日前,北极星节能环保网从国家发改委获悉:为贯彻落实“十二五”规划《纲要》和《“十二五”控制温室气体排放工作方案》的有关要求,加快低碳技术的推广应用,促进2020年我国控制温室气体行动目标的实现,我们组织编制了《国家重点推广的低碳技术目录》,现向社会公开征求意见。具体技术详情如下:
11 生物质热解炭气油联产技术
一、技术名称:生物质热解炭气油联产技术
二、技术类别:零碳技术
三、所属领域及适用范围:生物质能废弃物处理及资源化利用
四、该技术应用现状及产业化情况
生物质热解炭气油联产技术还处于产业化发展初期,目前已完成从基础研究、小试、中试到工业化示范应用的全过程。现已建成年处理生物质万吨级的热解联产联供分布式能源站6个,应用效果良好。
五、技术内容
1.技术原理
该技术通过生物质移动床对生物质原料进行高温热解,通过燃气燃烧产生高温烟气冲刷热解系统进行强制换热,强化外部热源对热解系统的传热效果,为移动床内部提供稳定、均匀分布的温度场,保障加热设备内部工况稳定。生物质原料在热解管内逐步受热分解,产生高质量的热解气、炭、油三种产品。
2.关键技术
(1)生物质热解气深度净化与提质技术
生物质热解气通过净化塔进行初步净化,除去焦油、酸类等成分,然后在高压循环泵的作用下以雾状从塔顶喷入塔内,雾化吸热,深度冷凝热解气中的可凝成分,实现热解气的深度净化,冷凝富集的醋液则进入醋液收集池;
(2)生物质热解炭定向调控与复合活化技术
利用炭化设备将生物质在高温下深度热解,使碳元素富集在产品中;
(3)生物质热解油分组富集冷凝技术
该工艺分为7级冷凝,可实现液态产物分段富集,提高了不同产物的稳定性。
(4)移动床生物质热解联产联供一体化技术
3.工艺流程
生物质热解炭气油联产技术工艺流程图见图1。
图1生物质热解炭气油联产技术工艺流程图
六、主要技术指标
1. 热解炭热值达26~28MJ/kg,燃气热值为12~17MJ/m3;
2. 碳的综合转化率达80%~85%,能源利用效率达55%~60%;
3. 与传统干馏釜技术相比,系统能耗降低50%。
七、技术鉴定情况
该技术获得国家专利10项,其中发明专利4项,实用新型专利6项。
八、典型用户及投资效益
典型用户:湖北赤壁双丘工业园、湖北鄂州市鄂城区长港镇峒山村
典型案例1
案例名称:双丘工业园炭、气、油三联产项目
建设规模:年处理生物质秸秆1825吨,年生产燃气46万m3,竹炭608吨,竹焦油73吨,竹醋液456吨。建设条件:生物质资源丰富地区。主要建设内容:新建炭化制气生产线。主要设备为烘干制棒设备、炭化制气设备、净化分离设备、1000m³湿式储气柜、输气管网等。项目总投资580万元,建设期为1年。年减排量1700 tCO2,年经济效益153万元,投资回收期约4年。减排成本50~150元/tCO2。
典型案例2
案例名称:峒山生物质热解联产联供示范项目
建设规模:年处理生物质秸秆4万吨,生产生物质燃气约1051万m3,优质炭10512吨,热解油10512吨。建设条件:生物质资源丰富地区。主要建设内容:新建热解多联产生产线及配套管网。主要设备为移动床热解炉主体、热解气分级冷凝装置、燃气内燃机发电机组等。项目总投资6000万元,建设期为1.5年。年减排量3万tCO2,年经济效益836万元,投资回收期为7年。减排成本50~150元/tCO2。
九、推广前景和减排潜力
预计未来5年,该技术占生物质深度开发利用比例将达到30%,可形成年碳减排能力163万tCO2。
12 微电网并网运行及接入控制关键技术
一、技术名称:微电网并网运行及接入控制关键技术
二、技术类别:零碳技术
三、所属领域及适用范围:电力行业微电网领域
四、该技术应用现状及产业化情况
