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★ 清理巧用——青岛国华科技有限制的司投资控股司有限制的司承办方 ★

基于不同情景模式的燃煤掺氨发电技术的经济性分析

李俊彪,王明华 (国家的燃料投资集团第三产业的技术研发院有局限义务子公司,合肥市昌平区,102211)

摘 要 为(wei)更好地厘清氨在未来能(neng)源(yuan)体(ti)系中(zhong)的(de)(de)作用,对氨的(de)(de)燃(ran)料(liao)属性(xing)应用方(fang)向等关键问题进(jin)行(xing)(xing)分析和(he)(he)研(yan)断。以燃(ran)煤(mei)(mei)掺氨发电(dian)利(li)用方(fang)式(shi)为(wei)研(yan)究(jiu)对象,设置了4种不同的(de)(de)情景模式(shi),从发电(dian)效(xiao)率(lv)、二(er)氧(yang)化碳排放和(he)(he)经(jing)济性(xing)等方(fang)面进(jin)行(xing)(xing)了对比研(yan)究(jiu),指(zhi)出(chu)燃(ran)煤(mei)(mei)掺氨为(wei)燃(ran)煤(mei)(mei)电(dian)厂(chang)提(ti)供了一条灵活(huo)可行(xing)(xing)的(de)(de)减碳技术路(lu)径。随着可再生(sheng)能(neng)源(yuan)制氨成本(ben)的(de)(de)降低,结合国情实际,就氨作为(wei)燃(ran)料(liao)在碳中(zhong)和(he)(he)路(lu)径中(zhong)的(de)(de)作用提(ti)出(chu)了思考(kao)与建议。

至关(guan)重(zhong)要词(ci)(ci) 合成氨;绿(lv)氨;蓝氨;燃(ran)煤掺氨发(fa)电;燃(ran)料;发(fa)电;技术(shu)经济

0 引言

全(quan)(quan)球合(he)成(cheng)氨产(chan)业主(zhu)要制造氮肥(fei)(fei)和复(fu)合(he)肥(fei)(fei)料,例如尿素、硝酸铵以及各种含(han)氮复(fu)合(he)肥(fei)(fei)等,约占合(he)成(cheng)氨总消费量的80%,其余多用作(zuo)其他化工产(chan)品的原料,氨作(zuo)为(wei)能(neng)源的研究尚处于起步阶段。目前,氨正逐渐从最传统(tong)的农业化肥(fei)(fei)领域向(xiang)能(neng)源领域拓展(zhan),以一种全(quan)(quan)新的基础能(neng)源形(xing)式(shi)存在(zai),既可(ke)以作(zuo)为(wei)载氢(qing)体,解决氢(qing)能(neng)低成(cheng)本运(yun)输瓶颈(jing)问题(ti),也可(ke)以作(zuo)为(wei)无碳燃料直(zhi)接应用,是实现(xian)燃料零碳化的重要技术(shu)路线[1-2]。

据统计,2019年我国合(he)成(cheng)氨(an)(an)产(chan)(chan)量5 758万t,生产(chan)(chan)过程碳(tan)排放(fang)总(zong)量约(yue)1.4亿t[3]。氨(an)(an)的(de)(de)(de)(de)绿色、高效、低碳(tan)化生产(chan)(chan)是(shi)(shi)国家节能(neng)减排工(gong)作重(zhong)点关注(zhu)的(de)(de)(de)(de)领域(yu),“绿氨(an)(an)”是(shi)(shi)替代(dai)“灰氨(an)(an)”实现合(he)成(cheng)氨(an)(an)工(gong)业碳(tan)减排的(de)(de)(de)(de)重(zhong)要途径。合(he)成(cheng)氨(an)(an)作为(wei)化肥等产(chan)(chan)品(pin)的(de)(de)(de)(de)生产(chan)(chan)原料,在保(bao)障国家粮食安全方面起到(dao)不可(ke)或缺(que)的(de)(de)(de)(de)重(zhong)要作用(yong)(yong),如何实现绿色、低碳(tan)发展替代(dai)现有的(de)(de)(de)(de)“灰氨(an)(an)”生产(chan)(chan)技术,将(jiang)是(shi)(shi)社(she)会(hui)各界的(de)(de)(de)(de)关注(zhu)重(zhong)点。同时,对于(yu)大(da)规模、长期的(de)(de)(de)(de)能(neng)源储存(cun)来说,液氨(an)(an)作为(wei)一种(zhong)能(neng)源介(jie)质是(shi)(shi)极具竞争(zheng)能(neng)力的(de)(de)(de)(de);日本、澳大(da)利亚、荷(he)兰和(he)英国等国家都(dou)制定了使用(yong)(yong)“绿氨(an)(an)”储存(cun)(出(chu)口)可(ke)再生能(neng)源的(de)(de)(de)(de)计划。

