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利用可燃排空气体
转自:新华社 时间:2005年03月05日14:03

    我国每年浪费的可燃排空气体相当于全国发电量的一成
 
    我国每年有大量的可燃气体直接排空,其蕴涵的能量相当于全国发电量的10%,这些可燃气体不仅浪费于无形,而且造成严重的环境和安全问题。专家认为,可燃排空气体应该变废为宝。

    随着钢铁、焦化、酿酒、养殖等产业的发展,我国每年都会产生大量可燃气体,主要包括石油伴生气、焦炉煤气、高炉煤气、煤层气、煤矿瓦斯、沼气等。然而,由于收集难、设备昂贵、不能直接利用以及企业不重视等原因,许多企业尤其是小企业就将可燃气体直接排空,不仅造成大量的能源浪费,而且还造成了严重的环境污染。日前,在山东省东营市召开的“中国循环经济与沼气资源综合利用研讨会”上,与会专家意见集中地提出,我国丰富的可燃排空气体白白浪费,实在可惜,应该重视利用,变废为宝。

    清华大学教授顾树华调查后提出,目前,这些可燃气体除了小部分我国已经利用,还有大部分直接排空,白白浪费。其中,煤层气每年有80亿立方米白白排空,这部分气体每年可发40亿千瓦时电;焦炉煤气每年白白排空200亿立方米,这部分气体每年可发300亿千瓦时电;冶炼尾气每年白白浪费80万吨,这部分气体可以发电200亿千瓦时。

    可燃气体最经济、最简便的利用方式就是发电。胜利油田胜利动力机械集团(简称胜动集团)总裁陈宜亮等人认为,如果再加上沼气等可燃排空气体,我国每年可以借此发电1200亿千瓦时,占2003年全国发电总量的10%。“但是,这部分气体我国目前利用率还远不到1%!”中国电力科学研究院高级工程师胡学浩说。

    大量可燃气体直接排空,不仅浪费大量能源,而且造成严重的环境污染。中国能源网总裁韩晓平等人认为,导致温室效应的温室气体中,55%为二氧化碳,17%为甲烷,而这部分甲烷大多来自于直接排空的大量可燃气体,如沼气等。而甲烷的温室效应是二氧化碳的24.5倍,是导致地球温室环境的元凶之一。煤矿瓦斯等气体不能有效利用,还容易威胁工人的生命安全。“充分利用大量的可燃气体,对于缓解我国目前的能源紧张状况,改善生态环境,无疑具有重要意义。”韩晓平说。
 
    沼气发电日渐成为我国的新兴行业
 
    相对于煤矿瓦斯、焦炉煤气、高炉煤气等富氢、成分易变可燃气体而言,沼气成分稳定、更便于利用。同时,我国工农业发展给沼气提供了丰富的原料,沼气发电正日渐成为我国的新兴行业。

    我国工业发展给沼气提供了丰富的原料——工业废水。我国目前发酵工业主要包括以味精为代表的氨基酸类、以柠檬酸为代表的发酵有机酸类、淀粉糖、酶制剂、酵母以及发酵甘油和特种功能发酵制品。在发酵企业排出的废物中,以发酵产生的有机废水危害最大。据中国发酵工业协会秘书长冯志和介绍,经过厌氧处理、随着废水化学需氧量COD的降低,废水的无害化处理可以产生大量沼气(每消耗一吨COD大约要产生沼气0.55-0.65立方米),为沼气利用提供了丰富原料。中国资源综合利用协会可再生能源专业委员会主任委员朱俊生预计,到2020年,我国工业伴生沼气的潜力将为215亿立方米,是2001年的2倍。

    同时,随着我国农业尤其是规模养殖业的发展,其产生的大量农业有机废弃物也给沼气提供了丰富的原料。据朱俊生预计,到2020年,我国农业沼气潜力将达到200亿立方米。同时,我国每年还有大量沼气源于城市垃圾填埋。按每立方米沼气发电1.6千瓦时算,仅工农业产生的沼气,我国2020年的沼气发电量就达到660多亿千瓦时。再加上其它沼气,届时我国沼气发电的贡献将无法估量。

