电力行业SO2去除量驱动因素分析

为探究“十一五”期间,电力行业SO₂去除量增加的原因,找出SO₂减排工作的不足。利用对数平均迪氏指数法（LMDI）对电力行业SO₂去除量变化的主要驱动因素进行分析,将SO₂去除量变化的因素分解为末端治理效应、结构效应、技术进步效应、政策效应和投资效应。研究发现,2005—2011年,中国SO₂去除量升高主要归功于末端治理效应,其次是结构效应。在此基础上,利用偏最小二乘法构建了去除量和主要驱动因素的回归方程,以期为各级政府政策的制定和企业实现节能减排提供参考和依据。     

基于同位素示踪法的微量O2对电弧放电下SF6分解产物影响的研究

SF₆气体绝缘开关设备电弧放电下O₂对SF₆分解产物具有显著影响,但其影响规律及相关作用机制目前尚不清楚。针对这一问题,文中利用¹⁸O₂作为示踪剂开展了电弧放电实验,利用GC-MS分析了放电过程中和放电后含¹⁸O同位素物质的变化规律,明确了电弧放电下SF₆分解产物的形成途径及¹⁸O₂对SF₆分解产物的影响,阐明了其深层化学反应机理。结果表明,电弧放电下O₂杂质会在不同程度上促进SOF₂、SO₂、SO₂F₂、CO₂的生成,其中O₂主要以分解后的O原子参与SOF₂、SO₂、CO₂的生成反应,以O₂分子和分解后的O原子共同参与SO     

气体添加对水电极同轴介质阻挡放电直接分解CO2的影响

大气压低温等离子体能够打破热力学平衡的限制，促使常规情况下难以发生的反应在温和条件下进行。其中，介质阻挡放电(DBD)在CO₂转化利用领域受到了广泛的关注，但是其性能受多种因素影响。该文采用水电极同轴介质阻挡放电反应装置进行CO₂直接分解反应，研究分析添加N₂、Ar和He及其不同含量对反应过程放电特性及反应效果的影响。结果表明：相同反应条件下，在CO₂气氛中添加N₂、Ar和He可以增加微放电通道数量，提高放电功率，降低击穿电压，使更多的能量用于活化反应体系分子，但三种气体对放电过程的影响程度明显不同；对比添加气体N₂、Ar和He，在CO₂转化效果上表现为Ar>He>N₂，这主要是由于添加Ar后反应体系具有最高的电子碰撞激发反应速率，在Ar含量为80%时，CO₂的转化率最大为15.2%,CO的产率最大为9.3%；但是，上述气体的添加会降低CO₂的能量转化效率，...     

CO2地质利用与封存环境下钢材腐蚀行为与腐蚀控制措施研究进展

CO₂地质利用与封存(CO₂ geological utilization and storage,CGUS)是实现“碳中和”目标的重要技术手段,解决CGUS过程中的钢材腐蚀问题对于降低CGUS技术风险、实现CGUS技术规模化推广应用至关重要。综述了目前已经提出的CO₂腐蚀钢材反应机制,总结了CO₂腐蚀钢材的主要影响因素,阐明了CO₂分压、温度、矿化度及p H值、CO₂封存环境中含有杂质、流体流动等因素对钢材腐蚀行为的影响,归纳了适用于CO₂腐蚀钢材防护的主要措施。基于此,提出了CGUS环境下钢材遭受CO₂腐蚀问题的重点研究方向。主要包括：CO₂腐蚀钢材反应机制的进一步探究;各项环境因素耦合作用影响CO₂腐蚀规律和腐蚀程度的量化研究;高浓度CO₂条件下腐蚀防护技术的开发与应用。     

