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风电、光伏、垃圾发电项目节能减排计算方法及效果分析

2019-9-9 22:05 来源: 能源研究俱乐部 |作者: 王建军 秦建州

风电、光伏、垃圾发电项目节能减排计算方法及效果分析王建军  秦建州(中电国际新能源控股有限公司)

风电、光伏、垃圾发电项目节能效益分析

(一)“能源”的定义和“节能”的本质

能源是指“煤炭、石油、天然气、生物质能和电力、热力以及其他直接或者通过加工、转换而取得有用能的各种资源”¹。针对这一类资源要本着“节约与开发并举、把节约放在首位”的基本原则²。那么到底哪一类资源需要节约、哪一类资源需要开发?根据上述能源的定义,把能源细化分解为一次性能源和可再生能源两大类:1.一次性能源以煤炭、石油、天然气等化石类资源为代表。任何工业生产活动首先要以节约一次性能源为主要目标,以尽力延缓这类资源过快的消耗速度;2.可再生能源所涵盖的范围为风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源³,针对这一类资源,国家界定的法律地位为:(1)“国家鼓励、支持开发和利用新能源、可再生能源”⁴;(2)“国家将可再生能源的开发利用列为能源发展的优先领域”并“鼓励各种所有制经济主体参与可再生能源的开发利用”⁵。由此可见,一次性能源要以节约为本,可再生能源要以开发利用为本,因为他能够减缓地球上所剩不多化石类资源的消耗速度,这才是节能的本质。

(二)风电、光伏、垃圾发电项目节能效益计算方法

风力发电、光伏发电、生活垃圾发电都属于可再生能源,其中,生活垃圾发电在国家《可再生能源产业发展指导目录》中归属于生物质能发电。这些发电方式节能效益是指他们替代一次性能源等值发电量所消耗的化石类资源总量,统一折合成的标煤(7000千卡/千克)消耗量⁶,也就是他们的节能量。基于以上能源替代思想,我们以年为统计周期,得出的“年节能量”计算方法为:1.风电、光伏发电项目“年节能量”计算公式1:年节能量(风电或光伏)=当年上网电量×当年全国煤电平均供电煤耗

公式中,“全国煤电平均供电煤耗”取值,可参考中电联每年公开发布的《中国电力行业年度发展报告》统计数据,例如:2019年发布的《报告》指出:“2018年,全国6000千瓦及以上火电厂平均供电标准煤耗307.6克/千瓦时”。

根据上述计算公式,以国内某企业风电、光伏总装机容量为例,计算出的2018全年节能量为97万吨(标煤)/年,如表1:表1  某企业风电光伏2018年全年节能贡献量
2.垃圾发电项目“年节能量”计算公式生活垃圾焚烧转换的电能,本身并没有消耗一次能源,其节能量计算方法也跟上述风电光伏一样,只是需要减去焚烧过程中消耗的一次能源量(折合后的标煤量),如:掺烧的煤炭(只针对循环流化床焚烧炉)、启机时消耗的柴油或天然气等。由此提出的垃圾发电项目节能计算公式如下:公式2:年节能量(垃圾发电)=当年上网电量×当年全国煤电平均供电煤耗-垃圾发电过程所消耗一次能源折算成标煤的年耗量

公式中,“垃圾发电过程所消耗一次能源折算成标煤的年耗量”主要指的是“炉排炉”机组点火启机时消耗的柴油或天然气折合成的标煤年耗量;如果炉型为循环流化床时,还需要减去掺烧煤炭折合成的标煤年耗量。

根据上述计算公式,我们以国内某垃圾发电项目为例,计算出的2017全年节能量如下:(1)全年节能贡献量计算国内某垃圾发电厂装有4×600吨/日的生活垃圾处理规模“炉排炉”生产线,每年节能量计算如下:①该厂2017年一共处理垃圾95万吨,全年上网电量2.8亿千瓦时(相当于每吨垃圾上网电量为295千瓦时),等效代替的标煤发电消耗量为:2.8亿千瓦时/年×0.3076千克/千瓦时=86128吨/年②垃圾电厂在启机过程中需要消耗一定量的一次能源柴油或天然气,该厂以消耗柴油为主,全年消耗柴油量为82吨/年,《综合能耗计算通则》给定的柴油折标系数为:1 kg(柴油)=1.4571 kgce(标煤)那么以此折算后的标煤年耗量为:82×1.4571=119吨/年③该厂焚烧炉的炉型为“炉排炉”,本身不掺烧煤炭,那么全年节能量为:86128-119=86681吨/年=8.6万吨(标煤)/年(2)吨垃圾节能量计算由上述结果计算出的垃圾发电厂吨垃圾节能量为:8.6万吨(标煤)/年÷95万吨(垃圾)=0.09吨(标煤)/吨(垃圾)

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