什么是煤炭发电?
煤炭是一种化石燃料,由保存在水体和泥沙的生态体系中以前死亡的植物生成,死亡的植物在这种环境中可以使其避免被氧化和生物降解,因此可以把其中的碳固定下来。煤炭是一种易于燃烧的黑色或黑褐色岩石,它是一种沉积岩,但并不太坚硬,如褐煤可以被认为是一种变质岩,因为它形成后曾经遭受过高温和高压的影响。煤炭的主要成分是碳和氢,以及少量的其他元素,比较显著的是硫。煤炭是全球发电业应用得最多的燃料,也是最大的二氧化碳排放源,当然,也是气候变化和全球变暖的重要元凶。就二氧化碳的排放而言,煤炭的排放量略高于石油,约为天然气的一倍。煤炭采自地下的煤矿,既可深入地下开采也可以开放式矿坑(露天开采)进行开采。
燃煤发电站
煤炭主要用作发电的固体燃料,通过燃烧产生热量。全球每年的煤炭消耗量资料来源:《WER》,2006;维基百科,2007。约为62亿吨,其中约75%用于发电。2007年,中国的煤产量为28.5亿吨,印度的煤产量约为5.367亿吨,中国电力中的68.7%来源于煤炭发电。美国每年消耗10.53亿吨煤炭,其中90%用于发电。2007年,全球煤炭总产量为68.1亿吨。在用煤炭发电时,首先要将煤炭碎成粉末,然后在锅炉内燃烧。炉子内所产生的热量将锅炉里的水加热成为蒸汽,接着用其驱动涡轮发电机产生电力。在过去的几年中,这一过程的热动力效率已经得到了较大的提高。标准的蒸汽涡轮机的技术远未达到令人满意的程度。在上述过程中,热动力效率才达到35%,这意味着所燃烧的煤炭有65%的热量被排放到周围的环境中——被白白地浪费掉了。老式的燃煤发电站的热动力效率更低,被浪费掉的热能也更高。
从理论上讲,温度与压力的增加可能会获得更高的热动力效率,因此超临界涡轮机概念的出现展现了一种热动力效率可达46%的极高温的锅炉。利用煤炭的另一种有效方式是组合循环式发电机,即热电联供,以及一种MHD顶级循环式发电机。全球大约40%的电力是由燃煤产生的。用已有的技术可以开采出的这种沉积岩(煤炭)的总量可供以目前的消费水平使用300年以上,包括污染大、能量强度低的煤炭种类(如褐煤和沥青煤),而在几十年内,全球的煤炭生产就会达到最大值。
用煤炭发电的一种更具能量效率的方式是使用一氧化物燃料电池或熔融的碳酸盐燃料电池(或任何氧离子转换基电池,在它们燃烧氧时,这些电池的燃料之间没有什么区别)。用这些方式,可以使热动力效率达到60%~85%(直接发电+废热蒸汽涡轮机)。目前,这种燃料电池技术仅仅能利用气体燃料,而它们对硫中毒十分敏感。在用煤炭获得大规模商业成功之前,仅靠这种技术是不够的。随着气体燃料研发的进展,有一种观点认为,可以用氮气作为携带者输送煤炭粉末。另一种观点认为,用水将煤气化,在这种方式中,将氧引入电解液燃料一侧可能会降低燃料端的电压,但也可能极大地简化碳的回收。
碳排放八大行业分别是:发电、石化、化工、建材、钢铁、有色金属、造纸和国内民用航空。
石化、化工、建材、钢铁、有色、造纸、电力、航空八大重点行业被纳入到碳排放权交易的范围,全国大力推广碳交易,碳交易市场将逐步启动。
国家发改委称,未来的碳市场是一个不断完善的体系,将循序渐进式发展,从八大行业配额分配预估来看,排放量差不多将达50亿吨,是全国全口径排放的50%,这已经是全球第一市场规模。
碳排放的危害和影响
1、碳排放会导致全球气候变暖,产生温室效应。
2、还会造成极端恶劣天气,譬如台风、高温、暴雨、泥石流、干旱等自然灾害。
3、加快南、北两极冰雪融化,造成海平面逐年上升。
4、碳排放增加将会危害人们的身体健康和生活质量。
5、碳排放导致气温升高,部分地区出现虫灾,全球粮食生产可能会受到严重影响,产量逐渐下降。
中国碳排放的主要来源是:煤炭(煤炭燃烧碳排放占全国总碳排放六成左右)。
温室气体排放,造成温室效应,使全球气温上升。地球在吸收太阳辐射的同时,本身也向外层空间辐射热量,其热辐射以3~30μm的长波红外线为主。当这样的长波辐射进入大气层时,易被某些分子量较大、极性较强的气体分子所吸收。
由于红外线的能量较低,不足以导致分子键能的断裂,因此气体分子吸收红外线辐射后没有化学反应发生,而只是阻挡热量自地球向外逃逸,相当于地球和外层空间的一个绝热层,即“温室”的作用。
温室气体
导致温室效应的大气微量组分被称为温室气体。H2O和大气中早已存在的CO2是天然的温室气体。正是在它们的作用下,才形成了对地球生物最适宜的环境温度,从而使得生命能够在地球上生存和繁衍,假如没有大气层和这些天然的温室气体,地球的表面温度将比现在低33℃,人类和大多数动植物将面临生存危机。
全球气候变暖的主要原因是由于人类在自身发展过程中对能源的过度使用和自然资源的过度开发,造成大气中温室气体的浓度以极快的速度增长所致。这些温室气体有二氧化碳、甲烷、氧化亚氮(N2O)、氢氟碳化物、全氟化碳和六氟化硫等六类。表1给出了人类活动对一些温室气体变化的影响。
生活垃圾焚烧发电相比比煤发电少排放二氧化碳
生活垃圾焚烧发电时CO2减排总量计算
1.统计数据表明:1千克标煤燃烧发电时需要向外界排放二氧化碳2.493千克。
2.那么,每天处理1200吨生活垃圾用于发电所节约的171.43吨标煤,等于向外界减排的二氧化碳总量为:
171.43×2.493=427.4吨CO2/日=12822吨CO2/月=156000吨CO2/年
3.生活垃圾焚烧时,本身也在向外界排放一定量的二氧化碳。这个数据是多少?
根据国内某厂每日处理1200吨生活垃圾生产实测值排放的二氧化碳量为1.43吨CO2/日=42.9吨CO2/月=522吨CO2/年
4.上述第2项与第3项的差值,即为处理规模为1200吨/日的生活垃圾焚烧发电时的二氧化碳减排量:
156000吨CO2/年-522吨CO2/年=155478吨CO2/年
从以上的分析可以看出,生活垃圾焚烧发电是实实在在的碳减排项目,并且具备“碳排放交易”的基本条件并能为企业带来潜在的碳交易效益。
来源:贤集网