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什么是新能源电力
新能源电力是指依靠新能源如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等,进行发电的系统机制。
补充:
新能源的分类:
1、新能源按其形成和来源分类:
(1)、来自太阳辐射的能量,如:太阳能、水能、风能、生物能等。
(2)、来自地球内部的能量,如:核能、地热能。
(3)、天体引力能,如:潮汐能。
2、新能源按开发利用状况分类:
(1)、常规能源,如:水能、核能。
(2)、新能源,如:生物能、地热、海洋能、太阳能、风能。
3、新能源按属性分类:
(1)、可再生能源,如:太阳能、地热、水能、风能、生物能、海洋能。
(2)、非可再生能源,如:核能。
4、新能源按转换传递过程分类:
(1)、一次能源,直接来自自然界的能源。如:水能、风能、核能、海洋能、生物能。
(2)、二次能源,如:沼气、蒸汽、火电、水电、核电、太阳能发电、潮汐发电、波浪发电等。
新能源发电前景与现状
1、实现“双碳”目标:改善能源消费结构是关键
当前,化石能源消耗是我国碳排放的主要来源,数据显示,2019年,煤炭、石油和天然气的消耗占我国CO2排放量的比重合计达90%以上。因此,如何优化能源消费结构,减少化石能源的消耗,是实现“双碳”目标的关键。
据国网能源研究院预测,至2035年,我国化石能源消费量占比将下降至60%;至2060年,化石能源消费量占比将下降至81%。而以新能源及可再生能源为主的非化石能源消耗比重将从2020年的18%提升至2060年的81.
2、新能源发电技术:有潜力实现50%的“碳减排”
随着清洁能源发电技术的不断成熟和发电成本的下降,据高盛预测,新能源及可再生能源技术将有潜力促进中国约50%的人为温室气体排放“去碳化”,是中国实现“碳中和”目标中最重要的技术。
在发展重点方面,根据《绿色技术推广目录(2020年)》及相关规划,风能、太阳能发电技术是新能源发电技术的发展重点,其中,有2项风电技术入选《目录》,有3项太阳能发电技术入选《目录》,每项技术的节能、碳减排效益如下:
3、新能源企业技术实践情况
而在技术实践方面,我国代表性新能源企业不断创新研发,将新能源技术广泛应用于国内外项目中:
4、“十四五”时期新能源发电技术发展趋势
在新能源发电技术中,风电和光伏技术是中国能源消费转型的重点。“十四五”时期,我国新能源发电及利用技术的重点如下:
—— 以上数据参考前瞻产业研究院《中国新能源行业发展前景与投资战略规划分析报告》
煤层气资源的综合利用
(一)煤层气综合利用价值较高
煤层气主要成分与常规天然气相同,可以与常规天然气混输混用,可作为与常规天然气同等优质的能源和化工原料使用。煤层气不仅可以像天然气一样直接使用,还可以液化为汽车燃料,也可广泛用于生产合成氨、甲醛、甲醇、炭黑等方面,其开发利用的前景广阔。煤层气的热值与常规天然气相当,1m3煤层气相当于1kg燃油和1.25kg标准煤。煤层气燃烧时所产生的污染物一般只有石油的1/40,煤炭的1/800。燃烧同样热值的煤层气释放的二氧化碳要比石油少50%,比煤炭少75%[83]。据统计,全国每年因采煤从矿井中抽放的煤层气达42×108m3,如果全部被利用,相当于增加570×104t标准煤,可缓解能源供应紧张局势,可增加产值15亿元以上,同时还可减排二氧化碳6750×104t,极大地减少了大气污染,有利于净化空气[131]。开发利用这一优质洁净的新能源,可以在一定程度上优化我国的能源结构。
煤层气综合利用价值很高,可用于发电燃料、工业燃料、车用燃料、化工原料和居民生活燃料。一般从生产矿区的采空区抽出的煤层气浓度较低,并含有较多的杂质,地面开采的煤层气浓度高、质量好。中等质量的煤层气适合当地民用或供井口瓦斯电厂。高质量的煤层气可以进入天然气管道系统,输送到远方用户,供其他大城市居民、大电厂、化肥厂和化工厂使用[132]。煤层气还是汽车、发电等工业的优质燃料。
图6-7 我国煤层气资源区域分布[117]
(二)煤层气发电效益显著
煤层气(瓦斯)发电的效益显著。瓦斯发电厂投资比同规模火电厂的投资增加大约20%~30%,但是发电效率约是同规模火电厂的1.2~1.3倍。火电厂的回收期一般为5~7年,煤层气电厂的回收期一般不超过10年。