焦载体下CH4及CO2气氛对低阶煤流化床热解特性的影响

以新疆润北煤为研究对象,在小型鼓泡流化床上开展了热解实验,结合气相色谱、SEM等表征手段对热解产物及其特性进行了分析,考察了以半焦为热载体不同热解温度条件下CH₄和CO₂气氛对煤炭流化床热解特性的影响。结果表明:由于煤半焦促进了CH₄和CO₂的重整反应,CH₄/CO₂混合气氛下热解产气率与单一气氛相比有所减少,减少幅度随温度和CO₂体积分数提高而增加;同时,热解温度为600 ℃以上时,CO和H₂产率随着CO₂体积分数的提高和温度的升高而明显增加,相应的热解水产率也明显增加;随着温度升高,受CH₄裂解、CH₄与CO₂重整及CO₂与碳的气化等反应的影响,CH₄/CO₂混合气氛下焦油产率有所增加,在热解温度600 ℃左右时焦油产率最高的同时增加幅度也较大;受CH₄裂解反应积碳以及CO₂和半焦的气化反应等过程的影响,CH₄气氛下半焦产率增加,CO₂气氛下半焦产率降低;CH₄/CO₂混合气氛下半焦产率及特性同样有明显的变化,且随热解温度升高变化更大;较低体积分数CO₂（6%）时,CO₂促进CH₄裂解积碳,其影响大于CO₂与碳的气化反应,半焦产率提高且半焦孔隙变小,表面变粗糙;而随着CO₂体积分数提高时（增加到15%）,CO₂与碳的气化作用增强,使得半焦产率反而明显减少且孔隙变大。     

浸渍法制备的固态胺CO2吸附剂吸附性能

控制和减缓化石燃料电厂的CO₂排放对于缓解大气中CO₂浓度的持续上升具有重要意义。作为一种燃烧后CO₂ 捕集技术,固体CO₂吸附剂具有低能耗、弱腐蚀性、易再生等优点,在CO₂减排领域有着广泛的应用前景。介绍浸渍法制备的固态有机胺吸附剂对CO₂的吸附性能,着重介绍载体性质、有机胺负载量、温度和烟气含水量等因素对固态胺吸附剂吸附性能的影响,并对其机理进行了分析。此外,对比了不同固态胺吸附剂在75 ℃下对CO₂的吸附能力。分析认为,相对于其他类型的CO₂固体吸附剂,固态胺吸附剂较适用于从高温湿烟气中捕集CO₂。     

燃煤烟气全流程CCUS系统的技术经济分析

燃煤电站全流程CO₂捕集、利用与封存（CCUS）装置各个环节选用合适的技术决定其经济性,采用逐项比较的方法,确定出在不同条件下CO₂捕集、压缩、输送及驱油各个不同工段应采用的工艺技术,然后分别从建设投资与运行成本角度分析了各个工段的影响因素并有针对性地提出优化措施,并对3个100万t/a相同规模的不同地址燃煤电厂与不同位置油田驱块的组合方案进行了经济性评价。结果表明,CO₂输送距离是建设总成本的主要影响因素,而中长期CO₂公用输送管网的规划完善将弥补CO₂平均输送距离带来的成本增加。     

C4F7N/CO2/O2混合气体交流电晕放电分解特性

为研究环保型C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体放电分解特性，开展了不同O₂体积分数的C₄F₇N/CO₂/O₂三元混合气体交流电晕放电分解试验，主要分解产物包括CF₄、C₂F₆、C₃F₆、C₃F₈、C₆F₁₄、CNCN和CF₃CN,CF₄、C₂F₆和C₃F₈等饱和类碳氟气体生成量较高，不饱和类碳氟气体C₃F₆生成量较低。O₂的加入能显著抑制气体分解，O₂体积分数为4%的混合气体在6...     

微富氧燃烧技术下氨法脱碳试验研究

针对微富氧燃烧下烟气组分（CO₂体积分数约30%~40% ）,利用填料塔进行了氨法脱碳试验研究,考察了烟气CO₂浓度、氨水浓度、吸收液pH值、氨水流量、烟气温度、烟气流量等因素对CO₂脱除率的影响。试验结果表明：① 随氨水浓度、吸收液pH值、氨水流量增加以及填料增多,CO₂脱除率升高,但在pH值=10.5时出现一定波动;② 烟气温度为50 ℃时,CO₂脱除率最高;③ 当氨水中NH₃质量分数大于4%时,烟气中CO₂脱除率达90%以上,微富氧燃烧条件下,单位质量氨（1 kg NH₃）对烟气中CO₂吸收质量为0.32 kg,脱碳效率是常规燃烧条件下的2倍多,因此采用微富氧燃烧有利于缩小吸收塔和再生塔的体积、降低能耗。     

