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水煤浆末路

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发表于 1970-1-1 08:00:00 显示全部楼层 |阅读模式
本文由 马后炮化工论坛转载自互联网
二十年后,原处的舞台可能不再属于曾经的明星。


2014年下半年的火电上网电价调整中,广东省发改委的一纸通知,把水煤浆发电机组再次拉入发电行业的视野。悄无声息中,这一造价昂贵的发电方式正步入黄昏。


附在通知后的《燃煤发电机组上网电价调整表》里,列出了接入广东省电网所有燃煤火电机组的最新上网电价,其中,南海发电一厂以及汕头万丰电厂的上网电价为0.7338元/千瓦时(不含脱硫、脱硝和除尘电价)。南海发电一厂和汕头万丰电厂是广东仅存的两家水煤浆发电企业。


这份名为《关于降低有关发电企业上网电价的通知》的文件,将广东省燃煤发电企业的标杆上网电价降低了0.012元/千瓦时(含税,下同),也公布了广东省最新的火电上网电价,即降价后的不含脱硫、脱硝和除尘电价的标杆上网电价为每千瓦时0.475元,含脱硫、脱硝和除尘电价的标杆上网电价为每千瓦时0.502元。


这样一来,水煤浆电厂的上网电价成为广东省燃煤火电机组之冠,比火电标杆电价高出0.2588元。这一差距甚至接近宁夏的火电上网标杆电价,宁夏的火电上网电价为全国最低,其标杆电价为0.2791元/千瓦时。


广东省电力行业协会一位专家告诉记者,水煤浆发电在过去被认为是一种清洁发电技术,但是随着超临界、超超临界发电机组以及新能源发电的发展,其原有的环保优势已经越来越小而发电成本却较高,再加上锅炉特性难以兼容,“这个行业很难看到很好的前景了。”


将红未红了二十年,水煤浆这一项被塑造为清洁能源的技术,背负了煤炭清洁发电转型的使命,但是始终力不从心。荣耀褪去,高电价取代环保,成为其最显眼的标签。


对日出口
水煤浆曾是被寄予厚望的新型技术。



这一技术引进中国不久后,凭借其燃煤清洁化的表现,各地政府纷纷发文推广。其落地一开始,就因电厂高造价背负着高电价的质疑。如今,随着仅存的燃油机组即将彻底退役,这一项技术在发电领域亦随之走黄昏。


20世纪70年代的石油危机催生了很多新的能源技术。每逢石油供应紧张时,煤炭就会成为不二之选,煤炭清洁化利用成为最具性价比的选择。煤炭液化、汽化和浆化成为先进工业国家普遍重视的研究课题。水煤浆则是煤炭液化的最佳成果之一。煤炭科学研究总院节能工程技术研究分院副院长何国锋说:“论经济性,水煤炭也是煤炭洁净利用最廉价的实用技术。与煤制油和煤气化相比,水煤浆能用相对较低的成本达到适中的目标。”


水煤浆发电应用最广当属日本。日本水煤浆技术的应用主要针对大型电站锅炉。20世纪80年代中后期开始,日本就在常磐共同火力公司的勿来电厂260吨/小时(以下为:t/h)、1940t/h锅炉进行水煤浆长期燃烧试验并取得成功,是迄今为止世界上最大的燃烧器。


日本曾是中国煤炭主要的出口对象。随着日本水煤浆发电的需求提升,中国开始向日本出口成品的水煤浆。


凭借便利的地理条件,山东成为水煤浆出口大省。此时山东省煤炭产量只占全国的十分之一,但是水煤浆公司数量却占到全国的半壁江山。


当时的业界和地方政府称之为“新能源”。日照市兖日水煤浆公司生产的水煤浆首次出口日本4600吨,一度引起轰动。地方政府推介说,这是当时中国唯一一家制造这种“新能源”的企业。这部分水煤浆由山东日照市5000吨海船运经1100公里至日本北九州,又经400公里转至冈山港。


