什么是煤气化联合循环发电厂
用煤气为燃料的燃气轮机和汽轮机联合在一起的大型发电厂。用煤炭气化后的燃气代替石油或天然气作为联合循环发电机组的燃料,具有许多优点:(1)提高电站热经济性,目前燃煤的试验机组的效率已达40%以上。(2)能解决燃煤发电的环保间题。燃煤联合循环分为两类:一是煤气化联合循环,二是沸腾燃烧联合循环。它们可将高硫、高灰分、低热值的劣质煤气化(或沸腾炉燃烧),经脱硫、除尘净化成清洁燃料,供联合循环发电用,是一种对环境污染极小的发电装置。(3)可充分利用中国储量丰富的煤炭资源。(4)适宜在少水或缺水的地区应用。(5)除了发电外,亦可热电联供,甚至供给化工原料--煤气。目前,全球约有15座IGCC电厂在运行。1998年开始商业运行的西班牙普埃托利亚诺IGCC电厂,装机容量335MW,效率43%。
发电厂的分类:
火力发电厂、水力发电厂、核能发电厂、风力发电厂
火力发电厂:火力发电是利用燃烧燃料(煤、石油及其制品、天然气等)所得到的热能发电。火力发电的发电机组有两种主要形式:利用锅炉产生高温高压蒸汽冲动汽轮机旋转带动发电机发电,称为汽轮发电机组;燃料进入燃气轮机将热能直接转换为机械能驱动发电机发电,称为燃气轮机发电机组。火力发电厂通常是指以汽轮发电机组为主的发电厂。
水力发电厂:水力发电是将高处的河水(或湖水、江水)通过导流引到下游形成落差推动水轮机旋转带动发电机发电。以水轮发电机组发电的发电厂称为水力发电厂。
核能发电厂:核能发电是利用原子反应堆中核燃料(例如铀)慢慢裂变所放出的热能产生蒸汽(代替了火力发电厂中的锅炉)驱动汽轮机再带动发电机旋转发电。以核能发电为主的发电厂称为核能发电厂。
风力发电场:利用风力吹动建造在塔顶上的大型桨叶旋转带动发电机发电称为风力发电,由数座、十数座甚至数十座风力发电机组成的发电场地称为风力发电场。
发电厂的作用:
通过化学及物理的方式,将各种能源转换为电能,就是发电厂的功能。如通过化学方式将煤炭、石油和天然气转换为电能;而通过物理方式将太阳能、风能等转换为电能。通过线路将电能送到各家各户,就可以转换为热能、光能、动能等等。
水力发电厂的本质是由水车带动发电机进行能量转换,通常设计师会利用土石或混凝土在外铺设,而这经常适用于防洪或是抵御水的冲击。模型设计师通常利用水车进行计算,应为这是水力发电的本质。
2、火力发电厂
火力发电厂简称火电厂,是利用可燃物(例如煤)作为燃料生产电能的工厂。它的基本生产过程是:燃料在燃烧时加热水生成蒸汽,将燃料的化学能转变成热能,蒸汽压力推动汽轮机旋转,热能转换成机械能,然后汽轮机带动发电机旋转,将机械能转变成电能。
3、风力发电厂
风力发电厂(Wind Farm),简称风电厂,是利用风来产生电力的发电厂,是属于再生能源发电厂的一种。目前,由于联合国《京都议定书》减少温室气体排放协议的关系,世界各国相继将发展再生能源列为重要目标,而在此情形下,风力发电厂也就成为各国首选的能源发展重点。
4、潮汐发电厂
潮汐发电是一种水力发电的形式,利用潮汐水流的移动,或是潮汐海面的升降,自其中取得能量。虽然尚未被广泛使用,但潮汐发电对于未来的电力供应有很好的潜力。此外它比风能、太阳能都更容易预测,在欧洲利用潮汐推动磨坊已经有上千年的历史,主要用于研磨谷物。
5、核能发电厂
核能发电厂是利用核反应堆中核燃料裂变链式反应所产生的热能,再按火力发电厂的发电方式,将热能转变成机械能,再转换成电能,它的核反应堆相当于火电厂的锅炉。
