[轉(zhuǎn)] 中國(guó)能源利用前瞻
過去小學(xué)課本寫道:中國(guó)地大物博。長(zhǎng)大后覺得不是,今天更是感到中國(guó)能源儲(chǔ)備的短缺。中國(guó)人口眾多,能源消耗量大,也是生產(chǎn)制造大國(guó),產(chǎn)品的單位消耗更是驚人,所以國(guó)家層面充分認(rèn)識(shí)到問題的嚴(yán)重性,更進(jìn)一步限制高耗能的生產(chǎn),減輕對(duì)環(huán)保的壓力。但如何深度節(jié)能,更好地利用現(xiàn)有的能源條件,將高耗能的下游低品位能量利用,至今沒有更深度的方式去要求和實(shí)施。比如說有成功的成果,有些僅限于獎(jiǎng)勵(lì)的層面,而推廣更是應(yīng)該成為主流,有的推廣很慢(像發(fā)電廠的循環(huán)水供暖問題),不能依法要求實(shí)施,也沒有定量考核控制,即法定的考核單位定量考核或執(zhí)法,更廣泛的行業(yè)能源利用問題也是節(jié)能潛力很大的一部分,都值得管理單位思考和關(guān)注。以下幾方面的認(rèn)識(shí),希望能促進(jìn)發(fā)電廠余熱的利用以及其他方面的思考,在最大程度上減輕霧霾泛濫。
一、充分極大地利用火力蒸汽動(dòng)力發(fā)電余熱供暖
雖然過去發(fā)改委一直提倡上大壓小,政策上沒錯(cuò),但局部地區(qū)上不了大(30萬千瓦機(jī)),應(yīng)該提倡因地制宜,不論機(jī)組大小,關(guān)鍵考慮考核其能源利用率。
首先,超臨界火電發(fā)電效率不大于43%,一般30萬KW機(jī)組發(fā)電效率35%左右;60萬KW效率40%左右,從理論上講有65%左右的凝汽損失在發(fā)電同時(shí),拋給了大氣,這塊低品位能量按熱力學(xué)定律是必須排掉的,這一理論單從發(fā)電說是正確的,但要利用凝汽余熱供暖(上世紀(jì)七八十年代供暖條件不具備),直到上世紀(jì)90年代才有人提出該排掉的余熱再利用問題同時(shí)付諸實(shí)踐,并獲成功。
利用6000KW汽輪機(jī)組凝汽冷卻循環(huán)水供暖,先從小熱電開始并得到推廣,其功不可沒。當(dāng)時(shí)國(guó)有企業(yè)特別是大機(jī)組企業(yè),沒有也不可能有人去承擔(dān)或去冒這個(gè)改造風(fēng)險(xiǎn)。由于小熱電被當(dāng)成小火電在關(guān)停的打壓下生存,逼著自己走出這成功之路。這條路為中國(guó)火電汽輪機(jī)發(fā)電余熱利用,做了大膽地探索嘗試與鋪墊。先從東北及承德開始,后延至山東,山東從2000年陸續(xù)改造利用。目前山東大部分熱電自發(fā)進(jìn)行了汽輪機(jī)循環(huán)水余熱供暖項(xiàng)目的改造,山東某熱電從2000年開始改造至今,并進(jìn)行了低溫大流量供暖創(chuàng)新,改造成功效果顯著。山東某熱電2003年曾提報(bào)當(dāng)時(shí)省經(jīng)委要求推廣該項(xiàng)改造成果,所以山東熱電改造為循環(huán)水供暖的較多,2007年該熱電提報(bào)國(guó)家發(fā)改委要求大面積推廣,并建議由關(guān)停小火電改成建設(shè)性利用小火電而實(shí)施冬季供暖,大大提高能量利用率,同時(shí)為地方供暖服務(wù)。2010年后也有30萬KW機(jī)組作了改造嘗試并已成功(汽輪機(jī)不用每年更換后級(jí)葉片葉輪)。