对日出口水煤浆市场扩大,中国华北地区建立了多个具有相当规模的制浆厂,如兖州厂(中日合资)、北京厂(中瑞合作建设)、枣庄八一厂,年生产能力均为25万吨。此后,全国建成大型水煤浆厂10座,先后完成了动力锅炉、电厂锅炉、轧钢加热炉等炉窑燃用水煤浆的工程试验。


这些厂的水煤浆制浆技术种类很多,基本包括了世界其他国家的所有技术,如浮选煤泥高浓度制浆工艺、水洗精煤高浓度磨矿工艺以及日本水洗精煤中、高浓度混合制浆工艺。


生存至今的大量水煤浆制备厂家亦成为近期市场的重要推手。


政府推广
上世纪90年代,随着日本燃煤火电的市场份额逐步被其他清洁能源蚕食。山东、江苏一带的水煤浆企业把重心放回国内,中国的水煤浆应用市场开始逐渐打开。



水煤浆技术面世时,中国也曾对其寄予厚望。原国家科委攻关项目累计拨款1320万元,原国家计委按“煤代油”政策拿出约4亿元投入水煤浆示范工程建设;原煤炭管理部门也投入资金2亿多元主要用于兖日水煤浆厂和中国矿业大学水煤浆实验基地建设。1996年,时任国家主席在视察水煤浆工作时说:“要把水煤浆作为一个战略问题来考虑。”


除了研发环节,在行业的推动下,政府也积极扶持水煤浆的应用。2000年2月27日,国家科委、经贸委将水煤浆与水煤浆技术列入《当前国家重要鼓励和发展的产业、产品和技术目录》。在2001年出台的《节约和替代燃料油“十五”规划》中,明确提出了到2005年全国节约和替代燃料油1600万吨的目标,并将采用水煤浆技术替代燃料油作为主要技术途径。


水煤浆应用推广的重点是发电。水煤浆在中国一度蓬勃的缘由是曾经反复的能源燃料政策。1979年确定“改烧油为烧煤”的方针。1983年,当时燃油锅炉总容量为754.21万千瓦,每年烧油约1208.75万吨。但是由于油炉和煤炉的根本区别在于一个是用高热值液体燃料,一个是固体燃料。油炉因设计炉膛容积小,燃烧器结构差异,以及煤炉需要储煤、输煤和制粉系统,还要求大面积灰场,因此油改煤工程相当困难。


而用水煤浆代替燃油则是最优的选择。改烧水煤浆后,原有的储运系统可继续使用,其综合成本降低40%。


但地方发展诉求间接推动水煤浆发展。20世纪90年代经济快速发展,电力供应不足,东部沿海地区崛起了一批小火电。这一批小火电和煤代油机组成为水煤浆市场的主力。业内人士分析说,将煤由固体燃料变为高浓度水煤浆这种类似油,但又和油的燃烧特性有较大差异的液体燃料,从某种意义上讲,可以简化油炉改煤炉的工作量。燃烧水煤浆也比燃油更有环保优势。


广东曾为全国缺电最严重省份,见效最快的油电机组是建设的首选。到了90年代中期,即使有了煤代油,中国的燃油锅炉每年的燃油量依然由约1200万吨升至2000万吨。


2005年,中国最大的水煤浆电站在广东投产,即为南海发电一厂。这一电厂现有2台200MW燃油锅炉汽轮发电机组。南海发电一厂是广东燃油机组的典型,于1992年筹建,1997年正式投产发电。电厂原有的1号和2号锅炉系引进美国公司技术。由于国内外燃油市场价格不断上涨,为了降低燃料成本,南海发电一厂通过技术改造,用价格低廉的燃料取代目前使用的燃油。南海发电一厂建设2台670t/h燃水煤浆锅炉,取代了2台670t/h燃油锅炉。


据统计,截至2012年底,全国燃料水煤浆的设计产能突破5000万吨/年,生产和使用量已达3000万吨/年,主要应用于电站锅炉、工业锅炉和窑炉的代油、代煤燃烧,已倾向供大于求。水煤浆产品在商业中的应用只有广东的两家大用户,即南海发电一厂和汕头万丰电厂。