分布式发电/微电网并网运行及接入控制关键技术,包含分布式电源的并网接入和微电网的运行控制技术两方面内容。近年来,随着能源安全和环境污染问题日益突出,为了实现可持续发展,我国政府加大了可再生能源发电及清洁能源利用技术的推广和应用力度。分布式发电是可再生能源利用的重要形式,也是传统大电网的必要补充。作为智能电网的关键技术之一,微电网并网接入控制及运行控制技术具有较大发展潜力。
五、技术内容
1.技术原理
该技术是以可再生能源利用为基础的微网技术。针对分布式电源(微电网)并网点处并网设备冗余、安全维护性差的缺点,通过先进的集成技术,实现保护、通信、电能质量监测、远动、计量等功能一体化。通过区域性系统管理平台(微网领域使用微网运行控制器)实现区域内各类电源的协调运行,不仅增加了可再生能源供给的稳定性,同时也提高了可再生能源的使用效率,为可再生能源高效利用提供了保障,可减少化石能源的消耗,实现碳减排。
2.关键技术
(1)分布式电源(微电网)保护、测控、通讯、远动、电能质量监测、抄表等多种管控功能的集成化应用技术。
(2)分布式电源的管控与即插即用技术
分布式电源的管控与即插即用技术是实现主站对分布式电源的优化调度、管理,以及分布式电源友好并网的基础。该技术构建了基于IEC61850标准的分布式电源并网标准模型,对主站采用标准信息交互接口,分布式电源建成后通过模型一致性测试,即可接入主站接受调度。
(3)基于全景监测技术的多时间尺度分布式电源/微电网协调调度策略
基于各种清洁能源的特点,从环境和经济效益出发,以储能系统作为动态调节单元,采用多能源互补方法实现能量供需平衡。
并网运行情况下,微电网调度控制器按照既定的目标函数(分布式电源最大化利用/峰谷电价策略/储能最优化利用等),实现特定的运行结果。离网运行情况下,微电网调度控制器将以微电网的电压频率稳定为基础,以微电网的长期运行为目标函数,最大时间、最大程度的支撑负荷。
3.工艺流程
分布式能源接入系统相关架构图和微电网系统图见图1,图2。
图1布式电源接入控制系统整体架构图
图2微电网运行控制系统整体架构图
六、主要技术指标
1. 微电网运行控制器
清洁能源利用效率>85%;运行控制周期<2ms;并网点交换功率控制精度<5%。
2. 微电网继电保护
利用基于IEC61850的快速故障隔离技术,保护动作时间小于25ms,保护正确动作率100%。
七、技术鉴定情况
农网分布式发电/储能及微电网接入控制技术研究与应用、智能配电网优化调度关键设备研制及应用项目,2013年通过了中国电机工程学会鉴定。分布式可再生能源/微电网运行控制及接入控制系统相关产品,先后委托电力工业电力系统自动化设备质量检验测试中心、国家电网公司自动化设备电磁兼容实验室、国网电力科学研究院实验验证中心进行了型式试验、电磁兼容试验、61850一致性测试试验等测试与检测。已获得国家实用新型专利3项,软件著作权2项。
八、典型用户及投资效益
典型用户:承德围场御道口、扬州经济技术开发区等。
典型案例1
案例名称:承德围场御道口分布式发电项目
建设规模:一套容量为110kW的村庄模式微电网,含风力发电60kW,光伏发电50kW,储能80kW(128kWh);户用分光储微网4套(共4kW光伏4kW风电)。建设条件:拥有良好的太阳能和风能资源,主要建设内容:新建分布式可再生能源/储能及微电网接入控制系统、分布式可再生能源/储能及微电网监控系统、微电网运行控制关键设备。主要设备为微网并网接口装置、微网区域保护控制装置、微电网运行控制器等。项目投资额20万元,建设期6个月。年减排量8.5tCO2。年经济效益3.2万元,投资回收期约6年。减排成本为200~300元/tCO2。
典型案例2
案例名称:扬州经济技术开发区智能电网综合示范工程—光伏发电并网子项目
