世界能源理事会 (世界能源结构占比)

入伍体检标准-马夫杨

世界能源理事会 (世界能源结构占比)2021年11月2日发(作者:摘抄大全好词好句好段)

世界能源现状及分析——兼谈燃煤发电的发展与应用 化学化工学院 20 安晓鸣 一言以蔽之,当前全世界的能源使用结构仍然是以石油、天然气和煤三大传统能源为主,辅之以核能、风能、生物质能等清洁能源,并大力开发新能源。 石油、天然气资源将在2050年前被罄尽的看法已被公认。 由于大量碳排放导致全球气温上升,破坏生态平衡的危机,用煤的简单和直接燃烧又受到限制。 核能发电因其碳零排放和生产成本低廉的特点,一度被认为是理想的未来能源,自问世以来一直呈增长趋势。但其安全性和经受自然灾害的能力,最近又受到人们质疑。日本福岛事件后,大批核电工程项目下马,核能发展陷入停滞。 太阳能的充分利用是一条好出路,但由于占地面积大、太阳能电池的昂贵、低效和高污染,这一可再生能源当前尚难以大量开发利用。 风力和潮汐发电亦属可再生能源,但亦受地域、节气和设备投资的限制。 利用生物燃料能源有利于减少碳排放,但和粮食生产、经济作物、其它动植物争土地和空间会受到相当程度限制。几年前因生物质能导致粮食作物产量减少,推高了世界粮价,甚至在非洲酿成饥荒。 而纵观众多新能源,甲烷水合物( methane hydrate) 又名可燃冰,在海洋大陆架深处和陆上永久冻土带有相当的蕴藏量,但目前开采利用在技术上尚有困难,大规模开发利用仍是遥遥无期。 近年来如火如荼的页岩气资源,亦存在燃烧热值低、开采难度大并附带高污染等等缺陷。 总之为使人类社会健康发展,生活质量能持续改善,在新能源开发和有效利用以及节约减排上还要作最大努力。 目前世界上大规模投入运行并网发电的发电方式主要有四种,火力发电、核能发电、水力发电及风力发电。 火力发电是传统火电厂采用的发电方式,也是目前世界上发电量最大的发电方式。火力发电一般以燃煤为能源进行燃烧发电。与其他能源相比,燃煤具有热值高、储量大、易运输等优点,一般认为世界上煤资源的储量尚能满足100 ~ 200 年的需求。但是燃煤会产生大量灰渣和CO2,含硫的煤会产生硫酸,形成酸雨,更不必说燃煤带来的碳排放问题。 截至目前,全世界核反应堆的发电量约占全球总发电量的近20%,在一些工业化国家中核电占50%以上。除极个别情况外,核电站有很好的运行记录,发电的可靠性高,在正常情况下,对环境友好,无有害气体排放。但与此同时,核能发电的运行维护成本高、核废料难以处理也是无法回避的问题,如何克服民众对核能的恐慌情绪则是绕不开的坎。 水电站集蓄水、节流、防洪、发电等诸多功能于一身,在条件适宜的地区有极大的应用潜力。但是水力发电的发电量完全取决于自然因素,有很大的波动性,这就造成了极大的资源错配与浪费。另外,水电站建设对自然环境和生物繁殖也有极大影响,像黄河小浪底这样的工程应当引起我们的警醒。 风力发电近年来方兴未艾,笔者家乡就设有国华电力的风力发电厂。风力发电的前期建设需要天量的固定投资,运行维护的人力成本也居高不下,而并网运行后的发电量却具有很大的波动性,可以说是一种清洁却不经济的发电方式。此外,风力发电机组需要占据广阔的土地,在选址上极为苛刻。