美国近年不断扩大再生能源布局,并已取得成效。根据美国能源情报局(EIA)数据,4月水电、太阳能和风能发电量接近6,850亿度电,已超越燃煤发电的6,000亿度电,绿色能源成为仅次天然气的第二大电力来源,若转换成用电来源比率,太阳能、风能与水力等绿色能源发电占比达23%,燃煤电力为20%。
虽然4月适逢部分燃煤发电厂的春季检修,发电量是多年来的最低点,未来随着这些电厂回归,燃煤发电厂又会夺回亚军宝座。
不这与此同时,也是美国有史以来再生能源发电量最高点,近年来节能减碳已成世界趋势,绿色能源成本更是大幅下降,美国太阳能、风能的设备量正日渐增长,2018年再生能源发电创 历史 新高,达到7,420亿度电,占全美发电量17.6%,与2008年的3,820亿度电相比,接近倍数增长。
截至2019年4月底,美国已装设18座、容量共1,545 MW风力电厂和102座、总容量为1,473 MW太阳能电厂,再加上4座新设水力发电厂,再生能源装设比率已达21.56%。
相较之下,燃煤发电的比例已降至21.55%,根据EIA 1月公布的报告,美国已在过去10年中关闭约一半煤矿场。先前研调公司Rhodium Group也指出,在2010-2017年间,关闭的燃煤发电厂比剩下的还要多,更预计2030年前美国超过71GW(最坏情况是124GW)燃煤发电场会关门大吉。
美国加州与纽约也相继宣布朝全面再生能源供电迈进,据2018年8月底加州议会投票通过的新法案,加州得在2045年脱离燃煤与天然气发电;纽约则是在2019年2月时公布绿色新政,直言在2040年达100%绿色能源电力。
国际能源局(IEA)在2018年11月时表示,再生能源成本下滑与政策推动,未来电力结构将会略为所改变,之后再生能源将是各国首选技术,煤炭使用量将在2040年从如今的40%降到25%,风力发电与其他再生能源便会填补这电力空缺,将增长到40%以上。
2、环境污染,燃煤的碳排放量非常大。可再生能源一般都是清洁能源,如:太阳能、风能、核能等。
3、发电效果不一样。
4、使用的技术不一样。
希望被采纳^_^
导 语:在这个被牛群、苜蓿地和灌木丛生的沙漠公路包围的犹他州小镇上,在未来将会有数百名工人被解雇,他们是环境法规和廉价能源竞争的牺牲品。然而,在煤堆和熔炉对面,另一项变革正在进行当中......
01
在犹他州沙漠的农村,开发商计划在地下古老的盐丘地层中建造洞穴,他们希望在其中以前所未有的规模储存氢燃料。 盐洞将像巨大的地下电池一样发挥作用,可以在需要时储存氢气形式的能量。 该项目可以帮助确定氢在未来在全球提供可靠、全天候、无碳能源方面将发挥多大作用。
6月,美国能源部宣布提供 5.04 亿美元的贷款担保,以帮助资助“先进清洁能源存储”项目——这是自乔·拜登总统重启奥巴马时代以向特斯拉和Solyndra提供贷款而闻名的项目以来的 首批贷款 之一。旨在帮助将一座拥有 40 年 历史 的燃煤电厂的场地转变为到 2045 年燃烧清洁制氢的设施。
在两极分化的能源政策辩论中,该提案对于赢得广泛联盟的支持是独一无二的,该联盟包括拜登政府、参议员米特罗姆尼和组成犹他州国会代表团的其他五名共和党人、农村县专员和电力供应商。拜登定于周三在马萨诸塞州举行的一次活动中宣布应对气候变化的新行动,该活动是在一家前燃煤电厂转向可再生能源中心。
可再生能源倡导者将犹他州项目视为确保可靠性的一种潜在方式,因为未来几年更多的电网将由间歇性可再生能源供电。
02