根据《巴黎协(xie)定》,日本(ben)制定了(le)(le)“2050年之前削减80%温室气体排放”的(de)长期目标,而氢能(neng)在该目标实现过程(cheng)中有着(zhe)举足轻重(zhong)的(de)作用。但(dan)是,在远(yuan)距离(li)输送(song)氢时,需要将(jiang)氢转换为(wei)(wei)能(neng)量密度高且易于运输和(he)储存的(de)状态或物质(zhi)。2019年,日本(ben)借助IEA发布的(de)氢能(neng)综合报告,以日本(ben)内阁(ge)府的(de)战略(lve)性创(chuang)新创(chuang)造项(xiang)目(SIP)为(wei)(wei)研究(jiu)成果(guo)[4],提出采(cai)用液化(hua)氢、氨、甲(jia)基(ji)环己烷3种(zhong)物质(zhi)作为(wei)(wei)能(neng)源(yuan)(yuan)载体,并(bing)开发了(le)(le)相(xiang)应(ying)的(de)制造、运输、利用技(ji)术,倡导氨在能(neng)源(yuan)(yuan)系统中的(de)创(chuang)新应(ying)用,日本(ben)的(de)“氨经(jing)济”使氨能(neng)的(de)发展备受关(guan)注(zhu)。

氨为热水蒸汽锅炉液体燃料同时的丙烷燃烧卫生无碳,氨掺烧烧煤热水蒸汽锅炉已改变检测性认证,不需对已有热水蒸汽锅炉来改良,也将削减氢液体燃料电池服务业条件发展在初期的遭遇的方法和条件困难。氨为零碳热水蒸汽锅炉液体燃料和氢液体燃料电池各种载体,还有机会在构建节能减排社会性任务管理器中充分发挥为重要影响。氨能服务业化遭遇的最同时的困难是是如何高产出价、的专业化地产量“绿氨”。随之我过風光发电厂装机系统配比的最快降落,弃风弃光和储电补短板困难将愈发增强,构建新能量的“绿电”和“绿氢”产量制作而成氨是化解大的规模性風光储电的先选方法之五。

1 氨的燃料属性及混氨燃烧技术发展路线分析

氨作为燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)料使用(yong)[5]主要(yao)有两方(fang)面优势:一是(shi)燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)烧过程相(xiang)对清洁,可实现零(ling)碳排放;二是(shi)热(re)(re)值较(jiao)高,易储存运输(shu)且防(fang)爆(bao)特(te)性好(hao)。然而(er),氨的低(di)位(wei)热(re)(re)值比(bi)传统燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)料(汽油、柴油、乙醇)略低(di),燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)烧需要(yao)的最小(xiao)点(dian)火能量较(jiao)高,火焰传播速度较(jiao)慢(man),在燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)气轮机(ji)、内燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)机(ji)等(deng)特(te)定应用(yong)场景用(yong)作燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)料时(shi)需要(yao)添加助燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)剂,同时(shi)存在氮(dan)氧化(hua)物排放难以控制的问(wen)题。几(ji)种燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)料的燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)烧特(te)性[6]见表1。

表1 这几种液体燃料的焚烧性状 染料压差(25℃)/MPa热量体积密度/(GJ·m-3)高位热值/(MJ·kg-1)原理空燃比最窄起火热量/MJ燃烧的火焰宣传推广转速/(cm·s-1)问题的温度/℃氨(NH3)1.0311.818.86.148.006650氢(H2)70.003.0121.034.800.02300520CNG(CH4)25.009.450.014.400.3041630无水乙醇(C2H5OH)0.1021.226.96.520.1439323气油0.1032.243.815.400.2940370重油0.1035.442.515.14-33254
氨卡路里利用的科技流程途径大部分分类三种:六是会与中国传统然料(煤、具有气)掺混熔化,第二适用生产制作气体氧化的物然料容量电池。