我国一次能源禀赋结构是“富煤、贫油、少气”,这些因素决定了煤炭是中国能源的基础。我国一次能源以煤为主的基本格局在很长时期内不会改变,由此也决定了发电以煤电为主的基本格局。未来相当长一段时间,我国煤电面临的挑战将更加严峻,可再生能源和其它新能源尚无法替代煤电。探索和推广高效清洁的煤电技术,是解决未来煤电发展的最主要的道路。 1 大型高参数机组 “十一五”期间,国产超临界(supercritical coal-fired power generation , SC) 、超超临界(ultra-supercritical coal-fired power generation,USC)技术成为新建电厂的主力。截至2011 年底,我国在运行的吉瓦级USC 火电机组达9 台。这些机组无论从发电效率、污染控制水平,还是从技术推广难度、经济性和可靠性来看,都是未来一段时间煤电技术发展的主流方向。高参数和大容量是提高USC 机组效率的两条重要发展方向。 2 IGCC机组 IGCC 是将煤气化与联合循环相结合的一种高效、清洁发电技术。一方面,IGCC 发电技术比起煤粉炉发电技术具有更高的效率,发展的初期小容量的效率就能与现有的USC 媲美,且对SO2,Ox 和粉尘的排放控制水平与燃机发电相当。随着技术的进一步发展,该技术的效率将进一步提升,加上其在进行CCS和多联产方面具有的优势,其竞争力将逐步得到体现。但另一方面,系统较复杂,提高可靠性的技术难度较大;造价高,目前是USC的倍,与700℃技术的经济性比较有待深入研究。 循环流化床锅炉 循环流化床(CFB)最初是应用于化工领域中的一种反应器,引入电力系统后,逐渐由鼓泡流化床(BFB)锅炉发展到CFB 锅炉。CFB 锅炉采用不同于煤粉锅炉火炬燃烧的新型无焰燃烧方式,特别适用于燃烧劣质煤、难燃煤及固体废弃物,适应了我国发电行业复杂的燃料来源特点,近年来在我国得到了快速发展。未来若干年CFB 锅炉的技术发展方向,一是继续提高其设计建设和运行的经济性、环保性和安全性,二是利用CFB 锅炉燃用难燃和特殊煤种。在我国,CFB 锅炉将长期作为常规煤粉锅炉燃煤发电的重要补充,在某些领域继续得到快速发展。 4 燃煤发电机组的烟气净化技术 粉尘、SO2 和Ox 是燃煤发电烟气污染物控制中的个最重要的项目。2012 年,新的排放标准的实施,不仅将Ox 列为了普遍的控制项目,粉尘、SO2 的排放标准也大幅度趋严,另外还增加了“汞及其化合物”限制,这带来了新的技术需求。 另外,近年在发达地区,对 PM2.5 的关注将使得作为排放源之一的燃煤电厂需在该领域做好技术准备,在控制PM2.5 具有优势的电袋除尘技术、先进的静电除尘技术需进一步研究和示范。 5 CO2捕集、利用及封存技术(CCUS) 2011年,我国燃煤电厂排放的CO2 超过*109t,占到我国CO2 排放量的40%左右,是我国CO2 最大的排放源。在应对气候变化的大背景下,CO2 排放已成为影响我国燃煤电厂可持续发展甚至能源安全的重要问题。在众多的碳减排技术中,燃煤电厂CCUS 技术是进行大规模减排最重要的选择,而CCUS的高能耗和大规模长期封存的安全性是该技术必须解

决的两个最重要的问题。 CO2捕集技术 燃煤电厂CO2捕集技术按照捕集方式主要分为燃烧后捕集、燃烧前捕集以及富氧燃烧富集。燃烧后捕集是在烟气中进行捕集的技术,一般采用化学吸收的办法,是技术最成熟,适用性最广的技术。但由于烟气压力和CO2 浓度都很低,所以这种技术的捕集和压缩能耗较大。通过开发低能耗的吸收剂、与电厂热力系统集成等方式,具有较大的降低能耗的空间。 燃烧前捕集技术主要针对 IGCC 发电技术,在气化炉后进行水煤气变换,分离成H2 和CO2,在燃烧前进行分离和捕集,是能耗较小的技术。但该技术在电厂中仅能与IGCC 配套,而且大规模富氢发电等关键技术还不成熟。水煤气变换在化工行业虽已成熟,但仍是燃烧前捕集流程中能耗占比最大的部分,因此低能耗的催化剂和工艺也是该技术发展的关键。 富氧燃烧富集CO2 技术是对现有的燃烧技术进行调整,利用高浓度的氧气替换原有的空气作为氧化剂,从而产生高浓度的CO2,然后通过深冷等方式将CO2 进行进一步纯化。这种技术能耗主要来自制氧,且需要对现有的锅炉技术进行改造。开发低能耗大规模制氧技术是该技术发展的关键。 CO2利用技术 CO2 的利用是指通过有关技术将捕集的CO2 作为原料或产品创造环境或经济效益的过程,CO2 的资源化涉及多个工程领域,包括原油开采,煤层气开采、化工和生物利用等。CO2 化工和生物利用技术是国内外CO2 利用的研究热点,但是对于燃煤电厂规模匹配度不够。CO2 增产石油技术在美国已经成熟,我国也开展了研究和小规模的中试试验,一个油田可能达到千万吨级的使用量,是燃煤电厂CO2 利用的最可能的方式。 CO2封存技术 CO2 地质封存是指通过工程技术手段将捕集的CO2 储存于地质构造中,实现与大气长期隔绝的过程。按照不同的封存地质体划分,主要包括陆上咸水层封存、海底咸水层封存、枯竭油气田封存等技术,具有大规模的封存潜力,是大规模减排CO2 的主要选择。该技术的关键是如何保证大规模封存的长期安全性。

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发布时间:2021-11-23 22:26:47
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14条评论

  1. 我国煤电面临的挑战将更加严峻

  2. 核能发电因其碳零排放和生产成本低廉的特点

  3. 在燃烧前进行分离和捕集

  4. 其它动植物争土地和空间会受到相当程度限制

  5. 具有大规模的封存潜力

  6. 燃烧前捕集技术主要针对 IGCC 发电技术

  7. 加上其在进行CCS和多联产方面具有的优势

  8. 这些因素决定了煤炭是中国能源的基础