预计到2025 年,该工厂的初始燃料将是氢气和天然气的混合物 。此后,它将在 2045 年之前过渡到完全依靠氢运行。怀疑论者担心这可能是延长化石燃料使用 20 年的一种策略,其他人则说他们支持投资清洁、无碳的氢项目,但担心这样做实际上可能会产生对“蓝色”或“灰色”氢的需求。
“说服每个人用氢气代替(而不是化石燃料)填充这些管道和工厂是天然气行业的一个绝妙举措,”智库新共识专注于能源转型的研究员贾斯汀·米库拉说。
与碳捕获或灰氢不同,该项目将过渡到最终不需要化石燃料。
随着公用事业转型并越来越依赖间歇性风能和太阳能,电网运营商正面临新问题, 冬季和春季发电过剩,夏季发电不足 , 供需失衡 引发了对潜在停电的担忧,并引发了人们对进一步摆脱化石燃料来源的担忧。
该项目将多余的风能和太阳能转化为可储存的形式。清洁氢的支持者希望他们能够在供应超过需求的季节储存能源,并在后期需要时使用它。
工作原理 :太阳能和风能将为电解槽提供动力,电解槽将水分子分解以产生氢气。能源专家称其为“绿色氢”,因为生产它不会排放碳。最初,该工厂将使用 30% 的氢气和 70% 的天然气运行。它计划到 2045 年过渡到 100% 氢气。
当消费者需要的电力超过了可再生能源的供应量时,氢气将通过管道输送到山间发电厂的现场并燃烧以驱动涡轮机,类似于今天使用煤炭的方式。从理论上讲,这使其成为可再生能源的可靠补充。
03
三角洲农村的许多人希望将该镇变成氢震中心,使其避免衰退影响关闭的燃煤电厂附近的许多城镇,包括亚利桑那州的纳瓦霍发电站。
但有些人担心使用能源来转换能源——而不是直接将其发送给消费者——比使用可再生能源本身或煤炭等化石燃料的成本更高。尽管三菱电力的氢基础设施负责人迈克尔·杜克承认 绿色氢比风能、太阳能、煤炭或天然气更昂贵 ,但他表示氢的价格不应与其他燃料相比,而应与锂离子电池等存储技术相比。
在米勒德县,一个倾向于共和党的地区,当地38%的财产税来自山间发电厂,两名燃煤电厂工人在上个月的共和党初选中罢免了现任县长。比赛看到整个城镇贴满了竞选标志,并引发了对数百万美元计划以及它们如何改变就业市场和农村社区特征的焦虑。
"人们对这个概念和建造它的想法没有意见,"共和党初选获胜者之一特雷弗-约翰逊说,他从煤厂的停车场看向氢气设施的位置。"只是煤电很便宜,而且提供了很多好工作。这就是问题所在。"
分类
水力发电厂
利用水流的动能和势能来生产电能,简称水电厂。水流量的大小和水头的高低,决定了水流能量的大小。从能量转换的观点分析,其过程为:水能→机械能→电能。实现这一能量转换的生产方式,一般是在河流的上游筑坝,提高水位以造成较高的水头;建造相应的水工设施,以有效地获取集中的水流。水经引水机沟引入水电厂的水轮机,驱动水轮机转动,水能便被转换为水轮机的旋转机械能。与水轮机直接相连的发电机将机械能转换成电能,并由发电厂电气系统升压送入电网。建造强大的水力发电厂时,要考虑改善通航和土地灌溉以及生态平衡。水电厂按电厂结构及水能开发方式分类有引水式、堤坝式、混合式水电厂;按电厂性能及水流调节程度分类有径流式、水库式水电厂;按电厂厂房布置位置分类有坝后式、坝内式水电厂;按主机布置方式分类有地面式、地下式水电站。水力发电厂建设费用高,发电量受水文和气象条件限制,但是电能成本低,具有水利综合效益。水轮机从启动到带满负荷只需几分钟,能够适应电力系统负荷变动,因此水力发电厂可担任系统调频、调峰及负荷备用。
小水电
