康明斯對于清潔能源開發(fā)利用的案例
第八屆有機(jī)廢棄物資源化利用高峰論壇于2021年3月10-11日在寧波舉行，康明斯電力燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組業(yè)務(wù)出席此展會，并在展會期間就《康明斯電力燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組在沼氣行業(yè)的應(yīng)用》做主題演講。
近年來，由于污染物和溫室氣體排放規(guī)范面臨的挑戰(zhàn)不斷增加，傳統(tǒng)發(fā)電廠的化石燃料的使用量不斷減少。在全球范圍內(nèi)，利用環(huán)境友好的可再生能源發(fā)電的途徑持續(xù)增多，快速增長的利用可持續(xù)能源發(fā)電的領(lǐng)域包括核能、風(fēng)能、水力和太陽能。
隨著全球變暖、能源短缺問題凸顯，全球都在致力于加大節(jié)能環(huán)保力度以及加強(qiáng)清潔能源的開發(fā)利用。中國更提出“二氧化碳排放力爭于2030年前到達(dá)峰值，努力爭取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和”的宏偉目標(biāo)。在國外，以天然氣為燃料的發(fā)電系統(tǒng)以及冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)已經(jīng)日趨成熟。但在中國，由于天然氣氣價(jià)高位運(yùn)行，天然氣三聯(lián)供的項(xiàng)目受限。而有機(jī)廢棄物在中國具有分布廣、供應(yīng)穩(wěn)定的優(yōu)勢，既可廢舊利用，又可保護(hù)環(huán)境。而且生物質(zhì)能具有綠色、低碳、清潔、可再生等特點(diǎn)，是一個適合中國特色的清潔能源選擇。
近年來，由于污染物和溫室氣體排放規(guī)范面臨的挑戰(zhàn)不斷增加，傳統(tǒng)發(fā)電廠的化石燃料的使用量不斷減少。在全球范圍內(nèi)，利用環(huán)境友好的可再生能源發(fā)電的途徑持續(xù)增多，快速增長的利用可持續(xù)能源發(fā)電的領(lǐng)域包括核能、風(fēng)能、水力和太陽能。
隨著全球變暖、能源短缺問題凸顯，全球都在致力于加大節(jié)能環(huán)保力度以及加強(qiáng)清潔能源的開發(fā)利用。中國更提出“二氧化碳排放力爭于2030年前到達(dá)峰值，努力爭取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和”的宏偉目標(biāo)。在國外，以天然氣為燃料的發(fā)電系統(tǒng)以及冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)已經(jīng)日趨成熟。但在中國，由于天然氣氣價(jià)高位運(yùn)行，天然氣三聯(lián)供的項(xiàng)目受限。而有機(jī)廢棄物在中國具有分布廣、供應(yīng)穩(wěn)定的優(yōu)勢，既可廢舊利用，又可保護(hù)環(huán)境。而且生物質(zhì)能具有綠色、低碳、清潔、可再生等特點(diǎn)，是一個適合中國特色的清潔能源選擇。
生物質(zhì)是一種在世界上許多地區(qū)以可持續(xù)的方式大量產(chǎn)生于自然界的可再生資源，如木材、草、農(nóng)業(yè)廢棄物、動物和人類廢棄物、藻類等。據(jù)報(bào)道，美國大約每年產(chǎn)生1.3×109 t（干基）森林、農(nóng)業(yè)廢棄物，相當(dāng)于2×1012 kW·h發(fā)電量（考慮到熱能轉(zhuǎn)換為電能的效率約為30%），約為2014年全美50%的發(fā)電量。盡管生物質(zhì)氣化或燃燒與蒸汽或燃?xì)廨啓C(jī)結(jié)合的發(fā)電已在商業(yè)上得到實(shí)踐，但2018年生物質(zhì)能的總發(fā)電量實(shí)際上只占美國總電力供應(yīng)的1.4%。
