色能源和低碳产业投资基金落地。
此外，北京城市副中心制定《关于北京城市副中心推动金融业高质量发展的实施细则》《北京城市副中心进一步强化金融支持绿色低碳发展的实施方案》，截至今年一季度末，绿色信贷余额超500亿元，占贷款余额比重约17%，绿色金融持续为副中心高质量绿色发展注入强劲动力。
科技赋能亮津门
——天津新型电力系统建设电网科技成果丰硕
▲图为天津市宁河区的大月河渔光互补发电站。李津/摄
文丨本报实习记者 王静怡
截至2025年年底，天津新能源发电装机容量突破1484万千瓦，占全市发电装机总量的44.59%，超过煤电成为第一大电源。然而，当新能源大规模涌入电网，安全防线如何筑牢？当极端灾害导致“三断”，应急供电如何保障？
面对能源转型中的一道道难题，国网天津电力交出亮眼“答卷”：从继电保护机理突破性创新到高端变压器完全国产化，再到极端天气下的“救命电源”，一系列聚焦新型电力系统关键技术领域的创新成果加速从实验室走向应用场。这些成果以落地应用为目标，加速推动新技术与数字化转型深度融合，为新型电力系统建设注入强劲动能。
破解新能源入网三大难题
新能源高渗透率下，电网故障响应呈现显著的非线性特征，传统故障检测方式与继电保护装置的性能面临严峻挑战。“继电保护是电力系统安全运行的第一道防线，担负着毫秒级切除故障、快速恢复系统的重任。”国网天津市电力公司（以下简称“国网天津电力）电力调度控制中心继电保护处处长王洋打了个比方，“它就像城市的贴身保镖，时刻保障着电网安全。”
随着新能源接入规模持续扩大，点多、面广、量大特点使其接入容量边界逐渐失去明确的理论支撑。基于此，王洋道出三大技术难题：“一是‘算不准’，新能源接入后短路特性发生根本性变化，保护适用边界难以刻画；二是‘辨不明’，传统保护难以可靠识别故障；三是‘恢复慢’，城市电网异构源荷波动显著，故障后恢复时间往往处于分钟级甚至小时级。”
面对这些故障防御难题，国网天津电力联合天津大学、北京中恒博瑞数字电力有限公司等单位，从保护原理与控制策略入手，展开一场系统性攻关，围绕新型电力系统故障防御体系的科技攻关悄然启幕。
破解“算不准”难题，团队研制出保护适应性边界评估系统。“通过短路计算与校核迭代，可求解出新能源最大可接入容量及其对保护的影响。”王洋告诉《中国能源报》记者，“这套软件解决新能源接入的‘安全边界’难题，相当于给继电保护划了一道‘安全红线’，能精准测算出可接入的光伏、风电总量，找出电网故障防御的薄弱环节。”
走进国网天津电力新型城市电网运行仿真与安全防御实验室，一排排机柜指示灯频繁闪烁，显示屏上实时滚动着电网各节点的仿真波形。实验室的五大功能区，构建起设备级建模及测试、场站级测试及验证、系统级仿真三个层级的研究体系。
国网天津电科院吕慧婕介绍，这个实验室具备从10千伏到1000千伏全电压等级的电网运行仿真能力，可实现对复杂故障演变过程的微秒级精准模拟。“正是在这座实验室中，我们的团队完成国内首次低压分布式光伏配网短路试验的仿真支撑，并将天津电网特性分析从机电毫秒级跃升至电磁微秒级，筑牢新型电力系统的安全防线。”
为验证模型计算准确性，研究团队在天津蓟州山区开展国内首次大规模低压分布式光伏配网短路现场试验。技术人员模拟真实故障环境，采集现场真实数据，最终验证结果显示，模型计算误差小于5%，为保护适应边界的准确评估奠定坚实基础。
“算得准”只是第一步，更难的是“辨得明”。传统保护装置在新能源接入条件下，受逆变器控制策略影响，可能导致保护装置不正确动作、新能源大规模脱网，甚至引发大范围停电。为此，团队提出不依赖电源特性的保护新原理，从本质上消除保护拒动、误动问题，可将区域新能源承载力提升2倍。依托这一系列新原理，团队研制出国内首台新能源并网线路快速时域距离保护装置以及配网高频暂态方向元件，实现对故障区段的精准甄别与最小范围隔离。
在恢复供电方面，保护装置完成故障隔离后，快速恢复技术随即介入。“传统模式下，故障恢复时间以分钟甚至小时计。现在，通过主配协同的智能分布式判断，整体故障恢复时间大幅缩减。”王洋介绍。
从“算得准”到“辨得明”，再到“恢复快”，这套系统性解决方案不仅覆盖天津全域，还推广至多个省市，荣获天津市科技进步特等奖。
为城市电网打造“国产心脏”
