燃煤耦合掺烧固废替代燃料:看政策、技术如何破解能源与固废难题

灵境核心 2025-01-10 22:56:43

前言

  在当今全球积极应对气候变化、加速迈向绿色低碳发展之路的大背景下,能源转型与固体废物处理成为我国可持续发展进程中两大关键议题。一方面,传统燃煤发电作为能源供应主力,面临着碳减排的巨大压力;另一方面,海量固体废物的堆积与处置难题亟待破解。

  在此双重挑战下,燃煤耦合掺烧固废替代燃料行业应运而生,成为备受瞩目的焦点领域。它宛如一把钥匙,有望同时开启能源清洁高效利用与固废资源化的大门。这一行业承载着众多期望,不仅关乎能源结构的优化升级,更与环境保护、资源循环利用紧密相连。接下来,让我们深入探寻这一行业的发展全貌,剖析其政策导向、技术突破、应用拓展、效益呈现以及面临的挑战与未来走向,全方位展现它在我国可持续发展征程中的关键角色与蓬勃潜力。

  行业现状

  政策支持:国家发展改革委等部门发布的《关于大力实施可再生能源替代行动的指导意见》为多源固废替代燃料和燃煤耦合发电市场的发展提供了清晰的政策导向。《产业结构调整指导目录 (2024 年本)》将火电掺烧低碳燃料列入鼓励类项目电力板块。《煤电低碳化改造建设行动方案 (2024-2027 年)》明确提出实施煤电机组耦合生物质发电,并将掺烧比例定在 10% 以上。

  技术与应用

  耦合技术多元化:常见的生物质用于煤电机组发电的技术方式有直燃耦合、间接耦合和并联耦合发电三种,其中循环流化床锅炉掺烧技术发展良好,燃料适应性广,热容量大,燃烧稳定,抗冲击,负荷调节范围广,能够掺烧各种各样的城市固废垃圾,如生物质、皮革边角料、废纺织、生活垃圾轻物质、装修垃圾轻物质等,热耦合掺烧技术成熟,可直燃掺烧,锅炉设备改造投资非常低。

  替代燃料制备技术精细化:如中山斯瑞德环保科技推出的集成化、模块化、智能化的 RDF 替代燃料制备系统,通过 “破碎 + 筛分 + 分选” 等精细化处理工艺,使最终得到的 RDF 替代燃料在出料尺寸、除杂率上都有提升,入炉燃烧的热损失系数更低,有害物质更少,热值更高。

  应用范围逐步扩大

  在燃煤电厂中的应用:固体替代燃料如垃圾衍生燃料(RDF)、固体回收燃料(SRF)等已在燃煤电厂中得到应用。例如华能长江环保科技有限公司的项目可适应多种固废处置,新中港公司计划通过锅炉改造扩大固废燃料的耦合比例,预计将在未来几年内将这一比例提升至 5%-10%。

  在水泥厂中的应用:鉴于水泥窑高温煅烧等优势,利用其协同处置各类废物逐渐成为另一种新的垃圾焚烧方式。广东奥创公司的 “OHCAN-WTR 固废资源化协同处置耦合发电” 处理技术,可实现城市生活垃圾、一般工业固废等的 “无害化、减量化、资源化、能源化” 的综合利用处理,其生产的 RDF 燃料棒可用于水泥厂。

  成本与效益优势初显

  成本降低:利用各类多源固废制备而成的替代燃料,如垃圾衍生燃料(RDF)和固体回收燃料(SRF),成本相对较低,通常仅 300-500 元一吨,而一吨优质煤价格动辄 1500-2000 元。以一个年耗煤量 100 万吨的中型电厂为例,若其中 30% 的燃煤被固废替代燃料取代,仅燃料采购成本一项,每年就能节省约 3.6 亿元。这种成本效益优势将促使更多企业选择多源固废作为燃煤掺烧原料,从而推动市场规模的扩大。

  环境效益突出:多源固废替代燃料属于可再生能源,是一种新型非煤低碳燃料,替代部分燃煤可降低发电厂碳排放量。同时,使用 RDF 替代燃料后,还可降低 SO₂、NOx、颗粒物、灰渣的产生量,有助于减少环境污染,实现节能减排的目标。

  注意事项

  燃料质量控制:在掺烧多源固废时,需要对固废进行预处理,如破碎、筛分、干燥等,以保证固废的粒度、水分等符合锅炉燃烧的要求。同时,还需要对固废的成分进行分析,避免掺入有害物质,如重金属、氯等,以免对锅炉设备和环境造成损害。

  燃烧调整:由于多源固废的热值、挥发分、灰分等特性与煤炭不同,因此在掺烧过程中需要对锅炉的燃烧参数进行调整,如风量、氧量、温度等,以保证锅炉的稳定燃烧和高效运行。同时,还需要加强对锅炉的监控和调整,及时发现和处理燃烧过程中出现的问题。

  环保措施:虽然多源固废作为燃煤掺烧原料可以降低污染物的排放,但在掺烧过程中仍需要采取有效的环保措施,如脱硫、脱硝、除尘等,以确保污染物的排放符合国家和地方的环保标准。同时,还需要加强对固废储存、运输和燃烧过程中的环境管理,避免对环境造成二次污染。

  环保与可持续发展方面

  减少污染物排放:多源固废替代燃料属于可再生能源,是一种新型非煤低碳燃料,替代部分燃煤可降低发电厂碳排放量,同时使用 RDF 替代燃料后,还可降低 SO₂、NOx、颗粒物、灰渣的产生量,有助于减少环境污染,实现节能减排的目标,契合国家绿色低碳发展的战略需求1。

