从煤制气想到风力发电
先看一则新闻：内蒙古煤制气年底“暖”京城 迈入双气源时代
2013年10月12日15:33 来源：英大网
记者昨天从北京燃气集团获悉，除陕京一线、二线、三线外，今年年底前，将有第四条燃气管线从300余公里外的内蒙古自治区克什克腾旗通达北京，送来“蒙”气。这条输送煤制天然气的管线，每小时将向本市“补”气20万立方米，不仅可以缓解本市冬季采暖用气紧张的局面，还标志着北京从此迈入双气源时代。http://news.hexun.com/2013-10-12/158669925.html
这条新闻意味着，内蒙的煤制天然气项目即将正式进入商业应用阶段。这让我想起内蒙的另一个储量比较丰富的自然资源——风能：内蒙古目前风能资源总储量约为8.98亿千瓦，其中可开发利用风能资源储量为1.5亿千瓦，占全国可开发利用风能资源总量的一半。内蒙古风能资源具有分布广、品质优、稳定性好、连续性强、无破坏性台风和飓风、风能利用率高等特点。http://www.chinanews.com/ny/2010/10-25/2609265.shtml
虽然内蒙的风能资源十分丰富，但开发利用率却不高。到2010年底，内蒙风力发电装机总量不过1000万千瓦，只占可开发利用储量的十分之一不到。究其原因，从技术角度来说，主要是因为“风电具有随机性、间歇性、波动性特点，而电网的安全稳定运行要求电源出力稳定、可控。”（国家气象局风能太阳能资源中心副主任杨振斌）。这就需要用其他发电手段，比如火电来为风电调峰，得调别的企业的电，这就涉及协调各种复杂的利益关系，从而导致风电发展困难重重。而那条内蒙煤制气向北京供气的新闻，让我想到了一个解决内蒙风电输出稳定性的新途径：为风电场配套建设燃气调峰电站。
众所周知，燃气轮机体积小、重量轻、启动快、安装快，用水少或不用水，能使用多种液体和气体燃料，在发电上多用于调峰。如能充分利用内蒙丰富的煤炭资源，通过煤制气为燃气轮机调峰电站提供气源，就能解决风电输出不稳定这一老大难问题，从而为内蒙风力发电的大规模开发扫清障碍。 请版主将本帖移动至科学技术版，谢谢！ 请版主将本帖移动至科学技术版，谢谢！ 呵呵，西西河的帖子我看到了，你找我的时候不在，抱歉啊。这个想法的实现我觉得经济因素是关键，风电加燃气轮机在经济上能否与坑口电站相抗衡，另外就是对电网的影响，风险要考虑穿越功率的影响，不然电缆头一炸就麻烦了 煤制气貌似比煤变油还扯。楼主能科普一下吗。 同求煤制气科普，之前我记得是很耗水啊，现在技术突破了？ @有事挖坟 老大能否发表一下高见？ 技术不是问题 问题是把技术卖出去 期待科普！ 本帖最后由 有事挖坟 于 2013-10-22 17:29 编辑
哎呀真不好意思，最近瞎忙！
这样吧，给你解释下吧。
1，内蒙是有自己的风力电厂，也在运作。
2，上面你说的风力发电风电具有随机性、间歇性、波动性特点，而电网的安全稳定运行要求电源出力稳定、可控。确实存在这回 事。
3，用煤制气发电，这点我就表示异议了，大家都知道内蒙是个资源大省，尤其鄂尔多斯，存在大量的煤炭资源，与其用煤制气的燃气轮机来调峰，还不如建设一个坑口电厂调峰来的经济。
但你的技术方案，没问题。很多时候，国内还是从经济性来考虑的。 有事挖坟 发表于 2013-10-22 17:28 static/image/common/back.gif
哎呀真不好意思，最近瞎忙！
这样吧，给你解释下吧。
挖坟，煤制气熟悉吗，这个技术现在不耗水了？ 有事挖坟 发表于 2013-10-22 17:28 static/image/common/back.gif
哎呀真不好意思，最近瞎忙！
这样吧，给你解释下吧。
多谢挖坟老大赐教。
老大所说坑口电站，如果我理解不错，应该是传统的燃煤电站。用它为风电调峰，有两个问题：一是和风电场不在一处，调峰作业比较复杂；二是传统的热电站采用的是蒸汽轮机，这个东西的灵活性比较差，不适合需要反应比较灵敏的调峰的需要。因此对比来看，还是用煤制气后用燃气轮机发电更适合与风电配合。挖坟老大以为如何？ 关键是1瓦风电要配套多少调峰发电能力。
印象中好像是1瓦风电需要有3瓦的调峰发电。换句话说，调峰发电能力占了大头，已经本末倒置了。
风这个东西，波动太大了。 weakleilei 发表于 2013-10-25 12:32 static/image/common/back.gif
关键是1瓦风电要配套多少调峰发电能力。
印象中好像是1瓦风电需要有3瓦的调峰发电。换句话说，调峰发电能力 ...
