Download
1 / 38
380 likes | 612 Vues
我国电力发展与 节能减排. 江哲生 全国电力技术市场协会 2009.11.26. 主要内容. 我国电力工业今后 20-30 年内 仍处于高速增长时期 煤炭在我国一次能源中占主导地位 燃煤污染物和 CO 2 排放将制约我国电力工业的发展 电力工业节能减排任务艰巨 我国大机组发展中的几个问题. 一、我国电力工业的发展. 2008 年我国电力状况. 装机容量 GW 增长 发电量万亿 kWh 增长 全国 792.73 10.37% 3.4510 5.70%
E N D
我国电力发展与节能减排 江哲生 全国电力技术市场协会 2009.11.26
主要内容 • 我国电力工业今后20-30年内仍处于高速增长时期 • 煤炭在我国一次能源中占主导地位 • 燃煤污染物和CO2排放将制约我国电力工业的发展 • 电力工业节能减排任务艰巨 • 我国大机组发展中的几个问题
2008年我国电力状况 装机容量GW 增长 发电量万亿kWh 增长 全国 792.73 10.37% 3.4510 5.70% 水电 172.60 15.68% 0.5655 20.00% 火电 602.86 8.15% 2.8030 3.00% （76.05%） （81.22%） 核电 8.85 26.18% 0.0692 10.10% 风电 13.2 111.48% 0.131 注：截至目前（2010年10月）全国装机容量900GW，其中火电约700GW，占77%
2001-2008电力发展 装机容量 火电利用 供电 厂用电率 关停 脱硫 小时 煤耗 /火电 小火电 容量 GW h g/kWh % GW GW 2001 338.49 385 6.24 2002 365.57 383 6.15 2003 391.41 5767 380 6.07 2004 442.39 5988 376 5.95 2005 517.19 5878 370 5.87/6.80 830 2006 623.70 5612 367 5.93/6.77 314 150 2007 718.21 5316 356 5.83/6.62 2336 266 2008 792.53 4911 349 1669 363
近五年我国电力发展的特点 1、这五年是我国电力工业发展最快的时期，5年装机容量增加400GW，平均每年新增80GW；（注：2008/2009年新增约100GW/年） 2、超临界机组大量采用、老机组改造和小火电机组加快淘汰,5年内使全国平均供电煤耗从380g/kWh降到349g/kWh,降低31g/kWh; 3、风电快速发展，近几年都是翻番增长； 4、火电厂污染物排放大大降低，2007年脱硫机组达到266GW.
2009.1-9.电力情况 • 全国发电量26510.89亿千瓦时,同期增长1.9 %； • 全国新增装机4911.53万千瓦，其中水电1209.74万千瓦，火电3294.98万千瓦（60万千万及以上机组占56.91%），风电406.71万千瓦； • 火电平均利用小时为3515小时，同期降低284小时； • 全国供电煤耗率为341克/千瓦时，同期下降6克/千瓦时，火电厂用电率6.68％。 • （注：2008/2009连续两年的火电厂供电煤耗最低的世界纪录由上海外高桥第三电厂创造，分别为287克/千瓦时和282克/千瓦时）
中国与发达国家的差距 • 中国GDP的增长速度很高（近5年平均为10.1），但经济总体实力不强。2008年人均GDP为3300美元，约世界平均水平的50%； • 中国人均能源消费还处于较低的水平，近2tce/a，接近世界平均值,美国为11.7 tce/a，OECD国家为6.8tce/a； • 中国人均用电量为2585kWh/a,是美国的1/5。 由此可见，中国仍然是一个发展中国家，要达到相当于中等发达国家水平，即人均GDP达到10,000美元、人均能源消费量4tce/a以上。因此，在今后的20-30年内，中国电力还处于一个快速发展时期。