胜利油田胜利动力机械有限公司的试验和山西晋城沁水盆地的实践证明:甲烷含量达100%的1m3煤层气,可以发3.2~3.3kW·h电,即使是甲烷含量30%的1m3煤层气也可以发1kW·h电;如果采用先进的燃气-蒸汽联合循环发电机组,1m3煤层气(瓦斯)可以发5.0~5.3kW·h电。
此外,煤层气发电余热和尾气还可以综合利用。发电尾气余热通过加装热交换器,取代井筒热风炉,向井筒供暖风,解决冬季井筒结冰问题。利用尾气余热采用热水型溴化锂吸收式冷热水装置,可以获得最廉价的冷、热风,对办公楼房和居民住宅实现冬季供应暖风、夏季供应冷风,可以享受到城市中央空调的条件。在发电及尾气部分加装热交换器,可以提供洗澡用水。拆除原锅炉系统,可减少烧煤污染和浪费,同时省去操作人员;通过管道把低温尾气送入蔬菜大棚,可为蔬菜大棚提供热量和植物所需的二氧化碳源。在尾气余热利用以后,还可以再增加一套设施来回收二氧化碳,用二氧化碳生产干冰或压缩罐装后出售。
(三)煤层气可作为汽车用清洁燃料
煤层气等同于天然气,可以代替汽油和柴油作为汽车燃料使用。目前中联煤层气有限责任公司和晋煤集团已分别在晋城市沁水枣园和潘庄建成煤层气压缩站,通过压缩将煤层气罐装槽车,由拖车运至市区煤层气加气站,对改装后的两用燃料汽车进行加气。
加工成CNG或LNG的煤层气作为汽车燃料具有以下应用优点:①环保效益。尾气中不含铅,基本不含硫化物,其燃烧尾气中CO排放量比汽油减少97%、HC减少72%、NOX减少93%、CO2减少24%、SO2减少90%、噪音减少40%。与燃油相比,是更环保的清洁燃料。②经济效益。气价低廉,与使用汽油燃料相比,同样里程,燃料费要节省40%~60%。③技术成熟。目前天然气汽车已在全国各大中城市广泛推广应用,煤层气与天然气相同,建煤层气压缩站资金回收周期短,所以推广应用较为便捷。
(四)煤层气可作为城市燃气
煤层气在城市中应用途径非常广泛。煤层气可通过煤层气槽车或集中输气管道送至城市集中居民区,供居民、宾馆、饭店等使用,减少烧煤的浪费和污染,优化城市大气环境。煤层气是一种无毒、无腐蚀的气体,不含常规天然气中必不可少的硫(H2S)等有害杂质,也不含苯、汞、铅等可致癌的有毒物。因此,煤层气是比天然气还要洁净的清洁能源。
总之,从我国能源需求预测和煤层气利用价值可知:由于我国油气资源供应不足,煤层气资源供不应求,我国煤层气产业化具有必要的市场条件。
瓦斯是怎样回收和利用的?
矿井排出的瓦斯可资利用。最有前途的是风流反向反应器技术。这一技术是利用瓦斯和热交换器介质坚硬床层间再生热交换原理,排风瓦斯从一个方向流入,经过反应器,温度升高,直到瓦斯被氧化。氧化瓦斯的热产品继续朝坚硬床层远侧流动时,失去热量,直到风流自动反向,最后排放出空气、二氧化碳、水和热量,热量可向当地供热,或煤气透平发电。
矿井排风瓦斯也能直接作为发电的燃料气体。排风瓦斯(浓度0.7%)无需加工,可直接进入以煤矿瓦斯和老塘瓦斯(必要时加天然气)为主要燃料的内燃发动机和发电机机组发电使用。
业已开发即将示范的另一种利用排风瓦斯的技术是,在转炉内煤矸石和排风瓦斯共同燃烧,得到的热量可满足1.2兆瓦瓦斯透平动力的需要。
浓缩器是另一种经济利用排风瓦斯的新技术。一台浓缩器可以将排风瓦斯的浓度提高20倍。这对于同低浓度排风瓦斯掺和用于低级燃料透平可能有利,或者提高浓度达到未稀释瓦斯的水平加以利用。另外,还有多种方法利用排风瓦斯生产蛋白质,补充动物饲料。
煤炭、水电站、核能发的电,用不完的电去了哪里了?有没有储存起来再利用?
目前,国内主流有煤炭发电、水力发电、核能发电、还有风力发电、光伏发电、垃圾发电、潮汐能发电等等。
就目前的科学技术手段来说,发电站所发的电基本上属于即发即用,还没有既经济又快速存电方法,主流少量储存电的方法主要采用蓄电池储能等。
在国家十四五规划大力发展新能源减少碳排放的背景下,涌现了电解水储氢蓄能、抽水蓄能、电容储能等方法,作为应急电源的同时起到巩固电网作用,也助力国家早日实现碳中和目标。
期待未来科学技术能将雷击的电储存起来,到那时人类将会有取之不尽用之不竭的能源。
文章目录:1、什么是新能源电力2、新能源发电前景与现状3、煤层气资源的综合利用4、瓦斯是怎样回收和利用的?5、煤炭、水电站、核能发的电,用不完的电去了哪里了?有没有储存起来再利用?什么是新能源电力新能源电力是指依靠新能
斯电厂。高质量的煤层气可以进入天然气管道系统,输送到远方用户,供其他大城市居民、大电厂、化肥厂和化工厂使用[132]。煤层气还是汽车、发电等工业的优质燃料。图6-7 我国煤层气资源区域分布[117](二)煤层气发电效益显著煤层气(