水煤浆技术研发两年后,但至今普及率不高。与全国每年30多亿吨煤炭消耗总量相比,水煤浆用量分别仅为3000万吨和1亿吨。何国锋认为,原因一是以往使用洁净煤的迫切性不强,也缺乏推广政策;二是水煤浆技术不够成熟,存在适用煤种少、工艺水平不高等问题。


市场萎缩
除了政策和技术因素,水煤浆面临的最大挑战是市场和潜在的需求都在萎缩。据业内一位资深工程师介绍,目前大部分的电力设计院已经停止了水煤浆项目的设计,撤销相关科室。电力设计院是行业的核心环节,用哪一种技术、采取何种设备,其具有较大的建议权。



水煤浆企业现在仍然期望通过政策扶持取代相当部分的直接燃煤市场,他们深忧于水煤浆在煤炭所占市场份额之小。而广东电力设计院发电工程公司高级工程师霍强说,水煤浆发电仅有的优势在于取代燃油发电。燃油机组都是历史的“小、老”机组,这些机组在近年已经陆续被关停。


广东电力设计院的相关研究表明,水煤浆发电与普通燃煤发电相比已没有任何优势。水煤浆代替煤粉燃烧,成本要增加,在水煤浆与煤粉的含灰量和含硫量相同的情况下,污染物的排放量和环境效果是相近的。


发电行业的普遍观点为,当燃油锅炉寿命期终了后,电站不可能专门建造燃水煤浆锅炉,因此水煤浆属于特定条件下的过渡性燃料,不可能长期使用。燃油锅炉退役之期,就是其黄昏之时。


广东电力设计院发电工程公司曾对发电锅炉(220t/h)进行燃水煤浆、煤粉、重油、柴油和天然气的经济效益比较,1t水煤浆相当于0.76t煤粉、0.45t重油、0.439t柴油、535m?天然气,燃水煤浆的发电成本略高于煤粉,但远低于燃重油、柴油和天然气,说明水煤浆要在大型电站代替煤粉燃烧的可能性很小,水煤浆在电站上的应用只能放在代替燃油上。


霍强说,就用煤来说,水煤浆用作原料的煤都是好煤、精煤。生产的水煤浆硫分一般在0.35~0.50之间,因此,水煤浆燃烧SO2排放浓度较低,当硫分为0.45时,其S02排放浓度为104mg/m3,燃尘排放浓度为149mg/m3,已经不能满足国家火电厂污染物的排放标准。但在原料煤相同的情况下,燃用煤粉和燃用水煤浆相比污染物排放量和环境效果是相近的,但是水煤浆的耗水量更大。如果燃煤火电机组加装脱硫脱硝装置,那么烟气排放浓度亦会优于水煤浆发电。


现在不得不正视,这一技术为何会被当作“新能源”而大力推广。


政府力捧的“新能源”,其真实的情况是,减轻环境污染是以未经洗选、平均灰分高达28%、未安装脱硫设施的燃煤电厂来进行对比的,而制备水煤浆的煤不仅是挑选含硫低的煤,而且是经过洗选之后的煤。广东电力设计院的试验表明,其实只要用制备水煤浆的煤炭,用于燃煤锅炉,其污染物的排放量与水煤浆是相似的。水煤浆可以做到的,燃煤锅炉同样能够做到,所以水煤浆在减轻环境污染中并没有特殊的优越性。这意味着,除了在发电领域,在小锅炉领域,水煤浆可能也无过多优势。


“对于散煤的管控,我觉得我们最需要的不是制备水煤浆,而是把更多的煤进入洗选环节。”霍强在一次会议报告的最后说。


对于近期掀起的部分企业新一轮水煤浆造势,一位业内工程师说:“当初政府力捧过,也证明了政策力捧不一定管用。国外经验和国内现实都说明,水煤浆注定是一个过渡的产品。相关企业不必再寻求过多的政策支持。”
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