你看这篇文章：http://www.docin.com/p-496618648.html
他们以达坂城风电场为例进行了分析，结论是：在风力发电装机容量为120MW的情况下，风燃互补系统的理想配置是：总容量为200MW，其中风电场为60台G80/2MW，共120MW；燃气轮机为2台40MW，共80MW 额，技术上没有任何问题，但就是国内还是以经济效益为主。目前对新能源的扶持在政策上还是有很多的调整空间的。 有事挖坟 发表于 2013-10-30 21:18
额，技术上没有任何问题，但就是国内还是以经济效益为主。目前对新能源的扶持在政策上还是有很多的调整空间 ...
嗯，咨询了一下，煤化工问题很多，水，环境，能源效率，环保综合效益都有问题。现在火红就是煤便宜，油贵，国家扶持。所以投资者现在能赚钱，以后未知太多。拍脑袋的成分不少 有事挖坟 发表于 2013-10-30 21:18 static/image/common/back.gif
额，技术上没有任何问题，但就是国内还是以经济效益为主。目前对新能源的扶持在政策上还是有很多的调整空间 ...
老兄认为，用IGCC和风电互补，可行性如何？ 来看看，有些技术，要进入实用，需要的过程很长。 可行性肯定是没问题，但很多时候，技术上可行性不代表可以投入商业运行。主要还是看成本。维护和前期投入成本。 镭射 发表于 2013-11-14 20:33 static/image/common/back.gif
老兄认为，用IGCC和风电互补，可行性如何？
有可行性，IGCC的规模也许需要小型化。 有事挖坟 发表于 2013-10-22 17:28 static/image/common/back.gif
哎呀真不好意思，最近瞎忙！
这样吧，给你解释下吧。
刚看到一篇文章， 请各位专家点评
靠煤制气治霾是“邪路”
2014年01月26日 15:49 来源于 财新网
如果水资源占用少、废水处理效果好，煤制气替代燃油作为机动车燃料，是条正路，但用煤制气来实现煤改气却是邪路无疑
陶光远
财新网“未来能源”专栏作家。中德可再生能源合作中心执行主任。本科毕业于陕西机械学院（现西安理工大学）自动控制专业，研究生毕业于清华大学自动化系系统工程专业，获工学硕士学位。曾在中国科学院应用数学研究所工作，并在国家经委综合运输研究所（现国家发改委综合运输研究所）兼职。1988年赴德国，在柏林工大进修学习，后任设在柏林的德中交通运输合作中心总经理、纽伦堡德中经贸合作中心副总经理。2011年10月起，在德国能源署（dena）与中国可再生能源学会合作成立的中德可再生能源合作中心担任执行主任职务。
【名家/新秀】（财新专栏作家 陶光远）据报道，中国政府已经决定未来大规模开展煤制甲烷（即天然气的主要成分，简称煤制气）的工程，到2020年，要初步建成500亿立方米/年的煤制气生产能力。
中国是个人均贫油的国家，原油进口比例超过50%。而压缩天然气和液化天然气机动车技术已经相当成熟，不仅公路货车大客车可以用，连小汽车也可以用。由于天然气的洗硫工艺效率高、成本低，因此使用天然气发动机的机动车尾气中的硫含量极低，甚至远低于现在硫含量最低的欧五汽油。使用煤制气技术生产甲烷用于机动车，从煤炭开采直到机动车使用的全过程链的成本远低于现在使用进口原油生产的机动车燃料的成本。而中国的煤资源又很丰富。因此，用煤制甲烷替代以原油为原料的机动车燃油，可以一箭四雕：减少原油进口、增加能源安全、降低机动车燃料成本、减少机动车造成的人口密集地区的空气污染。
