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分布式能源這些資源不僅可以減少能源的消耗,還可以每年減少巨額二氧化碳當量的溫室氣體的排放。根據(jù)推算,如果能夠利用這相當于1100億立方米天然氣的資源,可以減少4305萬噸甲烷氣體的直接排放,這相當于10.55億噸二氧化碳當量,若減去這些甲烷自身燃燒所產(chǎn)生的1.58億噸二氧化碳,約減排近9億噸。如果將代替的3.388億噸原煤也計算在內(nèi),按原煤含碳55%計算,合計6.83億噸二氧化碳,總計減少排放15.8億噸的二氧化碳當量。目前。承擔減排義務的西方發(fā)達國家如果不能降低排放,達不到規(guī)定的義務減排量,就需要到發(fā)展中國家購買相應的減排份額,再按照國際市場的平均價格計算,每噸二氧化碳每年排放量若為10美元,就可以銷售158億美元的碳基金。針對我們?yōu)槔眠@些甲烷氣體需要投入7521萬kW的發(fā)電容量,每kW可以從發(fā)達國家得到1735元人民幣的經(jīng)濟補償。而目前國內(nèi)主要廠家,例如勝動集團的燃氣發(fā)電機組的單位kW價格也僅為2000元,也就是如果政策得當,使用者不需要投入大量資金,就可以將這些污染源物迅速轉(zhuǎn)化為電力和熱能。如果采用效率更高、更先進的進口機組,單位kW價格也不過增加一倍左右,用戶都可以在很短的時間收回投資,迅速產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。
甲烷氣體減排量(萬噸)
主要可燃性氣體
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甲烷含量平均值
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甲烷減排量
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焦化煤氣
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25%
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700
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煤層氣
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90%
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1417.5
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礦井瓦斯
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50%
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218.75
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沼氣
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60%
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1260
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石油伴生氣
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90%
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708.75
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總量
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4305
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分布式能源系統(tǒng)是利用廢棄可燃性氣體資源的最佳方式
煤層氣和礦井瓦斯主要是煤田的氣體資源,其主要成分是甲烷。去年我國煤礦事故導致6027名礦工喪生井下,今年第一季度又死了1113人,同比上升20.8%。國家已經(jīng)竭盡全力加以治理,但是5月份承德礦難又死了50名礦工。造成接連不斷礦難的最主要原因就是瓦斯爆炸,它已經(jīng)成為中國礦工的"第一號殺手"。其實,再黑心的礦主也不會希望瓦斯在自己的礦井里爆炸,導致瓦斯爆炸的主要原因不能僅僅歸罪于各級政府疏于管理和企業(yè)利益熏心,根本的問題是沒有建立一套"瓦斯治理的長效盈利機制"。瓦斯爆炸問題僅僅靠"堵",事實已經(jīng)證明是難以奏效的,更關鍵的方法是要"疏"。
