余熱利用

余熱回收利用行業(yè)分析

  2012年工信部制定的《工業(yè)節(jié)能“十二五”規(guī)劃》提出,工業(yè)節(jié)能總體目標是“到2015 年,規(guī)模以上工業(yè)增加值能耗比2010 年下降21%左右”,“十二五”期間預計實現節(jié)能量6.7 億噸標準煤”。在行業(yè)目標上,提出了“到2015 年,鋼鐵、有色金屬、石化、化工、建材、機械、輕工、紡織、電子信息等重點行業(yè)單位工業(yè)增加值能耗分別比2010 年下降18%、18%、18%、20%、20%、22%、20%、20%、18%”。從現有情況來看,我國余熱余壓資源利用率低,剩余可回收率潛力近60%,余熱利用市場潛力巨大。
 
  2013年1月,國務院印發(fā)的《循環(huán)經濟發(fā)展戰(zhàn)略及近期行動計劃》中提出,到2015年,資源循環(huán)利用產業(yè)總產值達到1.8萬億元,比2010年提高80%,綜合利用發(fā)電裝機容量達到7600萬千萬;煤層氣(瓦斯)抽采利用率達到60%,煤層氣發(fā)電裝機容量超過285萬千瓦;煤矸石綜合利用率達到75%,低熱值煤炭資源綜合利用發(fā)電裝機容量達到7600萬千瓦,比2010年提高192.3%。
 
  一、行業(yè)概況  余熱(余壓)在能源利用設備中沒有被利用的能源,包括高溫廢氣余熱、冷卻介質余熱、廢汽廢水余熱、高溫產品和爐渣余熱、化學反應余熱、可燃廢氣廢液和廢料余熱、以及高壓流體余壓等。在玻璃、冶金、冶煉、石化、建材、陶瓷、輕紡等行業(yè)中都具有排煙溫度高于280℃的工業(yè)鍋爐、流化床鍋爐、導熱油爐、冶煉爐、冶金爐、高爐熱風爐、加熱爐,其余熱回收利用空間較大。根據調查,各行業(yè)的余熱總資源約占其燃料消耗總量的17%-67%,可回收利率達60%。
 
  二、市場現狀  根據《工業(yè)節(jié)能“十二五”規(guī)劃》,“十二五”期間將在鋼鐵、玻璃、有色金屬、化工、建材等余熱余壓資源豐富行業(yè),全面推廣余熱余壓回收利用技術,
 
  推進低品質熱源的回收利用,形成能源的梯級綜合利用。按照規(guī)劃,到2015年,我國余熱余壓發(fā)電要實現新增裝機2000萬千瓦。按每千瓦造價5000元計算,“十二五”期間余熱余壓發(fā)電將形成1000億元市場。  余熱的回收利用途徑很多,總體分為熱回收(直接利用熱能)和動力回收(轉變?yōu)閯恿螂娏υ儆茫﹥纱箢?。余熱發(fā)電是余熱回收利用的一項重要途徑,余熱發(fā)電是利用廢棄、廢液等工質中的熱或可燃質作為熱源,加熱余熱鍋爐生產蒸汽用于發(fā)電。截至2010年,鋼鐵、水泥、玻璃、合成氨、燒堿、電石、硫酸七個工業(yè)行業(yè)的余熱發(fā)電裝機已達1200萬千瓦,發(fā)電量為230億千瓦時。
 
  1.焦爐煤氣
 
  焦爐煤氣是在產出焦炭或焦油產品的同時所產生的一種可燃性氣體,是煉焦工業(yè)的副產品。生產1噸焦炭,可產生430m3左右的焦爐煤氣,熱值約為17~19MJ/Nm3。焦炭生產中,約一半焦爐煤氣用于企業(yè)自身回爐助燃,其余200m3可作為外供燃料和化工材料,2012年,全國外供焦爐煤氣量約1000億nm3。  目前,全國焦炭生產企業(yè)2000余家,規(guī)模以上企業(yè)880家,其中100萬噸以上產能規(guī)模企業(yè)115家,占全國焦炭企業(yè)總量的13%;年產量超過100萬噸的企業(yè)有50余家,2012年全國焦炭產能為5.4億噸,產量達到4.6億噸,平均產能利用率為70%左右。全國焦炭企業(yè)中有2/3為獨立焦化企業(yè),主要分布在山西河南、山東云南、內蒙等地,焦爐煤氣豐富,但距離中心城市遠,許多焦爐煤氣被直接燃放,利用率低。
 
  焦爐煤氣發(fā)電技術是焦爐煤氣綜合利用的較好途徑,受到國內眾多焦化企業(yè)看好。燃氣發(fā)電技術較成熟的工藝有:蒸汽輪機發(fā)電、燃氣輪機發(fā)電、燃氣內燃機發(fā)電。
 
  2.煤層氣發(fā)電
 
  我國煤層氣地質資源量36.81萬億m3,主要分布在華北和西北地區(qū)(占總資源量84.4%),與我國常規(guī)天然氣資源量38萬億m3基本相當,全國煤層氣探明儲量達到1700億m3。
 