    “现在,我国许多工农业企业开始利用沼气发电。另外,随着我国日益重视环保,许多污水处理公司在无害化处理污水过程中,为了提高自身效益,也已经开始利用产生的沼气发电。”中国沼气学会副理事长兼秘书长屠云璋说。胜动集团是我国研制沼气发电机、开辟沼气发电市场最大、最早的企业之一。据该集团总裁陈宜亮介绍,目前公司沼气发电机组已经销往北京、上海、江苏、山东、辽宁等全国10多个省市近50台,建设电站10余座。其研制的内燃机也日益受到北京城市排水集团等新老用户的欢迎,沼气发电正在各界的重视中日渐成为我国的新兴行业。
 
    我国一些厂商已经尝到利用可燃气体发电的甜头

    “利用沼气发电、走循环经济道路,太合算了!”烟台张裕醴泉酒业公司经理谢营平给自己算了一笔账后,感叹地说。现在,我国一些有识厂商已经开始利用可燃气体发电,并从中尝到了甜头。

    烟台张裕醴泉酒业公司是烟台市一家酒厂,主要利用苜蓿淀粉发酵生产酒精。酒厂生产规模为年产1万吨酒精,每天产生沼气6000立方米。谢营平给记者算了一笔账:工厂一年用电15万千瓦时,目前市场价每千瓦时0.64元。按目前的产气量算,一年发电潜力为350万千瓦时左右,工厂根本用不完,一年省了近10万元电费。而且,只需花45万购买胜动集团一台“260”(每小时发电260千瓦时)型机组,就可以达到这样的效果,并很快就可以收回成本。谢营平说,沼气发电机可以单台机组或多台机组并机、并网运行,建站很灵活。同时,建站周期短、见效快,2000千瓦的电站只需40天就可以建成发电,而且运行人员少,操作、维护简单。沼气燃烧发电供生产用,余热可用于热电冷三联供系统,如中央空调或其它一些生产领域。就拿烟台张裕醴泉酒业公司来说,装了沼气发电机,发酵、蒸馏等生产过程用电用热全都解决了,非常合算。

    潍坊汇源实业公司也尝到了走循环经济道路的甜头:公司年产酒精5万吨,柠檬酸3万吨,原料以瓜干、木薯干、玉米为主,每天伴生沼气65000立方米,之前只有少部分用于烧锅炉,大部分放散排空。自2004年10月以来,公司共装机4000千瓦,预计年发电量2500万千瓦时,年产生直接经济效益800万元,一年就可以收回投资成本。而且有利于降低公司生产的用电成本。

    据了解,从前,我国内燃机技术不过关,利用可燃气体发电存在技术问题,而从国外进口内燃机价格昂贵,可燃气体发电行业的发展因此受到了制约。近年来,我国已经成功解决了高含氢焦炉煤气发电、低热值高炉煤气发电、低压力与成分易变化的瓦斯发电等技术难题,研制出适合我国国情质优价廉的内燃机,目前一些厂商已经开始利用我国自主研发的机器,收集利用可燃气体发电。据胜动集团副总裁王志春介绍,目前我国燃气发电机器主要来自胜动集团,截至2004年底,公司已在全国各地装备了瓦斯发电站、沼气发电站、煤气发电站,高炉煤气和炭黑气发电站等110多座,总装机容量约20万千瓦。
 
    利用可燃气体需要强化并网发电 
 
    随着我国可燃气体发电行业的日益发展,有关专家提出,为了广泛而充分地利用我国每年排空的可燃气体,必须解决燃气电与传统电网的并网问题。

    清华大学教授顾树华认为,可燃气体发电站作为分布式能源,相对大机组、大电厂、大电网而言,有不可替代的优势。分布式电源直接建立在用户侧,用户可以自筹资金直接建站,节省了输变电系统(如高压线、城市电网等)的基建投资,还有利于减少电网配电的线损。

