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(思进注:因俄乌冲突,虽然一年多了,能源问题依然几乎每天刷屏,各类分析更是众说纷纭,注意到有些分析是事实的陈述、逻辑自洽;不过,好些判断则可能失之偏颇。恰好在近10年前由我策划,和庞忠甲先生合著的《能源超限战》(年06月01日出版)分析了能源问题的方方面面,特别是结论点出:“人与动物的差别不在于对工具的利用,更在于对能源的利用。一直以来,能源危机之说虚虚实实。石油和矿物燃料告罄有日,而新能源尤其是非常规油气资源的发展,却使得当代能源危机成为一个伪命题”……现在看来毫不过时,那就从年07月06日开始,特选摘其中部分内容,和大家分享……)
新世纪能源展望——中国之页
(接上)关于煤炭资源开发与利用
近年中国煤炭产量上去了,但技术装备和管理水平相当落后,全国采煤机械化程度不到50%;为数相当多的小煤矿,技术手段和开采方式尤其落后,难以保障安全经济运行;仍旧存在资源综合利用率低、煤炭开发带来的生态环境问题日趋严峻等问题。而煤炭主产地与需求地的交通距离过长,直接造成国内煤炭产品物流成本高昂。
中国煤矿事故频繁,矿工死亡率是美国的百倍以上,已成不可承受之痛。至十年间,矿难死亡人数达人(同期美国煤矿矿难死亡人数为人,印度为人)。近年情况有了改善,但事故总量仍然偏大。继年煤矿事故死亡人数首次降至人以内,年煤矿事故死亡人数再次下降至人以内。年煤矿百万吨死亡率0.,首次降到0.5以内,同比下降33.7%;总体上呈逐年下降的趋势,主要因为中国对生产安全越来越重视,并关闭了大批不具备安全生产条件的小煤矿;但中国安全管理的技术较之西方发达产矿国起步相对较晚,当前中国工矿行业信息化水平仍然较低,适用于矿井下的信息技术、电子信息产品及产业化水平非常落后,不能满足工矿安全生产、灾害预警、应急救援等需求,传统通信网络难下井、井下应急调度指挥难通知到人的情况时有发生。
中国煤矿资源极为浪费严重,目前资源回收率仅在40%左右,小煤矿回收率只有15%左右,可以比拟为“猴子吃苹果”(咬一口就扔)。扔掉的煤炭甚至超过了被利用资源。这种粗放型暴殄天物的同时,精查储量却一直上不去,已知可采储量势将提前消耗殆尽。
当前形势下,早已不再容许简单重复早年粗放、肮脏、低效的利用方式,必须极大地提高开采安全经济,能量转化效率,减少环境污染,并转变为可以方便运用的其他能源形态,作为充分合理利用宝贵的煤炭资源,维持社会可持续发展的必要基本政策。
众所周知,煤炭的最佳和主要用途是转化为清洁、方便的二次能源――电力。在中国电力生产中,火电常占80%左右,其中99%以上为燃煤发电。全国煤炭总耗量的53%左右用于火力发电。如果按照现在的排放水平,随着电力需求和煤炭耗量倍增,中国环境污染势将变本加厉,中东部严重的雾霾灾害有增无减;而全球环保目标包括限制二氧化碳排放的努力,也将付诸东流。
火电行业有“10克煤耗,一代技术”之说,火电机组的先进与否,供电煤耗率是一个非常重要的考核指标。
年中国火力发电厂的供电煤耗率克/千瓦小时(效率37.7%),达到了世界发达国家平均水平,但还有很大改进余地。如果按照国家能源十二五规划要求,在年下降到克/千瓦时,按规划的社会用电量6.15万亿千瓦时计,每年可节省万吨标准煤。
提高常规火力发电效率以节约燃料的重要途径是采用超高蒸汽参数(进入汽轮机的蒸汽压力和温度)。将蒸汽参数提高至水汽密度等同的临界点以上,即超临界状态。超临界火电机组的典型参数为24.1MPa/℃/℃,大容量机组的供电效率可达40%。供电标准煤耗率在克/千瓦小时左右。
近年发展成功的超超临界发电(Ultrasupercriticalpowergeneration,USPG),主蒸汽压力为25~31MPa,主蒸汽和再热蒸汽温度为~℃;热效率比超临界机组的高5%左右;供电标准煤耗可低至克/千瓦小时。
超超临界机组已广泛应用于世界上许多国家,最大容量达到万千瓦(美国,年投运),最高效率已经达到49%(丹麦,年投运),研发和应用该技术较好的国家主要有美国、日本、德国、丹麦等。运行数据表明,超超临界机组可以同样实现很高的可靠性。
欧洲正在执行“先进煤粉电厂(℃)”的计划,即在未来的15年内开发出蒸汽温度高达℃的超超临界机组,主要目标有两个:使燃煤电厂效率由47%提高到55%(采用低温海水冷却)或52%(对内陆地区和冷却塔);并降低燃煤电厂的投资价格。美国和日本也将蒸汽温度为℃的超超临界机组作为进一步的发展目标。
年以来,中国开始发展超超临界机组。截至年1月3日,已有59台万千瓦级超超临界机组投产,新蒸汽初温为℃左右。
中国于年6月24日正式启动℃超超临界燃煤发电技术研发计划。
如果一台万千瓦等级的燃煤机组采用超超临界技术,供电煤耗g/kWh,比同容量超临界机组的煤耗减少40克/千瓦小时,按年运行小时计算,节约标煤22万吨/年,同时SO2、氮氧化物、粉尘等污染物以及CO2排放将大大减少。采用超超临界燃煤发电技术对于节约资源消耗、保护环境、实现可持续发展具有重要意义。
超超临界燃煤发电技术代表着中国火电的主流发展方向。
燃煤火力发电的另一发展方向是“整体煤气化联合循环”(IntegratedGasificationCombinedCycle),国际习惯简称IGCC。
IGCC是国内外公认的先进煤炭发电和综合利用应用技术,也是今天世界上高效清洁燃煤火力发电的最高境界。(待续)
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