煤层气发电采用的主机设备主要有以下三种形式:(1)蒸汽轮机发电机组;(2)燃气轮机发电机组;(3)燃气内燃机发电机组。三种发电机组的技术特性比较见表2。目前煤层气发电的主机设备一般选择燃气内燃发电机组,其中进口机组发电效率、性能稳定、无故障运行时间上占有优势,国产机组在对煤层气的适用范围、价格等方面占有一定优势,因此煤层气发电项目在主机设备选择时,应针对不同的资源供应情况和业主的资金状况综合考虑。
表2 煤层气发电机组技术特性
发电系统 | 优点 | 缺点 |
燃气内燃机 | 热效率较高;结构紧凑、重量轻,适于移动;启动方便;可选功率范围宽;对瓦斯浓度适应性强。 | 结构复杂,噪音大;燃烧不完全,废气中CH、CO、NOx等污染物含量较高。 |
燃气轮机 | 结构简单、紧凑,运行维护方便;单机功率大;启动快捷、运行平稳;故障率低、自动化程度高。 | 小型燃气轮机价格昂贵,效率小,对瓦斯浓度要求较高40%以上。 |
蒸汽轮机 | 较好的利用余热;技术较为成熟,主要用于联合循环发电。 | 设备庞大、复杂不能移动;投资大,低负荷运行时效率低;对瓦斯浓度要求高,30%以上。 |
运营模式及盈利空间。山西省由于其特殊的历史条件,中小型煤矿星罗棋布,其中有许多不具备安全生产条件,瓦斯抽放标准不达标,煤层气发电为其提供了很好的合作空间。因此,应充分发挥山西省能源优势及国家的扶持政策,联合地方政府,及中小型煤矿,打造山西乃至全国跨行业、跨区域的多矿一体化煤矿瓦斯发电企业。
从一定程度上讲,煤层气发电的利润空间决定着该产业的发展前景。电厂的利润主要受投资及运行成本和发电收益二大部分影响:
电厂投资运行成本:1)气源:气源直接决定着煤层气发电生产成本的高低。民用煤层气出厂价格由供需双方协商确定,现基本在1.0元/Nm3左右波动。2)电厂建设:包括设备购置费,建筑安装费等在内,投资约可折合为3000-4000元/KW。3)运行成本:煤层气电厂运行成本主要包括:水电消耗、人工费、设备维护及折旧等,约可折合为0.1元/KWh。
发电收益:煤层气电厂不参与市场竞价,不承担电网调峰任务,参考山西省扶持政策及已建项目,上网电价约为0.5-0.7元/KWh。若以年运转6000小时,发电300万KWh的发电机组为例,则年发电收益可达150-210万元。扣除投资及运行成本外,煤层气发电项目存在0.35-0.15元/KWh的利润空间。
3.风险分析
利用煤层气发电,符合国家能源政策,环境效益,社会效益高,项目是可行的,也是必要的。
利用现有煤矿瓦斯发电,不仅减少有害气体污染排放,而且改善当地环境条件,节约能源,变废为宝,符合国家能源政策。日益成熟的发电技术和设备为煤层气发电产业提供客观保障。煤层气发电产业0.15-0.35元/KWh的利润空间,将吸引更多的资金流入,有利于该产业的做大做强。电站可满足煤矿部分用电需要,降低煤矿用电成本,促进企业发展。
增加就业渠道,带动当地经济发展。利用煤层气发电,形成煤层气产业,对经济的拉动作用是显而易见的,但是由于某些客观因素,该产业还存在一定的风险因素:
与煤矿企业合作:部分中小型煤矿不愿参与煤层气发电项目,或因煤矿企业违约等原因而致气源不稳定。
国家鼓励煤层气发电的相关补贴政策没有落实:暂可参考国家发展和改革委员会《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》中的规定:生物质发电项目上网电价实行政府定价的,电价标准由各省(自治区、直辖市)2005年脱硫燃煤机组标杆上网电价加每千瓦时0.25元补贴电价组成。
安全风险。国家制定的低浓度瓦斯输送规范,可能将对煤层气发电项目带来一定影响。
参考文献
[1] 霍喜福.关于山西煤层气发电价格的调查[J]. 中国能源,2008.02
[2] 毛庆国,陈贵峰等.中国煤层气利用途径[J].洁净煤技术,2009.04
[3] 吴限,张国荣.煤层气开发利用的研究和探讨[J].应用能源技术,2002.05
来源:环球市场信息导报