燃气发电一举两得

  1月22日，国家发改委在北京组织召开了“可燃气体回收利用潜力与技术应用情况报告会”。中国工程院院士周世宁、张铁岗以及科技部、中国节能协会、中国资源综合利用学会、中国能源网的代表出席会议。

  此次会议的主题是：贯彻落实国家中长期节能规划，加快沼气、焦炉煤气、煤矿瓦斯等各种排空气体的回收，实现节能环保双重目标。会上，作为国家燃气机行业有突出贡献的公司的胜利油田动力机械公司（以下简称胜动集团）作了“燃气发电机组市场应用现状及发展前途”的主题报告。会议认为，燃气发电是排空可燃气体资源综合利用的最有效途径，燃气发电大有可为。会议同时建议国家尽快对可再生资源综合利用进行立法，在政策和法律上鼓励、支持燃气发电。

  2005年1月25日，由中国资源综合利用协会可再次生产的能源专业委员会、中国电机工程学会热电专业委员会与中国能源网联合举办的“中国循环经济与沼气资源综合利用研讨会”在胜动集团召开，会议围绕沼气开发利用的发展现状和趋势，邀请我国著名沼气利用和分布式能源热电冷三联产方面专家、相关企业专家和燃气机专家作大会专题报告，共商循环经济发展大计。

  能源专家分析认为，分布式能源是缓解我国严重缺电局面、保证可持续发展的策略实施的有效途径之一，发展的潜在能力巨大。

  一、发展分布式能源是能源战略安全的需要。专家觉得，目前我国正处在工业化进程中，社会经济发展对能源的依赖程度非常高。在可持续发展战略上，我国已提出走重质量、高增长、高效益、能源消耗最少、环境污染最小的发展道路，实行节能优先、结构多元、环境友好、市场推动方针，确保到2020年经济总量比2000年翻两番，而能源消耗仅翻一番的目标。

  二、发展分布式能源可缓解环境压力。目前，我国面临巨大的环保压力，大气污染造成的损失已占到GDP的3%，是目前世界三大酸雨区之一。据统计，全国二氧化硫排放量的90%，氮氧化物排放量的60%来自于燃煤，其中电力行业的二氧化硫排放量占总排放量的40%左右。

  三、发展分布式能源是电力安全的需要。“9·11”事件和美、加、英、意大停电事件再次为全世界的电网安全敲响了警钟。随着我们国家产业体系的转型，对电力的依赖也日益加深，重构电力发展格局，发展分布式能源，对于避免由于意外事故造成供电中断具有现实意义。

  四、发展分布式能源可提升能源利用效率。目前我国能源平均利用效率仅32%，低于发达国家10～20个百分点，而人均能源占有量仅为世界中等水准的1/2。

  五、发展分布式能源可缓解电网调峰的压力。据国家电网公司数据，2003年8月28日我国各地夏季空调用电占高峰电量的40%以上。同一天，上海1360万千瓦高峰负荷中50%是空调用电。近几年情况表明，我国空调用电占用电力达到40%以上，而消耗的电量仅占全年总电量的6%以下。因此调峰压力很大。

  六、发展分布式能源是我国天然气发展的策略的需要。我国已做出加速引进和开发天然气资源，以提高天然气在能源结构中比重的重要决策。当前，我国天然气市场正以超常规的速度发展，国际上通行的是“长期照付不议”合同，而天然气工程是一个庞大的系统工程，从终端利用市场的开发与培育、液化－车船运－汽化和管道输送到上游气田开发，整个价值链中诸多环节紧密关联的程度不亚于电力系统。它们之间相互配合的程度必然的联系到末端市场天然气单位成本的高低，又会反过来影响终端市场的规模。

  沼气是有机物在隔绝空气并在一定的温度、湿度、酸碱度等条件下，经过甲烷菌作用产生的一种可燃性气体。沼气的热值约为20000～25000KJ/m3，1m3沼气的热值相当于0.8kg标准煤。目前每年在农村有大量的小型沼气产生，同时，城市有机工业废水、垃圾及酒厂、柠檬酸厂等工业也产生大量的沼气。

  实践证明，沼气发电是能源综合利用的有效途径之一。燃气发电机组所产生的余热还能够给大家提供热水或蒸汽，也可以带动溴化锂机组用来制冷，组成热电冷三联供系统，使得能源利用率达到80%，为缓解国内区域性能源紧张将发挥重要的补充作用。

  胜动集团于2000年开始研究以沼气为燃料的内燃机发电设备。目前该设备已经推向市场，并已形成105、190、240、280四大系列、十多种机型产品。

  沼气发电机组充分的利用了多项成熟、可靠的技术，使产品保持一定的技术先进性和可靠性。目前该公司沼气发电机组已经销往北京、上海、江苏、山东、辽宁等全国十多个省市，建设电站10余座。

