太陽能輔助燃煤機組發(fā)電技術與政策研究.pdf

1、為了應對氣候變化，世界各國都把提高能源效率和減少化石能源消耗作為其重要的能源政策。中國由于能源稟賦，電力生產中燃煤發(fā)電所占比例較大，電力工業(yè)面臨較大的節(jié)能減排挑戰(zhàn)。太陽能輔助燃煤機組發(fā)電為燃煤火電機組“深度”節(jié)能提供了一個發(fā)展方向。太陽能輔助燃煤機組發(fā)電系統(tǒng)是基于常規(guī)燃煤火電機組，根據(jù)太陽能熱利用系統(tǒng)的熱力特性而合理集成太陽能熱的發(fā)電技術?；谔柲軣岚l(fā)電的實踐與發(fā)展，槽式太陽能集熱系統(tǒng)因其集熱溫度、換熱流體及工質控制、系統(tǒng)穩(wěn)定性、經濟

2、性等方面，適合與燃煤機組集成。太陽能輔助燃煤發(fā)電系統(tǒng)一方面可利用太陽能熱，替代部分燃煤量以降低燃煤消耗，另一方面利用燃煤機組可調整的能力，克服了太陽能熱存在的間歇性和波動性問題，減少了蓄能設備，同時太陽能熱利用系統(tǒng)還可與燃煤機組“共享”汽輪機，降低了太陽能熱利用的成本。太陽能輔助燃煤機組發(fā)電是一種可行、環(huán)保和高效的發(fā)電技術，發(fā)展前景良好。
　　本文基于燃煤機組變工況理論與槽式太陽能熱利用系統(tǒng)的熱力特性，針對太陽能輔助燃煤機組發(fā)電技

3、術進行了系統(tǒng)分析，并通過政策建模對其發(fā)展政策也進行了分析，主要研究工作與結論如下:
　　首先，依據(jù)“能量品位對等”原則與太陽能熱利用系統(tǒng)的熱力特性，分別從鍋爐側、汽輪機及輔機側，設計了槽式太陽能熱利用系統(tǒng)與燃煤機組集成的各方案，并基于燃煤火電機組變工況理論建立集成方案分析模型，對燃煤機組集成太陽能熱的各方案進行了計算分析，總結了鍋爐側、汽輪機及輔機側集成太陽能熱對集成系統(tǒng)影響的規(guī)律。例如，經深入分析鍋爐側集成太陽能熱對鍋爐熱力性能

4、的影響，表明鍋爐側集成太陽能熱的潛力受減溫水等調溫措施影響，且調溫措施是維持主蒸汽溫度與再熱蒸汽溫度的重要因素，通過對鍋爐受熱面改造或優(yōu)化鍋爐汽水流程等，提高調溫措施的調節(jié)能力，可提高鍋爐側集成太陽能熱的潛力，減少燃煤消耗量;研究還表明各集成方案的平準化成本(Levelized ElectricityCosts，LEC)受到集熱器成本、設計年限、煤炭價格、設計輻射強度的影響，如果計入碳收益，集成方案的LEC進一步降低。
　　其次，

5、根據(jù)太陽能熱利用系統(tǒng)的熱力特性及集成太陽能熱對燃煤機組的影響，基于等效焓降方法，建立了太陽能輔助燃煤機組發(fā)電分析模型，可用于估算分析;基于減排成本分析，建立了太陽能輔助燃煤機組發(fā)電系統(tǒng)綜合分析模型，可揭示集成系統(tǒng)的主要影響因素，可用于太陽能熱與燃煤機組的系統(tǒng)集成分析與優(yōu)化分析。
　　再次，通過對太陽能輔助燃煤機組發(fā)電系統(tǒng)分析，在設定系統(tǒng)邊界和基準線基礎上，建立了太陽能輔助燃煤機組發(fā)電系統(tǒng)中太陽能熱與燃煤供電比例分攤模型及溫室氣體(

6、CO2)減排分析模型，提出了太陽能輔助燃煤機組發(fā)電系統(tǒng)太陽能側與燃煤側供電量的計算方法，以及溫室氣體(CO2)減排量的計算方法，為集成系統(tǒng)供電量、溫室氣體減排量定量分析提供依據(jù)。
　　最后，根據(jù)可計算一般均衡模型(Computable General Equilibrium，CGE)基本原理與太陽能輔助燃煤機組發(fā)電的技術經濟特征，構建了太陽能輔助燃煤機組發(fā)電CGE政策分析模型，從太陽能輔助燃煤機組發(fā)電規(guī)劃總量、征收碳稅、實施間接稅