長期以來,由于生產(chǎn)發(fā)展方式落后以及科技手段的滯后,煤層氣、煤礦乏風(fēng)、焦?fàn)t煤氣等大量煤系清潔能源長期“跑冒滴漏”。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,隨著乏風(fēng)氧化發(fā)電技術(shù)、煤層氣抽采利用、工業(yè)低溫余熱等自主技術(shù)研發(fā)水平的逐漸成熟和推廣,被浪費的清潔能源回收利用顯現(xiàn)出巨大商機(jī)。
清潔能源浪費造成高碳排放
浪費現(xiàn)象之一: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(yīng)是二氧化碳的21倍。煤層氣是高效清潔能源。1立方米純煤層氣熱值相當(dāng)于1.22千克標(biāo)準(zhǔn)煤、1.13千克汽油。由于技術(shù)等諸多制約因素,大量煤層氣被燒掉或排放。去年全國煤層氣抽采量156億立方米,利用66億立方米。
浪費現(xiàn)象之二:煤礦乏風(fēng)排空。“乏風(fēng)”又稱“煤礦風(fēng)排瓦斯”,指礦井通風(fēng)系統(tǒng)排出的甲烷濃度低于0.75%的瓦斯。由于技術(shù)問題,其利用一度成為世界性難題,長期排放到空中,造成巨大的溫室氣體污染。有數(shù)據(jù)顯示,乏風(fēng)所含甲烷約占我國煤礦瓦斯甲烷總量的81%,全國每年排放量超過100億立方米,其溫室氣體效應(yīng)約為2億噸二氧化碳當(dāng)量。
浪費現(xiàn)象之三:焦?fàn)t煤氣“點天燈”。我國是全球最大的焦炭產(chǎn)地,去年焦炭產(chǎn)量近4.8億噸。每產(chǎn)1噸焦炭可產(chǎn)生400立方米焦?fàn)t煤氣。長期以來焦?fàn)t煤氣被大量排空燃燒,俗稱“點天燈”。山西最多時全省有2000多盞“天燈”,每年白白燒掉焦?fàn)t煤氣上百億立方米。
浪費現(xiàn)象之四:工業(yè)中低溫余熱浪費。電廠冷卻塔、鋼廠軋鋼水、化工廠冷卻水等,有一半是中低溫?zé)嵩,?00℃以下的煙道氣和100℃以下的水、乏汽。由于缺乏利用技術(shù)和設(shè)備,這部分熱源無法回收,只能排放,既浪費能源又污染環(huán)境。
用科技破解能源浪費
“隨著乏風(fēng)氧化發(fā)電技術(shù)的逐漸成熟和推廣,全國上百億立方米煤礦乏風(fēng)可實現(xiàn)回收利用,變廢為寶。”山西潞安集團(tuán)瓦斯研究院副院長賈劍說。全球規(guī)模最大的煤礦乏風(fēng)利用項目即將在潞安集團(tuán)高河煤礦建成投產(chǎn)。這個項目投產(chǎn)后每小時可處理利用乏風(fēng)108萬立方米。其主要原理是將10%左右的低濃度瓦斯和0.75%左右的乏風(fēng)摻混后高溫氧化,將甲烷分解為二氧化碳和水,減輕其溫室效應(yīng),同時利用高溫高壓蒸汽發(fā)電。這個項目裝機(jī)容量30兆瓦,輸出2億千瓦時清潔電能,每年減少140萬噸二氧化碳溫室氣體。
在高河項目的示范帶動下,山西多家煤礦集團(tuán)將以BOT方式發(fā)展乏風(fēng)氧化發(fā)電項目,共涉及13個煤礦,設(shè)計總裝機(jī)容量34萬千瓦,每年碳減排量可達(dá)1580萬噸!
被浪費的清潔能源回收利用顯現(xiàn)出巨大商機(jī)。山西率先整合焦化行業(yè),兩年內(nèi)企業(yè)數(shù)量縮減64%,企業(yè)戶均產(chǎn)能提升近2倍,焦化企業(yè)基本告別“點天燈”,為企業(yè)產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
隨著國家煤層氣開發(fā)政策的刺激,我國煤層氣抽采利用自主技術(shù)研發(fā)水平持續(xù)提升。晉煤集團(tuán)黨委副書記張虎龍介紹,目前晉煤集團(tuán)擁有100多項世界級煤層氣開發(fā)利用核心技術(shù),擁有煤層氣方面國家專利和發(fā)明專利120多項。近5年,晉煤集團(tuán)煤層氣利用量達(dá)60多億立方米,相當(dāng)于減排二氧化碳9000多萬噸。作為國內(nèi)煤企中首家引入清潔發(fā)展機(jī)制(CDM)的企業(yè),晉煤集團(tuán)獲得碳減排收益5億多元。目前推進(jìn)的百億立方米煤層氣抽采利用項目投運達(dá)產(chǎn)后,每年相等于節(jié)約1220萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤或者8.3萬噸汽油!
工業(yè)低溫余熱自主利用技術(shù)也有了突破性進(jìn)展。山西易通集團(tuán)和天津大學(xué)自主研發(fā)的低溫余熱發(fā)電機(jī)組,通過提升熱電轉(zhuǎn)化介質(zhì)的性能,將余熱發(fā)電最低溫度降至60℃,這項技術(shù)填補(bǔ)了我國在該領(lǐng)域中的技術(shù)空白。天津大學(xué)熱能學(xué)科帶頭人、博士生導(dǎo)師張于峰說,低溫余熱用來發(fā)電,既能降低企業(yè)成本,也是降低綜合能耗、解決環(huán)境熱污染的重要途徑。
市場推廣面臨諸多制約
山西易通集團(tuán)公司董事長趙保明介紹,目前余熱發(fā)電并網(wǎng)還面臨并網(wǎng)手續(xù)煩瑣、審批時間長、地方收取不合理費用等問題。易通集團(tuán)公司曾為東部城市一家單位的地?zé)峋惭b100千瓦低溫余熱發(fā)電設(shè)備,利用80℃的水溫發(fā)電,排出65℃的水溫用于居民取暖。但由于并網(wǎng)批復(fù)慢,發(fā)電機(jī)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(tuán)提出“不用發(fā)電了,讓機(jī)器空轉(zhuǎn)給水降溫就行”的要求!
趙保明認(rèn)為,目前,迫于國家節(jié)能降耗政策限制以及企業(yè)能耗成本大等因素,許多大型企業(yè)正在與公司商談合作。如果點狀分布式能源并網(wǎng)門檻能夠降低,低溫余熱發(fā)電技術(shù)的推廣前景是巨大的。