2020年我国能源需求 • 2020年全国基本达到小康水平，我国人均能源消费将由2000年的约1.0tce/人，增加到2.0tce/人左右。而现在，到2010年就超过2.0tce/人，2020年将要达到3.0tce/人，人均电量4500kWh； • 2020年全国装机容量预计达到16亿千瓦,大力发展水电、核电和风电，煤电的比重将要下降10个百分点(75%→65%)； • 进一步发展高效环保燃煤发电技术，在超超临界、IGCC、CO2捕集技术等方面有新的突破。
2050年我国能源需求 • 2050年我国为实现达到目前中等发达国家水平的目标，人均GDP将达到1万美元，人均能源消费量将达4.0tce/人以上，人均电量8000 kWh； • 预计装机容量为28亿千瓦，尽可能将煤电降低到50%以下，但水电和常规核电的可开发容量是有限度的，替代煤电的希望要寄托于风电、太阳能等新能源；
一次能源结构分析 • 我国煤炭的消耗量长期占常规能源总量的75%以上，这与燃煤发电所占比例相当； • 我国煤炭1985年产量为8.5亿t，开始超过美国,居世界第一，占世界总产量的19.7%。2008年产量为27.93亿t,占世界的42.5%，现在中国对煤炭的需求已很难用国际市场来调节； • 煤炭价格走高是全球的行为，以美国和日本为例, 2007年进口到岸价分别为51.12、88.24美元/t，2008年分别猛增到116.14、179.03美元/t。因此, 我国电煤价格上涨也就不奇怪了。
我国能源发展面临的挑战 • 一是能源供需矛盾突出的挑战； • 二是能源结构的挑战； • 三是环境与生态约束的挑战 ； • 四是能源科技创新能力与自主化的挑战； • 五是能源市场化和国际化的挑战。
我国燃煤发电面临三大挑战 1、应对气候变化，减排CO2是我国火电在 21世纪面临最大的压力和挑战； 2、燃煤污染物的排放，不论是污染物种类，还是污染物的浓度和粒度，将受到越来越严格的限制； 3、煤炭的供应难以满足电力发展的需求。
1、今后电力减排CO2任务艰巨 • 应对气候变化的核心是减少温室气体排放，其中主要是CO2排放，火电排放的CO2占全球排放总量的40%； • 我国是世界上最大煤炭生产国和消费国,实际上从2007年开始CO2的排放总量已超过美国，成为世界上最大的排放国； • 目前我国发电用煤占煤炭消费总量的50%左右，随着工业化的过程，电煤的比例将逐步提高，这样中国减排CO2的重担将给电力行业更大的压力。
2050年我国低碳发展的情景分析 • 在节能情景下，中国碳排放总量于2040年达到峰值；在强化低碳情景下，有望于2030年达到峰值； • 中国想走低碳发展道路仍有许多不确定因素，最有可能达到的情景是介于节能情景和低碳情景之间； • 如果按低碳情景测算,2050年能源总需求为55亿tce，煤炭消费量38亿t中有30亿t用于发电,发电排出的CO2将达36亿t。
我国CO2排放情况 • 2007年我国CO2排放总量62亿t,占全球排放总量的21%,已超过美国,居世界首位； • 我国CO2人均排放量为4.7t/人,已超过世界平均水平4.1t/人，还远低于OECD国家平均水平的11t/人； • 从2000-2005年间，世界CO2排放的增长量有近一半来自中国； • 从1751-2004年间，我国CO2排放历史累积值约占世界的7-9%，按常规发展到2050年累积排放量就增加到世界的20%。
我国电力CO2排放情况 • 2000年我国火电机组的CO2排放量为12亿t,占全国排放总量的40%左右，单位发电量CO2排放量为1085g/kWh; • 2008年火电机组的CO2排放量为24亿t,单位发电量CO2排放量为863g/kWh； • 2008年发电煤耗为322g/kWh，比上年降低10g/kWh，即节约标煤2800万t,减排CO2 6990万t.
