我國發(fā)展天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)是大勢所趨

 

隨著技術創(chuàng)新與改革政策的不斷推進，中國能源行業(yè)正經(jīng)歷著一場前所未有的變革，向著多元化、清潔化、數(shù)字化和市場化的方向轉(zhuǎn)型。天然氣在中國的推廣與發(fā)展，具備豐富的應用場景和顯著的系統(tǒng)性優(yōu)勢，天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)應成為天然氣的重要利用形式。相比燃煤機組，筆者認為，天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)還具有以下顯著優(yōu)勢：

 

1、天然氣發(fā)電是發(fā)達國家發(fā)電的重要組成

 

我國在天然氣發(fā)電方面仍處于起步階段，但目前美國、日本、韓國和歐洲等發(fā)達國家已經(jīng)將天然氣發(fā)電作為主要能源之一，天然氣發(fā)電裝機容量占比越來越高，其中美國42%、英國42%、韓國27%。

 

據(jù)美國能源信息署(EIA) 數(shù)據(jù)統(tǒng)計，自2015年初以來，美國約有4000萬千瓦的燃煤發(fā)電機組退役。在同一時期，美國天然氣聯(lián)合循環(huán)凈容量增長了約3000萬千瓦。截至2019年1月，美國天然氣聯(lián)合循環(huán)電廠裝機容量為26400萬千瓦，而燃煤發(fā)電廠的發(fā)電裝機為24300萬千瓦。2019年5月，美國凈發(fā)電量為3316億千瓦時，同比下降2.4%。其中，煤炭發(fā)電量為737億千瓦時，同比下降13.6%，煤炭發(fā)電自2018年12月以來連續(xù)6個月保持下降趨勢；天然氣發(fā)電量為1174億千瓦時，同比增長1.1%。隨著越來越多的天然氣聯(lián)合循環(huán)電廠投用，煤電廠繼續(xù)退役，在可預見的未來，天然氣發(fā)電仍然是美國最基本的供能方式。

 

2、天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)極大地提高了能源利用率

 

燃煤發(fā)電機組中，超超臨界參數(shù)機組循環(huán)效率為45%左右；超超臨界二次再熱機組的循環(huán)效率為48%左右。而采用微孔預混技術的GE 9HA燃機，其DLN2.6e燃燒系統(tǒng)實現(xiàn)了微孔預混和全預混燃燒，ISO工況下聯(lián)合循環(huán)效率可達63%，并且能夠有效降低氮氧化物的排放。若以聯(lián)合循環(huán)+供熱方式運行，綜合能源利用方式則效率更高：浙江某藥業(yè)能源站設計2臺12.9兆瓦+7.95兆瓦燃氣發(fā)電機組，供熱量61.22噸/小時，廠用電率為4%，單循環(huán)燃機效率34.5%（相當于超高壓參數(shù)的煤電機組循環(huán)效率），熱（冷）電比146.91%，整體能源利用熱效率高達82%。

 

以9HA.01燃氣聯(lián)合循環(huán)機組與660MW超超臨界煤電機組對比，考慮供暖抽汽使綜合效率達到最大化時，兩種技術的發(fā)電、供熱如下（按等容量折算）：

 

 

從上圖可以看出，燃氣聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)的效率比煤電要優(yōu)越很多，在燃燒同等熱值燃料的情況下，損失只有煤電的一半不到，高品質(zhì)的能源“電”的產(chǎn)出率是煤電的157%，供熱量是煤電的83%（以上數(shù)據(jù)以9HA.01與66萬超超臨界煤電的最大抽汽供暖能力時的熱平衡計算）。

 

3、天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)更適合作為城市中心能源點

 

目前國內(nèi)熱電聯(lián)產(chǎn)機組主要分為燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)機組、天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)機組及生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)機組。其中，生物質(zhì)熱電機組由于燃料來源和燃料質(zhì)量不穩(wěn)定，不適合廣泛地推廣應用；燃煤機組目前是熱電聯(lián)產(chǎn)機組的主流，但燃煤機組對環(huán)境污染較大，負荷調(diào)節(jié)性能差，且系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復雜，在更加注重節(jié)能減排和能源供給安全的今天，已無法滿足社會的發(fā)展需要，不應作為唯一的熱電聯(lián)產(chǎn)選項。

 

天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)機組發(fā)電耗水僅為燃煤機組三分之一，占地面積較燃煤機組少一半以上，無需設置煤場、灰場等存在較大粉塵污染的附屬設施，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、設備自動化程度高，運行穩(wěn)定性及安全性也大大提高。顯然，天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)機組更適合作為城市中心能源點。

 

本文來源：中能網(wǎng)

 

本文作者：王世宏（協(xié)鑫智慧能源執(zhí)行總裁）