PDF《基于全生命周期的褐煤制气与 发电温室气体排放对比研究》

2013 年底, 我国褐煤探明储量达到

186 亿吨, 占全部煤炭探明储量的 16.3%(BP, 2014), 主要分布在内蒙古东部、黑龙江省和云南省.国际 第一期 韩雅文等: 基于全生命周期的褐煤制气与发电温室气体排放对比研究

55 能源署(IEA)数据显示, 我国褐煤生产量和消费量 仅次于德国, 位居世界第二(IEA, 2015). 当前, 全球气候变暖与碳排放问题已经成为各 国关注的焦点.2016 年4月22 日,

175 个国家领导 人共同签署了气候变化问题《巴黎协定》, 承诺将 全球气温升高幅度控制在 2℃的范围之内.中国承 诺到

2030 年单位国内生产总值 CO2 排放比

2005 年 下降 60%至65%, CO2 排放达到峰值并争取尽早实 现.与发达国家相比, 我国面临着较大的减排压力, 同时, 我国西部地区占全国碳排放总量的份额仍呈 逐步增加的趋势(刘占成等, 2010;

李晓明等, 2010;

陈子瞻和王高尚, 2017).因此, 如何低碳洁净利用 褐煤是我国煤炭产业中不容忽视的问题. 目前, 我国褐煤的利用方式主要包括发电、直 接燃烧制热(散烧)、液化、制气等.其中, 最主要的 利用方式是燃烧发电, 约占褐煤消费的 90%(郭志 航, 2015).褐煤制气与褐煤提质后发电则是两种新 型的褐煤利用方式.本文对比分析了全生命周期褐 煤制气与提质褐煤发电的温室气体排放水平, 从碳 排放的角度对两种褐煤利用方式进行探讨.

1 研究现状 相关研究表明, 褐煤干燥技术与火电机组耦合, 可大幅度降低褐煤煤耗, 减少 CO2 排放(郭晓克等, 2011), 而大容量、高参数的发电机组可使 CO2 排放 进一步降低, 并且有利于碳捕获(刘睿和翟相彬, 2014). 全生命周期评价法(Life Cycle Assessment, 简称LCA)是国际上普遍认同的一种环境管理工具, 起源于

1969 年美国中西部研究所受可口可乐委托, 对饮料容器从原材料采掘到废弃物最终处理的全过 程进行的跟踪与定量分析.它是评价产品、工艺过 程或活动整个生命周期系统环境负荷的完整过程, 整个生命周期包括原材料的提取、加工、生产、运输、销售、使用、再回收和维护、废物循环及最终 废物弃置(杨建新和王如松, 1998).国内外不乏关于 煤炭发电与制气的全生命周期碳排放研究.Jaramillo 等(2007)比较了美国煤炭与天然气、进口 液化天然气(Liquefied Natural Gas, 简称 LNG)、煤 制气(Coal to Synthetic Natural Gas, 简称 C-SNG)在 各种技术水平下发电的污染气体排放水平, 认为如 果采用联合循环高效发电技术及碳捕获与封存技术 (Carbon Capture and Storage, 简称 CCS)时, C-SNG 比进口 LNG 更有减排优势.Ding 和Han(2013)在GREET 模型中加入 C-SNG 及终端利用模块, 对比 分析了中国 C-SNG 与其他替代方式在烹饪、发电、 蒸汽生产、汽车动力四个方面的能效和温室气体 (Greenhouse Gas, 简称GHG) 排放,结果显示C-SNG 并不是中国节能减排的正确选择.Yang 和Jackson(2013)认为应该禁止煤制气项目. Li 等(2016) 认为 C-SNG 与电联产时节能减排效果较好, 可以 在中国推广. 前人研究中较少从碳排放的角度对褐煤的新 型利用方式进行探讨.本文通过全生命周期评价法 计算褐煤制气(Lignite to Synthetic Natural Gas, 简称L-SNG)、 提质褐煤发电的温室气体排放情况, 并 与我国褐煤普通发电水平的 GHG 排放进行比较, 从碳排放的角度得出褐煤利用的最........