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如何利用木屑顆粒來挽救煤炭行業(yè)?

來源:新能源網(wǎng)
時(shí)間:2017-04-24 08:33:11
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如何利用木屑顆粒來挽救煤炭行業(yè)?在燃煤電站共燒顆粒將有助于實(shí)現(xiàn)新政府實(shí)現(xiàn)就業(yè)目標(biāo)以及其他積極影響。在大型電站中混合使用美國生產(chǎn)的木屑顆粒燃料與煤,可以維持煤礦開采工作,為另一個(gè)行業(yè)

  在燃煤電站共燒顆粒將有助于實(shí)現(xiàn)新政府實(shí)現(xiàn)就業(yè)目標(biāo)以及其他積極影響。

  在大型電站中混合使用美國生產(chǎn)的木屑顆粒燃料與煤,可以維持煤礦開采工作,為另一個(gè)行業(yè)(林產(chǎn)品行業(yè))創(chuàng)造數(shù)以萬計(jì)的新工作崗位,并刺激美國新制造廠投資數(shù)十億美元。

  通過在粉煤(PC)電站中支持工業(yè)木屑顆粒燃料與煤的共燒,政策將鎖定PC電站的需求,因此保證對(duì)煤的顯著需求。這個(gè)已經(jīng)被證實(shí)的戰(zhàn)略,已經(jīng)在許多其他國家應(yīng)用,證明美國生產(chǎn)煤炭的必要性,肯定了美國煤礦工作。

  特朗普政府應(yīng)該遵循的這一戰(zhàn)略是因?yàn)檫@能夠?qū)崿F(xiàn)煤炭和林產(chǎn)品行業(yè)及環(huán)境的共贏。有許多優(yōu)點(diǎn),包括:

  ·使用現(xiàn)有的發(fā)電站;

  ·比新的天然氣廠的資本成本低得多;

  ·可靠性和無降額;

  ·靈活,基本負(fù)載或按需發(fā)電;

  ·已在許多地方大規(guī)模應(yīng)用;

  ·減少公用事業(yè)對(duì)天然氣的依賴;

  ·降低碳排放;

  ·創(chuàng)造和維持工作;

  ·降低硫氧化物、氮氧化物和汞排放;

  現(xiàn)有電站,頁巖氣革命

  根據(jù)美國環(huán)境影響評(píng)估數(shù)據(jù),美國仍然擁有大于250兆瓦(MW)的運(yùn)行燃煤電站,其中大部分使用粉煤(PC)技術(shù) - 約97%。燃煤電站很容易改造,以使用煤和工業(yè)木屑顆粒燃料的混合物,改造的工廠是可靠的,他們輸出與100%的煤運(yùn)行時(shí)相同的功率。

  在美國,燃煤電站仍然提供超過50%的可用大規(guī)模公共電力發(fā)電(不包括小于250兆瓦的電站)。然而,這正在迅速改變。不是因?yàn)榄h(huán)境要求,而是因?yàn)榈统杀镜奶烊粴猓∟G)。頁巖地層中的水力壓裂已經(jīng)釋放了巨大的儲(chǔ)量和大量的天然氣,導(dǎo)致價(jià)格非常低。頁巖氣產(chǎn)量在過去8年中增長了8倍以上,由于天然氣當(dāng)前和未來預(yù)期的低成本,電力行業(yè)已經(jīng)通過建設(shè)新的天然氣燃料電站,將煤轉(zhuǎn)向天然氣,關(guān)閉老舊的燃煤電站。

  從煤炭向天然氣的轉(zhuǎn)變,給煤礦業(yè)帶來非常巨大的挑戰(zhàn)。如果目前的趨勢繼續(xù)下去,沒有理由不相信,這個(gè)行業(yè)就業(yè)可能進(jìn)一步大幅下降。此外,美國燃煤電站正在老化。大于250兆瓦的燃煤電站的中值年齡是40年 - 90%的大型燃煤電站是27年或以上。

  隨著燃煤電站的老化,由于低成本的天然氣,建立新的燃煤電站的動(dòng)力很小。

  政策改變趨勢

  缺少影響市場的政策,公用事業(yè)將繼續(xù)轉(zhuǎn)移到低成本的天然氣,易于建造、運(yùn)行維護(hù)方便等特點(diǎn),聯(lián)合循環(huán)天然氣電站。

  新的特朗普政府似乎并擔(dān)心可能實(shí)施會(huì)影響市場的政策。問題是:政策的基本目標(biāo)是什么? 在發(fā)電領(lǐng)域,奧巴馬政府的政策目標(biāo)是降低碳排放。清潔電力計(jì)劃(The Clean Power Plan)是為了這個(gè)目的而創(chuàng)建的,但是CPP在特朗普總統(tǒng)任期內(nèi)不可能生存。

  在特朗普政府,一個(gè)明確的目標(biāo)是把工作帶回到工業(yè)中心地帶,特別關(guān)注煤礦業(yè)。 為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),行政部門將必須實(shí)施改變發(fā)電經(jīng)濟(jì)性的政策。有可能公用事業(yè)將選擇維持煤電廠運(yùn)行。以下這個(gè)戰(zhàn)略,將節(jié)省煤炭開采工作,比只用煤創(chuàng)造更多工作機(jī)會(huì)。與從煤轉(zhuǎn)換為天然氣相比,該戰(zhàn)略效益更高。