但是如果用煤制气支撑煤改气达到治霾的目的，情况就不同了。
目前煤制气的最高效率为60%，煤制气的能效最高为60%左右，新建燃气蒸汽联合循环的实际发电能效为55%左右，燃气热电联供的能效为90%左右；因此用煤制气发电的综合能效为60%x55%=33%左右，用煤制气热电联供的综合能效为60%x85%=51%左右。而新建燃煤直接燃烧发电的综合能效为45%左右，燃煤直接燃烧热电联供的综合能效为85%左右。不仅煤制气发电和热电联供的能效远低于燃煤直接燃烧，而且煤制气替代煤炭发电和热电联供的综合成本也很高，比燃煤直接燃烧高一倍还多。
很多城市要求用煤改气替代燃煤发电和热电联供的出发点是治霾，减少发电和热电联供对大气的污染物排放。殊不知现在的大型燃煤锅炉燃烧废气处理技术已经非常先进。仅以颗粒物排放为例：上海外高桥第三燃煤发电厂的锅炉燃烧废气颗粒物的排放已经达到10毫克/立方米左右，这么低的排放量对空气的颗粒物浓度的增加已经很小。如果采用世界最先进的垃圾焚烧厂——如纽伦堡垃圾焚烧厂的燃烧废气处理技术，则燃烧废气中的颗粒物排放甚至可以低于0.5毫克/立方米即500微克/立方米，而北京最严重的雾霾天时空气中的颗粒物含量都已经超过500微克/立方米；换句话说，在这种雾霾天气条件下，空气进入锅炉参与燃烧后，其中的颗粒物不增反减。而达到这么高的排放标准，增加的成本比起煤制气几乎要低一个数量级。
固然，对于那些通过煤制气实现煤改气的城市，当地的空气质量是改善了，环境更好了，但却是将污染转移到煤制气的地方。煤制气过程中消耗的能源所产生的热量大部分要用冷却水的蒸发来带走，因此煤制气的水耗很高，而主要煤制气工程的所在地华北北部和西北地区，都是缺水地区，会与农民和牧民以及人民生活和其他产业争水，使他们的生活更加不幸福；如果用气冷替代水冷，则煤制气的能效会进一步降低，成本会进一步提高。另外，如果废水处理措施不得力，煤制气还会带来严重的水污染。
另外，用煤制气实现煤改气，还拖延了治霾的时间。因为一个煤制气工程需要好几年时间，而一台大型电厂燃煤锅炉的尾气处理工程改造措施，几个月就可以完工了。
所以，如果水资源占用少、废水处理效果好，煤制气替代燃油作为机动车燃料，是条正路。但用煤制气来实现煤改气就是邪路无疑了。█
本帖最后由 西行漫记 于 2014-2-1 19:41 编辑
洗心 发表于 2014-2-1 14:51 static/image/common/back.gif
刚看到一篇文章， 请各位专家点评
大方向没错，细节值得推敲。
此人和当年西西河对煤制油持保留意见的清华学者或许是同一个人。
煤制气，然后把合成气输送到各地方的电厂，不仅在能源利用效率上打折扣，而且在环保上是地方保护主义。 西行漫记 发表于 2014-2-2 10:39 static/image/common/back.gif
大方向没错，细节值得推敲。
此人和当年西西河对煤制油持保留意见的清华学者或许是同一个人。
应该不是同一个人，这个人是长期留德的。 您觉得哪些细节值得推敲？
我比较赞成他反对煤制气的观点， 但对支持煤制油持保留态度。 中国现在最需要的控制私家车的过度发展，而不是这么拼命的满足需求。 本帖最后由 西行漫记 于 2014-2-2 04:35 编辑
洗心 发表于 2014-2-2 03:31 http://www.sychaguan.com/static/image/common/back.gif
应该不是同一个人，这个人是长期留德的。 您觉得哪些细节值得推敲？
我比较赞成他反对煤制气的观点， 但 ...