  促进固废资源化利用:我国是世界上固体废物产生量最大的国家之一,每年新增固体废物 100 多亿吨,历史堆存总量高达 600 亿吨至 700 亿吨,大量固废亟待有效处理和资源化利用。燃煤耦合掺烧替代燃料行业的发展为固废处理提供了新的途径,实现了固废的减量化、资源化和能源化利用,缓解了固废处理压力。

  国际经验可供借鉴

  欧洲国家在生物质燃料掺烧等多源固废替代燃料与燃煤耦合发电方面有着丰富的经验和先进的技术。例如,英国采用大型燃煤电厂直燃耦合路线,在 2018 年实现了多个 100% 生物质燃烧火电厂;德国的生物质燃料在水泥行业应用广泛,2019 年其生物质替代燃料掺烧占比达 22.3%。我国可以借鉴国外的先进技术和管理经验,结合自身的资源优势和市场需求,加快推进多源固废替代燃料和燃煤耦合发电技术的发展。

  面临挑战与机遇

  技术完善需求:在多源固废替代燃料的深度处理、燃烧过程中的污染物协同控制等方面,还需要持续的研发和创新,以提高技术的可靠性和稳定性,进一步降低污染物排放。

  原料供应稳定性:多源固废的来源分散,受到季节、政策等因素影响较大,需要建立完善的固废收集、运输和储存体系,确保原料的稳定供应。

  市场认知和接受度提升:部分企业和社会公众对该技术的了解和接受程度有限,需要加强宣传和推广,提高市场认知度和接受度。

  初始投资和运营成本控制:企业在进行技术改造和项目建设时,需要投入一定的资金,同时运营过程中的成本也需要合理控制,以提高项目的经济效益和竞争力。

  行业趋势

  智能化与自动化发展趋势明显

  随着科技的不断进步,智能化和自动化技术在燃煤耦合掺烧固废替代燃料行业中的应用逐渐普及。通过在固废收集、运输、预处理和燃烧等环节安装先进的传感器和监控设备,实现对整个工艺流程的实时监测和精准控制。例如,[具体企业名称] 的燃煤耦合掺烧项目采用了智能控制系统,能够根据固废替代燃料的成分、热值和锅炉的运行状态自动调整燃烧参数,确保燃烧过程的稳定和高效,同时降低了人工操作带来的误差和风险。此外,大数据和人工智能技术的应用还可以对设备的运行数据进行分析和预测,提前发现潜在的故障隐患,为设备的维护和管理提供科学依据,进一步提高了行业的生产效率和运营安全性。

  市场竞争格局逐渐形成

  随着燃煤耦合掺烧固废替代燃料行业的发展,越来越多的企业开始涉足这一领域,市场竞争格局逐渐形成。一方面,传统的燃煤电厂为了降低碳排放和燃料成本,纷纷加大对固废替代燃料的掺烧比例,通过技术改造和设备升级,提高自身在市场中的竞争力;另一方面,一些新兴的企业也凭借在固废处理、替代燃料制备等方面的技术优势和创新模式,积极进入市场,与传统企业展开竞争。在激烈的市场竞争中,企业之间的并购、合作和重组现象日益频繁,行业集中度有望进一步提高,形成一批具有较强竞争力的大型企业集团,推动整个行业的规模化和集约化发展。

  多元化应用领域不断拓展

  除了在燃煤电厂中的应用不断扩大外,燃煤耦合掺烧固废替代燃料技术在其他领域的应用也在积极探索和拓展。例如,在水泥厂、钢铁厂等工业窑炉中,利用其高温煅烧的条件,将固废替代燃料与煤炭混合燃烧,不仅可以实现固废的无害化、减量化和资源化处理,还能够降低企业的能源成本和污染物排放。此外,在一些集中供热项目中,也开始尝试采用燃煤耦合掺烧固废替代燃料的方式,为城市居民提供清洁、低碳的热能。随着技术的不断成熟和应用经验的积累,相信这一技术在更多领域的应用将取得突破,为我国的能源转型和固废处理提供更多的解决方案。

  公众认知和社会接受度持续提升

  通过政府部门、行业协会和企业的共同努力,公众对燃煤耦合掺烧固废替代燃料技术的认知和社会接受度持续提升。一方面,加强了对这一技术的宣传和推广,通过举办科普讲座、技术展览和媒体报道等多种形式,向公众普及该技术的原理、优势和环境效益,消除公众对固废燃烧可能带来的环境污染等疑虑;另一方面,积极邀请公众参与项目的监督和评估,增强公众对项目的信任和支持。例如,[具体地区名称] 的燃煤耦合掺烧固废替代燃料项目在建设过程中,主动邀请周边居民代表参观施工现场和生产流程,并定期公布环境监测数据,得到了当地居民的广泛认可和好评,为项目的顺利实施创造了良好的社会环境。

  燃煤耦合掺烧固废替代燃料行业在政策的引领下,正朝着技术创新、智能化发展、多元化应用和国际合作等多个方向迈进,未来有望在我国的能源转型和固废处理领域发挥更加重要的作用,实现经济效益、环境效益和社会效益的多赢。

来源:灵动核心

如需转载必须注明来源作者

0 阅读:1
灵境核心

灵境核心

感谢大家的关注