中国低温余热发电技术取得突破

60℃以上的工业余热就能稳定发电。近日，由天津大学和山西易通环能科技集团有限公司自主研发的低温余热发电机组经过一年多的工艺改进，实现产品大型化生产。专家称，这一产品技术填补了国际上60－70℃的余热发电空白，具有巨大节能潜力和应用前景。
数据显示，中国总体能源利用率只有33%左右，单位GDP能耗是世界平均水平的1.9倍、发达国家的3倍至4倍，约67%的能源在工业生产中被直接排放。
山西易通环能科技集团有限公司董事长赵保明说，在被排放掉的能源中，有一半是低品位的中低温热源，即200℃以下的烟道气和100℃以下的水、乏汽，包括电厂的冷却塔、钢厂的轧钢水、化工厂的冷却水等。由于缺乏技术、设备，长期以来，大量中低温热源被浪费。
“降低发电温度，是获取工业余热利用最大化的关键。”天津大学热能学科带头人、博士生导师张于峰说，发电温度越低，余热利用越充分，发电量也就越大，经济效益就越明显。目前，美国、法国等国余热发电技术的最低温度为80℃。天津大学和山西易通集团自主研发的低温余热发电机组，通过提升热电转化介质的性能，将发电最低温度降至60℃，填补了中国在该领域中的技术空白。
据了解，这一技术是天津大学承担的国家“九七三”项目的研究成果，现已进入产业化阶段，单机规模最高500千瓦。张于峰说，低温余热用来发电，可为企业节省电耗、变废为宝，在带来经济效益的同时，也是降低综合能耗、解决环境热污染的主要途径。
据中国科学技术发展战略研究院测算，如果这项技术得到广泛推广，全国的工业余热都被有效利用，中国的综合能耗率有望下降5个百分点，相当于节约3亿吨标煤。
以华北油田为例，目前华北油田在产油井共1470口，油井在枯油期需要注水挤油，每天都有大量的水排放。受地热影响，2000米深采出的油水分离后，水温在80℃左右，除回灌一部分之外，每天都有大量低温井水被排放。在这项技术支撑下，每口油井可装机100千瓦，整个华北油田可装机约15万千瓦，每年增加收入约3亿元。
然而，部分单位安装这一发电设备后，却遭遇并网难，部分机组甚至被迫空转。赵保明说，他曾为东部沿海城市的一处地热井安装过100千瓦的低温余热发电设备，利用80℃的水温发电，排出65℃的水温用于居民取暖。但由于并网批复缓慢，发电机组无法正常工作。供暖季到来后，当地被迫提出“不用发电了，让机器空转给水降温就行”的要求。
“低温余热发电项目投资回收期一般在3年左右，且初始投资额较大，一般几千万甚至上亿元，庞大的一次性投资对余热发电推广形成阻力。”赵保明说，随着国家节能减排政策的推进，高耗能产业和企业对节能装备和技术利用的重视程度越来越深。政府应积极落实节能环保的各项优惠政策，加大对企业低温余热利用项目的金融支持，确保节能补贴发放到位，解决低温余热发电并网难题。