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孫久啟:火電與農業是一對“好搭檔”

時間:[2019-07-30 ] 信息來源:中電新聞網

   能源是國民經濟發展的重要支撐與命脈,現階段化石能源的消耗及污染物排放不僅是我國也是全世界共同關注和著重解決的問題。火電行業作為我國電力工業中的主力軍,在節能減排工作中占有舉足輕重的位置。近日,中電傳媒記者就火電廠節能減排工作采訪了國電科學技術研究院鍋爐技術研究所副總工程師孫久啟,了解到火電與農業原來是一對“好搭檔”。

 
  碳捕集和封存技術對節能減排至關重要
 
  記者:為什么要發展碳捕集與封存技術?
 
  孫久啟:目前,通過二氧化碳捕集和封存技術(CCS技術)捕集火電廠尾氣中的二氧化碳并加以利用是應對全球氣候變化的重要手段,且目前的CCS技術,已經可以將化石燃料燃燒生成的二氧化碳生產量減少90%。
 
  記者:我國碳捕集與封存技術發展現狀?
 
  孫久啟:這幾年,碳捕集與封存技術因得到國家大力支持發展迅猛,我國已掌握多種具有自主知識產權的核心技術。按在作用于化石燃料使用過程中的階段不同,碳捕集技術可分為燃燒后捕獲、燃燒前捕獲及富氧燃燒捕獲。燃燒后捕獲技術布置在鍋爐煙道尾部,對電廠布局影響小,技術改造難度低,技術相對簡單成熟,因而與燃煤火電廠的契合度最高。燃燒后捕獲技術又包括化學吸收法、物理吸收法、膜分離法等,其中,化學吸收法應用最早,技術最成熟,是目前電廠CCS技術的首選。
 
  二氧化碳儲存技術分為地質儲存、生物儲存、海洋儲存、礦物儲存(礦石碳化)以及工業利用等。
 
  目前我國華能高碑店熱電廠、華能石洞口第二電廠、中國石化勝利油田、山西瑞光熱電公司等已完成碳捕集項目建設,其中華能石洞口第二電廠可實現年捕集二氧化碳10萬噸。
 
  火電廠余熱利用技術多元
 
  記者:火電廠余熱利用對節能減排有何意義?
 
  孫久啟:熱電聯產分布式發電是能源高效利用的理想途徑,可實現高品質電能與低品質熱量需求的有機統一。熱電(冷)聯產技術被列入國家“十三五”節能規劃,是我國現階段能源技術的重要發展方向。按照《2010年熱電聯產發展規劃及2020年遠景發展目標》,到2020年全國熱電聯產機組總裝機容量要達到2億千瓦。
 
  記者:火電廠余熱利用技術有哪些?
 
  孫久啟:余熱利用的核心是充分利用火電機組的冷源熱損失和熱能梯級利用。我主要結合植物工廠建設地域及機組凝汽系統特點,介紹幾種典型供熱(冷)技術。一是在內蒙古、寧夏、新疆、河北等缺水地區,利用空冷機組可以高背壓運行的特點實現熱能分級利用。二是在山東、河北、河南、東北等地區,對濕冷機組的供熱系統進行改造,實現供熱系統熱能分級利用。三是針對植物工廠供冷需求采用溴化鋰吸收式制冷技術。四是采用基于Co-ah循環的熱電聯產集中供熱技術。
 
  火電與農業存在巨大合作潛力
 
  記者:火電與農業之間有何聯系?
 
  孫久啟:二氧化碳是植物生長必需的肥料,由于蔬菜溫室覆蓋嚴密,特別是嚴冬季節,溫室內的二氧化碳濃度僅為100ppm,而作物生長所需的最佳濃度為800~2000 ppm,作物經常處于“饑餓”狀態,導致無法進行高效率的光合作用從而影響其生長,二氧化碳供給儼然已成為制約農作物產量和質量的關鍵因素。而大型火電機組恰有大量低品位余熱和二氧化碳亟待消納,兩個行業可以充分互補,可以說是“天作之合”。
 
  記者:火電廠排放的二氧化碳“氣肥”有何優勢?
 
  孫久啟:為保證植物生長所需的溫度,溫室大棚普遍采用燃煤或天然氣鍋爐、地源熱泵等方式供暖,與利用大型火電廠供熱相比較,其整體能耗明顯偏高,供熱成本非常高,存在熱源容量小、供熱不穩定等問題,影響溫室種植產量和質量。目前,碳捕集產生的二氧化碳純度已達食品級,完全可以滿足農作物產品質量要求,且相比溫室大棚中普遍利用煤油、液化石油氣等物質燃燒,或碳酸鈣(CaCO3)+氯化氫(HCl)產生二氧化碳等方法,采用碳捕集二氧化碳技術更具有環保和規模優勢。
 
  實踐證明,二氧化碳氣肥技術可加快蔬菜等作物的生長速度、增加植物干重、減少農藥的使用、提高產量。
 
  以二氧化碳作“氣肥”在歐美發達國家早已廣泛應用,我國目前只在部分省市的溫室大棚及大田應用,比如呼和浩特、赤峰、烏蘭察布、包頭、鄂爾多斯等地。
 
  記者:火電與農業“搭檔”,會產生怎樣的效益?
 
  孫久啟:將工業生產的巨量的、大自然已不能自然消納的二氧化碳用于農業生產,我們稱之為“富碳農業”。
 
  對火電企業來說,基于植物工廠的火電廠余熱及二氧化碳利用技術,是火電廠持續生存發展的一條新的技術路徑。火電企業可與農業企業直接對接,高效、大規模回收利用余熱,通過節能服務公司以合同能源管理模式與農業企業分享利潤。此外,還可以給農業企業提供直供電源,滿足其人工光源需要,降低輸電損耗。
 
  對農業企業來說,一方面農業企業依托火電廠的穩定熱(冷)源,在穩定生產、保證質量、調控植物生產周期、反季節及跨地區作物生產、應對極端天氣變化等方面將具有壟斷性優勢。另一方面,農業企業直接對接火電廠,高效、大規模吸收二氧化碳,通過檢測認證,利用生物碳匯政策,獲得相關收益。還可利用火電廠的熱電冷三聯產優勢,建設規模化大型冷庫,節約能源成本。
 
  從社會效益來看,發展“富碳農業”,能擴大當地農民就業,提高土地集約化運營水平,有條件的地區還可以建立“富碳農業”示范區,為國家節能減排分憂解難。
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