余熱利用

工業(yè)余熱資源開發(fā)利用大有可為

  工業(yè)部門余熱資源總量極為豐富,“十二五”期間可以開發(fā)利用的潛力超過1億噸標準煤。充分挖掘工業(yè)余熱資源,是實現(xiàn)“十二五”全國和工業(yè)部門節(jié)能目標的有效途徑之一。
 
  一、工業(yè)余熱資源特點工業(yè)部門消耗的能源品種包括原煤、洗煤、焦炭、油品、天然氣、熱力、電力等。工業(yè)用能有兩個基本用途:一是作為產品生產的原料投入;二是作為能源投入。工業(yè)部門總能耗中,除了一部分在生產過程中被有效利用外,其中相當一部分成為可供二次開發(fā)利用的寶貴余熱資源。工業(yè)余熱資源大體具有以下特點。 1.多形態(tài)。從余熱載體看,工 業(yè)余熱有固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)三種不同形態(tài);部分余熱資源載體具有爆炸性、有毒性、含塵性、粘結性。 2.分散性。工業(yè)部門子行業(yè)眾 多,加上鋼鐵等子行業(yè)生產工藝流程較長,工業(yè)余熱廣泛散布在各子行業(yè)和生產工序環(huán)節(jié)。 3.行業(yè)分布不均。工業(yè)中各行 業(yè)用能量有多有寡,用能方式多有不同,產生的余熱資源量自然也多少不一。鋼鐵、水泥等行業(yè)余熱資源量較多,機械、電子等行業(yè)余熱資源量則較少。
 
  4.資源品質存在較大差異。工業(yè)部門產生的余熱資源,有近50% 是高品質余熱,多一半的則是中低品質余熱。由于工業(yè)余熱資源具有上述特點,與煤炭、油氣等常規(guī)能源資源相比,其開發(fā)利用受到更多的技術經濟方面制約。
 
  二、工業(yè)余熱資源總量巨大對鋼鐵、水泥、玻璃、合成氨、燒堿、電石、硫酸行業(yè)余熱資源的調查分析結果顯示,上述工業(yè)行業(yè)余熱資源量豐富,約占這7個工業(yè)行業(yè)能源消費總量的1/3?!笆濉睍r期,綜合考慮行業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢,這7個工業(yè)行業(yè)余熱資源總量高達3.4億噸標準煤。 從余熱資源的行業(yè)分布來看,上述7個工業(yè)行業(yè)中,鋼鐵、水泥、合成氨行業(yè)的余熱資源量位居前三,分別為1.71億噸標準煤、9300萬噸標準煤、3454萬噸標準煤,占這7個工業(yè)行業(yè)余熱資源總量的比重分別為50.3%、27.3%、10.2%;硫酸、電石、燒堿、玻璃余熱資源總量則較少,分別為1940萬噸標準煤、 1408萬噸標準煤、495萬噸標準煤、311萬噸標準煤,合計占7個工業(yè)行業(yè)余熱資源總量的12.2%。 從余熱資源品質來看,約46%為400℃及以上的高品質余熱資源,其余約54%則為400℃以下的中低品質余熱資源。工業(yè)余熱資源品質越高,其開發(fā)利用的技術難度較小,經濟性也相對好一些;反之,余熱資源品質越低,其開發(fā)利用技術難度較大,經濟性也相對差一些。 三、工業(yè)余熱資源開發(fā)利用是“十二五”節(jié)能的重大有效途徑 “十二五”是我國節(jié)能減排承前啟后的關鍵時期,國務院和有關部委已就節(jié)能減排工作作出全面的決策部署,明確提出單位GDP能耗降低16%左右、單位GDP二氧化碳排放降低17%左右、規(guī)模以上工業(yè)增加值能耗降低21%左右等多項節(jié)能減排目標。工業(yè)部門能源消費約占全國能源消費的70%,同時,也是最大的溫室氣體排放部門。“十二五”時期,工業(yè)部門節(jié)能減排工作的成敗,直接關系到全國節(jié)能減排目標能否實現(xiàn)。基于此,充分開發(fā)利用工業(yè)余熱資源,是“十二五”節(jié)能減排的重大有效途徑。 事實上,在“十一五”時期,上述7個工業(yè)行業(yè)在余熱資源開發(fā)利用方面已取得了實質性進展。 2010年末,余熱資源開發(fā)利用總量折合為8791萬噸標準煤。其中,余熱資源開發(fā)利用量超過1000萬 噸標準煤的有鋼鐵、合成氨、
 
  硫酸、水泥4個行業(yè),分別為3560萬噸標準煤、2450
 
  萬噸標準煤、1244萬噸標準煤、1124萬噸標準煤。 調查分析結果表明,“十二五”時期,
 
  綜合考量工業(yè)余熱資源總量
 
  、工業(yè)行業(yè)發(fā)展趨勢、節(jié)能減排政策激勵和約束力度、余熱資源利用技術發(fā)展現(xiàn)狀及推廣應用前景等諸多因素,上述7個工業(yè)行業(yè)余熱資源可以開發(fā)利用潛力折合為 8994萬噸標準煤。若再把其他工業(yè) 行業(yè)考慮進來,“十二五”資源可以開發(fā)利用潛力估計超過1億噸標準煤。如果這1億噸標準煤的余熱資源潛力能夠得到及時、充分和有效的開發(fā)利用,其對實現(xiàn)“十二五”全國節(jié)能目標、工業(yè)節(jié)能目標的潛在貢獻率平均約為15%。
 
