电力工业环保与资源节约小常识
     


  高效发电新技术:为提高热效率,发达国家早已积极采用超临界参数(一般为24MPa,538-566℃)大容量机组,在80年代初,美国的超临界参数机组容量已占总装机容量的25﹪,前苏联于1985年投运的超临界参数机组也已占总火电装机容量的50.5 ﹪.我国已在20世纪90年代初陆续投运了超临界参数机组。
  可再生能源:可再生能源除水能,太阳能,风能,地热能,海洋能之外,还包括生物质能。
  水能资源:我国水能资源十分丰富,据现有规划,可开发容量接近5亿KW,相应发电量约2.24亿KWH,居世界第一位。
  抽水蓄能电站:抽水蓄能电站就是为了解决电网高峰与低谷之间供需矛盾而产生的,是间接储存电能的一种方式。它具有两个明显的特点:(1)需要水但基本上不耗水(2)电站形式很多,适应性强。目前水电站环境保护主要面临生态环境和水土保持问题。
绿色GDP:人类的经济活动包括两方面的活动。一方面在为社会创造着财富,即所谓“正面效应”,但另一方面又在以种种形式和手段对社会生产力的发展起着阻碍作用,即所谓“负面效应”。这种负面效应集中表现在两个方面,其一是无休止地向生态环境索取资源,使生态资源从绝对量上逐年减少;其二是人类通过各种生产活动向生态环境排泄废弃物或砍伐资源,使生态环境从质量上日益恶化。现行的国民经济核算制度只反映了经济活动的正面效应,而没有所映负面效应的影响,因此是不完整的,是有局限性的,是不符合可持续发展战略的。 改革现行的国民经济核算体系,对环境资源进行核算,从现行GDP中扣除环境资源成本和对环境资源的保护服务费用,其计算结果可称之为“绿色GDP”。绿色GDP这个指标,实质上代表了国民经济增长的净正效应。绿色GDP占GDP的比重越高,表明国民经济增长的正面效应越高,负面效应越低,反之亦然。
  循环经济简介:1992年在巴西里约热内卢召开的联合国环境与发展世界首脑大会,使可持续发展成为世界各国的一项发展战略。发展循环经济是实现可持续发展的一个重要途径,同时也是保护环境和有效利用资源的根本手段。

1.循环经济起源

  循环经济的思想萌芽可以追溯到环境保护兴起的60年代,其中,美国经济学家鲍尔丁提出的“宇宙飞船理论”可以作为循环经济的早期代表,他认为,地球就像在太空中飞行的宇宙飞船,要靠不断消耗自身有限的资源而生存,如果不合理开发资源、破坏环境,就会像宇宙飞船那样走向毁灭。 然而,在70年代,世界各国关心的问题仍然是污染物产生后如何治理以减少其危害,即环境保护的末端治理方式。80年代,人们注意到采用资源化的方式处理废弃物,思想上和政策上都有所升华。人们的认识经历了从“排放废物”到“净化废物”再到“利用废物”的过程。但对于污染物的产生是否合理这个根本性问题,是否应该从生产和消费源头上防止污染产生,大多数国家仍然缺少思想上的洞见和政策上的举措。总的说来,70—80年代环境保护运动主要关注的是经济活动造成的生态后果,而经济运行机制本身始终落在他们的研究视野之外。 到了90年代,特别是可持续发展战略成为世界潮流的近几年,源头预防和全过程治理才替代末端治理成为国家环境与发展政策的真正主流,人们在不断探索和总结的基础上,提出以资源利用最大化和污染排放最小化为主线,逐渐将清洁生产、资源综合利用、生态设计和可持续消费等融为一套系统的循环经济战略。

2.循环经济内涵

  循环经济是对物质闭环流动型经济的简称。从物质流动的方向看,传统工业社会的经济是一种单向流动的线性经济,即“资源→产品→废物”,线性经济的增长,依靠的是高强度地开来和消耗资源,同时高强度地破坏生态环境。循环经济是一种“促进人与自然的协调与和谐”的经济发展模式,它要求以“减量化、再利用、再循环”(3R) 为社会经济活动的行为准则,运用生态学规律把经济活动组织成一个 “资源→产品→再生资源”的反馈式流程,实现“低开采、高利用、低排放”,以最大限度利用进入系统的物质和能量,提高资源利用率,最大限度地减少污染物排放,提升经济运行质量和效益。 “减量化、再利用、再循环”是循环经济最重要的实际操作原则。减量化原则属于输入端方法,旨在减少进入生产和消费过程的物质 量,从源头节约资源使用和减少污染物的排放;再利用原则属于过程性方法,目的是提高产品和服务的利用效率,要求产品和包装容器以初始形式多次使用,减少一次用品的污染;再循环原则属于输出端方法,要求物品完成使用功能后重新变成再生资源。“减量化、再利用、再循环”原则在循环经济中的重要性并不是并列的。循环经济不是简单地通过循环利用实现废弃物资源化,而是强调在优先减少资源消耗和减少废物产生的基础上综合运用3R原则,3R原则的优先顺序是:减量化—再利用—再循环。

