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深圳火電行業碳排放現狀、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電、IGCC技術,通過提高煤轉化效率,減少單位發電量的耗煤量,從而減少單位發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電量的減排量,等于采用傳統技術單位發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技術的溫室氣體排放系數減少量為:

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

    因此,總的減排量等于采用先進技術生產的電量、采用傳統技術的溫室氣體排放系數與發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據,可根據現有火電機組設備年利用小時數進行估計。近年來火電發電設備利用小時數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電機組年運行時間。

    超臨界和超超臨界機組相對于傳統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合理配置、密切配合,以提高整體循環效率,這樣雖提高了能量利用效率,但也使系統復雜性增加,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相對于常規的燃煤發電系統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%。考慮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約為1000克COe/kWh,以此作為采用傳統技術的溫室氣體排放系數。

    現在傳統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技術的發展現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電效率達到45%,IGCC技術的發電效率達到48%,那么,相對于傳統燃煤技術,超臨界和超超臨界技術、IGCC技術發電效率分別提高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燃煤發電技術單臺機組產生的CO2減排量為11.1萬噸,采用IGCC技術替代傳統燃煤發電技術單臺機組產生的CO2減排量為13.5萬噸。

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