从容量角度来说处于所有水电站的末端,它一般是指容量5万千瓦以下的水电站。世界小水电在整个水电的比重大体在5%-6%。中国可开发小水电资源如以原统计数7000万kW计,占世界一半左右。而且,中国的小水电资源分布广泛,特别是广大农村地区和偏远山区,适合因地制宜开发利用,既可以发展地方经济解决当地人民用电困难的问题,又可以给投资人带来可观的效益回报,有很大的发展前景,它将成为中国21世纪前20年的发展热点。
世界上,许多发展中国家都制订了一系列鼓励民企投资小水电的政策。由于小水电站投资小、风险低、效益稳、运营成本比较低,在国家各种优惠政策的鼓励下,全国掀起了一股投资建设小水电站的热潮,由于全国性缺电严重,民企投资小水电如雨后春笋,悄然兴起。国家鼓励合理开发和利用小水电资源的总方针是确定的,2003年开始,特大水电投资项目也开始向民资开放。根据国务院和水利部的“十一五”计划和2015年发展规划,中国将对民资投资小水电以及小水电发展给予更多优惠政策。中国小水电可开发量占全国水电资源可开发量的23%,居世界第一位。
火力发电厂
利用煤、石油、天然气或其他燃料的化学能来生产电能,简称火电厂。从能量转换的观点分析,其基本过程是:化学能→热能→机械能→电能。世界上多数国家的火电厂以燃煤为主。煤粉和空气在电厂锅炉炉膛空间内悬浮并进行强烈的混合和氧化燃烧,燃料的化学能转化为热能。热能以辐射和热对流的方式传递给锅炉内的高压水介质,分阶段完成水的预热、汽化和过热过程,使水成为高压高温的过热水蒸气。水蒸气经管道有控制地送入汽轮机,由汽轮机实现蒸气热能向旋转机械能的转换。高速旋转的汽轮机转子通过联轴器拖动发电机发出电能,电能由发电厂电气系统升压送入电网。
原子能发电厂
利用核能来生产电能,又称核电厂(核电站)。原子核的各个核子(中子与质子)之间具有强大的结合力。重核分裂和轻核聚合时,都会放出巨大的能量,称为核能。技术已比较成熟,形成规模投入运营的,只是重核裂变释放出的核能生产电能的原子能发电厂。从能量转换的观点分析,是由重核裂变核能→热能→机械能→电能的转换过程。
太阳能发电厂
太阳能发电厂是一种用可再生能源——太阳能来发电的工厂,它利用把太阳能转换为电能的光电技术来工作的。德国利用太阳能来发电可供55万个家庭用电所需,是利用太阳能发电的世界冠军。
风能发电厂
截止到2003年底,全国风能资源丰富的14个省(自治区)已建成风电场40座,累计运行风力发电机组1042台,总容量达567.02MW(以完成整机吊装作为统计依据)。
垃圾发电厂
垃圾发电作为火力发电的一种,截至2007年底,中国垃圾焚烧发电厂总数已达75座,其中建成50座,在建25 ... 垃圾焚烧发电厂的收益稳定、运营成本低廉并享有一定的税收优惠政策,能给投资者带来稳定的收益,但是垃圾发电带来的环境问题不容忽视。
地热发电厂
地热能是指贮存在地球内部的可再生热能,一般集中分布在构造板块边缘一带,起源于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。全球地热能的储量与资源潜量十分巨大,每年从地球内部传到地面的热能相当于100PW·h,但是地热能的分布相对比较分散,因此开发难度很大。由于地热能是储存在地下的,因此不会受到任何天气状况的影响,并且地热资源同时具有其它可再生能源的所有特点,随时可以采用,不带有害物质,关键在于是否有更先进的技术进行开发。地热能在全球很多地区的应用相当广泛,开发技术也在日益完善。对于地热能的利用,包括将低温地热资源用于浴池和空间供热以及用于温室、热力泵和某些热处理过程的供热,同时还可以利用干燥的过热蒸汽和高温水进行发电,利用中等温度水通过双流体循环发电设备发电等,这些地热能的开发应用技术已经逐步成熟,而且对从干燥的岩石中和从地热增压资源及岩浆资源中提取地热能的有效方法进行研究可以进一步提高地热能的应用潜力,但是地热能的勘探和提取技术还有待改进。