目前煤制气的最高效率为60%，煤制气的能效最高为60%左右，新建燃气蒸汽联合循环的实际发电能效为55%左右，燃气热电联供的能效为90%左右；因此用煤制气发电的综合能效为60%x55%=33%左右，用煤制气热电联供的综合能效为60%x85%=51%左右。而新建燃煤直接燃烧发电的综合能效为45%左右，燃煤直接燃烧热电联供的综合能效为85%左右。不仅煤制气发电和热电联供的能效远低于燃煤直接燃烧，而且煤制气替代煤炭发电和热电联供的综合成本也很高，比燃煤直接燃烧高一倍还多。
他得出煤制气发电和煤制气热电联供的综合能效低的依据就是上面这段.但新建燃煤直接燃烧发电与燃煤直接燃烧热电联供所需尾气处理带来的运行成本和能效降低却没有提.记得橡树村提过,IGCC的效率比传统火力发电低10-12%.世界上没有免费的午餐,更高的环保标准,就会牺牲效率和经济效益.
此外,"换句话说，在这种雾霾天气条件下，空气进入锅炉参与燃烧后，其中的颗粒物不增反减。而达到这么高的排放标准，增加的成本比起煤制气几乎要低一个数量级。"目前国内雾霾治理的难度之一在于PSD(颗粒分布),而不是颗粒物含量的绝对值.越细小的颗粒越容易形成布朗运动,与水汽结合成气溶胶.这样的比喻并不妥当,除非排放的颗粒物直径不高于大气中的颗粒物直径.后一句,应该拿出具体数据. 西行漫记 发表于 2014-2-2 19:33 static/image/common/back.gif
他得出煤制气发电和煤制气热电联供的综合能效低的依据就是上面这段.但新建燃煤直接燃烧发电与燃煤直 ...
现在中国大电厂基本都是超临界和超超临界，效率达到45%没问题。 IGCC 确实是降低效率，但其实IGCC 在哪儿都用得很少，全世界就那么几个试点而已，因为太贵和降低效率。 德国鲁尔地区现在还用不少煤， 但污染远没有那么重，从这个对比看应该还有不少空间用不太贵的技术（成本肯定还是要增加的）减排。
你说“国内雾霾治理的难度之一在于PSD(颗粒分布)，,而不是颗粒物含量的绝对值”具体是什么意思？ 能解释一下吗？ 洗心 发表于 2014-2-2 09:31 static/image/common/back.gif
现在中国大电厂基本都是超临界和超超临界，效率达到45%没问题。 IGCC 确实是降低效率，但其实IGCC 在哪儿 ...
Particle size distribution颗粒物直径分布决定了处理的难易程度。
如果颗粒物直径接近沙子，它们在静置后可以自行分离。直径小一个数量级的可以过滤。目前国内雾霾中颗粒直径只有几个微米,唯有静电吸附等为数不多的处理方法。
同样是500微克/立方米的颗粒物含量，其颗粒直径分布决定处理方式和实际效果。 jade 发表于 2013-10-17 22:25 static/image/common/back.gif
同求煤制气科普，之前我记得是很耗水啊，现在技术突破了？
耗水是必然的，煤化工必然耗氢，氢的来源是水。
没有突破
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