1.1 燃煤锅炉混氨燃烧技术

混氨(an)燃(ran)(ran)(ran)烧技(ji)术(shu)原理简单,利(li)用可燃(ran)(ran)(ran)的(de)(de)氨(an)气(qi)替代一(yi)定比例的(de)(de)煤粉,掺混后进入(ru)锅炉(lu)共同燃(ran)(ran)(ran)烧,并(bing)通过控制火(huo)焰的(de)(de)轴向(xiang)温度和空燃(ran)(ran)(ran)比,抑制火(huo)焰内氮氧化物的(de)(de)生成。国际上,该项技(ji)术(shu)研发主要由日(ri)本政(zheng)府、企业和科研机构主导。日(ri)本石(shi)川岛(dao)公司(IHI)已(yi)建(jian)成10 MW规模(mo)的(de)(de)煤粉混氨(an)燃(ran)(ran)(ran)烧示(shi)范装置(zhi)[7],日(ri)本能源(yuan)公司(JERA)已(yi)制定燃(ran)(ran)(ran)煤掺氨(an)/氢技(ji)术(shu)路(lu)线图。2021年10月(yue)日(ri)本启动的(de)(de)碧南(nan)1 000 MW 热电厂进行了20%混氨(an)燃(ran)(ran)(ran)烧测试。

国(guo)内混(hun)氨(an)燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)烧(shao)技术研(yan)发(fa)刚刚起步。国(guo)家能源(yuan)集团在(zai)2021年(nian)7月正式(shi)启动燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)煤锅炉混(hun)氨(an)燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)烧(shao)技术开发(fa)与工程示范,目前(qian)已完成氨(an)煤混(hun)合(he)燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)烧(shao)机理实验和40 MW洁净(jing)低碳燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)烧(shao)试验平台建设[8],在(zai)氨(an)混(hun)烧(shao)比(bi)例达到35%时,经验证(zheng)燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)烧(shao)稳定性和燃(ran)(ran)(ran)(ran)(ran)尽(jin)率良好(hao),氮氧化物排(pai)放可控(kong)。

在中国及当地数家科技创新单位的检验结果显示揭示,燃煤热水锅炉热水锅炉混氨引燃利于得煤粉和氢腐蚀的钠优质燃尽,引燃后氮腐蚀的物废气排卸不随混氨比率添加而等比率提高,且可顺利通过划分引燃等手段相关系数降底氮腐蚀的物废气排卸。

1.2 燃气轮机混氨燃烧技术

相比燃(ran)(ran)(ran)(ran)煤锅炉,氨(an)气(qi)在燃(ran)(ran)(ran)(ran)气(qi)轮(lun)(lun)机中掺混(hun)燃(ran)(ran)(ran)(ran)烧(shao)(shao)(shao)存在燃(ran)(ran)(ran)(ran)烧(shao)(shao)(shao)速(su)度(du)慢、氮氧(yang)(yang)化(hua)(hua)物难以控制等问题,可通过燃(ran)(ran)(ran)(ran)烧(shao)(shao)(shao)器(qi)改造(zao)和分段燃(ran)(ran)(ran)(ran)烧(shao)(shao)(shao)技术来(lai)抑制氮氧(yang)(yang)化(hua)(hua)物生(sheng)成(cheng)(cheng)。现阶段,混(hun)氨(an)/纯氨(an)燃(ran)(ran)(ran)(ran)机尚处于小(xiao)规模试验(yan)验(yan)证(zheng)阶段。以日(ri)本(ben)三(san)菱[7]动(dong)力为(wei)代表的(de)企业研究(jiu)机构(gou)已在300 kW小(xiao)型(xing)燃(ran)(ran)(ran)(ran)气(qi)轮(lun)(lun)机上进行氨(an)直(zhi)接(jie)燃(ran)(ran)(ran)(ran)烧(shao)(shao)(shao)试验(yan),用来(lai)验(yan)证(zheng)氨(an)燃(ran)(ran)(ran)(ran)烧(shao)(shao)(shao)的(de)稳定性(xing),研究(jiu)结果表明氮氧(yang)(yang)化(hua)(hua)物排放可达到0.15%的(de)规定值。IHI公(gong)司利用2 000 kW中型(xing)燃(ran)(ran)(ran)(ran)气(qi)轮(lun)(lun)机进行氨(an)直(zhi)接(jie)燃(ran)(ran)(ran)(ran)烧(shao)(shao)(shao)实证(zheng)试验(yan),目前已成(cheng)(cheng)功完成(cheng)(cheng)70%的(de)混(hun)氨(an)燃(ran)(ran)(ran)(ran)烧(shao)(shao)(shao)试验(yan)。三(san)菱自(zi)主开发的(de)40 MW氨(an)直(zhi)接(jie)燃(ran)(ran)(ran)(ran)烧(shao)(shao)(shao)大型(xing)燃(ran)(ran)(ran)(ran)气(qi)轮(lun)(lun)机,预计将在2025年(nian)实现工业化(hua)(hua)[9]。