在电力系统中起主导作用的是火力、水力和原子能发电厂。
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北极星大气网讯:10月21日,国务院新闻办公室举行新闻发布会称,截至2019年底,全国实现超低排放的煤电机组占煤电总装机容量86%,中国建成了世界最大规模的超低排放清洁煤电供应体系。放眼国外,煤电在为世界提供了百十年的电力后虽然渐显颓势,但许多国家至今仍在投入技术对其进行污染治理和改造,使它继续为人类服务。
图 国际能源署称世界燃煤发电在2018年到达创纪录的顶峰,然后从2019年开始下降。
印度:控制煤电污染会损失百亿美元
长期以来,煤电一直是全球电力生产的领导者。根据英国石油公司(BP)2018年发布的《世界能源统计年鉴》,本世纪以来,燃煤发电在全球电力生产中的占比基本徘徊在40%上下,几乎是核电、水电和可再生能源发电量之和。从煤电占能源供应比例来看,中国、印度、波兰和南非四国国内超过2/3的电力来自煤电。
图 印度燃煤电厂长期排放不达标,已经成为国家环境问题中的痛点。
以印度为代表的亚洲发展中国家,由于缺乏较为先进的清洁能源、储能技术以及成熟的可再生能源政策框架,使用清洁能源的成本较高,对印度这样的新兴经济体来说,廉价的煤电仍是最佳的发电选择,这就使得南亚和东南亚一带成为全球少有的煤电占比增长地区,但这也给当地煤电治污带来了不小的麻烦。
图 印度杜蒂戈林的一座亚临界燃煤电站,这种电站热效率最低,单位电量的碳排放最多。
几年前,印度科学技术与政策研究中心(CSTEP)进行的一项空气污染研究表明,由于印度的燃煤电厂向大气中排放大量有害气体和颗粒物,到2030年因不遵守排放标准导致的早死病例多达30万至32万例,此外还有5100万人因呼吸系统疾病住院。安装更先进的设备来控制硫氧化物、氮氧化物和颗粒物等是个不错的选择,但这笔账算下来,印度的燃煤电厂要损失98亿至115亿美元,每度电的成本会因此提高9%至21%,印度当局经过权衡,最后认为控制煤电污值得投入。2015年12月,印度环境、森林与气候变化部(MOEFCC)出台了限制燃煤电厂中硫氧化物、氮氧化物和颗粒物浓度的新标准,给国内燃煤电厂两年限期执行。但到2017年12月,当局发现几乎没有燃煤电厂安装了治理污染的设备,于是被迫将最后期限延长至2022年。”有消息人士说,两年限期让煤电行业承受了巨大的压力,这才导致了延期。但大多数专家认为,到2022年许多燃煤电厂仍不会遵守严格的标准。当局对此有所准备,正从招标和施工审批、杜绝监测数据造假和监督改造成本上加大管理力度。目前,印度正在改造境内所有旧煤电厂,使其排放水平降至国家标准,同时将关闭一批严重超期服役的老旧电厂。
图 印度是世界产煤大国,图为印度一处露天煤矿。
抛开具体的技术不谈,我们可以认为印度在煤电污染治理中遇到的问题是许多发展中国家普遍存在的。不过,好在随着可再生能源发电成本的不断下降,煤电在印度能源结构中的“王者”身份也许会开始动摇。