  通過實(shí)現(xiàn)一個(gè)400兆瓦燃煤電站共燒10%木屑顆粒的話,可創(chuàng)造大約1,757個(gè)總工作崗位,包括乘數(shù)效應(yīng)(直接工作造成的間接和導(dǎo)致的工作)相比于100%的煤,約1,686個(gè)工作。采礦、精煉和通過鐵路和卡車運(yùn)輸煤炭與天然氣的開采和管道相比更為勞動(dòng)密集,天然氣的開采與管道創(chuàng)造了大約576個(gè)工作崗位。而風(fēng)能太陽能電站是工作機(jī)會(huì)幾乎為零。

  如果維持和創(chuàng)造就業(yè)是目標(biāo),那么保持一些煤炭發(fā)電站運(yùn)行的政策將有助于實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。支持共燒戰(zhàn)略將保證對(duì)煤炭(以及因此的煤炭開采工作)有較高的需求。沒有共燒的燃煤電站(像往常一樣),它們的市場逐漸被天然氣發(fā)電取代。但是,實(shí)施共燃的燃煤電站仍然在運(yùn)行,在下圖中使用的示例中,繼續(xù)以90%煤炭需求。

  如果燃煤電站代表25%總煤炭需求,使用10%顆粒和90%煤炭混合燃料,2030年的煤炭需求量估計(jì)為每年1.48億噸,高于沒有政策支持下燃煤電站運(yùn)行。更高的比例將導(dǎo)致2030年對(duì)煤炭的需求更高。上圖顯示了100%的燃煤電站共燒發(fā)電的情況。這種情況雖然不現(xiàn)實(shí),但說明共燒政策可能對(duì)煤炭需求的影響。

  當(dāng)然,政策可能只是側(cè)重于一個(gè)計(jì)劃,來維持燃煤電廠使用100%煤運(yùn)行。但有兩個(gè)重要的原因,特朗普政府應(yīng)該考慮共燒計(jì)劃。第一是更多的工作,和顯著的制造投資。大多數(shù)PC燃煤電廠和許多煤礦地區(qū)也有重要的林產(chǎn)品行業(yè)。紙漿和造紙行業(yè)的穩(wěn)步下降導(dǎo)致全美的紙漿廠經(jīng)營不善,每次倒閉時(shí),成千上萬的工廠、伐木和運(yùn)輸行業(yè)面臨失業(yè)。工業(yè)顆粒燃料可以由進(jìn)入紙漿和造紙廠的相同原料制成。

  每個(gè)每年50萬噸(TPY)顆粒生產(chǎn)廠,在森林項(xiàng)目供應(yīng)鏈中維持大約800個(gè)直接或間接的工作崗位。支持共燒的政策支持兩個(gè)大型和重要行業(yè)的就業(yè):煤炭和林產(chǎn)品行業(yè)。在圖1情況下,美國將需要每年生產(chǎn)約2000萬噸的工業(yè)木屑顆粒,以在這些電站中提供10%的混合燃料。這將是一個(gè)重要的長期需求,將產(chǎn)生數(shù)十億美元的新生產(chǎn)能力的投資。每50萬噸顆粒燃料廠的平均建造成本約為1.25億美元。

  燃煤電站實(shí)際的共燒比例將基于對(duì)電站的壽命分析,以及接近潛在的顆粒燃料供應(yīng)。公用事業(yè)部門希望避免使用較新的燃煤發(fā)電資產(chǎn),并且這種策略提供了一個(gè)途徑,使新工廠能夠在其使用壽命內(nèi)運(yùn)行,同時(shí)在兩個(gè)重要行業(yè)維持和創(chuàng)造工作需求。

  特朗普政府應(yīng)考慮采用共燒方案的第二個(gè)原因是較低的二氧化碳排放。與煤炭共燒的工業(yè)木屑顆粒燃料可降低碳排放量。雖然看起來特朗普政府不會(huì)將碳排放減緩作為任何政策的基礎(chǔ),但在共同戰(zhàn)略的情況下,二氧化碳減排是工作保障、就業(yè)創(chuàng)造和制造業(yè)增長政策的副產(chǎn)品。因此,政府可以因在降低溫室氣體排放方面得到贊揚(yáng),這有助于推動(dòng)實(shí)際政策目標(biāo)。

  結(jié)論

  一個(gè)補(bǔ)償發(fā)電機(jī)約0.007美元/千瓦時(shí)的政策,特朗普政府可以節(jié)省成千上萬的煤炭開采工作,并在整個(gè)工業(yè)顆粒供應(yīng)鏈中創(chuàng)造數(shù)以萬計(jì)的新工作崗位。美國共燒市場的增長,將刺激在美國中心地區(qū)對(duì)新工業(yè)顆粒制造廠數(shù)十億美元的投資。 作為副產(chǎn)品,美國降低了煤炭生產(chǎn)行業(yè)的碳影響。

  在2016年,全球燃煤電站消耗大約1400萬噸顆粒燃料。大多數(shù)國家進(jìn)口他們的顆粒燃料(大多數(shù)從美國和加拿大進(jìn)口)作為其減少碳減排政策的一部分。這是一個(gè)成熟的、低成本的解決方案。美國是主要的顆粒燃料生產(chǎn)國,這是一個(gè)重要的行業(yè),帶動(dòng)數(shù)萬個(gè)就業(yè)機(jī)會(huì)。

  新政府可以與煤炭和林產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)共贏,如果它制定了一項(xiàng)政策,允許顆粒燃料與煤在一些我國的燃煤發(fā)電機(jī)組共燒,可能成為安全可靠的電網(wǎng)的骨干。