30萬KW機(jī)組汽輪發(fā)電冷卻塔排放損失65%,中溫中壓6000KW機(jī)組損失76%(所以國(guó)家關(guān)停其純發(fā)電是正確的),單從30萬KW機(jī)組算起,按65%排放,30萬KW×0.65/(1-0.65),為55.7萬KW的能量在拋掉,按40W/m2-60W/m2供暖要求計(jì),可供928萬-1392萬m2的居民供暖,暫拋除垃圾及矸石發(fā)電(由于腐蝕磨損的不穩(wěn)定性),山東大火力發(fā)電1977萬KW(不含地方小熱電)1977×0.65/(1-0.65)排放3671萬KW,冬季(按120天計(jì),1噸標(biāo)煤熱值相當(dāng)于8127KW?H電能)節(jié)標(biāo)煤1300萬噸標(biāo)煤,山東縣級(jí)城市大部分已由地方熱電實(shí)施循環(huán)水供暖,節(jié)約熱量很大很可觀。
其次,區(qū)域熱電供熱問題,小熱電經(jīng)歷了銀行不支持行業(yè)限制貸款的寒冬,通過汽輪機(jī)冷凝循環(huán)水低真空供暖改造得以生存,這些改造資金都是自發(fā)自籌的,區(qū)縣的小熱電節(jié)能、技改、創(chuàng)新使自己得到重生。但突出問題是隨著城鎮(zhèn)化水平的提高,供暖面積增大,增發(fā)電量受到一定限制,供電量結(jié)算更需要國(guó)家政策大力支持,才能健康生存下去。另外,確實(shí)存在因中溫中壓機(jī)組參數(shù)低導(dǎo)致非供暖期低效率問題,所以小熱電的參數(shù)設(shè)備升級(jí)改造會(huì)給非供暖期(3個(gè)季度)提高15%-20%效率,要實(shí)施這項(xiàng)改造,一是資金方面國(guó)家要給予扶持,不能算成關(guān)停之列;二是改造后有了節(jié)能效果,但按照新機(jī)電價(jià)結(jié)算,又將節(jié)能的效益折減了回去,所以小熱電沒有也不可能有積極性改造升級(jí),因?yàn)闊o法償還改造貸款,所以國(guó)家應(yīng)該給予鼓勵(lì)改造政策,從而逐步減少低效率機(jī)組運(yùn)營(yíng)。印尼90年代在貸款方面實(shí)施低參數(shù)機(jī)組企業(yè)貸款利率高,高參數(shù)貸款利率低,從政策上進(jìn)行限制。即使這樣仍有熱電已經(jīng)改造升級(jí)。按照平均每個(gè)縣級(jí)城市500萬m2的居民供熱,縣城的熱電在50MW-100MW就可以滿足,要求每個(gè)縣城上馬30萬KW機(jī)組是不可行的,供暖途徑也不科學(xué),所以應(yīng)該根據(jù)實(shí)際大力提供縣城熱電聯(lián)產(chǎn),其冬季效率100%(不含熱損失)。全年可達(dá)到全廠熱效率60%-70%,關(guān)停小火電的決策能否變成建設(shè)性利用小火電使其供熱供暖同時(shí)可以砸掉冷卻塔以實(shí)現(xiàn)控制發(fā)電的目的。有很多地方一邊砸一邊上馬大熱電機(jī)組,特別是熱水供熱鍋爐更是下等決策,真正要限制高能耗發(fā)電,即簡(jiǎn)單又節(jié)約,將冷卻塔砸掉,留著機(jī)組供熱節(jié)約國(guó)家的資源,冬季開放提取高效能電能,低效能電去供汽供暖,即節(jié)約國(guó)家的資源,又避免了重復(fù)投資,還限制了非供暖季節(jié)的高耗能發(fā)電,這個(gè)管理是國(guó)家層面掌握而不是企業(yè)。
中國(guó)估計(jì)不用再上燃煤供暖爐,因?yàn)榘l(fā)電余熱足夠。
