太陽能輔助燃煤機組發(fā)電技術與政策研究

王 瀅 國網(wǎng)嘉興供電公司

太陽能輔助燃煤機組發(fā)電技術與政策研究

王 瀅 國網(wǎng)嘉興供電公司

隨著新型節(jié)能發(fā)電技術開發(fā)力度的不斷加大，太陽能與燃煤互補的發(fā)電形式成為現(xiàn)階段太陽能利用主要方向之一，成為發(fā)電技術研究主要趨勢。鑒于此，本文對太陽能輔助燃煤機組發(fā)電技術及發(fā)電政策的改進進行了相關探討，旨在推動太陽能輔助燃煤發(fā)電技術更快發(fā)展。

發(fā)電技術；太陽能輔助燃煤機組；減排成本模型；政策

前言

目前，我國發(fā)電方式仍以火力發(fā)電為主，電力結(jié)構仍以燃煤機組為主，但火力發(fā)電不僅能源消耗量巨大，而且污染物排放量極大，給能源短缺和環(huán)境造成了嚴重的威脅。為了減少能源消耗，降低污染物排放，大力發(fā)展太陽能輔助燃煤發(fā)電技術成為重要課題。

1.太陽能輔助燃煤機組發(fā)電技術分析

1.1 太陽能輔助燃煤發(fā)電機組集成方案

在太陽能輔助燃煤發(fā)電機組中，太陽能主要是作為輔助熱源來代替原燃煤機組的回熱抽汽加熱鍋爐給水，對于代替的抽汽量是越多越好，而實現(xiàn)全部代替是人們發(fā)展太陽能燃煤輔助機組的最終目標[1]。被太陽能取代的抽汽留在汽輪機中繼續(xù)做功，這樣有利于燃煤消耗量的減少和機組發(fā)電功率的增加。太陽能集熱系統(tǒng)采用定出口溫度模式，隨著太陽輻照強度的變化流量進行自動調(diào)整。

1.2 系統(tǒng)建模與經(jīng)濟分析

根據(jù)太陽能輔助燃煤機組的運行特征與功能用途對這種發(fā)電技術進行分析，采用建模的方法最為直觀和常見。太陽能輔助燃煤機組模型建立包括多種模型，如減排成本分析模型、集成系統(tǒng)減排量模型、能源電力CGE模型、太陽能與燃煤供電分攤模型、系統(tǒng)評價模型、技術經(jīng)濟評價模型等等[2]。太陽能輔助燃煤機組發(fā)電系統(tǒng)的減排成本為發(fā)電系統(tǒng)的單位發(fā)電成本減去純?nèi)济簷C組單位發(fā)電成本，然后再比上純?nèi)济簷C組排放因子與太陽能輔助燃煤機組排放因子之差。將等效焓降引入減排成本計算公式當中，同時為簡化運算，假設每年燃煤量、發(fā)電量都是相同的，年利率也是固定不變的，這樣太陽能輔助燃煤機組發(fā)電系統(tǒng)的減排成本計算公式變?yōu)?/p>

式中，β為投資收益率，M為年運行維護費，F(xiàn)年燃料費，I為總投資，P為煤炭價格，G為年發(fā)電量，r為利率，b為供電煤耗率。當太陽能集成系統(tǒng)位置確定后，有效太陽能供電率的值是確定的，且工況下的變化幅度不大，因而計算過程中往往將其取固定值[3]。這樣經(jīng)進一步轉(zhuǎn)化之后，減排成本計算公式可以反映出太陽能輔助燃煤機組發(fā)電減排成本的主要影響因素，包括單位面積的運行維護費用，投資收益率、集成參數(shù)、設計輻射強度、煤炭價格、太陽能輻射資源等。因而在對太陽能輔助燃煤機組發(fā)電系統(tǒng)進行設計和運行過程中，應對上述各種影響因素予以全面充分的考慮，以實現(xiàn)太陽能互補燃煤機組發(fā)電的經(jīng)濟高效運行。

2.太陽能輔助燃煤機組發(fā)電政策改進

結(jié)合上文分析，太陽能輔助燃煤機組發(fā)電在政策的改進上，應引入規(guī)劃總量機制，優(yōu)化機組集成方案設計，并加強碳稅等相關稅對太陽能輔助燃煤機組發(fā)電的影響分析和各種模型的構建，以不斷改進太陽能輔助燃煤機組設計方案，提升互補發(fā)電系統(tǒng)工作性能與能源利用率。將規(guī)劃總量引入到太陽能輔助燃煤機組發(fā)電的CGE模型之中，主要是將規(guī)劃總量作為模型的外生變量，這需要從經(jīng)濟角度和技術角度出發(fā)，對不同規(guī)劃總量對社會能源需求、經(jīng)濟發(fā)展和居民生活等的影響進行分析，對二氧化碳減排影響進行分析[4]。同時，還要對二氧化碳排放量和機組發(fā)電、供電量進行計算。通過上述內(nèi)容的分析與相關量的計算發(fā)現(xiàn)，太陽能輔助燃煤機組發(fā)電系統(tǒng)的改造新建會增加企業(yè)生產(chǎn)成本與產(chǎn)品價格，會改變用戶需求，且隨著太陽能輔助燃煤機組發(fā)電規(guī)劃總量的增大，二氧化碳排放量減少，而機組發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電供電量上升。此外，當太陽能輔助燃煤機組發(fā)電規(guī)劃總量處于某一固定水平條件下，碳稅的征收會增加企業(yè)生產(chǎn)成本，改變能源及部門需求，導致煤炭需求量和火電需求量大幅下將，主要是因為能源投入要素之間存在相互替代關系，人們可以采用其他要素來代替成本增加的原有能源。因此在發(fā)電政策上要對碳稅影響予以充分考慮。

3.總結(jié)

太陽能輔助燃煤機組發(fā)電技術是發(fā)電行業(yè)一個新的發(fā)展方向，其在減少燃煤消耗量和污染物排放中所具有的作用不可小覷。因此，電力技術人員應綜合考慮各方面因素對太陽能輔助燃煤機組汽輪機、集熱器等裝置進行合理選擇，對發(fā)電系統(tǒng)各模塊進行合理設計，以實現(xiàn)太陽能在發(fā)電領域的高效利用。

[1]毛劍. 太陽能輔助燃煤機組發(fā)電系統(tǒng)性能研究及技術經(jīng)濟評價[D].華北電力大學,2015.

[2]韓中合,王繼選,王營營等. 太陽能輔助燃煤機組碳捕集系統(tǒng)性能研究及技術經(jīng)濟分析[J]. 中國電機工程學報,2014,05:724-733.

[3]胡永生. 太陽能與燃煤機組互補電站熱力特性與集成機理研究[D].華北電力大學,2014.

[4]祁成. 生物質(zhì)與太陽能輔助燃煤發(fā)電系統(tǒng)的經(jīng)濟性分析[D].華北電力大學,2012.