典型电场下C4F7N/CO2/O2混合气体工频击穿特性研究

研究表明O₂可以抑制C₄F₇N/CO₂混合气体的分解,从而提升气体工程应用可靠性,但C₄F₇N/CO₂/O₂混合气体绝缘特性相关研究较少。为评估O₂对C₄F₇N/CO₂混合气体工频绝缘特性的影响,该文搭建了击穿试验平台,获得了典型运行气压、O₂含量和电场形式下的工频击穿电压。结果表明随着气压增加,1mm气隙准均匀电场下的C₄F₇N/CO₂/O₂混合气体击穿电压接近线性增长,而在稍不均匀和极不均匀电场下呈现一定的饱和增长趋势,6mm气隙极不均匀电场下则呈现N形变化规律。C₄F₇N/CO₂/O₂混合气体击穿电压对较高气压和较长气隙下的极...     

实施非水可再生能源配额情景下的发电行业CO2排放预测

发电行业是落实中国碳减排目标的重点领域。为实现中国到2020年单位国内生产总值CO₂排放比2005年下降40%~45%和非化石能源占一次能源消费比重达到15%左右的碳减排目标,国家能源局拟实行可再生能源配额制,要求2020年各煤电企业承担的非水可再生能源发电量配额与煤电发电量的比重达到15%以上。分别基于国家《能源发展战略行动计划（2014-2020年）》和征求意见的15%非水可再生能源发电量配额政策,对发电行业到2020年的CO₂排放情况进行了预测,并基于2020年全国的碳减排目标对发电行业的碳减排任务进行了计算。预测结果表明,实施15%的非水可再生能源配额之后,2020年非水可再生能源发电量将在行动计划预计值的基础上进一步提高,达到7514亿kW·h,在总发电量中占比9.94%,相应地,单位发电量CO₂排放量为580.5 kg/（MW·h）,比2005年下降27.4%。     

Mechanism of CO_2 Emission Reduction by Global Energy Interconnection

The challenge of global warming has become a driving force for a global energy transition. The Global Energy Interconnection(GEI) is a modern energy system aimed at meeting the global power demand in a clean and green manner. With the development of clean replacement, electricity replacement, and grid interconnection strategies, GEI contributes to the global temperature control by dramatically reducing the level of energy-related CO_2 emissions. This study proposes an integrated framework for analyzing the mechanism of CO_2 emission reduction via GEI implementation. The obtained results demonstrate that the total cumulative contribution of GEI to mitigating the effects of CO_2 emissions(estimated by conducting a scenario analysis) corresponds to a total reduction of 3100 Gt CO2. The contributions of the clean replacement, electricity replacement, and carbon capture and storage GEI components to this process are equal to 55, 42, 5%, respectively. Using GEI, the utilization of clean energy in 2050 will increase by a factor of 4.5 at an annual growth rate of 4.4%, and the electrification rate will be 2.4 times greater than the current one.     

基于系统动力学的发电行业市场型碳减排政策影响分析

在碳减排和电力市场改革的背景下,发电行业市场型碳减排政策对电力市场改革进程及碳减排效果具有显著的影响。为此以发电行业的市场型碳减排政策为研究对象,构建了基于绿色证书交易市场、碳排放权交易市场、发电权交易市场及电力市场间的系统动力学模型,分析不同政策情景下,其对碳减排及电力市场的影响。结果表明：绿色证书交易市场对可再生能源发展具有明显的促进作用;碳排放权交易市场对火电发展存在抑制作用,且提高了上网电价;而发电权交易市场则能够缓解电价和碳价上涨,但会冲击绿色证书市场,导致绿色证书价格下跌。     

碳税和能源税情景下的中国电力清洁技术选择

通过应用电力部门综合资源规划评价模型(IRPA),对在电力部门引入碳税和能源税后对发电技术选择、电价以及相应的环境排放的影响进行了研究。该模型是一个最小成本技术优化模型,通过比较在征收碳税和能源税后不同技术成本的变化,得出未来电力部门的技术构成、电力价格和环境排放。模型初步分析结果显示,在碳税和能源税税率分别达到25美元/tC和0.5美元/Mbtu时,通过对电力生产端和消费端的共同影响,电力部门的二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物的排放将明显减少,技术构成也将得到明显改善。相比较而言,某些先进发电技术如煤气化联合循环、天然气联合循环等更具有成本竞争性,在未来规划中应给予优先考虑。     

油页岩流化床燃烧N2O排放特性的试验研究

分析了流化床燃烧过程中N2O的生成与分解机理.为了验证N2O的生成与分解过程及其排放的主要影响因素,在小型热态流化床实验台上进行了油页岩燃烧N2O的排放特性试验,分别对过量空气系数、二次风率、循环倍率、床温等因素对N2O排放的影响规律进行了研究.试验结果表明:降低过量空气系数和二次风率以及提高循环倍率可以有效降低N2O的排放量;在床温为850℃左右时N2O排放量最高,当提高和降低床温时N2O排放量均能得到有效控制.     