日本:逐渐淘汰低效燃煤电厂
据国际能源署(EIA)2019年公布的数据,2018年日本90多家燃煤电厂的发电量估计为3170亿千瓦时,在日本电力结构中占比约为1/3。日本煤炭消费总量中99%来自进口。2018年,日本进口煤炭总量超过2.1亿吨,若加上天然气发电量,日本有74%的电力来自于化石能源,这一比例远高于欧美发达国家。
图 福岛核事故发生后,日本煤电建设连续数年增长。
日本煤电高占比的原因是一次 历史 性突发事件。早在2010年时,日本经济产业省就计划减少燃煤发电量,计划到2030年将煤电份额减少一半以上,用核电弥补这一空缺,将核电比例提升至50%。然而,2011年发生的福岛核事故不仅大大削弱了日本电力的“清洁度”,更引爆了公众多年来都无法缓和的“反核”情绪。为弥补关停核电带来的电力缺口,日本启动了很多煤电项目。不过,日本较好地处理了煤电产能扩大和污染治理之间的矛盾,原因是日本在煤电污染控制技术上有底气。
日本自上世纪七八十年代以来,在燃煤发电诸多环节研发了大量先进技术,并投入使用,其中一些技术出口国外(包括中国)。在烟气污染防治技术方面,日本应用的以低低温电除尘技术为核心的烟气协同治理技术路线中,湿法脱硫的协同除尘效率可达 70%~90%。再如资源化脱硫技术中的活性焦脱硫技术,是通过移动床利用活性焦吸附解吸二氧化硫,利用硫酸生产工艺制备硫酸,集脱硫和收集工业原材料于一体。该技术在日本等国的大型电厂中投入应用,日本的新矶子电厂已有 2 600兆瓦机组的应用业绩。
在低氮燃烧方面,日本的三菱、日立公司等在低氮氧化物燃烧器开发与应用上均有良好表现。在低氮燃烧技术相关专利申请方面,全球相关专利申请企业排名前10位中,日本占有6家,美国有3家。但好消息是,近几年来我国在这方面的专利数量正迅速增加。
2015年6月,日本成立由政产学各界组成的“促进新一代火力发电技术协会”,开始举全国之力推动下一代火力发电清洁高效利用技术的开发。日本内阁于2018年7月批准第五个战略能源计划,推动日本向高效和下一代燃煤发电转变,以逐步淘汰低效煤炭使用。今年7月,日本经济产业大臣梶山弘志表示,日本将在2030年前逐渐淘汰低效燃煤发电厂,这是其战略能源计划的一部分,日本经济产业省官员开始制定更为有效的新框架,以确保逐步淘汰低效燃煤发电厂。
美国:煤电发电量最大的发达国家
全球能源监测机构发布的数据显示,2019年全球燃煤电站发电总量排名前十的国家由高到低依次为:中国、印度、美国、日本、韩国、南非、德国、俄罗斯、印度尼西亚、澳大利亚。在新建燃煤电站方面,2019年这10国中仅有美国、德国、澳大利亚3个国家没有新建燃煤电站投运,且美国2019年关闭的燃煤电站容量位居10国之首。但如今的美国仍然是煤电发电量最大的发达国家,燃煤电厂对美国空气污染带来的影响(包括PM2.5、臭氧和酸雨等)也不容忽视。在美国,燃煤电厂每年消耗的煤炭占煤炭消费总量的90%以上,燃煤电厂排放的二氧化硫约占全美国排放总量的一半,排放的氮氧化物占10%。
图 美国亚拉巴马州的寡妇溪燃煤电厂停运后,美国谷歌公司2018年开始动工,将其改造成一个使用可再生能源的数据中心。
在美国,大多数燃煤电厂采用湿法烟气脱硫系统(WFGD)来控制二氧化硫排放,用低氮燃烧器、燃尽风和选择性催化还原系统(SCR)来控制氮氧化物排放,用静电除尘器(ESP)来控制颗粒物(PM)。大约有一半的燃煤电厂还会使用带有袋式除尘器的活性碳喷射系统(ACI)来控制汞排放。美国在低氮燃烧领域较为擅长。美国有公司开发了旋转对冲燃尽风技术(ROFA),从锅炉二次风中抽取30%左右的风量,通过不对称安放的喷嘴,以高速射流方式射入炉膛上部,形成涡流,从而改善炉内的物料混合和温度分布,从而大幅降低氮氧化物生成。目前,该技术在欧美发达国家有良好的应用。
