如何消除清潔能源浪費現象
2014-05-05 10:17:00   來源:鳳凰網    點擊:

  一方面高碳污染排放,能源緊缺;另一方面,大量清潔能源長期“跑冒滴漏”,浪費嚴重……其根本原因是一些工業行業發展方式的落后,和能源體制不完善。

  近年來,我國清潔能源的投入和利用取得了非常明顯的成績,尤其在煤層氣、煤炭乏風、低溫余熱、低熱值煤等煤系附產品、廢棄物的低碳清潔利用方面占據了技術前沿。

  與此同時,《瞭望》新聞周刊記者調研中也發現,我國清潔能源利用的科技整體水平仍然與發達國家差距甚大,主要體現在核心技術面臨“最后一米”的困局,造成清潔能源利用的嚴重浪費。

  四大浪費現象

  現象一:煤層氣利用率低。

  “煤層氣俗稱‘瓦斯’,主要成分是甲烷,其溫室氣體效應是二氧化碳的21倍。”晉煤集團藍焰煤層氣公司總經理田永東向本刊記者介紹說,“煤層氣也是高效清潔能源。1立方米純煤層氣熱值相當于1.22千克標準煤、1.13千克汽油,而且燃燒潔凈。”但由于管網建設滯后,下游市場不完善,煤礦瓦斯抽采項目規模小、利用設施不健全,大量煤層氣被燒掉或直接排放。

  2010年,全國煤礦煤層氣利用率僅為30.7%。我國煤層氣儲量約36萬億立方米,居世界第三。雖然煤層氣抽采利用近年來發展快速,但現實與目標仍有漫長距離。根據全國《煤層氣(煤礦瓦斯)開發利用“十二五”規劃》目標,2015年全國要實現300億立方米的煤層氣產量。2013年,全國煤層氣抽采量156億立方米,利用66億立方米。在兩年內要實現翻番,任務艱巨。

  現象二:煤礦乏風排空。

  “乏風”又稱“煤礦風排瓦斯”,指礦井通風系統排出的甲烷濃度低于0.75%的瓦斯。一般來說,甲烷濃度在30%以上的瓦斯可液化為甲醇,10%--20%的可用于內燃機組發電,但10%以下的低濃度瓦斯以及煤礦乏風由于技術問題,二者的利用一度成為世界性難題,長期以來被排放到空中,造成巨大的溫室氣體污染。

  乏風雖然濃度極低,但總量巨大。有數據顯示,乏風所含甲烷約占我國煤礦瓦斯甲烷總量的81%,我國每年排放量超過100億立方米,其溫室氣體效應約為2億噸二氧化碳當量。

  現象三:焦爐煤氣“點天燈”。

  我國是全球最大的焦炭產地。去年焦炭產量近4.8億噸。每煉1噸焦炭可產生400立方米焦爐煤氣。長期以來,焦爐煤氣被大量排空燃燒,俗稱“點天燈”。山西焦炭年產量占全國的五分之一。最多時全省有2000多盞“天燈”,每年白白燒掉焦爐煤氣上百億立方米。山西一位焦化行業專家說,山西焦化[-0.19% 資金 研報]行業整體水平在全國是最高的。由此看出,全國焦化行業焦爐煤氣的浪費是驚人的。

  現象四:工業中低溫余熱回收率極低。

  電廠冷卻塔、鋼廠軋鋼水、化工廠冷卻水等,有一半是中低溫熱源,即200℃以下的煙道氣和100℃以下的水、乏汽。由于缺乏利用技術和設備,這部分熱源無法回收利用,長期被排放,既浪費能源又污染環境。我國單位GDP能耗是世界平均水平的2倍多,甚至是一些發達國家的3--4倍,工業余熱利用率低是一個重要因素。

  科技手段消除浪費

  “隨著乏風氧化發電技術的逐漸成熟和推廣,全國上百億立方米煤礦乏風可實現回收利用,變廢為寶。”接受本刊記者采訪中,山西潞安集團瓦斯研究院副院長賈劍說。

  據了解,全球規模最大的煤礦乏風利用項目即將在山西潞安集團高河煤礦建成投產。這些項目投產后每小時可處理利用乏風108萬立方米。賈劍介紹,這項技術的主要原理是將10%左右的低濃度瓦斯和0.75%左右的乏風摻混后,在950℃的高溫下發生氧化,將瓦斯中的甲烷分解為二氧化碳和水,減輕其溫室效應,同時利用高溫高壓蒸汽發電。這個項目裝機容量可達30兆瓦,可摧毀乏風中99%的甲烷,每年減少140萬噸二氧化碳溫室氣體,輸出2億千瓦時清潔電能。本文來源:瞭望觀察網