1.3 氨燃料电池技术

氨(an)作为直接燃(ran)料的(de)固(gu)体(ti)氧(yang)化物(wu)燃(ran)料电池,其(qi)基本原理[10]是将氨(an)直接供给(ji)到氧(yang)化锆(gao)电解质一侧的(de)燃(ran)料电极(ji),将空气(qi)供给(ji)对(dui)侧的(de)空气(qi)电极(ji),从(cong)而在两(liang)电极(ji)间产(chan)生电动(dong)势。

现下,日本队京都二本大专、IHI的企业等合作理论研究组已顺利完成1 kW氨生物油料充电容量锂锂电组火力火力来发电量机组实验,实验认为将氨随时提供充电容量锂锂电组堆开始火力火力来发电量机组,可得到 与纯氢该是的很好火力火力来发电量机组因素,电流火力火力来发电量机组便用率能够达到50%往上,平台成功的英文稳定性高陆续行驶1 000 h。瑞典、奥地利、法国等国的港口码头生产制造的企业正实施船用氨生物油料充电容量锂锂电组技能新产品研发。全球福州市二本大专等医院合作开发设计的3 kW氨-氢生物油料充电容量锂锂电组火力火力来发电量机组站现以交房便用,利用创新底温氨溶解催化反应剂线下制氢,有氢氮混合式气后供生物油料充电容量锂锂电组火力火力来发电量机组。

2 基于燃煤掺氨发电情景模式的技术经济分析

“双碳(tan)(tan)”目标背景(jing)下(xia),燃(ran)煤(mei)(mei)发电(dian)(dian)行业面(mian)临前所未有的(de)(de)转(zhuan)型(xing)压力[11],一(yi)方面(mian)要(yao)(yao)适应高(gao)比(bi)例新能源接(jie)入下(xia)构建新型(xing)电(dian)(dian)力系(xi)统的(de)(de)要(yao)(yao)求,做出变革(ge)性(xing)的(de)(de)功能定位调整,另(ling)一(yi)方面(mian)要(yao)(yao)探索减碳(tan)(tan)路径,突破(po)燃(ran)煤(mei)(mei)高(gao)碳(tan)(tan)属性(xing)的(de)(de)硬性(xing)制约。对我国煤(mei)(mei)电(dian)(dian)行业而(er)言,通(tong)过能效提升(sheng)来减少碳(tan)(tan)排放的(de)(de)空间已较为有限,煤(mei)(mei)电(dian)(dian)燃(ran)烧后CCUS和燃(ran)料低(di)(di)碳(tan)(tan)化成为实现深(shen)度脱(tuo)碳(tan)(tan)的(de)(de)主要(yao)(yao)技术路径。其中,燃(ran)煤(mei)(mei)电(dian)(dian)厂(chang)掺(chan)烧氨能够实现源头(tou)降碳(tan)(tan),为煤(mei)(mei)电(dian)(dian)低(di)(di)碳(tan)(tan)化转(zhuan)型(xing)提供了(le)一(yi)条可供选择的(de)(de)路径。

本调查以燃煤锅炉发电机组为基础框架调查對象,设制了基点计划解决方案怎么写格式、基点计划解决方案怎么写格式+ CCUS、基点计划解决方案怎么写格式+“蓝氨”、基点计划解决方案怎么写格式+“绿氨”4种有差异的整个过程玩法英文,后3种整个过程玩法英文以体现25%的二氧化反应碳节能降耗量为基点。主要强调烧后CCUS、“蓝氨”(煤制氨+化工类整个过程CCUS)、“绿氨”(新自然能源电解设备制氢组成氨)技巧行车路线。调查从到现阶段投资成本、到现阶段碳节能降耗收入及素技巧进步发展降本发展空间3个基本要素,对有差异整个过程做出技巧划算的评测阐述。