  “十二五”時期,鋼鐵、水泥、合成氨、硫酸、燒堿、電石、玻璃等7個高耗能行業(yè)的余熱資源可以開發(fā)利用潛力均在數(shù)百萬噸標準煤以上,特別是鋼鐵、水泥行業(yè)余熱資源可以開發(fā)利用潛力均高達數(shù)千萬噸標準煤。對鋼鐵、水泥等高耗能行業(yè)而言,深入挖掘余熱資源開發(fā)利用潛力,將是這些高耗能行業(yè)節(jié)能的關鍵措施之一。 從工業(yè)余熱資源的地區(qū)分布來看,“十二五”時期,上述7個工業(yè)行業(yè)余熱資源可開發(fā)利用潛力居前六位的地區(qū)是河北、江蘇山東、遼寧山西、河南,分別為1507萬噸標準煤、680萬噸標準煤、664萬噸標準煤、530萬噸標準煤、419萬噸標準煤、361萬噸標準煤。這表明余熱資源開發(fā)利用是這些地區(qū)“十二五”節(jié)能的重大努力方向。特別是對河北、山西、遼寧這些單位GDP能耗高出全國平均值、“十二五”節(jié)能目標責任較重的地區(qū)來說,加快開發(fā)利用余熱資源將是其實現(xiàn)本地區(qū)節(jié)能目標的現(xiàn)實需要和無悔選擇。 工業(yè)余熱資源開發(fā)利用有發(fā)電、熱利用、制冷等多種技術方式。其中,余熱發(fā)電是工業(yè)余熱資源開發(fā)利用的主要技術方式之一。截止到“十一五”末期,上述7個工業(yè)行 業(yè)余熱發(fā)電裝機總容量近1200萬千瓦。“十二五”時期,這7個工業(yè)行業(yè)利用余熱發(fā)電仍大有可為。其現(xiàn)實裝機總潛力約1435萬千瓦,對實現(xiàn)《“十二五”節(jié)能減排綜合性工作方案》中提出的新建2000萬千瓦余能發(fā)電能力目標的潛在貢獻率超過70%。到“十二五”末期,這7個工業(yè)行業(yè)余熱發(fā)電裝機總容量可望達到約2600萬千瓦。這將相當于“十一五”末全國核電裝機總容量的2.4倍。 四、政策建議(一)統(tǒng)籌規(guī)劃余熱資源開發(fā)利用 建議國家節(jié)能管理部門協(xié)調地區(qū)節(jié)能管理部門、工業(yè)行業(yè)協(xié)會、工業(yè)企業(yè)、節(jié)能研究機構等,綜合考量工業(yè)余熱資源總量及地區(qū)和行業(yè)分布、資源品質、有效利用方式等因素,對工業(yè)余熱資源的開發(fā)利用進行統(tǒng)籌規(guī)劃。 組織制定“十二五”工業(yè)余熱資源開發(fā)利用總體方案,按照余熱梯級利用的基本原則,確定技術經濟合理的開發(fā)目標,優(yōu)先開發(fā)較高品質的工業(yè)余熱資源,加快開發(fā)鋼鐵、水泥、合成氨等行業(yè)的余熱資源,以及河北山東、江蘇、遼寧等地區(qū)的余熱資源。同時,研究提出確保實現(xiàn)工業(yè)余熱資源開發(fā)目標的綜合保障措施。
 
  (二)支持余熱資源開發(fā)利用新技術示范 將余熱資源開發(fā)利用新技術示范全部納入節(jié)能技術產業(yè)化示范工程,支持循環(huán)冷卻水熱泵技術、螺桿膨脹動力驅動節(jié)能技術、液化天然氣冷能利用技術、非穩(wěn)態(tài)熱源余熱發(fā)電技術有機朗肯循環(huán)技術、撬裝式中小功率膨脹機技術、間歇/波動性余熱存儲技術、溫 差發(fā)電技術余熱利用新技術的 工程示范應用。
 
  (三)加快工業(yè)余熱資源利用標準體系建設 建議國家節(jié)能管理部門組織協(xié)調工業(yè)行業(yè)協(xié)會、標準制定部門、工業(yè)企業(yè),加快建設有利于工業(yè)余熱資源充分有效開發(fā)利用的標準體系。
 
  一是組織設計結構優(yōu)化、數(shù)量合理、層次清楚、分類明確、協(xié)調配套的工業(yè)余熱資源利用標準體系,用于指導今后工業(yè)余熱資源利用標準的制定、修訂,確保標準的協(xié)調性、科學性。
 
  二是組織修訂GB/T1028- 2000等已顯陳舊的現(xiàn)有工業(yè)余熱 資源利用標準。
 
  三是盡快研究制定工業(yè)余熱資源利用必須的標準,包括工業(yè)余熱回收利用通則、工業(yè)余熱利用設備選型通則、余熱回收設備測試及熱工評價標準、鋼鐵/建材/石化等行業(yè)余熱發(fā)電及余熱利用工藝工序設計規(guī)范、余熱利用設備制造產品系列標準等。此外,工業(yè)余熱資源利用標準實施的保障體系建設也需要同步跟進。
 
  (四)盡快完善工業(yè)余熱發(fā)電機組并網政策 目前,工業(yè)企業(yè)余熱發(fā)電機組并網難等問題仍然比較突出。建議國家節(jié)能管理部門協(xié)調能源管理部門、電力監(jiān)管部門、電網企業(yè),盡快研究制定科學合理的余熱發(fā)電并網管理辦法,規(guī)范余熱發(fā)電機組并網審批程序、上網管理費用等,清理妨礙工業(yè)企業(yè)余熱發(fā)電機組并網運行的不合理規(guī)定,促進形成余熱發(fā)電無歧視、無障礙上網新機制