  在高河項目的示范帶動下,山西多家煤礦集團將以BOT方式發展乏風氧化發電項目,共涉及13個煤礦,設計總裝機容量34萬千瓦,每年碳減排量可達1580萬噸。

  被浪費的清潔能源回收利用顯現出巨大商機,低端、粗放的利用方式正在得以改善。全國最大焦炭生產基地山西率先整合焦化行業,經過兩年的努力,企業數量縮減64%,企業戶均產能提升近2倍。全省焦化企業基本告別“點天燈”。焦爐煤氣回收利用不僅減輕了空氣污染,還為企業產生了巨大的經濟效益。

  隨著國家煤層氣開發政策的刺激,我國煤層氣抽采利用自主技術研發水平持續提升。晉煤集團黨委副書記張虎龍向本刊記者介紹,“目前晉煤集團擁有100多項世界級煤層氣開發利用核心技術,擁有煤層氣方面國家專利和發明專利120多項,承擔制定的2項煤層氣利用標準已被認定為國家標準。”

  晉煤集團早些年曾與美國公司合作,但遭遇半道撤資,轉而聯合國內科研院校進行技術創新,先后建立了我國首個煤層氣開發工程產學研基地,成立了山西省煤層氣工程研發中心,設立了“山西省煤與煤層氣共采產業技術創新戰略聯盟”,與山西省科技廳發起設立“煤層氣聯合研究基金”。經過幾年發展,晉煤集團占據了國內煤層氣開采技術前沿。

  依托技術優勢,山西晉煤集團建成我國最大的煤層氣抽采利用基地。企業構建了從煤層氣勘探、抽采、管輸,到壓縮、液化、槽車運輸直至利用的完整產業鏈,煤層氣銷往全國7個省20多個地市,供應燃氣汽車2萬多臺、民用100余萬戶、工業用氣100萬立方米/天。

  近五年,晉煤集團煤層氣利用量達60多億立方米,相當于減排二氧化碳9000多萬噸。作為國內煤企中首家引入清潔發展機制(CDM)的企業,晉煤集團獲得碳減排收益5億多元。晉煤集團正在推進的“百億立方米煤層氣抽采利用項目”投運達產后,每年相當于節約1220萬噸標準煤或者8.3萬噸汽油。

  工業低溫余熱自主利用技術也有了突破性進展。山西易通集團和天津大學自主研發的低溫余熱發電機組,通過提升熱電轉化介質的性能,將余熱發電最低溫度降至60℃,目前,美國、法國等國余熱發電技術的最低溫度為80℃。這項技術填補了我國在該領域中的技術空白。

  天津大學熱能學科帶頭人、博士生導師張于峰告訴本刊記者,“低溫余熱用來發電,可為企業節約成本,在帶來經濟效益的同時,也是降低綜合能耗、解決環境熱污染的重要途徑。”

  “撬動”市場治理力量

  “市場需求與科技進步相輔相成。市場會刺激相關科技的進步。但市場需要國家政策來創建。”山西易通集團公司董事長趙保明向本刊記者說。

  趙保明介紹,在實際操作中,余熱發電并網難的問題仍然突出,主要表現在并網發電辦理手續繁瑣,審批時間長,一些地方收取“上網費、并網費或管理費”等不合理費用;發電機組參與調峰,往往不能滿負荷運行,影響運行效率。

  易通集團公司曾為東部城市一家單位的地熱井安裝100千瓦低溫余熱發電設備,利用80℃的水溫發電,排出65℃的水溫用于居民取暖。但由于并網批復慢,發電機組無法正常工作。供暖季到來后,這家單位不得以向易通集團提出“不用發電了,讓機器空轉給水降溫就行”的要求。趙保明希望,國家有關部門取消點狀分布式能源并網的門檻,解決低溫余熱發電并網難題。本文來源:瞭望觀察網

  煤礦乏風氧化發電也面臨“清潔不經濟”的局面。賈劍說,乏風氧化發電須上網后經電網企業再轉供給園區內本企業用電單位,項目利潤空間很小。如果允許項目發電用于煤礦自用,或對上網電價實施優惠,將會大大刺激這類項目的發展,煤礦的減排積極性將更高。

  一些業內人士認為,降低煤炭能源比重已成為我國的戰略取向。推進太陽能、風能、核電、水電等是提升清潔能源比例的重要渠道,但利用政策杠桿、科技手段提升傳統行業的清潔利用水平,也是減少能源浪費,實現清潔生產的重要路徑。

  “政策無疑可以有效激活市場。”山西一位能源專家認為,煤層氣開發利用體制機制改革就是一個很好的例證。山西的煤層氣儲量占全國三分之一。但由于諸多歷史原因,煤層氣與煤炭的氣權、煤權長期分置、重疊,導致山西煤層氣開發進展緩慢。

  2013年,在國家的支持下,山西試點煤層氣礦權管理體制改革,出臺“煤層氣20條”,探索煤層氣礦權審批、準入、投入等機制改革。從2013年8月底政策出臺到年底,短短幾個月內,全省新增勘探、開發煤層氣礦井1485口,新增煤層氣生產能力10億多立方米,產業發展呈現起飛之勢。

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