  潍坊汇源实业公司是一家非公有制企业，公司产品主要有柠檬酸和食用酒精，年产酒精5万吨、柠檬酸3万吨，原料以瓜干、木薯干、玉米等为主，年出售的收益3.5亿元。公司在生产的全部过程中每天产生65000m3的沼气，之前只有少部分沼气用于烧锅炉，大部分沼气放散排空，造成能源的浪费。

  汇源公司原来建有10000KW自备煤热电厂，但由于煤价的上涨，再加上汽轮机组发电效率偏低，发电的单位成本相比来说较高。而生产柠檬酸和酒精都需要较高的能耗，用电成本增长导致产品生产所带来的成本提高，为降低成本，增强企业竞争力，必须充分的利用企业自身产生的沼气资源，实现挖潜增效，节能环保。

  汇源公司于2004年10月从胜动集团购买了4台500KW机组，2004年11月25日沼气电站投入正常运行，电站每天发电40000KWh，日发电收入1.8万元。由于经济效益非常显著，该公司又于2004年12月15日从胜动集团购买了4台500KW沼气发电机组，使装机总容量达到4000KW，充分的利用了企业自身的沼气资源。由于胜动机组还能回收发电时排出的废气余热产生蒸汽和热水，这样，对能源的综合利用率可达到70%以上，因此汇源公司计划近期配套电站的余热回收装置，实现热电联产。

  根据目前电站运作状况，预计汇源公司的8台沼气发电机组年发电量可达到2500万KWh，产生直接经济效益可达800万元/年，一年左右收回电站全部投资。通过这8台500KW沼气发电站的运行，汇源公司认为，利用“胜动”燃气发电机组建立沼气发电站具有以下特点：

  1.机组对沼气的适应能力强。机组对气体的压力要求不高，只需300mm水柱以上的压力就能够完全满足要求；机组不受气体浓度变化的影响，CH4浓度在变化时，机组也能可靠稳定运行。

  2.建站简单，投资少。电站只需要简易厂房、机组基础、冷却水池、冷却水塔等配套设施。

  4.发电效率高。含甲烷50%的沼气，1m3沼气可发电1.6KWh，若实现热电联产，综合效率会更高。

  6.运行费用低，操作维护简单。机组运行只需要消耗少量的机油及配件费用，日常的维护保养简单方便。

  当污水处理厂采用污泥消化技术时，产生的沼气可用来发电。1m3的污泥可产生10m3左右的沼气，可发电15 KWh以上，余热还可用来加热污泥，总的能量利用率达到70%以上，可补充城市污水处理厂20%～40%的电耗，对降低污水处理厂的运行成本起到重要作用。

  一吨城市生活垃圾全部发酵后，所产生的填埋沼气量约为100～200m3,可提供150～300KWh的电力。我国城市每年可产生数亿吨生活垃圾，如果将其发酵产生的沼气都转换为电能，可发电150～300亿KWh，如果进行热电冷联产，效益更大。

  我国年产酒精约400万吨，每生产1吨酒精可产生沼气300m3，可发电450KWh，产生0.3MP蒸汽0.5吨。这样，因生产酒精而产生的沼气就可发电18亿KWh，产生0.3MP的蒸汽200万吨。我国年产柠檬酸70万吨（每生产1吨柠檬酸可产生沼气200m3，可发电300KWh），发电总量可达2.1亿KWh，产生0.3MP的蒸汽24.5万吨。

  煤矿：煤矿瓦斯是威胁安全生产的主要的因素，而瓦斯气体直接排放到大气中，又会产生污染。胜动集团的燃气机组可利用煤矿瓦斯进行发电，截至2004年底，胜动集团已在全国安装瓦斯发电站60多座，总装机容量达6万KW。

  焦炉煤气：焦炉煤气是焦化厂制取焦炭的副产品，其发热值约为15000～16800KJ/Nm3。截至2004年底，胜动集团已在全国建立煤气发电站40多座，装机容量达10万KW。

  所谓分布式能源，即分布安置在需求侧的能源梯级利用，以及资源综合利用和可再次生产的能源设施。通过在需求现场按照每个用户对能源的不一样的需求，实现温度对口供应能源，将输送环节的损耗降至最低，以此来实现能源利用效能的最大化。

  分布式能源是以资源、环境效益最大化确定方式和容量的系统，根据终端能源利用效率最优化确定规模。分布式能源是将用户多种能源需求和资源配置状况做系统整合优化，采用需求应对式设计和模块化配置的新型能源系统。

  分布式能源采用先进的能源转换技术，尽力减少污染物的排放，并使排放分散化，便于周边植被的吸收。同时，分布式能源利用其排放量小、排放密度低的优势，可以将主要排放物实现资源化再利用，例如：排放气体肥料化。

  分布式能源依赖于最先进的信息技术，采用智能化监控、网络化群控和远程遥控技术，实现现场无人职守。同时，也依赖于未来以能源服务企业为主体的能源社会化服务体系，实现运行管理的专业化，以保障各能源系统的安全可靠运行。