建设规模:装机总容量为1108kW,同时配置总容量为250kW×2h的储能系统,选用卷绕式铅酸电池。主要建设内容:建设一种新型智能自愈式馈线自动化处理模块,实现了配电自动化系统故障处理与分布式电源接入的协调配合。通过微电网运行控制系统与配电自动化系统联合调度,以历史负荷曲线、准实时负荷预测曲线、实时光伏预测系统为手段,对微电网内负荷进行监控和管理,在满足电网稳定和电能质量的条件下,动态分配微网内负荷。主要设备为分布式电源智能管控设备、分布式电源并网一体化装置(10KV)、低压分布式电源并网一体化设备(380V)等。技改投资额21万元,建设期6个月。年减排量9tCO2,年经济效益3.4万元,投资回收期约6年。碳减排成本为200~300元/tCO2。
九、推广前景和减排潜力
根据《国务院关于印发能源发展“十二五”规划的通知》,到2015年,分布式太阳能发电达到1000万kW,建成1000个左右天然气分布式能源项目,小水电装机容量1000万kW,保守估计太阳能、天然气、生物质能、风能、地热能、海洋能、资源综合利用发电、小水电等类型能源2015年的装机容量可达2500万kW。预计未来五年,该技术在可再生能源分布式发电应用领域可推广比例为40%,形成的年二氧化碳减排能力为 30万tCO2。
13 生活垃圾焚烧发电技术
一、技术名称:生活垃圾焚烧发电技术
二、技术类别:零碳技术
三、所属领域及适用范围:电力行业生活垃圾处理及能源化利用
四、该技术应用现状及产业化情况
我国年产生活垃圾约3亿吨,其主要处理方式有填埋、焚烧和堆肥。近年来,由于垃圾焚烧处理工艺减量化大、土地资源占用小、可能源化利用等特点,得到迅速发展。目前,全国已建成各类垃圾焚烧发电厂100多座,处理规模已经超过垃圾收运总量的20%。近年来,我国通过引进创新和自主研发成功实现了垃圾焚烧技术国产化,并在我国长三角、珠三角等地区得到推广应用,有效促进了生活的垃圾能源化利用。
五、技术内容
1.技术原理
该技术通过焚烧对生活垃圾进行减量化和稳定化处理,同时将垃圾的内能转化为高品质的热能用于发电。与传统的卫生填埋垃圾处理方式相比,生活垃圾焚烧处理方式不仅减少了垃圾填埋缓慢降解过程中甲烷和二氧化碳的排放,而且在焚烧处理过程中通过能源化利用,起到替代化石燃料的作用,进一步提高碳减排效果。
图1 生活垃圾焚烧发电技术工艺流程图
六、主要技术指标
1.对垃圾热值适应范围:4186~8372kJ/kg;
2.单台套处理规模: 120~750t/d;
3.年连续运行时间:>8000h;
4.负荷适应能力:60%~110%;
5.二噁英:<0.1ng-TEQ/g。
七、技术鉴定情况
“600吨/日型生活垃圾焚烧炉”于2012年获得重庆市科技进步三等奖;“350吨/日型垃圾焚烧炉成套设备”获得2013年重庆市大渡口区科技进步二等奖,已获得国家实用新型专利6项。
八、典型用户及投资效益
典型用户:重庆同兴垃圾焚烧发电厂,武汉市江北西部垃圾发电厂,光大环保苏州能源公司等。
典型案例1
案例名称:重庆同兴垃圾焚烧发电厂项目
建设规模:日处理生活垃圾1200吨。建设条件:垃圾收运体系完善,垃圾收运量能满足项目建设要求。主要建设内容:新建一套垃圾焚烧发电系统。主要设备为锅炉系统、汽轮机、发电机、尾气净化系统等。项目总投资3.15亿元,建设期2年。年减排量8.2万tCO2,,减排成本150~250元/tCO2。年经济效益2625万元,投资回收期12年。
典型案例2
案例名称:武汉市江北西部垃圾发电厂
建设规模:日处理生活垃圾1000吨/天。建设条件:垃圾收运体系完善,垃圾收运量能满足项目建设要求。主要建设内容:新建一套垃圾焚烧发电系统。主要设备:锅炉系统、汽轮机、发电机、尾气净化系统等。项目总投资5.7亿元,建设期2年。年减排量8.4万tCO2,减排成本为150~250元/tCO2。年经济效益3660万元,投资回收期12年。
九、推广前景和减排潜力
随着我国城镇化快速发展,城市生活垃圾收运量每年以近10%的速度增长。同时,随着城市规模不断扩大,土地成本不断上涨,垃圾焚烧发电建成项目数量也快速增长,累计垃圾处理总量的比例在不断增加。预计未来5年,该技术在市政生活垃圾处理领域的推广比例可达30%,日处理垃圾量可达10万吨以上,可形成年碳减排能力765万tCO2。
