能效项目:  余热废气综合利用项目

1.   目标

2015年，在中国最相关的七大产业中可综合利用的热力资源预计可达到约3.4亿吨标准煤（TCE），相当于这些工业部门能源消费总量的30％左右。尤其在钢铁，石化等行业，未经充分利用的副产品燃气资源，可为工业能源产品的充分利用带来更大的潜力。捕集和充分利用这些废弃的能源，将其用于厂内发电，可使工厂减少购电量，进而降低目前的燃煤发电量，为电力行业带来减排效益。将废弃的能源实现在内部工艺中回收再利用，可减少所需的燃料燃烧量，取得污染物减排的累积效益。

2.     节能措施说明

a.  相关法律法规。  余热和废气的综合利用项目在中国的节能法和循环经济促进法中得到了特殊的重视，呼吁更多地实施这些项目，在中国的各大节能规划中占有突出的地位，其中包括中长期节能规划，以及十二五规划中的节能专项规划等。作为重点的节能工程，这些项目也得到了各政府部门财政优惠政策的支持。

b.   节能措施的部署范围。  到2013年底，只有约38％的可用工业余热资源得到了开发利用，节省了约1.3亿吨标准煤。研究人员希望，到2020年可再利用5000万吨标煤的余热资源，使余热资源的开发利用率接近50％。但随着许多容易利用的高温余热项目已经得到了开发，进一步开展中低温余热项目的回收利用项目，为许多分散型的余热和带热介质的开发利用提出解决方案，将成为一项挑战。

c.  节能措施说明。  开发利用余热项目是指高温热能（高于500摄氏度），中温热能（200-500℃），以及低温热能（200摄氏度以下的烟气和低于100摄氏度液体）的开发利用，要捕捉的热能可存在于任何介质中，如烟囱烟道气，冷却剂，废蒸汽或热水，化学反应余热，从带热产品的余热或来自炉渣或其它废气、副产品中产生的余热等。对内部利用或发电燃烧产生的废气进行捕捉和利用的项目在钢铁、石化、化工等行业中尤为常见。

d.  项目实施框架。  这些项目由企业通过市场提供的技术和设备自行组织实施，主要的动机是降低能源成本。其他的目的还包括要完成与当地政府签订的节能减排协议，需要符合能源利用的标准，以及提高能源供应的安全性等。

e.  效益与成本费用:

• 用于工厂内部工艺的余热或废气利用项目的投资成本往往要比发电类项目低很多。在评估检查的7个内部工艺利用项目中，投资成本平均为1900元/吨标煤年节能能力。而在抽查的9个余热发电项目中，投资成本平均为4300元/吨标煤年节能能力。

• 内部工艺利用项目通过减少本地排放量，可取得显著的大气污染防治效益。但余热发电节能项目通常只能通过减少电厂排放获得区域范围空气污染防治效果。抽查的工厂内部工艺利用余热项目所取得的本地SO2和NOx减排量平均可分别达到每年450吨和180吨，而余热发电项目每年减排SO2约160吨，NOx约150吨，而电厂通常离市区较远。

• 然而，余热发电项目通常从经济上对企业更具吸引力，因为这些项目可为企业节省昂贵的购电费，甚至可向电网售出有价值的电量。这样一来，通过这些项目减少了污染排放（即便不是本地污染），同时也为企业带来高收益。企业利用余热废气发电所取得的净财务收益平均为每减排1吨SO2或NOx污染物100元。而余热废气用于内部工艺项目所产生的净财务收益要小得多，平均为每减排1吨SO2或NOx15-20元。

f.  实施中的关键问题。虽然主要类型的节能项目都能为企业节省资金，但当地节能监察机构和环保部门的鼓励和支持有助于提高项目的重要性，克服企业内部的经营惯性。也可能需要节能机构或第三方服务机构的协助，提出最佳的具体技术选项和项目解决方案。涉及发电的项目，利用企业自备电厂发电从而减少电网购电是最简单的解决方案，应向电网售电则要求与配电公司签订购电协议。

3.     项目节能量和减排量的计算方法

工业节能项目的空气污染减排效果，可根据掌握的数据，计算项目节省的能源使用量，再测算出减少的燃料燃烧的排放量。对于大多数项目，特别是余热废气回收综合利用的项目，最好将节能项目分为两类：（1）厂内节省的煤炭燃烧量，这直接有利于减少本地的大气污染物排放; （2）厂内节电量，以此计算火电厂减少的燃煤用量，以及火电厂相应的污染物减排量。

本文采用的项目投资和节能数据均来自工业生产力研究所（IIP）2008 - 2014年期间完成的84个国内工业能效项目数据库。根据火电厂每吨节煤产生的SO2和NOx减排和相关火电厂发电过程中每吨节煤产生的SO2和NOx减排的全国平均系数，分别计算出工厂内部和发电厂的减排结果。

当地环保部门可着手完善适合本地情况的空气污染治理效益计算方法。他们可以从当地节能监察大队或中心获得最新的地方节能项目投资和节能数据，以及未来项目节能潜力的信息。节煤减排系数应进一步微调，反映当地的用煤特点，发电厂地点和类型，以及各电厂通常采用的排放控制设施。由各种能效项目的实施所取得的当地大气细颗粒物浓度PM 2.5水平的下降，可以通过加入节煤—细颗粒物减排量系数（以及SO2和NOx系数），并运用当地空气质量模型计算综合效果的办法计算得出。

4.     项目实例

下表给出了4个典型的余热废气回收利用项目的投资成本、节省能源费用支出产生的净生命周期财务效益、每年污染物减排量以及SO2和NOx减排的净成本数据。所有这些项目都已完成，并获得了经过验证的节能量。

*寿命周期内节约的能源费用减去总投资成本

项目1利用水泥窑产生的余热供15兆瓦机组发电。水泥厂通过利用厂内发电减少了电网购电量。按照节省的购电费，该项目预计产生约5亿元净财务收益。项目2将以前浪费的高炉和钢转炉废气燃烧用来产生蒸汽，然后为涡轮发电机组提供动力。发电也被工厂自用，抵消购电需求。虽然投资成本较低，但产生的净财务收益比水泥厂余热回收利用项目更高。由于减少了发电需求，这两个项目都间接地产生了巨大的大气污染物减排效益。

第3个项目利用某干燥装置的余热生产工艺中使用的蒸汽，由此减少了用燃煤生产蒸汽的需要，每年可为当地减少332吨SO2排放量，减排NOx133吨（该项目导致了电网购电量的小幅增加，所以总减排量小了一点）。项目4主要利用工厂排出的废气用来生产蒸汽和供热，也包括一套余热回收装置。由于废气的综合利用明显减少了燃煤生产蒸汽和供热的需要，该项目产生了非常高的本地SO2和NOx减排效益。