我中國低碳能源格局中的天然氣-文庫吧
2025-05-13 00:05 本頁面
【正文】 電核、再生能 工業(yè)用能智能電網(wǎng)電 BI0電煤交通用能氣化多聯(lián)產(chǎn) 輕烴、石油油有機化工加工 圖2 低碳時代一次能源到終端利用的新格局二、中國發(fā)展天然氣冷熱電聯(lián)供能源系統(tǒng)的歷史機遇和創(chuàng)新前景冷熱電聯(lián)供能源系統(tǒng)是化石能源用于工業(yè)和商住的必然選擇占世界總能耗70%左右的工業(yè)和商住建筑物耗能中，大部分都是低品位的熱能。占工業(yè)能耗大多數(shù)的過程工業(yè)耗能熱/電比在5以上，大部分在400176。C以下；建筑耗能的80%的溫位與環(huán)境溫度只差1030176。C。按照熱力學第二定律，化石能源的化學能轉換為電力的效率不可能為100%，必定有一部分以較低溫位的熱量的形式傳遞到環(huán)境。熱電聯(lián)產(chǎn)(CHP)正是運用這個規(guī)律，同時產(chǎn)電和熱，因而提高能源轉換效率的。但是傳統(tǒng)CHP的熱電比取決于特定的技術，不能適應各種終端用戶變化的需求。發(fā)達國家近30年來發(fā)展的分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)（Distributed Energy System / Combined Cold, Heat and Power，DES /CCHP），集成各種熱機、熱泵、吸收制冷、可再生能源技術，實現(xiàn)化石能源“吃干榨凈”的高效、梯級利用。用于需要蒸汽、熱和空調制冷的工業(yè)和商住耗能，一次能源的終端利用效率可達70%以上，甚至超過90%?？梢哉f，只要人類還使用化石能源和生物質能，CHP和 DES/CCHP就是科學用能的必由之路；永遠不會過時。進入本世紀以來，發(fā)達國家正在進一步加深這些措施，丹麥全國DES/CCHP產(chǎn)生的電力已經(jīng)超過50%，美國2000年已定下2020年達到29%的目標。有分析稱這是未來美國完成減排指標的最重要途徑。煤CCS利用和可再生能源不能解決中國未來20年的低碳能源需求中國迄今一直認為自己的能源稟賦是“富煤、缺油、少氣”，因而在近20年經(jīng)濟起飛、能源需求高速增長的歷史階段，主要依靠超速開發(fā)本國的煤炭資源。至今煤耗已近30億t/a，占世界42%，占總能耗70%。由此導致嚴重的環(huán)境污染，CO2排放量已達62億 t CO2/a，占世界21%，人均排放也已超過世均。中國未來1020年完成工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的這個歷史時期，即使算上能效提高因素，總能耗也還需要持續(xù)增長。“以煤為主”的能源戰(zhàn)略還能繼續(xù)多久？安全、運輸、污染等問題不說，為使CO2減排與哥本哈根協(xié)議的步調一致所必須采用的CCS技術需要大量的資金而且本身也耗能。按照IEA的估計，到2020年CCS應用只能占到煤耗的10%，成本30歐元/t。這是否能夠經(jīng)濟地支持中國“以煤為主”的能源戰(zhàn)略？尚待探討?？稍偕茉蠢贸杀窘档秃驮诳偰芎闹械谋嚷试龃螅彩且粋€漫長的歷史進程；以45%/a的速度增長，達到4050%的份額也需要40年的時間（見圖1）?？傊@兩條低碳能源發(fā)展之路，都不能解決中國今后20年實現(xiàn)低碳工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的問題。這是中國在未來20年內(nèi)面臨的極大挑戰(zhàn)。天然氣替代煤作為中國工業(yè)和城市能源的歷史任務、難點和出路未來20年中國低碳能源發(fā)展的最主要途徑是發(fā)展天然氣DES /CCHP替代煤用于工業(yè)和商住能源。理由有三：第一，天然氣DES /CCHP的能源利用效率是燃煤的2倍。天然氣占一次能源的比率，世均是24%，中國則不到4%，這也是中國的能效低于世均13個百分點的主要原因[3]。采用DES/CCHP把天然氣在一次能源中的比率提高到1520%，可使中國能效提高到世均水平；第二，天然氣DES /CCHP的CO2排放僅為煤的1/4；減排的成本遠遠低于煤CCS；第三，未來10年，在進口天然氣和LNG占一定比率、但價格較高的條件下，單純以天然氣替代煤供熱和發(fā)電，用戶都難以承受。天然氣DES /CCHP因其高利用效率，可使終端供電、冷、熱水、蒸汽的成本大幅度降低，原來燒煤的用戶能夠承擔。所以這是未來1020年中國實現(xiàn)低碳工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的唯一出路和戰(zhàn)略保障。DES/CCHP在中國國情下的創(chuàng)新機遇[6]D
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