全球每年排放到大气中的汞总量约为5000吨,而燃煤过程中汞排放占相当大的比重。从上世纪末开始,汞污染治理一直是美国燃煤电厂的防治重点之一。美国环境保护署(EPA)称,在1990年,下列三个工业部门的汞排放总量约占美国的2/3:医疗废物焚化炉、市政垃圾焚烧厂和燃煤发电厂。前两个行业已受到排放标准的约束,但燃煤电厂的汞污染还有待治理。
图 2018年11月,美国北卡莱罗纳州的诺曼湖上热气蒸腾,附近的马歇尔电厂向湖中排放了大量温度较高的废水。
本世纪以来,美国燃煤电厂根据“清洁天空计划”的要求,开始重点解决排汞控制问题,美国能源部为此选择了8项新的排汞控制技术试验项目进行投资。美国电力科学研究院的专利排汞控制技术作为试验项目的一部分,在6个项目中进行试验。此外,美国能源部计划长期大规模地对富有发展前景的排汞控制技术进行试验,尤其是在燃烧褐煤和装有较小型静电除尘器的燃煤电厂展开试验。
欧盟:多国公布淘汰煤电时间表
在欧洲国家中,德国率先向燃煤发电污染开刀,在上世纪80年代制订了《大型燃烧装置法》,要求自 1987年7月1日起,大型燃烧装置排放烟气中的二氧化硫浓度不得超过400毫克/立方米,烟气中的硫含量低于燃料含硫量的15%。因此,几乎所有的德国电厂都在原有的机炉厂房旁建立起高大崭新的烟气脱硫、脱硝设备,这成为德国电厂的一大特色。德国人后来把1983至1988 年期间在全西德范围内加装烟气净化设备的举措称之为“改装运动”。到1988年,西德已有95%的装机容量安装了烟气脱硫装置,燃煤电厂的二氧化硫排放量由1982年的155万吨降低到1991年的20万吨,削减幅度达到87%,在欧盟和世界范围内起到了很好的示范带头作用。
图 位于劳西茨的一个德国燃煤电站,德国已经决定于2038年彻底停运燃煤电厂。
由于燃煤电厂烟气在脱硝、除尘和脱硫的同时,可对汞产生协同脱除的效应。欧盟《大型燃烧装置的最佳可行技术参考文件》建议,汞的脱除优先考虑采用高效除尘、烟气脱硫和脱硝协同控制的技术路线。采用电除尘器或布袋除尘器后加装烟气脱硫装置,平均脱除效率在75%(电除尘器为50%,烟气脱硫为50%),若加上SCR装置可达90%。
在清洁煤领域,欧盟研究开发的项目有整体煤气化联合循环(IGCC)技术、煤和生物质及废弃物联合气化技术、循环流化床燃烧(简称CFB,当前主流清洁煤燃烧技术)技术、固体燃料气化与燃料电池联合循环技术等。
图 英国北约克郡的艾格伯勒燃煤电厂已经于2018年关闭,同年该厂区成为电影《速度与激情》的拍摄场地之一。
在欧洲,煤电发展现状和预期因国家而异。这主要取决于各国监管机构对脱碳、空气质量的政策,以及煤电在各国电力生产中的地位等。为了落实《巴黎协定》中的节能减排目标,欧洲各国政府也相继公布了淘汰煤电的时间表:英国决定在2025年前关闭所有煤电设施;法国计划到2021年关闭所有煤电厂;芬兰考虑到2030年全面禁煤;荷兰将从2030年起禁止使用燃煤发电等。类似情况也在世界其他地方发生。包括美国在内的许多国家正在远离煤炭,因为其他清洁能源正在变得越来越便宜,而环境法规也让这种矿物燃料的市场遇冷——既然燃煤发电有替代选择,为什么还要用呢?