中国应对CO2减排将承受更大的压力 • 过去美国排放量高于中国，客观上减轻了对中国的压力。如今中国超过美国，而且CO2排放的增长速度是世界平均水平的3-4倍； • 目前国际上正在议论对不限排发展中国家的进口品征收碳税的动议，势必对中国的出口造成严重影响；
中国应对气候变化的立场 • 气候变化是在发展中产生的，也必须发展过程中解决，消除贫困和实现发展是发展中国家首要的任务； • 要坚持“共同但有区别的责任”； • 应对气候变化要坚持减缓和适应并重； • 应对气候变化要依靠科技创新和技术转让，发达国家要履行向发展中国家提供资金和转让技术的承 • 要坚持全民参与和广泛国际合作。
汞和超细颗粒物污染排放情况 • 目前我国还没有建立汞污染常规监测机制，据初步研究，我国煤炭中平均含汞量0.15-0.22mg/kg,2000年燃煤大气汞排放量为219.5t，其中电力排放量为76.8t，占35%。 • 超细颗粒物通常指PM2.5和PM10,1996年修订空气质量标准对PM10浓度提出了要求，尚未对PM2.5进行相关规定。
1、提高能源利用率，减低一次能源消耗量 • 2008年我国人均GDP为3300美元，约世界平均水平的50%，而人均能源消费已达到2.0 tce/人,能源消费总量为26亿tce。如果2050年人均GDP达到1万美元，与此相同的能源消费方式，则能源消费总量将达到78亿tce。 • 如果我国从现在起，按照走中等水平的低碳情景发展经济的道路，2050年能源消耗总量为56亿tce,总节能规模为22亿tce。
2、优先加快发展低碳能源发电 • 在保护环境和生态的前提下，继续大力发展水电； • 核电是实现可持续发展的桥梁，减排温室气体的主力，并成为近期的主要替代能源 ； • 规模化开发风力发电 ； • 有效地利用生物质能资源发电； • 尽早突破太阳能高效转化技术 ，逐步成为远期替代能源。 除水电外，可再生能源发电的比重，2020年争取达到8%以上，2050年争取达到25%以上。
3、优化发展煤电 • 实施国家节能降排、以大代小的政策，实现煤炭的高效清洁利用 ，当前的重点是发展高效环保的超临界机组； • 开发大容量、高参数循环流化床锅炉，充分利用我国劣质煤资源； • 加快开发与掌握整体煤气化联合循环发电技术IGCC和煤制氢“绿色煤电”技术； • 继续发展热电联产，逐步替代低效的工业锅炉和分散的供汽、供暖的小锅炉； • 不断实施对老机组的技术升级改造； • 继续实施逐步淘汰小火电政策，几年来已关闭小火电机组51.49 GW。
4、尽可能增加气体燃料发电 • 改变一次能源结构，提高天然气、煤层气等低碳燃料使用比重是控制CO2排放的重要措施； • 未来15年，中国天然气需求的年增长率将达到12%，到2020年，中国天然气供应中的49%将要从国外进口，中国天然气发电能达到多大的份额，在很大程度上取决于进口天然气状况和价格； • 中国煤层气储量丰富，居世界第三位,埋深2000米以内的煤层气资源量达31.46万亿立方米。煤层气是非常好的发电燃料，但要达到规模化利用，首先需要解决煤层气“偏散小”的问题。 2020年燃气发电可能达到4000万千瓦，2050年争取达到1-1.5亿千瓦。
5、国际CO2减排技术的分类 （1）提高电力生产及能源使用的效率； （2）尽量使用低碳燃料，如天然气等，或发展替代性能源，如太阳能、水能、风能等可再生能源及核能 ； （3）捕集电厂烟气中的CO2并将其封存(CCS),或加以利用。
CO2捕集技术 （1）燃烧前处理：将碳氢燃料气化成氢和CO2的混合物，进而捕集CO2。燃烧前处理的合成气中含有高浓度（20～50 vol％）; （2）燃烧后处理：适用于目前98％以上的化石燃料利用的场合。但是，烟气中的CO2是稀释的（3～15 vol％），处于低的压力下（1.02-1.70atm），而且通常被微量的硫磺和颗粒物所污染,使捕集工艺带来一定的难度; （3）富氧燃烧：让碳氢燃料在纯氧或接近纯氧的条件下 燃烧，是一种既能直接获得高浓度CO2，又能综合控制燃煤污染排放的新一代技术，近些年来已引起了学术界和技术界的高度关注。
CO2封存技术 把CO2以永久的储存方式（螯合）放置在一个“仓库”里，有三种形式： （1）CO2在地质岩层里的封存，有三种类别的岩层，石油和煤气储层、含有碱金属组成盐的岩石层、深的煤碳矿层 ； （2）CO2在地质岩层中的隔离，是用一层不渗透的岩石层覆盖在多孔岩石层顶上面； （3）陆地螯合，是借助于陆地上和新鲜水中生长的植物强化CO2的摄入量,并储存碳于土壤里。