  “十一五”期間,我國煤層氣發(fā)電存在成本較高上網難的特點,我國煤層氣發(fā)電規(guī)模較小,大部分是公司自備煤層氣發(fā)電廠,總裝機容量還很小。以山西晉煤集團寺河煤層氣發(fā)電廠為例,是世界上最大的煤層氣電廠,擁有60臺發(fā)電機組,裝機容量為12萬千瓦,年發(fā)電量約8.4億度,年利用煤礦瓦斯約1.8億m3。  國家能源局發(fā)布《煤層氣(煤炭瓦斯)開發(fā)利用“十二五”規(guī)劃》指出,到2015年,煤層氣(煤礦瓦斯)產量達到300億立方米,煤層氣(瓦斯)抽采利用率達到60%,瓦斯發(fā)電裝機容量超過285 萬千瓦;鼓勵煤礦瓦斯就地發(fā)電,推廣低濃度瓦斯發(fā)電,加快實施風排瓦斯利用示范項目和瓦斯分布式能源示范項目。
 
  3.鋼鐵冶金
 
  鋼鐵行業(yè)能耗約占全國工業(yè)總能耗的15%,其中余熱資源約占37%,節(jié)能空間大。鋼鐵冶金行業(yè)余熱回收利用主要包括,燒結廢氣、高爐煤氣、轉爐煤氣、電爐煙氣、軋鋼加熱爐煙氣。目前,我國大中型鋼鐵企業(yè)具有各種不同規(guī)格的大小焦爐50多座,除了寶鋼、重鋼等個別鋼鐵企業(yè)工業(yè)化水平達到了國際水平,其余廠家能耗水平都很高;全國有25噸以上的轉爐達240座,按3座配備一套發(fā)電系統(tǒng)可配置發(fā)電量為3000Kw的電站80座;煉鋼廠中的電熔爐,目前全國有20多座,其中65噸級可發(fā)電量在5000Kw/座以上。
 
  綜合數據分析顯示,“十二五”鋼鐵行業(yè)中余熱資源發(fā)電的實現潛力約為5765.91萬噸標準煤;其中,“十一五”末存量余熱資源持續(xù)開發(fā)實現2271.31萬噸,“十二五”期間,熱熱資源開發(fā)增量3494.60萬噸;利用在余熱發(fā)電的裝機容量潛力為641萬kW,相應可形成505億kWh的年發(fā)電能。
 
  4.水泥生產  目前我國高耗能行業(yè)中余熱利用較好的為水泥行業(yè),雖然水泥余熱發(fā)電建設高峰已經過去,仍然有一定潛在市場。根據中國水泥協會主辦的數字水泥網統(tǒng)計,2011年初至2012年底,全國新投運新型干法熟生產線為179條,投產的生產線共計1292條;已開工建設或投產運營的余熱發(fā)電電站的生產線已達到852條;另扣除約200條左右規(guī)模較小、生產線的運轉率較低、不宜配套建設余熱電站外,國內仍需建設余熱電站的水泥生產線存量約為240條;“十二五”期間熟料需求以每年5%的速度增長,年均新增生產能力1億噸,約年均新建70條生產線。綜合測算,到2015年,在2012年存量基礎上,國內需新增配備余熱電站的水泥生產線450條左右。
 
  5.玻璃  目前,全國有規(guī)模以上浮法玻璃生產線270余條,已有超過50 條浮法玻璃生產線已建或在建配套余熱電站,約占總量的18%左右。按照《節(jié)能減排“十二五”規(guī)劃》的要求,到2015 年,玻璃行業(yè)余熱發(fā)電比例提高到30%以上?!笆濉逼陂g,每年預計增加15 條水泥線,其中50%建設余熱電站計算,約有100條生產線要建設余熱余壓發(fā)電設備,是“十一五”期間的兩倍。
 
  三、企業(yè)介紹  目前我國節(jié)能服務產業(yè)內已擁有成熟的人才儲備和國際領先的余熱發(fā)電技術,從事節(jié)能服務業(yè)務的公司近4000 家,年產值突破2000億。眾龍頭節(jié)能服務公司競爭態(tài)勢基本穩(wěn)定,技術進步進入良性循環(huán);盈利模式也由最初的設備訂貨、總承包發(fā)展成為總承包、BOT、EMC 等多種手段。節(jié)能服務公司已經在生物質發(fā)電、產業(yè)鏈延伸、余熱梯次利用等多維度取得了進步,行業(yè)邊界進一步擴大,企業(yè)也在取熱效果、熱能輸送、發(fā)電效率等方面具有核心技術。
 
  由于存在著較高的技術門檻,需要長期的經驗積累和技術創(chuàng)新來確立在行業(yè)中的競爭地位。因此市場集中度很高,其中:安徽海螺川崎工程有限公司、中材節(jié)能發(fā)展有限公司、易世達和南京凱盛開能環(huán)保能源有限公司等前四家余熱發(fā)電工程服務公司占據了絕大部分市場份額,根據裝機容量計算,2006 年至2009 年累積市場份額為71.8%。