关于燃煤电厂余热联产大宗低碳产品配合风电、光电与火电的调峰的建议
太原市政协副主席、民建太原市委主委、太原科技大学副校长、博士生导师李俊林,民建山西省委经济委员会副主任王永昌反映:由于风力发电和光伏发电具有波动性、间歇性、随机性等特点,2016年我国弃风电量497亿千瓦时(折合标煤约1500万吨),“弃风率”20%,2015年我国弃光电量为46.5亿千瓦时,“弃光率”12.6%;同时,2016年的煤电产能过剩情况持续恶化,持续增长的煤电产能和持续降低的煤电电力需求导致全国煤电利用小时数不断下降;根据中国电力企业联合会的统计数据,我国火电设备平均利用小时数从2015年的4329小时下降至4165小时,创半个世纪以来的最低水平。因此,我国急需发展燃煤电厂利用做功(发电)效率低的低温低压蒸汽(温度在160°C以下、饱和蒸气压在0.6MPA以下)联产大宗的低碳产品,以及调整现有大宗产品的工艺要求,放弃热效率低的独立热源,充分利用电厂低温低压蒸汽,配合风电、光电的调峰。
在巨量风电、光电放弃的同时,每年我国又在使用近3亿多吨煤炭来生产水泥;它不仅在生产过程中要直接分解和排放二氧化碳,而且高能耗的生产过程还间接排放二氧化碳;吨水泥生产消耗标煤约为81.8千克(煅烧温度大于900℃),并产生0.7吨~0.8吨二氧化碳。2016年我国水泥产量约24亿吨,其碳排放量占我国碳排放总量的20%左右,是我国碳排放强度最高的大宗产品,其碳排放强度约为我国GDP平均碳排放强度的15倍。然而,同水泥一样也是建筑胶凝材料的熟石膏(分为建筑石膏和高强石膏,其原料是天然石膏或工业副产石膏),生产中没有直接的碳排放,生产能耗也仅为水泥的60%,完全可以替代水泥用于建筑物墙体内表面抹灰砂浆和地面找平砂浆;特别是生产高强石膏所需要蒸压或水煮的温度范围仅为105°C~135°C(建筑石膏需要在125°C~180°C条件下进行煅烧),完全适合用于火电厂的低温低压蒸汽进行联产;更为重要的是高强石膏不仅可以代替年使用量上亿吨的水泥用于建筑砂浆,节约标煤近千万吨,减排二氧化碳近亿吨,还可以生产我国目前年销售量达30亿平方米的纸面石膏板(热耗标煤约3百万吨);另外,在相同热生产环境条件下,通过科技攻关,能够生产代替水泥更多用途、使用量更大的全天候高强石膏,以及具有防火阻燃保温隔热功能的外墙石膏材料(可代替高能耗的矿棉材料用于建筑物墙体保温隔热)和石膏基3D打印材料;从而在光电、风电富余时,燃煤电厂少发电、多用蒸汽生产大宗低碳产品——高强石膏,用于代替高碳产品水泥的部分用途,减少水泥的独立生产量;光电、风电能够被电网消纳时,则少生产或暂时停产高强石膏;降低我国光电、风电的弃电率,提高我国新能源的用电比例;同时,提高火电设备平均利用小时,代替小型燃煤锅炉,减少环境污染,节约煤炭使用量,增加燃煤电厂的经济效益。为此,我们建议如下:
1.全国统筹、顶层系统设计,出台高强石膏胶凝材料行业发展规划,强化生产者责任延伸制度;以燃煤电厂的工业废弃物——脱硫石膏生产高强石膏为切入点,实施燃煤发电联产高强石膏。首先,建立示范工程;然后,电网调度机构应用大数据建立新能源企业出力预测数学模型,构建优化分析平台,统一负责调度范围内风电、太阳能发电出力预测,并充分利用余热联产预报调度成果,做好电力电量平衡工作,科学安排机组组合,充分挖掘系统调峰潜力,合理调整旋转备用容量,在保证电网安全运行的前提下,促进清洁能源优先上网;最后以点带面,全国推广,充分吸纳风电、光电。
2.鉴于国内石膏胶凝材料生产企业均是小微企业,无力承担工业副产石膏生产高强石膏的科研成果研发、转化、产品利用推广工作的特殊情况,建议国家设立专项科研攻关和科研成果转化基金,并引导和带动社会风险投资的投入;逐步取缔独立煅烧建筑石膏来生产纸面石膏板的生产线,改为用电厂联产的高强石膏来生产强度更高、质量更好的发泡纸面石膏板。
3.引进国外高强石膏建筑砂浆的成熟施工机械并国产化,借鉴国外高强石膏建筑砂浆的设计标准和施工工艺,编制我国的高强石膏建筑砂浆的建筑标准设计图集和施工图集,做到应用规范和标准设立在前,减少生产企业的推广应用难度。
4.编制低碳建筑材料目录,建立全生命周期的低碳建筑标准,出台低碳建筑推广政策;以降低产品全生命周期的碳排放和提高应用期间的节能效率为主要思路,深入进行建筑材料的供给侧改革,大力削减水泥产能,特别是重点限制低标号的水泥的生产和使用,雾霾严重地区的水泥企业应该逐年关停;另外,根据我国碳交易市场价格,出台补贴使用石膏建筑砂浆的建筑物工程的政策,用低碳金融机制支持低碳建筑材料的发展。
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