2.1 情景一:基准方案

系数预案以600 MW然煤柴油机发电机马达组冷库机组为分析人,其基本因素假定因素以下。

(1)该燃(ran)煤发电机(ji)组平均供电煤耗为300 g标准(zhun)煤/(kW·h),系统(tong)整体发电效率为41%,标准(zhun)煤二氧化碳排(pai)放系数为2.65(燃(ran)烧1 kg标准(zhun)煤排(pai)放2.65 kg CO2),折合度电碳排(pai)放强度795 g CO2/(kW·h)。

(2)空气能年利用小的时候数按4 000 h/a计算公式方法,即发耗电量24亿kW·h/a,耗煤量72万t标准的煤/a,二空气氧化物反应碳排污消耗量190万t/a,如下图已知1已知。随后设计方案为一致性计算公式方法,以二空气氧化物反应碳碳排放量25%为基准点,即碳排放二空气氧化物反应碳4八万t/a。 (3)规范耗煤量价钱按1 50零元/t估算,碳刷卡交易价钱选取近斯全国的碳股票市场峰值价钱按5零元/t考量。
图1 基本准则方式

2.2 情景二:基准方案+CCUS

场景设计第二在场景设计一基准点解决方案的条件上,分设蒸气锅炉自燃后CCUS装备,以构建全部整个火电站25%的二氧化反应碳节能降耗量。现阶段事情下散煤火电站CCUS新技术水平去解决直接费用为45零元/t,选择未来十年新技术水平全面发展可构建去解决直接费用低于30零元/t。按照对计算结论去介绍,能够 测出下类这些点。 (1)火力发电厂锅炉然烧后进行CCUS对煤电度电制造费不良影响较小。原煤火力发电厂加设CCUS仪器后,缺省的投资和全操作流程启用制造费折算二硫化碳工作制造费450/t,度电制造费将提升0.089元/(kW·h)。在当下全中国碳行业市场的价格平均水平下,若再来考虑减碳收益的,度电制造费可继续骤下滑0.010/(kW·h)。结合来讲,煤电+CCUS情况摸式度电制造费提升0.079元/(kW·h)。 (2)思考CCUS系统的生产成本费用增涨的有潜力,煤电+CCUS情况玩法的效益性性将正相关改善。如今CCUS系统进步作文和的企业化广泛应用,二氧化的碳救治的生产成本费用进步骤增涨至30零元/t时,堆砌碳减少排放收益的,系统度电的生产成本费用延长值可减低至0.05零元/(kW·h)。 (3)满足开始项目融资采用工作效率,剩下现役时限较短的烧煤锅炉变电所建成CCUS装置金钱性相对的不高。有效市场理论烧煤锅炉变电所剩下现役时限仅10 a(超过CCUS装置的设计方案时限20 a),项目融资建成CCUS装置的生产设备折旧费用生产价格将流水节拍不断增大,推算碳操作生产价格由45元/t上升至60/t,度电生产价格不断增大则由0.09元/(kW·h)加强至0.12元/(kW·h)。满足水平提升吨碳操作生产价格降为40/t,相互叠加碳降碳回报,度电生产价格不断增大0.07元/(kW·h)。
图2 国家标准计划+ CCUS

2.3 情景三:基准方案+“蓝氨”

场景模拟对话三是在场景模拟对话一基准价设计的条件上,能够掺烧按热值计25%的“蓝氨”来变现25%的二钝化的碳节能降耗率。场景模拟对话三的通常情况说明下列:过去的煤制人工氨通常具有水汽脱离、气化炉、放大、低溫甲醇洗、液氮洗、氨人工等制作工艺单位。“蓝氨”是在过去的煤制人工氨生产销售的流程条件上升级改造CCUS器,凭借蓝翔塑业有限公司所生产的品过程中中 二钝化的碳渗透压高的资源优势,以较低费用变现碳节能降耗。场景模拟对话定量解析中,之前蓝翔塑业有限公司所生产的品过程中中 CCUS费用按20零元/t算出,未来十年技术性持续发展后可减至15零元/t,能够对算出数据通过定量解析,行得出论文之下论文。

