政策解读|《关于加快构建废弃物循环利用体系的意见》
构建废弃物循环利用体系是发展循环经济、实施全面节约战略、加快发展方式绿色转型的重要任务。近日,国务院办公厅印发了《关于加快构建废弃物循环利用体系的意见》(国办发〔2024〕7号,以下简称《意见》),对提升资源能源安全保障能力、助力实现碳达峰碳中和、全面推进美丽中国建设具有重要意义。
基于阶梯碳交易的碳捕集电厂-电转气虚拟电厂低碳经济调度
在能源互补和低碳经济的背景下,虚拟电厂(virtual power plant,VPP)是实现区域资源优化配置和新能源消纳的有效载体。在技术层面,通过碳捕集电厂(carbon capture power plant,CCPP)和电转气(power-to-gas,P2G)装置来实现CO2的循环利用,建立碳捕集电厂-电转气耦合模型,并在负荷侧引入考虑用户满意度的价格型需求响应模型;在低碳政策方面,将阶梯型碳交易机制引入VPP,对碳排放进行约束。然后以总成本最小为目标,建立VPP低碳经济调度模型。通过设置不同调度场景进行对比,验证所建模型在VPP低碳经济运行方面的有效性,并通过敏感性分析探究阶梯碳交易参数对VPP碳排放量与成本的影响,结果表明所建模型对VPP进行低碳经济调度具有指导意义。
基于气化和热解的医疗垃圾-废旧轮胎联合资源化利用系统性能分析
随着固体废物产生量的逐年增加,传统的处理方法难以满足日益严格的环保要求和资源循环利用的需求。为实现固体废物资源的高效利用,提出一种基于气化和热解的医疗垃圾-废旧轮胎联合资源化利用系统。 方法 该系统充分结合等离子气化技术以及热解技术的优势,将医疗垃圾等离子气化发电技术与轮胎热解技术进行耦合,将气化和热解过程得到的合成气共同作为燃气轮机的燃料加以利用,同时,燃气透平产生的高温烟气为轮胎热解提供热源,之后再通过余热锅炉回收烟气热量。在无害化处理医疗垃圾-废旧轮胎的同时,实现了能量的梯级利用。在固定给料速率的条件下,对所提出系统进行了能量分析和经济性分析。 结果 该系统能实现23.59 MW总能量的输出,总能量利用效率达到52.56%,远高于传统的垃圾发电效率。该系统具有良好的经济收益,在20年的生命周期内,可以实现相对净现值72 797.81万元,且动态投资回收周期仅为3.13年。 结论 研究成果为固体废物资源的高效协同处理提供了新的技术路径。
国家电网有限公司六氟化硫气体循环再利用研究与应用
六氟化硫(SF6)气体是高压电气设备中性能最优且暂不可替代的绝缘灭弧介质,但也是目前温室效应最强的工业气体(其温室效应系数是CO2的23900倍),是《京都议定书》禁止排放的六种气体之一。我国电力行业SF6气体用量占SF6气体产量的80%,面临巨大的环保压力,如何实现SF6高效循环利用成为行业重大课题。 为控制和减少电网企业六氟化硫气体的排放,国家电网有限公司从2006年起,按照“科技先行、试点应用、统一标准、全面推广”的管理思路,组织开展了六氟化硫回收处理循环再利用的管理创新。该项目历时10余年,分为五个阶段:一是组织科研攻关,开展六氟化硫气体现场回收、回充和净化处理等技术的研发,开发出具有自主知识产权的净化处理成套装置。二是开展试点应用,组织8家单位开展试点应用,积累项目建设和运行管理经验,提出了“分散回收、集中处理、统一检测、循环利用”的工作模式。三是推动成果转化,促成国网安徽电力与平高集团有限公司开展成果转让和技术合作,实现了产品规模化生产。四是统一建设方案,实现全面推广应用,明确了省级六氟化硫处理中心建设的总体思路、建设目标、组织分工、进度安排和工作要求,统一建设方案、设备采购和竣工验收。五是实施精细化管理,建立运转高效的工作机制,健全相关技术标准和管理制度,构建科学规范的检测体系,开发信息化管理平台。 项目研制了SF6气体快速回收/净化/回充全套装备,建立了SF6气体循环再利用体系,提出了SF6处理工作的管理模式,实现了SF6全寿命周期管理和近零排放;应用该成果成功在联合国注册清洁发展机制(CDM)项目,成为世界首个电网领域的SF6减排CDM项目。截至2019年底,公司系统26个省公司(除西藏外)全部建成六氟化硫气体回收处理中心,累计回收六氟化硫气体631.9吨,相当于减排二氧化碳1510.2万吨;在公司系统率先实现科研成果转化,累计实现工业产值4.5亿元、利润7400万元。 项目形成了一系列国家、行业标准9项,授权发明专利13项、实用新型专利49项,发表论文20多篇。由院士组成的鉴定委员会对项目成果进行鉴定,结论为:该项目循环再利用技术等方面达到国际领先水平。 该项目成果环境效益、社会效益和经济效益十分显著,具有较强的创新性、前瞻性、科学性及示范性。项目成果有效促进了绿色可靠电力和经济社会低碳发展,推动了电力行业的科技进步,对实现温室气体减排、提高国有资产利用效益、保障人民身体健康和电网安全供电均具有重要作用,为我国落实《巴黎气候协定》应对气候变化做出积极贡献。
基于阶梯式碳交易机制与细化电转气和碳循环综合能源系统优化调度
在“碳达峰”与“碳中和”背景下,为提高能源的低碳化利用,提出一种基于阶梯式碳交易机制与细化电转气和碳循环的综合能源系统(integrated energy system,IES)低碳经济运行策略。首先考虑阶梯式碳交易机制,采用碳交易市场,利用区间数与碳交易费用达到控制碳排放的目的;其次在细化电转气的基础上引入电解槽(eLectrolyzer,EL)、甲烷反应器(methane reactor,MR),并增设碳捕集装置(carbon capture system,CCS),实现碳的循环利用。最后构建以购能成本、阶梯式碳排放交易成本、弃风弃光成本、碳捕集成本最小为目标的IES优化调度模型,利用CPLEX建模优化引擎将原问题转化为混合整数线性问题对此模型进行求解,结果验证了所建模型的有效性。
基于风−氢−甲醇−碳捕集一体化的综合能源系统经济运行建模分析
针对风电消纳和传统高压储氢方式存储成本较高等问题,提出了一种基于风−氢−甲醇−碳捕集一体化的综合能源系统经济运行模型,实现更为安全经济的储氢模式。首先,构建一体化综合能源系统(integrated energy system, IES)的结构模型,通过氢转甲醇和甲醇重整制氢系统替代传统储氢模式,并与碳捕集设备配合实现碳资源循环利用。其次,综合考虑系统运行经济成本、环境成本,建立了基于风−氢−甲醇−碳捕集一体化的综合能源系统多目标经济运行模型;最后,通过算例对比了4 种不同的经济运行方案,验证了所提模型的可行性。