利用生物質(zhì)發(fā)電可以通過不同的方法來實(shí)現(xiàn)。直接燃燒生物質(zhì)是最常用的方法。氣化、熱解和厭氧消化也被用于產(chǎn)生可作為汽輪機(jī)能源的生物質(zhì)燃料。在氣化過程中，生物質(zhì)在氧氣少于完全燃燒所需氧氣的情況下被加熱，從而產(chǎn)生合成氣。在熱解過程中，生物質(zhì)在沒有氧氣的情況下被快速加熱產(chǎn)生生物油。生物質(zhì)的厭氧消化依靠細(xì)菌在缺氧條件下分解有機(jī)物質(zhì)產(chǎn)生可再生天然氣。
生物質(zhì)發(fā)電面臨的一個關(guān)鍵挑戰(zhàn)是生物質(zhì)能量密度低所導(dǎo)致的收集和運(yùn)輸困難問題。大多數(shù)生物質(zhì)發(fā)電廠實(shí)際上都是虧損運(yùn)行的。眾所周知，普通的生物質(zhì)發(fā)電廠是以氣化或熱解后燃燒為基礎(chǔ)的，燃燒為汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)提供能量。由于操作單元多，生物質(zhì)發(fā)電廠一般規(guī)模較大。為了維持日常的穩(wěn)定運(yùn)行，生物質(zhì)發(fā)電廠往往需要大量的生物質(zhì)原料。顯然，這并不經(jīng)濟(jì)。一個可能的解決方案是減小發(fā)電廠的規(guī)模和成本，使生物質(zhì)運(yùn)輸變得可行和經(jīng)濟(jì)。目前生物質(zhì)發(fā)電存在的問題還包括燃料采購、運(yùn)輸、儲存和成本等問題。標(biāo)準(zhǔn)的生物質(zhì)發(fā)電系統(tǒng)的效率大約只有20%。在美國，利用生物質(zhì)獲得熱量的常用方法是燃燒生物質(zhì)。小型生物質(zhì)發(fā)電廠的安裝費(fèi)用為每千瓦3000~4000美元，能源費(fèi)用維持在每千瓦時0.80~0.15美元。
康明斯在全球天然氣發(fā)電和冷熱電三聯(lián)供市場擁有多個成功案例，同時對于生物質(zhì)氣發(fā)電的應(yīng)用也頗有心得。在浙江紹興濱海工業(yè)園區(qū)，康明斯為紹興遠(yuǎn)東石化有限公司提供了由1臺康明斯電力C2000N5C沼氣發(fā)電機(jī)組、1臺煙氣余熱鍋爐、雙膜氣柜與沼氣前處理構(gòu)成的沼氣熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。該項(xiàng)目為中國最大的PTA生產(chǎn)基地之一，其冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)利用工業(yè)廢水經(jīng)過發(fā)酵為燃料，為廠區(qū)提供生活用電及供熱供冷，有效提高能效，降低污染物排放。
作為生物質(zhì)能發(fā)電，燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組是核心設(shè)備，康明斯電力燃?xì)鈾C(jī)組采用先進(jìn)的稀薄燃燒技術(shù)，是卓越性能和高質(zhì)量的保證。康明斯最新研制的康明斯電力HSK78G系列稀薄燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組由78升發(fā)動機(jī)提供1.6至2MWe的功率，具有優(yōu)異的電效率。針對甲烷指數(shù)低至40的火炬氣、沼氣或者低至10MJ/Nm3的超低熱值燃?xì)猓瑱C(jī)組均可提供穩(wěn)定、可靠的電力而沒有功率降。并且，該機(jī)型的自動調(diào)節(jié)功能可耐受不同氣源，無需人為干預(yù)或調(diào)整即可管理或切換氣源。此產(chǎn)品的靈活性和適配性均為業(yè)內(nèi)上乘。
可以預(yù)見，生活固廢、農(nóng)林生物沼氣在內(nèi)的生物質(zhì)能利用，在未來的國家能源轉(zhuǎn)型中，大勢所趨，大有可為?？得魉箤⒁云湎冗M(jìn)的技術(shù)優(yōu)勢和全球范圍內(nèi)的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)為生物質(zhì)氣發(fā)電應(yīng)用助力，呵護(hù)綠色，保護(hù)環(huán)境，讓我們的家園更加美麗。
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