电力系统基础知识.pptx

电力系统基础知识薛 飞自我简介薛 飞工学博士，研究员，博士研究生导师上海市能源研究会理事，复旦大学环境经济中心研究员上海同祺新能源技术有限公司总经理曾任中船重工集团上海齐耀新能源技术有限公司总经理自2002起，从事分布式能源系统的技术开发和工程运用，先后负责和主持了20多项新能源工程项目的设计和建设工作，领域涉及天然气冷热电供能、大型沼气发电、工业余热回收、生物乙醇燃料等。主持的科研课题曾入选上海市科技“启明星”、市科委重大攻关、国防科工委“军转民”、科技部创新基金、国家海洋局再生能源示范等基金，发表学术论文20篇，获专利授权4项。目录一、概述二、生物质分布式能源的特点三、几种主要的生物质分布式能源技术四、相关国家政策五、行业发展趋势一、概述分布式能源的概念 指在用户所在场地或附近建设安装、运行方式以用户端自发自用为主、多余电量上网，且在配电网系统平衡调节为特征的发电设施或有电力输出的能量综合梯级利用多联供设施。——国家发改委《分布式发电管理暂行办法》（[2013]1381号文）【分布式能源的特点】 选址：靠近用户 能效：梯级利用 设备：小型化、清洁化、智能化 燃料：就地取材一、概述我国每年有7亿多吨农作物秸秆剩余物和2亿多吨林地废物与木材加工利用剩余物，未得到充分利用。【分布式能源的一次能源种类】 ◎ 天然气 ◎ 太阳能 ◎ 小型风能 ◎ 氢能 ◎ 小水电 ◎ 生物质能 ◎ 海洋能 ◎ 地热能 ◎ ……转化类型初级产品次级产品直接燃烧热能热能或电力生物转换乙醇燃料沼气燃料、电力热化学转换热解气化热能或电力热裂解液化燃料、化工原料高压液化燃料、化工原料其他转换压缩成型燃料生物柴油燃料制氢燃料二、生物质分布式能源的特点【特点一：与环境治理紧密联系】 填埋气有利于消除安全隐患、改进周边大气环境 畜禽粪污沼气解决规模化养殖的污水问题，保护水资源 污水污泥沼气降低处置成本，消除安全隐患 生物质裂解和颗粒燃料减少农林废弃物在田间焚烧造成的大气污染生物质分布式能源 ≠ 环保工程二、生物质分布式能源的特点【特点一：与环境治理紧密联系】案例：城市生活垃圾焚烧强调生活垃圾的“资源化”，忽视“无害化”，为行业发展树立了错误的目标。日本垃圾发电最多，达149座，但装机效率只有9%，效率之所以较低，反映了项目不同的出发点，即环境保护，而非“以电养电”。附属健康中心焚烧发电厂东京市第23区垃圾焚烧发电厂二、生物质分布式能源的特点【特点二：决定生物质能项目的关键是原料成本】 填埋气技术成熟，成本可控，有大量成功运行的商业化案例 畜禽粪便沼气技术成熟，投资大，存在环保压力，项目以示范为主 污水沼气技术成熟，多作为污水处理的配套工程，成本可控，难以独立商业运行 生物质热解气技术未完全成熟，气体处理工艺复杂，投资大，存在环保压力，示范阶段 生物质颗粒燃料技术成熟，城市应用存在环保压力，以供热为主二、生物质分布式能源的特点【特点二：决定生物质能项目的关键是原料成本】低能流密度的生物质能源需要集约化开发，如果缺乏对资源的详细规划和法制化管理，会造成过度的市场化竞争，导致收益前景不确定，打击投资者的积极性，影响了行业的长远发展。30 km案例：秸秆焚烧 缺乏省市一级和地区一级的规划，并在地方相应的立法中未得到体现，这对新能源资源丰富的省区尤其影响大。二、生物质分布式能源的特点【特点三：项目选址往往靠近资源而不是用户，能源梯级利用有限】 填埋气选址在垃圾场附近，以发电为主，余热应用困难 畜禽粪便沼气选址在养殖厂，余热冬季供应保温和加热，利用率有限 污水沼气选址在厂矿的污水处理站，余热有应用前景 生物质颗粒燃料可以靠近用户选址，但是受城市环保的限制三、几种主要的生物质分布式能源技术1. 生活垃圾填埋气发电技术 生活垃圾经填埋处理后，其中的有机物厌氧发酵，产生填埋气（50%甲烷）。沼气通过机械导排后经过干燥、脱硫，可以作为燃料供发电机组发电。三、几种主要的生物质分布式能源技术【填埋气的产生过程】好氧期：持续时间为几天到数周，产生的主要气体是CO2； 厌氧、不产甲烷期：厌氧分解开始，产生大量的CO2和H2； 厌氧、产甲烷不稳定期：出现甲烷，CO2的产生量减少，H2被耗尽； 厌氧、产甲烷稳定期：气体的成分趋于稳定，通常要达到厌氧稳定状态需1～2年的时间。三、几种主要的生物质分布式能源技术【填埋气的产量预测】时间日填埋量年填埋量填埋气收集流量(Nm3/h)年填埋气收集量(Nm3/y)年甲烷收集量(tCH4/y)发电装机容量（kW）(吨/天)(吨)2011333 121,593 276 2,414,720 869 571 2012346 126,457 355 3,113,299 1,121 737 2013360 131,515 431 3,771,748 1