1吨=240度?除了燃烧,它还能这样发电!
1吨=240度?除了燃烧,它还能这样发电!
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二十大报告中提出
积极稳妥推进碳达峰碳中和
立足我国能源资源禀赋
坚持先立后破
有计划分步骤实施碳达峰行动
近日, 中国海油首个LNG(液化天然气)冷能利用(发电)项目顺利完成首根桩浇筑。 该项目依托浙江LNG二期工程已建的一台分体式IFV(该设备为“三新三化”国产化设备),建设一套国产5兆瓦透平膨胀发电装置, 预计发电功率约为1806~4188千瓦。
什么是LNG冷能发电技术
LNG是天然气经过脱酸、脱水等低温工艺冷冻液化而成的低温液体混合物,其温度处于远离环境状态的深冷状态。在LNG接收站,需将LNG通过气化器气化后供生产、生活使用。
从制冷的角度来说
LNG冷能属于一种深冷能源
具有很高的利用价值
1吨 LNG气化时能释放的冷量
约 830千焦/千克
LNG冷能利用 指在将 高压低温的LNG 转化为常温天然气时,回收储存在 LNG中的冷能 的技术。在目前回收LNG冷能的诸多方法当中,利用 LNG冷能发电 是应用较多、技术较为成熟的方法。
我们所熟知的发电技术以热能发电为主,利用专业设备和技术,通过高温与低温的温差所产生的热将移动的热能转变成电能。
冷能也能用于发电。 LNG冷能发电技术主要是利用 LNG与环境状态之间的温差 ,驱动 蒸汽动力循环 或者 气体动力循环 来带动电动机生产电能。
优点: 能够就地消化LNG气化释放的冷能,受外部条件限制也较小,且电能又可同时利用到接收站用电需求中,冷能与电能的供需匹配度较高。
常用的冷能发电工艺 有直接膨胀法、二次媒体法、联合法、混合媒体发电、布雷顿循环法等。
每1吨LNG可利用的冷能发 电 折合电量约为240千瓦·时
LNG在气化为天然气的过程中会释放出 大量的冷能 。传统方法通过海水加热来气化LNG,会导致LNG中的 冷量 白白流失。与此同时,加工过程中释放的二氧化碳得不到平衡,还会影响 大气环境 。若LNG拥有的冷量能以100%的效率转化为电力, 每1吨LNG可利用的冷能发电折合电量约为240千瓦·时(度)。
中国承诺
在七十五届联合国大会上,中国承诺二氧化碳排放2030年左右达到峰值并争取尽早达峰,单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降60%-65%。随着“双碳”目标的提出,中国需要在2020年到2060年这40年间,碳排放从每年的160亿吨降低到几乎不排放。
按照我国2021年进口LNG 7700万吨 来计算,若冷能回收利用率和电价按3 0%和0.5元/千瓦·时 测算,可利用能量折合约 55亿千瓦·时 ,直接经济价值可达 27.5亿元 ,减排二氧化碳约 446万吨 。
如果以发电形式回收利用这部分冷能,可以提高LNG再气化终端的能源效率,提高LNG供应链的经济效益,增加企业收益,有利于促进LNG产业链绿色低碳发展。
日韩美技术较为成熟 中国尚处于初级阶段
世界上LNG冷能发电技术较成熟的有日本、韩国、美国等发达国家,印度等发展中国家也已开始注重冷能在发电上的应用。
1979年由大阪燃气在全世界首次实现了装置的商业运行,目前拥有共计约20套发电装置(发电功率从0.13兆瓦到9.4兆瓦不等)。美国、法国的LNG冷能发电设备制造技术也走在世界前列。
印度达波尔电厂和LNG接收站均由美国安然公司投资,安装美国GE公司740兆瓦的联合循环机组1套,于1999年初投产,设计每年使用230万吨LNG,工作时间约7500小时。波多黎各Eco Electrica电厂也由美国安然公司投资建设,这两个电厂主要利用LNG的冷能进行发电。
我国LNG冷能发电技术研究及应用仍处于初级阶段,但随着我国集中大规模引进LNG,我国的LNG冷能发电利用技术也取得了一定的发展。其中 上海LNG和新奥舟山LNG率先涉足LNG冷能发电领域。
上海LNG项目储罐扩建工程
上海LNG项目储罐扩建工程冷能发电装置位于上海洋山港LNG接收站内,占地约1400平方米,是国内第一个将LNG冷能应用于发电的项目,冷能发电装置LNG气化规模为205吨/小时,年发电量达到 2400万千瓦·时。 项目主设备分体式IFV(中间介质气化器)及透平膨胀发电机组均由国外制造商提供,目前项目正在建设中。
青岛LNG接收站
青岛LNG接收站也开展了包括冷能发电在内的冷能利用综合项目前期研究。青岛LNG接收站冷能发电项目拟用附近化工企业热水作为LNG热媒以提高换热效率,并通过青岛LNG接收站海水排水系统排放换热后的冷水。
浙江LNG冷能利用(发电)项目
中海油气电集团浙江LNG冷能利用(发电)项目依托浙江LNG二期工程已建的一台分体式IFV(该设备为“三新三化”国产化设备),建设一套国产5兆瓦透平膨胀发电装置,将最终实现以丙烷为中间介质、额定气化能力为 175吨/小时 的低温有机朗肯循环的冷能发电功能,预计发电功率约为 1806~4188千瓦。
冷能利用产业将迎来 跨越式发展机遇
早在“十二五”期间,国家能源局就提出将LNG接收站冷能利用纳入LNG项目核准评估内容,与接收站同步建设,减少对海水生态环境的影响,提高能源综合利用效率,实现节能减排和提高能效。“十三五”期间,国家能源局再次强调要加大LNG冷能利用力度。
“十四五”时期,预计我国节能减排工作仍将坚持降低能源消耗强度、减少主要污染物排放总量、合理控制能源消费总量相结合,继续加快建设资源节约型、环境友好型社会。在此期间,我国仍将大规模进口LNG, 为相关冷能利用产业提供了跨越式发展机遇。
在国内目前已建的冷能发电项目中
上海LNG冷能发电项目 可减少接收站四分之一的用电成本,减少标煤约7000吨/年,减少碳排放约1.87万吨/年。
浙江LNG冷能利用(发电)项目 ,预计年净回收电能约2000万度,所发电能折标煤约6500吨/年,减少碳排放约1.63万吨/年。
“ 这些项目的落地对于切实落实碳达峰、碳中和行动方案具有实际意义,是积极实现降本增效、提升低成本竞争能力的有益尝试,不仅以冷能技术创新实现企业降本增效,进一步延长了LNG产业链,对冷能发电乃至冷能利用技术在各接收站的工程化推广应用起到极大的促进作用,具有良好的社会和经济效益。”
展望天然气“十四五”规划
清洁低碳转型仍是我国能源转型的主线
能源消费仍将保持稳步增长势头
相关的产业政策和行业标准将有望更加完善
这将进一步推动
LNG冷能利用产业的高质量发展
通过LNG冷能发电项目不断应用推广
为碳达峰、碳中和的一条创新路径
本文来源 | 碳客Lab
本文 作者 | 李君 王勇 胡苏阳 叶凯伦
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