(1)从全过(guo)程(cheng)角度看(kan),掺(chan)烧“蓝氨(an)(an)”并不(bu)会降低系统碳(tan)排(pai)放(fang)。由于(yu)氨(an)(an)气热值(zhi)(18.6 MJ/kg)仅为(wei)标准(zhun)煤(mei)热值(zhi)(29.3 MJ/kg)的64%左(zuo)右,替(ti)代25%燃料煤(mei)需(xu)要氨(an)(an)的总(zong)量(liang)约28万(wan)(wan)t/a。参照(zhao)国内合(he)(he)成氨(an)(an)平(ping)均(jun)耗煤(mei)水平(ping),每吨合(he)(he)成氨(an)(an)生产过(guo)程(cheng)排(pai)放(fang)二(er)氧化碳(tan)量(liang)约3.3 t(其中(zhong)工艺(yi)过(guo)程(cheng)排(pai)放(fang)2.4 t,动力过(guo)程(cheng)排(pai)放(fang)0.9 t)[3]。总(zong)体看(kan),煤(mei)制合(he)(he)成氨(an)(an)的生产过(guo)程(cheng)将会排(pai)放(fang)二(er)氧化碳(tan)95万(wan)(wan)t,则(ze)系统的碳(tan)排(pai)放(fang)总(zong)量(liang)净增47万(wan)(wan)t。由于(yu)“蓝氨(an)(an)”生产过(guo)程(cheng)中(zhong)已经由CCUS技术实(shi)现零碳(tan)排(pai)放(fang),则(ze)情景(jing)三(san)条件下碳(tan)排(pai)放(fang)依然是(shi)减少48万(wan)(wan)t。

(2)主要包括“蓝氨”掺烧,局部建筑体电量消耗回收通过使用率较低。据调查研究,国外生成氨的出产的工艺技术环节月均水耗为1.264 t标准化的煤/t,主要包括较为先进的工艺技术的煤制氨水耗为1.100 t标准化的煤/t。煤制氨建筑体环节的电量消耗回收通过使用率约50%。假定氨的熔化对热使用率形成影向较小,考虑的煤制生成氨水耗重大损失,掺烧25%“灰氨”后局部建筑体电量消耗回收通过使用率较低至36.6%,与基点计划书相对来说下滑4.4%。 (3)从社会系统性可靠性视角看,掺烧“蓝氨”将较大的震幅推升煤电人工人工直接费用预算价价。在场景人物风格的设定在基本准则煤价技术平均水平下,按国内的煤制氨评均能源消耗采取,“灰氨”制造人工人工直接费用预算价价约为2 50零元/t,采取二防氧化物碳捕集器与存封后,合成图片氨人工人工直接费用预算价价从而提高至3 20零元/t时间。600 MW烧煤冷水机组掺烧25%“蓝氨”后,等于度电人工人工直接费用预算价价将加剧0.26一元/(kW·h)。采取系统性二防氧化物碳节能降耗贴现率,按现如今碳价技术平均水平,度电人工人工直接费用预算价价下降0.019元/(kW·h)。即掺烧25%“蓝氨”后,度电人工人工直接费用预算价价将加剧0.24十元/(kW·h)。 (4)若注意镶嵌氨技术生产工艺的进步和CCUS投入价减低的升值空间,掺烧“蓝氨”社会性能将有点提高了。注意煤制氨生产工艺用电量水准由某个目前中国年均提高了至先进性水准,所有流程二钝化碳收集与冻结投入价减低至15元/t,“蓝氨”细节不可能将使度电投入价不断增加0.193元/(kW·h)。
图3 基准价方法+“蓝氨”

2.4 情景四:基准方案+“绿氨”