最近,有關部門決定每噸煤提取2-10元的"瓦斯治理費"。其實,這是一個更加難以奏效的辦法。這些費用收上來,能不能有效使用在瓦斯治理上是一個更大的難題,就目前中國的煤炭管理體制而言,通過國家投放資金來解決問題是非常困難的。到時候每一個礦井都會開出一個天文數(shù)字來向政府索要"瓦斯治理費",你不給錢,將來出了問題就是上級政府的責任;你給了錢,誰能保證基層政府主管機構(gòu)和企業(yè)就一定將這些資金用在瓦斯治理上。
我們能不能用一種更加智慧的方法來解決問題,通過創(chuàng)造一種新型的"長效盈利機制"來調(diào)動企業(yè)和社會的積極性,利用社會的"自組織能力"來解決問題??沙掷m(xù)發(fā)展的關鍵因素是創(chuàng)造一個符合市場經(jīng)濟規(guī)律的持續(xù)盈利模式,通過市場這只"看不見的手"來達到"不斷完善、不斷擴展和不斷創(chuàng)新"的目的。若如我們換一種方式來解決問題,對于利用礦井瓦斯所發(fā)電力允許并網(wǎng),并給予適當?shù)难a貼,讓礦主們利用瓦斯發(fā)電比挖煤更賺錢時,"利益"就可以幫助政府解決這個難題。
煤礦目前的生產(chǎn)用電平均電價在0.5元/kWh,如果政府給予0.3元/kWh的補貼,實際價值就達到0.8元/kWh,發(fā)電機組的運行折舊費用平均0.25元/kWh,這樣其余的0.55元/kWh,就可以用于瓦斯抽放系統(tǒng)的投資,以及產(chǎn)生可觀的利潤。每立方米礦井瓦斯可以發(fā)電2kWh,如果利用的100億立方米,相當發(fā)電200億kWh,僅相當補貼60億元。2004年全國發(fā)電量21390.76億kWh,國家電網(wǎng)的營業(yè)收入高達55497.7億元,將這60億融入全國的電價之中,每度電不到3厘錢。今年國家電網(wǎng)公司通過上調(diào)電價,僅4月份的利潤增加了59.2%,銷售收入2125億元,利潤超過40億。國網(wǎng)公司的利潤從哪里來得,不正是這些礦工拼死拼活挖煤轉(zhuǎn)換成電能創(chuàng)造出來的嗎?通過"強制收購"原則,由國家電網(wǎng)公司一家承擔這筆費用也在情理之中,他們不僅有這個義務,也完全有這個能力來承擔。這樣中央政府僅需面對自己所控制的國網(wǎng)公司一家就可以解決問題,這比面對成千上萬的小煤礦和地方基層政府有效的多。
由于發(fā)展階段的特性,大量高速公路、橋梁、機場、碼頭等基礎設施需要建設;以及城市化進程的加速,661個城市中已經(jīng)居住了全國41.7%居民,而且這一指標還將迅速擴大;還有工業(yè)的重型化趨勢等,這些因素都增加了中國的鋼鐵需求。2004年中國的鋼產(chǎn)量2.73億噸,比上一年增加了21.6%,連續(xù)9年保持世界第一,產(chǎn)量超過了多個前"鋼鐵大國"的總合。除鋼鐵外,10種有色冶金都在快速擴產(chǎn),產(chǎn)量增加了19.1%。鋼鐵和有色冶金工業(yè)產(chǎn)能的迅速增加,必然帶動焦化行業(yè)的發(fā)展。2004年我國焦炭產(chǎn)量已經(jīng)達到2.2億噸,鋼鐵、有色冶金和焦炭的不斷擴產(chǎn),進一步造成焦化煤氣和高爐、轉(zhuǎn)爐煤氣的大量排放。焦化煤氣分為冶金焦和化工焦,冶金焦煤氣平均熱值4000大卡/立方米,化工焦煤氣1500大卡/立方米,高爐和轉(zhuǎn)爐煤氣在700~800大卡/立方米,每生產(chǎn)一噸冶金焦炭可以釋放出400立方米煤氣,而生產(chǎn)一噸化工焦炭可以生產(chǎn)超過1000立方米的焦化煤氣。目前中國大量的高爐和焦爐主要是民營企業(yè)投資,規(guī)模比較小,但又不可能在短期內(nèi)全部取締,我們必須采取有效的技術(shù)來加以利用,如果采用分布式能源技術(shù)將這些焦化煤氣回收發(fā)電,并將余熱供應周邊地區(qū)城鄉(xiāng)居民采暖制冷,以及工業(yè)供熱,可以生產(chǎn)巨大的經(jīng)濟和環(huán)境效益。