走进东丽跃进路110千伏变电站设备室，新风系统的低沉轰鸣在密闭空间里回荡。视线中央，一台暗红色的巨型圆柱体巍然矗立，由环氧树脂整体浇注而成，总重超过110吨，这是全国首台套国产化110千伏大容量干式变压器。
“干式变压器防火防爆、安全环保，特别适合城市核心区、地下变电站等场所。”国网天津电科院张贺介绍，110千伏电压等级对绝缘材料的要求远高于35千伏，之前高端的电工环氧绝缘材料核心技术长期被国外企业掌控，主要依靠进口，价格高昂且供货周期长。2022年，国网天津电力联合多家科研单位及高校，组建产学研团队，决心实现自主突破。
攻关从材料配方起步。环氧树脂、固化剂、填料等成分的配比微调便可导致性能显著差异。张贺回忆，实验室持续开展小样试制，累计超过1000个批次，经过大半年反复验证，配方最终锁定，经第三方检测机构测试，耐热、机械、电气、抗开裂等指标全部达标。
材料过关后，浇注工艺成为新挑战。110千伏单相变压器线圈环氧浇注量超过1.4吨，是常规35千伏变压器的数倍。浇注速度、温度曲线、固化应力控制稍有偏差，便会产生气泡或裂纹。团队采取渐进式策略，依次完成10千伏、20千伏、110千伏干式变压器的多轮浇注试验，每上一级台阶都反复调整温度曲线与固化参数，逐步积累工艺数据。
“从环氧材料到浇注工艺，再到试验标准，我们实现了全链条自主可控。”张贺介绍，目前这台暗红色的“钢铁巨兽”已在东丽跃进路变电站挂网运行，无需设置事故油池，安静地承担着城市核心区的供电保障任务。“下一步，相关技术将向更低电压等级延伸，形成系列化产品，让更多变电站拥有一颗‘国产心脏’。”
“空投电源”点亮孤岛
近年来，全球气候变化加剧，极端自然灾害呈频发、强发态势。相关文献统计，2020年以来，我国强降水事件年均增加1.2%，多次出现破历史极值的特大暴雨。2023年台风“杜苏芮”袭击京津冀，造成超过400个村庄供电中断，北京门头沟等地多个村停电。2024年天津蓟州山洪引发道路损毁，导致个别村落停电。
这些灾害对供电应急保障能力提出严峻挑战——当道路中断、电网瘫痪、通信失联的“三断”极端情况发生时，快速恢复关键负荷供电是关乎人民生命财产安全和社会稳定的重大命题。
对此，国网天津电力联合天津大学，提出一套创新解决方案——研制出一套可空投拼装式铝—空气应急电源与组态化灾后成套供电装置，有效解决应急供电装备“投送难、环境险、续航短、组网乱”的突出痛点。
在天津大学电化学储能中心实验室，1台10千瓦样机陈列在测试台架上。它由5个2千瓦电堆和一个10千瓦逆变器组成，整体体积小巧，单模块重量不超过25公斤。项目研发人员介绍，整套装备由标准化铝—空气电池模块、模块化组态变流器和智能微电网控制器三大核心部件构成。
传统应急供电装备在“三断”场景下短板明显。柴油发电车依赖道路通行，灾区路毁时难以进入。与户用光伏并联，还容易发生频率电压震荡，影响供电稳定。锂电池储能系统虽便携，但续航有限，需往返充电多次，难以支撑长时间供电。
标准化铝—空气电池技术的引入，有效破解了上述困境。单个电池模块重量轻、体积小，可通过无人机空投或“单兵”携行，突破交通阻隔。“这种电池能量密度高，一次装载即可持续供电数十小时。”国网天津电力科研类高级专家徐晶解释，“它工作时主要消耗铝板、空气和水，排放物可回收，环境适应性很强。”
此外，装备采用模块化设计，现场30分钟内即可完成拼装并联。供电容量从2千瓦到200千瓦灵活扩展，既能满足几户居民的基本用电，也可支撑临时指挥部或医疗点的负荷需求。更关键的是，内置的组态化控制器可在1分钟内自动识别灾区幸存线路，实现与本地光伏、储能等分布式资源的“零设定、免调试”安全接入，快速构建离网型微电网。
目前，该装备已通过第三方试验检测，并在天津蓟州北部山区完成示范验证。在模拟“三断”环境的真实场景中，为多户居民连续供电12小时，验证极端灾害条件下的技术可行性与工程实用性。
End
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出品 | 中国能源报（cnenergy）
责编丨李慧颖
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