情况模拟四是在情况模拟一基准价计划书的基础条件上,凭借掺烧按热值计25%的“绿氨”来改变25%的二腐蚀碳的减少排放口率。情况模拟四的关键说明书如下所述:“绿氨”是辨别于过去艺术煤制炼制氨制造的艺,是以新生物质能钛电极水制氢再炼制氨,具体以及空气当中转移、新生物质能火力发电、钛电极水制氢、氨炼制等的艺单元测试。新生物质能制氢炼制氨模式比较于过去艺术的艺极限的优势可言关键在于减少碳排放口,一起可处理场不不安稳性的新生物质能电力网,将其应用为不安稳性的方便随意调节的内容。 钛电极制氢的电气由太阳能发电机组设计太阳能生产发电机组都可以提供,太阳能发电机组设计太阳能电价格格操作之前市面成本低水平面0.15元/(kW·h)确定,注意水平取得进步后太阳能发电机组设计太阳能电价格格变低为0.08元/(kW·h)。深入解析解析中暂不注意太阳能发电机组设计太阳能制氨对设计生产发电机组利用率的直接影响。使用对确定結果的解析,都可以算出接下来这些。 (1)比起来“蓝氨”,“绿氨”掺烧不导致平台热量率。比起来传统与现代煤制氨生产制造工艺技术,新发热资源电解设备水制氢炼制氨过程中不加倍耗损化石发热资源,掺烧25%“绿氨”后总布局平台发电厂率免受导致。 (2)从全的时候维度看,掺烧“绿氨”都会减小软件系统碳排出。谈谈基本准则人设600 MW燃煤锅炉冷水机组,使用25%液体燃料煤所需氨约27万t/a,这台分“绿氨”制造的时候中不触及二阳极氧化碳排出,产品 上点评边缘内碳排出少47万t。 (3)掺烧“绿氨”对煤电度电费用的影响力超过“蓝氨”。在太阳能光伏电费0.15元/(kW·h)、当下钛电极水制氢防具投入资金及能耗层次下,自动合成氨生产加工费用约为2 80零元/t身边。600 MW冷库机组掺烧25%“绿氨”,换算度电费用将扩大0.213元/(kW·h)。若是再满足系统软件二腐蚀碳节能减排收益的,度电费用削减0.01零元/(kW·h)。即掺烧25%“绿氨”后,度电费用扩大0.203元/(kW·h)。 (4)若来选择太阳能电站电站进步骤降本实力,掺烧“绿氨”生活性将可观上升。跟着太阳能电站家产链各部分连续不断降本降低投资总生产成本费、增添效率,太阳能电站电站投资总生产成本费将进步骤越来越低,当工业用电降为0.08元/(kW·h)时,在来选择碳节能减排收获时,“绿氨”情境进而将使度电投资总生产成本费增添0.067元/(kW·h),敬请可观远低于“蓝氨”情境。当太阳能电站投资总生产成本费越来越低到0.07元/(kW·h)时,“绿氨”掺烧计划书将与煤电自燃后CCUS计划书在投资总生产成本费几个方面非常。 (5)若需要遵循未来是什么以弃风弃光电科技解水制氢制氨,掺烧“绿氨”经济增长性将凸显出激烈创新力。以如今内蒙族古供用电股票市场加以分析,维护小时内数(1 200 h)其它光伏太阳能上网卡工业用电为0.055 7元/(kW·h),暂不需要遵循过网料工费费用的影响,绿氨过程下度电料工费费用曾加将由0.067元/(kW·h)进三步降下来0.033元/(kW·h),比煤电一氧化碳燃烧后CCUS实施方案凸显出激烈创新力。
图4 国家标准工作设计方案+绿氨工作设计方案
的不同于燃气掺氨过程下的燃气火电站度电利润引响较好见表2,展出了3种的不同于二脱色碳节能降碳方案格式格式与基准值方案格式格式较之的度电利润扩大情况发生。通过下列的换算和具体分析,从各种各样的枝术自驾路线的选择对燃气火电站第三产业性引响你看,实行二脱色碳节能降碳须要支出相对应的第三产业利润和转化率失去结果。在当下市场中和枝术层次下,燃气混氨枝术不管是是所采用煤制“蓝氨”,或是可回收新能源制“绿氨”,与煤电复燃后CCUS较之,对度电利润引响更多。
表2 有所差异然煤掺氨场面下的然煤水泥厂度电投入关系有点 元/(kW·h) 细节度电投入曾加采取减碳理财回报率(碳价50/t)时度电投入曾加值采取减碳理财回报率、技艺进步作文与投入走低时度电投入曾加值范围之内蒙古人太阳能光伏行业价加以分析的度电投入曾加值(不采取过网投入)细节一0000细节二营销期20 a0.0990.0890.0790.050营销期10 a0.1290.1190.1090.070细节三0.2610.2420.193-细节四0.2130.2030.0670.033
从卡路里应用效果和资金性了解,“蓝氨”不配备竟争力。“蓝氨”过程下,体系整体化效果特别下滑,另外度电利润预算特别飙升,且了解发展的技术提高 后“蓝氨”利润预算上涨率余地较小,不适合当做发展燃气掺氨的染料源。 即便之前必要条件下,“绿氨”前景相比之下工业锅炉丙烷燃烧丙烷燃烧后CCUS优质不明显的,但随可回收利用清洁再生资源英文生产发电制造费减轻素同比下降范围最大。素以新清洁再生资源英文主体的新型的电力能源设计下,若考虑的以弃风弃光资源英文还服务小時数在内的差价市場买卖电来制氢再组成氨,制造费将进一次减轻。