14 有机废气吸附回收技术
一、技术名称:有机废气吸附回收技术
二、技术类别:减碳技术
三、所属领域及适用范围:石油、化工、印刷、机械等行业有机废气回收处理
四、该技术应用现状及产业化情况
化学行业、纺织行业、汽车行业等在生产过程中会产生各种有机废气,主要包括各种烃类、醇类、酸类、酮类和胺类。有机废气不仅会损害人类健康,造成严重的环境污染,同时也造成了资源的浪费。
目前国内99%以上的塑料软包装印刷、涂敷、涂漆、皮革加工企业的低浓度有机废气都是直接排放的。据不完全统计,国内仅塑料软包装印刷行业运行的干复机、印刷机在1万台以上。国家环保部、发改委和财政部联合印发的《重点区域大气污染防治“十二五”规划》中针对挥发性有机污染物明确提出,要“加强挥发性有机污染物和有毒废气控制。加强石化行业生产、输送和存储过程挥发性有机污染物排放控制”。因此,有机废气的处理技术未来发展的市场潜力很大。
五、技术内容
1. 技术原理
有机废气吸附回收装置采用吸附、解析性能优异的颗粒活性炭、活性炭纤维、蜂窝状活性炭等作为吸附剂,吸附工业企业生产过程中产生的有机废气,并将有机溶剂回收再利用,避免了有机废气对环境的污染,实现清洁生产和有机废气的资源化回收利用。
2. 关键技术
(1)前处理:对有机废气的浓度、风量、温度、含水量等进行前处理,使之达到吸附、解析正常进行的要求;
(2)吸附:采用吸附、解析性能优异的活性炭作为吸附剂,对有机废气进行吸附,根据特定参数定制吸附材料,保证吸附材料较好的吸附、解析性能;
(3)解析:吸附剂饱和后,通过惰性气体、增高温度、真空负压等途径,进行解析;
(4)后处理:可根据回收溶剂种类等实际情况增加溶剂精制等后续处理,防止二次污染的产生并提高回收有机废气的利用率。
3. 工艺流程
有机废气经预处理、增压,进入活性炭吸附器。吸附一定量有机溶剂后,进行解吸;解吸出的溶剂气体、水蒸汽混合物进入冷凝器;冷凝后经气液分离器,使溶媒不凝气重新回到风机前吸附,冷凝下来的混合液经过冷凝器流入重力分层槽;下层较重液体不溶于水,溢流至溶剂储槽由磁力泵打至生产企业。
图1 有机废气吸附回收工艺流程图
六、主要技术指标
1. 有机废气处理浓度在60000mg/m3以下;
2. 净化率可达90%以上;
3. 运行噪声不大于85dB。
七、技术鉴定情况
该技术于2007年通过了中国环境科学学会专家论证会评审;2007年通过了云南省环境监测中心站的检测;2008年通过了天津市环境监测中心的检测。该技术已获得发明专利2项,实用新型专利7项。
八、典型用户及投资效益
典型用户:云南玉溪水松纸厂、天津东大化工有限公司等。
典型案例1
案例名称:云南玉溪水松纸厂活性碳纤维印刷溶剂乙醇回收项目
建设规模:乙醇尾气流量1.54万m3/h的有机废气回收装置,该项目对4条生产线设计安装了有机废气吸附回收装置3套,分别为3厢8芯吸附设备2套、4厢12芯吸附设备1套。项目建设条件:具备冷却水、电、压缩空气等基本条件。主要建设内容:采用活性炭纤维有机废气净化回收装置处理有机废气,回收尾气中的乙醇。主要设备为吸附器、气体过滤器等。项目总投资403万元,建设期90天。年减排量2240tCO2,年经济效益约621万元,投资回收期8个月。减排成本为200~500元/tCO2。
典型案例2
案例名称:天津东大化工有限公司活性炭纤维净化回收甲苯尾气装置
建设规模:甲苯尾气流量3600m3/h的有机废气回收装置,该项目针对甲方的1条生产线,设计安装了有机废气吸附回收装置1套,设计为3厢6芯吸附设备。项目建设条件具备冷却水、电、压缩空气等基本条件。主要建设内容:采用活性炭纤维有机废气净化回收装置处理有机废气,回收尾气中的甲苯。主要设备为吸附器、气体过滤器等。项目总投资120万元,建设期90天。项目年减排量1963tCO2。减排成本为200~500元/tCO2。年经济效益181万元,投资回收期为5个月。
