国内某垃圾发电厂装有4×600吨/日的生活垃圾处理规模“炉排炉”生产线,每年节能量计算如下:
①该厂2017年一共处理垃圾95万吨,全年上网电量2.8亿千瓦时(相当于每吨垃圾上网电量为295千瓦时),等效代替的标煤发电消耗量为:
2.8亿千瓦时/年×0.3076千克/千瓦时=86128吨/年
②垃圾电厂在启机过程中需要消耗一定量的一次能源柴油或天然气,该厂以消耗柴油为主,全年消耗柴油量为82吨/年,《综合能耗计算通则》给定的柴油折标系数为:
1kg(柴油)=1.4571kgce(标煤)
那么以此折算后的标煤年耗量为:
82×1.4571=119吨/年
③该厂焚烧炉的炉型为“炉排炉”,本身不掺烧煤炭,那么全年节能量为:
86128-119=86681吨/年=8.6万吨(标煤)/年
(2)吨垃圾节能量计算
由上述结果计算出的垃圾发电厂吨垃圾节能量为:
8.6万吨(标煤)/年÷95万吨(垃圾)=0.09吨(标煤)/吨(垃圾)
二、风电、光伏、垃圾发电项目减排效果分析
节能和减排是两个概念,如前所述,“节能”指的是节约一次性能源;而“减排”指的是减少工业生产过程中污染物的排放量及温室气体的排放量,例如,在火电行业排放的烟气中,主要污染物有二氧化硫、氮氧化物,主要温室气体有二氧化碳等。
需要说明的是,对于发电项目而言,判断一个项目是否减排,并不是指这个项目本身有没有排放,而是首先需要确立减排概念的“基准线”。这个“基准线”可以在参考清洁发展机制(CDM)《马拉喀什协定》关于“温室气体基准线”概念的基础上,拓展应用于所有污染物排放方面,即:“减排基准线”是一种假设的情景,合理地代表在没有这个项目活动时出现的污染物排放量和温室气体排放量。基于此,在判断风电、光伏、垃圾发电项目的减排效果时,首先假设没有这些项目时,人类需求的电力全部由燃烧煤炭的火力发电项目所提供,那么燃煤火力发电项目的污染物及温室气体排放强度即为“基准线”,而风电、光伏、垃圾发电排放量如果低于这个“基准线”水平,那么这些项目就有着确定的减排效果和潜在的减排收益。
(一)
风电、光伏发电项目减排效果计算方法
风力发电、光伏发电生产过程本身不向外界排放任何污染物和温室气体(全生命周期的污染物和温室气体的排放主要集中在风电机组或光伏板等原材料的生产环节,但参考清洁发展机制(CDM)规则和程序,并不要求考虑上游活动产生的排放,而且这个排放量很小,例如风电项目碳排放强度约为6克/千瓦时7,所以这部分排放可以忽略不计)。这类可再生能源的减排量,广义上是指其发电量等量置换成煤炭发电时,向外界(大气环境、水环境、土壤环境等)排放的所有污染物和温室气体的质量。一般情况下,只考虑置换成煤炭发电烟气排放时二氧化硫(SO2)的减排量、氮氧化物(NOx)的减排量、以及温室气体二氧化碳(CO2)的减排量。计算公式如下(以年为统计期):
1.风电、光伏项目年减排量计算公式
公式3:全年减排量(风电或光伏)=全年上网电量×煤电污染物(或温室气体)排放强度
其中,污染物(或温室气体)排放强度指的是度电污染物(或温室气体)排放量,这个数值也可从中电联每年更新的公开资料中提取,例如,中电联2019年《中国电力行业年度发展报告》公布的2018年全年煤电SO2、NOx、CO2排放强度如表2:
表22018年全年煤电烟气污染物排放强度(克/千瓦时)
2.国内某企业风电光伏总装机容量全年减排贡献量
由上述公式计算的国内某企业目前装机容量的减排贡献量如表3:
表3某企业风电、光伏板块2018年全年减排贡献量(吨)
(二)
垃圾发电项目减排效果计算方法
垃圾发电到底有没有污染物减排效果和温室气体减排效果?这要从垃圾发电项目自身的污染物、温室气体排放强度与煤电项目污染物、温室气体排放强度的对比差值进行衡量。
1.垃圾发电烟气排放污染物SO2、NOx的减排计算
为便于分析和说明,我们仍以上述国内某厂4×600吨/日垃圾发电项目为例,分两种情况说明垃圾发电项目烟气排放SO2、NOx污染物排放强度。
(1)污染物按照国家标准顶格排放时:该厂2017全年上网电量2.8亿千瓦时、全年烟气排放总量为26亿Nm3,当该项目按照国家《生活垃圾焚烧污染物控制标准》(GB18485-2014)进行顶格排放时,即SO2排放限值为80mg/Nm3、NOx排放限值为250mg/Nm3时:
全年SO2顶格排放量=80mg/Nm3×26亿Nm3=208吨