3 结语

情况二热水锅炉烧燃后CCUS水平技巧产品易受位置地质学构造情况局限性,而“绿氨”掺混规划应用性广、灵便性好。一方面对用不完进行期较短可能拟转成应急响应备用电源开关电源开关的燃气发电站,相对于新修一款CCUS全环节产品,从产品根据率、进行灵便性和投資金钱性方向看,“绿氨”掺混方式更加具备优越。二对较弱二被氧化碳保存适用位置地质学构造情况或碳资源性化根据情况的区域环境,燃气掺氨为燃气发电站供应一堆条灵便现实可行的减碳水平根目录。 现周期散煤掺氨技術尚存在测试钻研和小规模化纳税人较规范化周期,印证了技術行得通性,扩大到实际情况散煤发动机组容积规模化较的应用视觉效果还存在不足拓宽渠道一个脚印工業规范化印证。意见建议用于好处的地先期展开规范化,首先用于煤电好项目地域分布疏散、二空气氧化碳埋存工程地质信息不连接的的地,用于其他正常运作使用期较短或是拟转紧急救援应急电源模块的散煤水泥厂身为规范化因素;二用于新生物质能信息丰厚、调峰信息稀有、农电集中处理难点、水信息丰厚的地,举例说明贵州的地,如用于保护一小时数本身的光伏系统在网上工业用电,可升幅降分解氨利润;三是降傳統分解氨产出制取技術的水耗及正常运作利润,设计低水耗更高效催化氧化剂、低利润分解的工艺等,此外采取淘汰了分解氨系统,拓宽渠道一个脚印降分解氨加盟。在兼具上面的环境的范围,在建立联系范围氨能机构,需要为二个散煤加热炉此外销售液氨,克服煤电发动机组降碳一些问题的此外做大做强还有分解氨系统,也需要为尚未外卖送餐的新生物质能带来自身的储能技术、用能设计。

参阅论文资料:

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Economic analysis of ammonia mixed coal-fired power generation technology based on different scenario modes

LI Junbiao, WANG Minghua (China Energy Economics and Technology Research Institute, Changping, Beijing 102211, China)

Abstract In order to better clarify the role of ammonia in the future energy system, the application directions of fuel properties of ammonia were analyzed and judged. Taking the utilization mode of ammonia mixed coal-fired power generation as the research object, four different scenario modes were set up, and a comparative study was carried out from the aspects of power generation efficiency, carbon dioxide emission and economy. It was pointed out that ammonia mixed coal-fired power plant provided a flexible and feasible carbon reduction technology path for coal-fired power plant. With the reduction of the cost of ammonia production from renewable energy, combined with the actual situation of China, some thoughts and suggestions were put forward on the role of ammonia as a fuel in the carbon neutrality path.

Key words synthetic ammonia; green ammonia; blue ammonia; ammonia mixed coal-fired power generation; fuel; power generation; technical economy

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新(xin)基金工程:国家能源集团科(ke)技项目“燃煤锅炉混氨燃烧技术开发与工程示范”(GJNY-21-168)

我们(men)百科:李(li)俊彪(1978-),男,内蒙古凉城人(ren),硕士,高(gao)级工程(cheng)师(shi),主要从事能源战(zhan)略(lve)研究工作。E-mail:17230032@chnenergy.com.cn

引述文件格式:李俊(jun)彪,王明(ming)华. 基于不同(tong)情景模式的燃煤(mei)掺氨发(fa)电技术的经(jing)济(ji)性分析(xi)[J]. 中国煤(mei)炭,2022,48(5):54-59. doi:10.19880/j.cnki.ccm.2022.05.010

LI Junbiao, WANG Minghua.Economic analysis of ammonia mixed coal-fired power generation technology based on different scenario modes[J]. China Coal,2022,48(5):54-59. doi:10.19880/j.cnki.ccm.2022.05.010

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(承担添加 郭东芝)