3.循环经济框架

  循环经济具体体现在经济活动的三个重要层面上,分别通过运用3R原则实现三个层面的物质闭环流动。
3.1在企业层面上(小循环)。 根据生态效率的理念,推行清洁生产,减少产品和服务中物料和能源的使用量,实现污染物排放的最小量化。要求企业做到: (A)减少产品和服务的物料使用量;(B)减少产品和服务的能源使用量;(C)减少有毒物质的排放;(D)加强物质的循环使用能力;(E)最大限度可持续地利用可再生资源;(F)提高产品的耐用性;(G)提高产品与服务的强度。
3.2在区域层面上(中循环)。 按照工业生态学的原理,通过企业间的物质集成、能量集成和信息集成,形成企业间的工业代谢和共生关系,建立工业生态园区。
3.3在社会层面上(大循环)。 通过废旧物资的再生利用,实现消费过程中和消费过程后物质和能量的循环。

4.循环经济在国外的成功实践 目前,在日本、德国和美国等发达国家,循环经济正在成为一股潮流和趋势。在循环经济的三个层面上都取得了成功实践。

4.1企业层面上 杜邦化学公司模式——组织单个企业的循环经济。美国杜邦化学公司于80年代末把工厂当作试验新的循环经济理念的实验室,创造性地把3R原则发展成为与化学工业实际相结合的“3R制造法”,以达到少排放甚至零排放的环境保护目标。他们通过放弃使用某些环境有害型的化学物质、减少某些化学物质的使用量以及发明回收本公司产品的新工艺,到1994年已经使生产造成的塑料废弃物减少了25%,空气污染物排放量减少了70%。同时,他们在废塑料如废弃的牛奶盒和一次性塑料容器中回收化学物质,开发出了耐用的乙烯材料维克等新产品。
4.2区域层面上 卡伦堡生态工业园区模式——面向共生企业的循环经济。丹麦的卡伦堡生态工业园区是目前国际上工业生态系统运行最为典型的代表。该园区以发电厂、炼油厂、制药厂和石膏制板厂四个厂为核心,通过贸易的方式把其它企业的废弃物或副产品作为本企业的生产原料,建 立工业横生和代谢生态链关系,最终实现园区的污染“零排放”。其中,燃煤电厂位于这个工业生态系统的中心,对热能进行了多级使用,对副产品和废物进行了综合利用。电厂向炼油厂和制药厂供应发电过程中产生的蒸汽,使炼油厂和制药厂获得了生产所需的热能;通过地下管道向卡伦堡全镇居民供热,由此关闭了镇上3500座燃烧油渣的炉子,减少了大量的烟尘排放;将除尘脱硫的副产品工业石膏,全部供应附近的一家石膏板生产厂做原料。同时,还将粉煤灰出售,供铺路和生产水泥之用。炼油厂和制药厂也进行了综合利用。炼油厂产生的火焰气通过管道供石膏厂用于石膏板生产的干燥,减少了火焰气的排空。一座车间进行酸气 脱硫生产的稀硫酸供给附近的一家硫酸厂;炼油厂的脱硫气则供给电厂燃烧。卡伦堡生态工业园还进行了水资源的循环利用。炼油厂的废水经过生物净化处理,通过管道向电厂输送,每年输送电厂70万立方米的冷却水。整个工业园区由于进行水的循环使用,每年减少25%的需水量。 生态工业园区在欧洲的奥地利、瑞典、爱尔兰、荷兰、法国、英国、意大利等国家也正在迅速发展。荷兰的鹿特丹港是一个包括85家大中型企业的工业园,将建成以石油工业和石油化工工业及其支持行业为主的生态工业园区。英国的Londonderry生态工业园区建立在曼彻斯特机场旁边,目前正处于规划建设状态。
4.3社会层面上 德国双元系统模式——针对消费后排放的循环经济。德国的双轨制回收系统(DSD)起了很好的示范作用。DSD是一个专门组织对包装废弃物进行回收利用的非政府组织。它接受企业的委托,组织收运者对他们的包装废弃物进行回收和分类,然后送至相应的资源再利用厂家进行循环利用,能直接回用的包装废弃物则送返制造商。DSD系统的建立大大地促进了德国包装废弃物的回收利用。例如政府曾规定,玻璃、塑料、纸箱等包装物回收利用率为72%,1997年已达到 86%;废弃物作为再生材料利用1994年为52万吨,1997年达到了359万吨;包装垃圾已从过去每年1300万吨下降到500万吨。
  环境管理系列标准:ISO14000系列标准集成了各国环境管理实践的精华,使可持续发展思想具体化、技术化,使环境保护与社会经济发展相平衡。该系列标准主要包括环境管理体系、环境审核、环境标志、环境绩效评价、生命周期评估、产品中环境因素导则、术语和定义等几个部分。中国于一九九六年起开始实施ISO14000标准,并在机械、轻工、石化、冶金、建材、煤炭、电子等行业中试行。截至二00一年九月底,中国获认证企业达八百三十六家,获国家认可的环境管理体系认证机构二十一家,注册环境管理体系审核员三千一百九十七人。