中国:煤电排污标准比发达国家严
由于煤电在我国电力供应结构中占比超过一半,全面实施超低排放和节能改造,有利于提升我国煤电行业清洁、高效、高质量发展的水平。自2014年以来,我国大力推进国内各发电企业实施超低排放和节能改造工程。一方面推行更为严格的煤电能效环保标准,提出全国有条件的新建燃煤发电机组大气污染物排放浓度基本达到燃气轮机组排放限值,具备条件的现役燃煤机组实施超低排放改造。另一方面,有关部门进一步明确超低排放电价政策,有效降低了企业改造和运行成本。
图 燃煤电厂是20世纪最重要的人类遗产之一
据中国电力企业联合会统计,在2012年至2017年这5年间,在全国煤电装机容量增幅达30%的情况下,煤电的二氧化硫、氮氧化物、烟尘排放量下降幅度达86%、89%、85%。煤电机组供电标准煤耗从325克/千瓦时下降至312克/千瓦时。考虑到我国煤电装机容量全球最大,现在超低排放改造的基础容量已经超过7亿千瓦,这在全世界都绝无仅有。以前,我国的烟气污染物排放标准比发达国家要宽松,但现在我国燃煤电厂烟尘、二氧化硫和氮氧化物排放水平已与燃气电厂接近,比发达国家的排放要求严格50%以上。
图 印尼中爪哇岛哲帕拉的孩子们在燃煤电厂附近玩耍,对近在咫尺的污染源视若无睹。这种景象在煤电持续扩张的东南亚很常见。
中国的燃煤电厂发生的变化说明,煤电作为上个世纪遗留下来的象征物并没有过时,只要我们有智慧地对其进行充分利用,它就能继续生存并焕发出生机活力。
图 南非国有电力公司新建成的库塞尔燃煤电厂也采用湿法脱硫装置
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按照一次能源分类,可以分为以下几种发电站:
(1)水力(势能)发电厂
利用水流的动能和势能来生产电能的工厂,简称水电厂。水流量的大小和水头的高低,决定了水流能量的大小。从能量转换的观点分析,其过程为:水能→机械能→电能。
(2)火力(热能)发电厂
利用可燃物作为燃料生产电能的工厂,简称火电厂。从能量转换的观点分析,其基本过程是:化学能→热能→机械能→电能。世界上多数国家的火电厂以燃煤为主。
(3)核能发电厂
利用核能来生产电能工厂,又称核电厂(核电站)。原子核的各个核子(中子与质子)之间具有强大的结合力。重核分裂和轻核聚合时,都会放出巨大的能量,称为核能。技术已比较成熟,形成规模投入运营的,只是重核裂变释放出的核能生产电能的原子能发电厂从能量转换的观点分析,是由重核裂变核能→热能→机械能→电能的转换过程。
(4)太阳能(光能)发电厂
太阳能发电厂是一种用可再生能源——太阳能来发电的工厂,它利用把太阳能转换为电能的光电技术来工作的。德国利用太阳能来发电可供55万个家庭用电所需,是利用太阳能发电的世界冠军。
(5)风能发电厂
截止到2003年底,全国风能资源丰富的14个省(自治区)已建成风电场40座,累计运行风力发电机组1042台,总容量达567.02MW(以完成整机吊装作为统计依据)。
扩展资料:
智能电厂
智能化电站在无人介入的条件下,可以自动获得电站运行相关信息和设备健康状况信息,以电站设施可靠性和电网运行安全性为中心,准确地满足能源情况和电网负荷调度要求,实现电站社会效益与经济效益的最优。
智能化电厂以“无人值守(少人值班)”模式为基础,以通信平台为支撑,以“数据采集自动化、信息预测精确化、调度决策最优化、运行控制一体化”为特征,实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合,从而达到可靠、安全、高效、经济运行的目标。我国在上世纪90年代中期引入“无人值守”的概念,随着计算机技术的广泛应用,“无人值守(少人值班)”在我国水电厂逐步得到推广。
近年来,随着流域梯级开发和计算机监控技术的成熟、自动化组件智能化的提高,呈现出流域梯级电站集中调度与电厂“无人值守”运行模式相结合的发展态势。
参考资料:
百度百科-发电厂