未来的燃煤电厂——中国绿色煤电计划

未来社会对燃煤发电不仅要求高效率、低污染,而且还要求具有二氧化碳的处理能力,而现有的洁净煤技术很难满足要求。中国华能集团公司于2004年提出旨在实现燃煤发电具有更高效率、污染物和二氧化碳近零排放的绿色煤电计划,并联合国内7家能源和投资企业组建了绿色煤电公司,共同实施绿色煤电计划。绿色煤电计划将分为3个阶段逐步实施,第1阶段建设自主创新的250MWIGCC电站,已选址天津滨海新区临港工业区,目前正联合华能技术中心、西安热工研究院等科研、设计和制造单位共同完成研发和建设任务。     

计及优先级及电力平衡的新能源中长期交易电量分解方法

随着新能源发电占比以及参与市场交易的比例不断扩大,新能源发电的随机性和波动性导致现行按照电量平衡、电力校核的中长期交易电量分解方法难以适用于高比例新能源电力系统.文中提出了一种计及交易优先级及电力平衡约束的新能源中长期交易电量优化分解方法.首先,从新能源长时间出力曲线构建、交易电量协调优化分解和多场景模拟计算等方面提出满足新能源随机波动性的中长期交易电量协调优化方法.然后,以促进高比例新能源消纳为目标,计及交易优先级建立基于时序仿真的新能源中长期交易电量优化分解模型,实现新能源年度交易电量分解到月.最后,以中国西北地区某省级电网为例开展实例分析,结果表明所提方法可以确保分解结果的合理性和可执行性.     

Renewable versus non-renewable: The role of electricity generation to economic growth

This paper examines the effects of electricity generation from both types of energy sources on sustainable state economic growth. For the analysis, this paper uses the panel data set for 47 U.S. states from 1999 to 2017 by employing the two-step Generalized Methods of Moments model. The results show that renewable energy generation has a positive impact on state economic growth whereas non-renewable energy generation may hampers economic growth. This supports that development of renewable energy resources helps not only reducing average costs to generate electricity but improving environmental quality as zero emission resources, which enhances productivity. Even though non-renewable energy can create economic benefits as a main factor of production, burning fossil fuels generates air pollution, which directly threatened labor and capital productivities. In other words, non-renewable energy generation does not help sustainable economic development, unless the economic gains exceed the productivity losses arose from the negative environmental externalities. Furthermore, this paper finds that the effects of renewable energy generation on economic growth are different at a level of development stage: at an early stage, electricity generation from renewable energy resources hurts economic growth while at an advanced-stage, renewable energy helps to grow the economy. The results imply that the very low operating costs for renewable energy could offset the huge financial burden of high initial investment costs in the long run.     

寡头电力市场中CO2排放规制的微分对策模型

针对CO2排放权无法单纯依靠市场机制来实现有效配置的问题,利用微分对策理论研究了寡头电力市场中的CO2排放规制问题,并提出了一个多方竞争下的Stackelberg微分对策模型。运用逆向归纳法和汉密尔顿—雅可比—贝尔曼方程求解该微分方程,得到分散式决策下政府的最优碳税率和CO2排放配额交易价格,以及市场售电电价和发电企业...     

计划与市场并存的日发电计划模型构建与分析

随着中国电力市场化改革的不断推进,部分省市将在传统发电计划的基础上逐步引入市场化交易手段,在此背景下,如何构建计划电量与市场交易电量并存下的日发电计划模型是需要解决的问题.综合考虑了现有发电计划模式,构建计划电量分解与纳什均衡下市场交易电量分配相结合的日发电计划模型,研究不同市场化开放程度对日发电计划的影响,分别从经济...