温室效应:原指透过温室玻璃入射阳光所造成的室内增温受阻于玻璃不易散失而得以保存的效应。大气中二氧化碳,对于来自太阳的短波辐射吸收很少,地表受到大量的太阳短波辐射被加热,温度提高,再以长波形式向外式向外辐射能量。地表的长波辐射绝大部分被大气中的水蒸气和二氧化碳吸收。大气被加热,也以长波向外辐射能量,很大一部分辐射能又返回地表。这样,大部分长波辐射能被阻留在地表和大气下层,使地表和大气下层的温度增高。这种作用与温室玻璃所起的作用类似,也称温室效应。
大气中的二氧化碳浓度增加,温室效应就会加强,导致地表附近气温升高。19世纪中期,曾有人指出要注意二氧化碳温室效应引起的气候变化。但当时认为,二氧化碳浓度变化主要是火山活动造成的,影响不大。20世纪以来,人们注意到由于燃烧煤、石油、天然气等化石燃料,引起大气二氧化碳浓度增加。据联合国经济开发署估计,到2000年,全球大气二氧化碳浓度将比1900年增加25%。由数学模式计算的结果,20世纪末世界地表平均气温将比现在升高0.4-0.5℃,这个二氧化碳温室效应引起的增温估计值,目前已为多数人所采用。
  但是,世界平均气温的变化不仅决定于二氧化碳浓度的增加,还决定于其他错综复杂的原因,包括自然原因和人为原因,以及各种反馈机制。例如,当大气二氧化碳增加引起海洋温度升高时,洋面蒸发也同时增加,使低云和降水增加,低云增加使地球反射率增大,对地表有降温效果。这种负反馈关系将缩小初始的二氧化碳增加引起的增温效应。
  20世纪末,对于二氧化碳温室效应将对未来世界气候产生什么影响,科学界尚无统一的意见。
  火力发电厂:火力发电厂三大主要设备是锅炉,汽轮机,发电机。火电厂热量损失主要是汽轮机乏汽热损失。锅炉本体由锅和炉两大部分组成。汽轮机设备包括汽轮机,凝汽器,调速系统和附属设备等。汽轮机有冷凝式汽轮机,背压式汽轮机,抽汽冷凝式汽轮机,抽汽背压式汽轮机等多种系列;其中当排气压力降低时,背压式汽轮机的机组经济性将会提高。火电厂中用来发电的电机都是由汽轮机或燃气轮机拖动的同步发电机。同步发电机由定子和转子两部分组成;定子是发出电力的电枢,转子是磁极;汽轮发电机多数为两级。在电厂流量调节过程中,变频装置电机调节方式能起到节能作用。提高火电机组效率,减少线损和节约用电,都相当于同时减少了火力发电污染物排放。线损是电网经营企业在电能传输和营销过程中发电厂起至客户电度表止所产生的电能消耗和损失。目前,我国火力发电厂除尘器的主要类型为静电除尘器;而石灰石石膏湿法脱硫方式是燃煤电厂应用最广,效率最高的脱硫方式;气力除灰方式是燃煤电厂对粉煤灰综合利用比较有力的方式。由于经济和技术的原因,目前,我国燃煤火电厂主要采取燃烧控制技术来控制烟气氮氧化物的排放。
  分布式供电:顾名思义,分布式供电是相对于传统的集中式供电方式而言的,是指将发电系统以小规模(数千瓦至50MW的小型模块式)、分散式的方式布置在用户附近,可独立地输出电、热或(和)冷能的系统。这个概念是从1978年美国公共事业管理政策法公布后正式先在美国推广,然后被其它先进国家接受的。当今的分布式供电方式主要是指用液体或气体燃料的内燃机、微型燃气轮机和各种工程用的燃料电池。因其具有良好的环保性能,分布式供电电源与“小机组”己不是同一概念。与常规的集中供电电站相比,分布式供电具有以下优势:没有或很低输配电损耗;无需建设配电站,可避免或延缓增加的输配电成本;适合多种热电比的变化,系统可根据热或电的需求进行调节从而增加年设备利用小时;土建和安装成本低;各电站相互独立,用户可自行控制,不会发生大规模供电事故,供电的可靠性高;可进行遥控和监测区域电力质量和性能:非常适合对乡村、牧区、山区、发展中区域及商业区和居民区提供电力;大量减少了环保压力。分布式供电因灵活的负荷特性,低投资,高供电可靠性,很小的输电损失和能够采用可再生能源等特点,在世界范围越来越受到重视。
  电力变压器经济运行:电力变压器经济运行是指在技术经济允许,保证安全生产条件下,通过优选运行方式,合理调整负载,改善运行调节,使变压器在电能损耗低的状态下运行。
  输配电系统:对于输配电系统,为了满足社会的环境保护的要求,就必须把线路和变电所可能产生的电磁干扰,静电感应,噪声,电磁场生态效应等的影响降低到标准规定的限制以下。在世界范围,到目前为止,工频电磁场对人体的危害尚未得到明确的科学证实。