再次,中國(guó)不能再使用地源熱泵了,應(yīng)該理性負(fù)責(zé)地給子孫留下地下水源,地源熱泵破壞了地下水流動(dòng)場(chǎng),有時(shí)也污染了地下水,為什么不使用“火力發(fā)電廠源”?地下水及地溫是16-18℃。目前數(shù)據(jù):長(zhǎng)春某火電660MW機(jī),瞬時(shí)發(fā)電600MW環(huán)境溫度-10℃,循環(huán)水出口溫度27℃,500MW環(huán)境溫度-15℃,循環(huán)水出口溫度25℃,這比地下水源熱高出7℃。
即使是犧牲點(diǎn)發(fā)電為民生供暖也值得,只要從國(guó)家層面去挖掘,定會(huì)得到高回報(bào)。目前,大城市利用大火力發(fā)電余熱幾乎可以不上熱水爐即可供暖,火電余熱若0.30-0.34元/KWH,低品熱量?jī)r(jià)值也是很高的回報(bào),不比發(fā)電利潤(rùn)低,值得深思。加大城市的一次性熱水網(wǎng)投資問題,總比直接治理霧霾要簡(jiǎn)單得多。
二、橫向各個(gè)行業(yè)的能源利用
節(jié)能處處可為,存在各個(gè)系統(tǒng)和產(chǎn)業(yè)中,一個(gè)住房墻體保溫改造決策就使國(guó)家節(jié)能進(jìn)步實(shí)現(xiàn)大跨越。挖掘高耗能的產(chǎn)業(yè)能源,皆可將其熱能轉(zhuǎn)化成供暖為民的好資源,并且減少重復(fù)投資浪費(fèi)。煉焦、鋼鐵、生物發(fā)酵、生物質(zhì)能以及在轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品過程中,所有要損失冷卻熱皆可以直接利用或利用現(xiàn)代熱泵(取低品熱量)回收。即使回收4個(gè)月的熱量也能對(duì)冬季霧霾減輕起到積極作用。
總之,國(guó)務(wù)院提出的能源階梯利用是科學(xué)的,但怎樣實(shí)施,如何進(jìn)一步落實(shí),既需要大職能部門聯(lián)合去落實(shí),需及時(shí)推廣挖掘新的成果,又要橫向聯(lián)合各大系統(tǒng)及專業(yè)系統(tǒng)去實(shí)施直至實(shí)現(xiàn)。像冬季循環(huán)水供暖實(shí)現(xiàn)能源階梯全利用,需發(fā)電系統(tǒng)與城市建設(shè)的住建系統(tǒng)橫向聯(lián)合方能做大節(jié)能而實(shí)現(xiàn)大減排。真正落實(shí)的是,不管大小電廠及耗能企業(yè),不能盲目求大,關(guān)鍵看其全廠熱效率或能源利用率,真正使資源更高地利用,為中國(guó)的冬季環(huán)保減輕壓力。
這塊節(jié)能改造迫在眉睫,盡快騰出余量還原給農(nóng)村住戶用煤的采暖。因?yàn)殡S著農(nóng)村生活水平的提高,燃煤暖氣爐開始滲透到農(nóng)戶,分散的每家每戶都用上后,將來會(huì)是很大的污染源。國(guó)家總不能禁止每家農(nóng)戶燒煤并要其脫硫吧,一旦農(nóng)村廣泛使用,會(huì)加劇燃煤污染,所以先從大的方面著手治理最有效。
如果大火力發(fā)電余熱實(shí)現(xiàn)循環(huán)水供暖,發(fā)電企業(yè)收益會(huì)大大提高(發(fā)電企業(yè)不覺得供暖能給他們帶來效益),并直接節(jié)能和減排,城市供暖也會(huì)有質(zhì)的跨越變化,同時(shí)不論什么類型耗能產(chǎn)業(yè)只要嚴(yán)格限制其能量利用率(這個(gè)效果最明顯),控制好大堆的揚(yáng)塵,中國(guó)的霧霾肯定會(huì)消失。
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