九、推广前景和减排潜力
未来5年,有机废气吸附回收可在全国推广应用达到10%左右,可形成年碳减排能力为750万tCO2。
15 有机废弃物厌氧发酵制备车用燃气技术
一、技术名称:有机废弃物厌氧发酵制备车用燃气技术
二、技术类别:零碳技术
三、所属领域及适用范围:生物质能有机废弃物资源化利用
四、该技术应用现状及产业化情况
我国有机废弃物资源丰富,但能源化利用比例相对较低。有机废弃物能源化利用的主要方式包括焚烧和厌氧发酵两类。其中,传统的厌氧发酵制备沼气技术在我国南方地区已得到广泛应用。该技术是对传统厌氧发酵工艺的改进,并将沼气品质提升用以制备车用燃气,进一步提高能源化利用的品质。目前,有机废弃物厌氧发酵制备车用燃气技术已在我国河南、甘肃、山东等地区得到推广和应用。
五、技术内容
1.技术原理
该技术包含两套独立的工艺系统,分别为高温厌氧发酵系统和沼气净化提纯系统。高温厌氧发酵系统将有机废弃物高效转化为沼气,其池容产气率可达到1.7m³/m³.d,产气效率较传统中温厌氧反应器有较大提高;沼气进入净化提纯系统,利用醇胺分子结构中部分基团的位阻效应,以复合的醇胺作为吸收剂,用于吸收沼气中的二氧化碳,实现沼气的提纯净化。净化后气体中甲烷含量提到到95%以上,满足车用燃气技术指标。
2.关键技术
(1)高温厌氧发酵技术;
(2)改进型醇胺法脱碳净化技术;
(3)原料预处理复配技术;
(4)装置调试技术。
3.工艺流程
有机废弃物高温厌氧发酵系统主要由三部分组成,即原料预处理系统、高温厌氧发酵系统和净化提纯系统,其工艺流程图见图1。
图1有机废弃物高温厌氧发酵制备车用燃气工艺流程图
六、主要技术指标
1.高温CSTR厌氧消化技术,容积产气率达到1.7m3/m3.d以上;
2.甲烷纯度>95%,甲烷回收率>95%;
3.产品气质量达到《车用压缩天然气》(GB18047-2000)标准;
4. 发酵温度:33℃~35℃。
七、技术鉴定情况
该技术于2008年通过青岛市科学技术成果鉴定,并已获得国家发明专利3项,实用新型专利22项。
八、典型用户及投资效益
典型用户:中国节能环保集团公司、贞元集团有限公司、青岛泰能燃气集团有限公司等。
典型案例1
案例名称:河南安阳中丹生物能源大型车用沼气工程
建设规模:日处理有机废弃物497吨,生产车用天燃气7000Nm3/天。建设条件:有机废弃物资源充足,燃气消纳渠道畅通。主要建设内容:新建一套沼气生产及提纯系统。主要设备为2700m³CSTR反应器3座;2000m³干式柔性气柜1座,3000 m³二次发酵池3座,沼气净化提纯系统一套等。项目总投资5500万元,建设期11个月。年减排量8000tCO2,减排成本150~250元/tCO2。年经济效益1164万元,投资回收期为5年。
典型案例2
案例名称:甘肃富民生态农业科技有限公司车用生物燃气工程
建设规模:日处理有机废弃物800吨,生产车用天燃气25000Nm3/天。建设条件:有机废弃物资源充足,燃气消纳渠道畅通。主要建设内容:新建一套沼气生产及提纯系统。 3000m3CSTR独立厌氧反应器4座,3000m3二次发酵池4座,1000m³一体化柔性干式气柜4座,2500m3独立贮气柜2座,沼气净化提纯压缩系统1套等。项目总投资11000万元,建设期14个月,年减排量2.89万tCO2,减排成本150~250元/tCO2。年经济效益2600万元,投资回收期约4年。
九、推广前景和减排潜力
随着我国城镇化进程的加速,餐厨垃圾、城市污泥、屠宰垃圾等有机废弃物产量将不断增加。该技术是有机废弃物资源化能源化利用的重要途径之一,具有广阔的发展前景。预计未来5年,该技术在城市有机废弃物处理领域的推广比例将达到20%,可形成年碳减排能力约60万tCO2。