    不过,中国电力科学研究院高级工程师胡学浩等专家提醒,在可燃气体发电行业发展初期,由于我国伴生可燃气体企业在生产规模、地理条件、认识水平等方面的差异,为促成广泛利用可燃气体的良好局面,还需要政府的扶持和鼓励。而随着我国燃气发电工程的起步和日益发展壮大,并网发电应未雨绸缪。

    胡学浩说,与风力发电、潮汐能发电等许多领域目前普遍存在的并网难一样,燃气发电也必将面临这一难题。目前许多企业气源很足,但由于不能并网,多余的电因没有电网送电而“憋死”。多余的电卖不出,这将直接导致大多数已经装机发电的大企业仍然浪费可燃气体,因为其本身用不完发出的电,只能买小型机组,用不了的部分气体就只能排空。而养殖场等用电较少的企业,更可能因为“发电没用又不能卖”而让沼气放散排空。因此,为了充分利用排空的可燃气体,国家应该尽早解决并网发电问题,以便让电耗大的企业多利用燃气发电,也有利于吸引其它少用电或不用电的企业参与到开发利用排空可燃气体发电行业中。

    采访中,一位不愿透露姓名的酒厂经理无奈地说:“酒厂一年本来可以发电50万千瓦时,但是我自己最多能用掉20万千瓦时,我何必花冤枉钱买大机组呢?其实,只要电网能让我们上网,哪怕收购价稍低于成本价,我们还是很乐意卖。”

    胡学浩建议,国家应该出台措施,鼓励、扶持或强制有关电力企业购买自己属地里的燃气电,或让其借助自己的电网往外卖电,以推动可燃排空气体回收利用这一利国利民工程。不能任凭电力部门因为增设网络需要花费大量费用,或者想保住自己的垄断利润而不愿让燃气电上网。据了解,我国一些地方已经开了并网发电的好头。如山东单县秸秆热电项目2004年年底动工时,已经和当地电力部门签下协议,由当地电力部门负责收购秸秆热电,以扶持这一新产业的发展。
  
    发达国家利用可燃气体发电的经验可资我国借鉴

    许多发达国家利用可燃气体发电起步较早,其中不乏成功经验可资我国借鉴。德国发展沼气发电的成功经验,就值得我国重视。

    德国政府重视可再生能源的开发利用,并制订了专门的政策鼓励可再生能源发电上网,因此,近年德国沼气发电的数量迅速增加。据中国沼气学会副理事长兼秘书长屠云璋介绍,德国沼气发电工程的数量1992年为139家,到2000年发展到1050家,到2003年底迅速发展到3000家。沼气发电的装机总量由1999年的50兆瓦猛增到2002年的250兆瓦。

    德国沼气发电的主要发展动力是政府鼓励。除了重视宣传,加强内燃机研发、提供设备保障等,德国还通过1990年的《电力输送法》、2000年的《可再生能源优先法》以及2004年修订的《可再生能源优先法》,不断强化鼓励沼气发电的措施。

    如修订的《可再生能源优先法》中规定了生物质发电的两项优惠政策,一是上网电价基本补偿,规定了150千瓦以下电站,每千瓦时至少补偿11.5欧分;500千瓦以下的电站,每千瓦时至少补偿9.9欧分;5兆瓦以下的电站,每千瓦时至少补偿8.9欧分;5兆瓦以上的电站,每千瓦时至少补偿8.4欧分。二是奖励价格,规定了小于500千瓦的电站,每千瓦时补贴6欧分,小于5兆瓦的电站,每千瓦时补贴4欧分;对于热电联产的电站,每千瓦时补贴6欧分;对于采用新技术的每千瓦时补贴2欧分。

    另外,德国政府近年新颁布的鼓励政策更加支持小型的和以农场为基础的沼气发电工程,不漏掉任何可利用的资源。在这样的政策鼓励机制下,许多农场主纷纷建造沼气发电站,“发电赢利”的观念也深入人心。


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