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深圳火電行業(yè)碳排放現(xiàn)狀、減排成本與配額分配等相關分析研究報告

2014-11-16 21:54 來源: tanpaifang.com

減排量計算


    (三)減排量計算

    通過上述計算方法可計算出火電行業(yè)各項減排技術的減排量及減排成本。其中超臨界、超超臨界機組和IGCC技術的年減排量計算比較復雜,具體計算過程如下:
    超臨界和超超臨界發(fā)電、IGCC技術,通過提高煤轉化效率,減少單位發(fā)電量的耗煤量,從而減少單位發(fā)電量的溫室氣體強度。假定其他條件不變,可認為采用這些技術時發(fā)電效率提高的百分比等于溫室氣體強度降低的百分比。也即采用這些技術時的單位發(fā)電量的減排量,等于采用傳統(tǒng)技術單位發(fā)電量的溫室氣體排放量乘以效率提高的百分比。具體推導過程如下:

    假設燃燒1噸煤,排放溫室氣體為x噸CO2e,采用傳統(tǒng)技術可生產P度電;若改用先進技術(超臨界、超超臨界或IGCC),可使發(fā)電效率提高a%,即能生產P*(1+a%)度電。那么,每生產一度電,采用傳統(tǒng)技術的溫室氣體排放量為噸CO2e/kWh,采用先進技術的溫室氣體排放量為噸CO2e/kwh,先進技術相對于傳統(tǒng)技術的溫室氣體排放系數(shù)減少量為:

    也即單位發(fā)電量的溫室氣體排放減少量,等于采用傳統(tǒng)技術的溫室氣體排放系數(shù)乘以采用先進技術時發(fā)電效率的提高量。

    因此,總的減排量等于采用先進技術生產的電量、采用傳統(tǒng)技術的溫室氣體排放系數(shù)與發(fā)電效率的提高量三者的乘積。

    減排情景中已經設定了超臨界和超超臨界機組、IGCC機組的新增裝機容量,要計算生產的電量,還需要年運行時間數(shù)據,可根據現(xiàn)有火電機組設備年利用小時數(shù)進行估計。近年來火電發(fā)電設備利用小時數(shù)波動較大且并無明顯的上升或下降趨勢,平均為5267h,取該值作為本文中發(fā)電機組年運行時間。

    超臨界和超超臨界機組相對于傳統(tǒng)亞臨界機組只是鍋爐蒸汽的溫度、壓力等狀況不同,對年運行時間并無太大影響。而IGCC與之不同,其運行過程要求各種設備和系統(tǒng)合理配置、密切配合,以提高整體循環(huán)效率,這樣雖提高了能量利用效率,但也使系統(tǒng)復雜性增加,運行過程中各設備互相牽制,影響了IGCC機組的運行時間,使得IGC相對于常規(guī)的燃煤發(fā)電系統(tǒng)在可靠性方面有相當大的差距。按照美國能源部(DOE)、美國電力研究院(EPRI)等機構專家的預測,商業(yè)化的IGCC電站性能將在未來不斷改善,到2010年可用率達到85%以上,2015年將超過90%??紤]到中國與美國在技術方面尚存在一定差距,預計中國2015年IGCC電站可用率達到85%。

    結合以上分析,本文取超臨界和超超臨界機組年運行時間為5300小時,IGCC機組運行時間為其85%,即4505小時。根據研究,深圳煤電溫室氣體生命周期排放系數(shù)約為1000克COe/kWh,以此作為采用傳統(tǒng)技術的溫室氣體排放系數(shù)。

    現(xiàn)在傳統(tǒng)的亞臨界燃煤技術熱效率大概在38%左右,該技術已很成熟,進一步發(fā)展的潛力很有限。綜合考慮超臨界和超超臨界技術、IGCC技術的發(fā)展現(xiàn)狀及相關學者的研究,本文初步預測到2015年,超臨界和超超臨界技術的平均發(fā)電效率達到45%,IGCC技術的發(fā)電效率達到48%,那么,相對于傳統(tǒng)燃煤技術,超臨界和超超臨界技術、IGCC技術發(fā)電效率分別提高7%、10%。

    綜合以上分析,2015年,采用超臨界和超超臨界技術替代傳統(tǒng)燃煤發(fā)電技術單臺機組產生的CO2減排量為11.1萬噸,采用IGCC技術替代傳統(tǒng)燃煤發(fā)電技術單臺機組產生的CO2減排量為13.5萬噸。

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