中國人口世界之最,人多沼氣就多,垃圾、污水、糞便等等都可以產(chǎn)生大量的沼氣資源。同時人多的地方,也是電力和各種能源需求的負荷中心。此外,工業(yè)生產(chǎn)中,特別是食品工業(yè)和有機化工業(yè)都可以產(chǎn)生大量沼氣資源。根據(jù)清華大學能源環(huán)境經(jīng)濟研究院顧樹華和王革華兩位老師2005年1月完成的《我國沼氣工程資源潛力及發(fā)展障礙》研究所述:中國每年可以產(chǎn)生工業(yè)沼氣有機廢水為25.1億噸(廢渣7378萬噸),其中:酒精、制糖、啤酒、黃酒、白酒、淀粉、味精、飲料、造紙等輕工業(yè)產(chǎn)生8.46億噸(廢渣2444萬噸);非輕工行業(yè)的制藥、屠宰、面粉、植物油、醬油、食品罐頭、石化、天然橡膠、糖醛等產(chǎn)生廢水16.74億噸(廢渣4934.02萬噸),兩項合計可以生產(chǎn)107億立方米的沼氣。上述項目的生產(chǎn)過程,不僅需要大量電力,也需要大量熱能,是采用分布式能源技術(shù)就地解決將是最佳的辦法。
農(nóng)業(yè)沼氣主要來自養(yǎng)殖場糞便,2002年全國規(guī)?;B(yǎng)殖場數(shù)量8241個,總量達到18億噸,可產(chǎn)生沼氣27億立方米;小規(guī)模養(yǎng)殖場沼氣生產(chǎn)潛力為49億立方米,每一個養(yǎng)殖場都可以將生產(chǎn)的沼氣就地直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏蜔崮埽苓吘用窈妥陨淼男枨?。養(yǎng)殖場比較分散,場地空間大,可以利用發(fā)電之后的廢氣中的二氧化碳、余熱和水蒸氣供應大棚的氣體肥料,以生產(chǎn)更多的植物飼料,減少溫室氣體排放。
到2020年中國將有潛力生產(chǎn)415億立方米沼氣,每立方米如果產(chǎn)生2.44kWh電力,可以轉(zhuǎn)換1013.43億kWh電能,按照年利用5000小時估算,可形成2027萬kW發(fā)電能力和3040萬kW供熱能力,承擔7000~8000萬人口的采暖、制冷和生活熱水供應。
這些資源的特性是:分散、規(guī)模小、穩(wěn)定性較差,需要采取更加適應的利用方式,采用小型化、模塊化的分布式能源系統(tǒng)是最為合適的技術(shù)。分布式能源的一個主要的技術(shù)方向就是小型模塊化陣列技術(shù),澳大利亞能源公司是一個利用煤層氣和沼氣發(fā)電的公司,在20世紀80-90年代先后購買了94臺1000kW美國卡特彼勒公司生產(chǎn)的燃氣內(nèi)燃機組,布置在各個項目的現(xiàn)場,多則幾十臺,少則幾臺,根據(jù)每一個項目產(chǎn)氣量的規(guī)模和周期性變化靈活配置,形成一個個坐落在氣
源現(xiàn)場的機動發(fā)電系統(tǒng)。這一成功的經(jīng)營方式對能源技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生了深遠影響,它對資源和設備的利用效率都更加理想,投資效益比傳統(tǒng)方式明顯提高。美國卡伯斯通公司也將40~50臺60kW的微型燃氣輪機陣列布置在一個垃圾填埋廠,利用那里的沼氣發(fā)電。我國的勝動集團利用這種方式,在一個焦化廠現(xiàn)場布置了40臺500kW燃氣內(nèi)燃機組,這種布置方式可以根據(jù)資源變化的特征,隨時增加或減少在現(xiàn)場的機組,靈活而機動,始終保持運行的機組處于最佳工況的運行狀態(tài)。同時,模塊化也使制造業(yè)變的更加簡單優(yōu)化,不僅提高了產(chǎn)品的供應量,也達到降低產(chǎn)品價格的目的。
面臨的困難和努力的方向
發(fā)展分布式能源技術(shù)來利用廢棄可燃性氣體,同時解決資源和環(huán)境問題,增加電力和熱能供應,提高和改善廣大人民群眾的生活品質(zhì),拯救礦工生命,無論從情理上,還是道義上,都是應該積極支持和推廣的。但是,實際情況確實困難重重,我們不得不指出主要的阻力是來自電網(wǎng)系統(tǒng),盡管國家電網(wǎng)公司高層領導從未反對這一技術(shù)在中國的推廣,一些領導同志甚至多次明確表示了支持,但電力系統(tǒng)的一些機構(gòu)對發(fā)展分布式能源還是設置了不少的障礙,所有的阻力都冠以"技術(shù)安全"為名,刻意回避利益問題。盡管分布式能源在國外也存在著類似的問題,但沒有向中國遭遇到如此復雜的問題,就根尋源,關鍵是利益格局。
中國的供電企業(yè)在現(xiàn)行《電力法》的保護下,是不需要承擔中斷電力供應給用戶造成經(jīng)濟損失的賠償責任,在信息不對等的條件下,隨時可以以保障供電系統(tǒng)安全為由切斷用戶的電力供應。用戶必須從電力公司購電也寫入了《電力法》,同時法律法規(guī)還規(guī)定用戶如果安裝發(fā)電設備必須得到供電企業(yè)的批準,否則視為"違法",供電企業(yè)不僅可以終止其電力供應,還可以追究其法律責任。在這樣一種利益構(gòu)架之下,除非供電公司覺悟高,否則它很難支持發(fā)展分布式能源。中國的壟斷企業(yè)從來將國家交給他們管理的公共利益視為自己企業(yè)的"囊中私物",熱衷于擴大和強化壟斷利益格局,誰在這個利益之中,屁股就可以決定腦袋,沒有什么原則道義可言。甚至部分政府官員也會認為,這些公共資源理所當然屬于壟斷企業(yè),所以我們常常會聽到,電力系統(tǒng)的員工這樣說:你并我的網(wǎng),就得由我同意,給我補償不合適,我就的不能讓你并;還會聽到一些官員說:現(xiàn)在是市場經(jīng)濟,你要并人家的電網(wǎng),當然得由人家同意。政府若將權(quán)利交給利益當事一方,結(jié)局可想而知。
在這種情況下,一方面我們寄希望于《電力法》的修改,一方面寄希望各級政府貫徹落實"科學發(fā)展觀",樹立可持續(xù)發(fā)展的觀念和"代表廣大人民群眾根本利益"的公共利益觀念,最終通過法律來徹底解決問題。
應該積極爭取早日制定中國的《資源綜合利益法》,給予資源綜合利用項目與可再生能源項目一樣的權(quán)利和待遇,保證資源浪費的趨勢得到盡快轉(zhuǎn)變。
落實和建設實施7500萬千瓦的發(fā)電系統(tǒng),需要建立一個符合市場化運作方式的有效的執(zhí)行層,根據(jù)國際經(jīng)驗和中國一些企業(yè)的實踐,大力發(fā)展一批兼?zhèn)漤椖块_發(fā),投融資組織,施工建設和運營管理綜合能力的能源(節(jié)能)服務公司是必不可少的。山東勝利油田的勝動集團通過直接在用戶現(xiàn)場投資安裝燃氣發(fā)電機組,利用用戶的廢棄燃氣資源發(fā)電,再供應給用戶,并免費利用廢熱向用戶供應熱力及制冷,通過向用戶提供比電網(wǎng)更加低價的電力,在回收投資和支付運行費用的同時,與用戶一起分享通過節(jié)能和減少煙氣污染排放所帶來的效益。用戶不僅可以得到廉價的電力,免費采暖或制冷,更重要的是不必再支付煙氣排放污染的罰款,一舉多得。勝動集團之所以可以成功操作,關鍵是建立了一只熟悉自己設備的運行服務公司--能源服務公司,將用戶的擔憂全部化解,實現(xiàn)多贏的局面。
除了建立執(zhí)行系統(tǒng)外,一整套協(xié)議機制的建立也是十分重要。在市場經(jīng)濟條件下,嚴格的協(xié)議關系是保障各方利益的基礎。國家發(fā)改委、世界銀行和全球環(huán)境基金中國節(jié)能促進項目在中國推廣"合同能源管理(EMC)"機制多年,已經(jīng)成功實施的一系列項目,為中國企業(yè)實施類似項目奠定了可以參照的良好基礎。
在技術(shù)上,首先,氣體處理是一個需要進一步提高的技術(shù),市場需要大量的模塊化的,能夠適應各種惡劣條件的,廉價的現(xiàn)場氣體凈化處理系統(tǒng),能夠滿足對灰塵、焦油、奈、硫化氫等物質(zhì)的處理,保障發(fā)電機組的安全穩(wěn)定運行,減少其他污染物的再排放;其次,我們需要提高發(fā)電機組對氫氣的適應性,因為許多廢棄可燃性氣體大量含氫,其中焦化煤氣含氫可能高達60%,氫分子體積極小,可以穿透各種物質(zhì),甚至金屬。氫會加速橡膠制品老化,造成密封件失靈。此外,氫非常易燃易爆,所以發(fā)電設備提高對高氫燃料的適應特性是必要的;其三是現(xiàn)場發(fā)電設備需要較強的遠程監(jiān)控能力,因為一些現(xiàn)場不可能留駐大量技術(shù)人員,系統(tǒng)的遠程監(jiān)控能力非常必要,可以提高系統(tǒng)的安全性和用戶能源供應的穩(wěn)定性;第四,設備的維護頻率需要進一步降低,隨著中國人民生活水平的提高,員工工資將不斷增加,特別是技術(shù)人員,低維護率將成為降低成本的重要因素;第五,還要進一步提高設備的發(fā)電效率,目前國外燃氣內(nèi)燃機的發(fā)電效率已經(jīng)達到43%,國產(chǎn)設備一般在32%左右。先進國家的燃氣輪機發(fā)電效率已經(jīng)超過40%,國內(nèi)目前不到30%,差距還比較大。需要國家有計劃的投入研究費用支持企業(yè)提高技術(shù)層次,利用中國的市場,催生一個新興的產(chǎn)業(yè);第六,國外設備生產(chǎn)企業(yè)需要完善中國的售后服務和技術(shù)支持系統(tǒng),讓中國企業(yè)承擔高額的維修和備件成本,以及長時間的停機損失,終將失去中國的市場。
結(jié)束語
法國蘇伊士里昂水務公司董事長,法國政治革新基金會名譽主席熱羅母?莫諾2005年5月17日撰文中指出:中國注定要崛起,這是歷史的必然。中國崛起的軌跡是什么?中國真正需要什么?我們(西方人)知道嗎?中國自己知道嗎?每一個偉大文明國家都會給世界帶來一種理念,中國將代來什么樣的理念?
我想,這不僅是全世界在關注的問題,也是我們每一個中國人都應該認真深入思考的,一個難以回避和不應回避的問題。
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