地熱發(fā)電

余熱回收與地熱發(fā)電市場(chǎng)展望

  目前,國家在大力推動(dòng)新能源投資與應用,主要包括光伏、風(fēng)電、光熱、余熱回收、地熱等,這些產(chǎn)業(yè)部分已經(jīng)進(jìn)入爆發(fā)放量期,部分還在醞釀中,還沒(méi)形成產(chǎn)業(yè)化,如光熱,地熱,還需要政策扶持。
  光伏、風(fēng)電都涉及發(fā)電利用小時(shí)數,與太陽(yáng),天氣,風(fēng)有密切關(guān)系,隨時(shí)會(huì )停光,停風(fēng),沖擊電網(wǎng),需要多種新能源補充,共同發(fā)電上網(wǎng),保障能源安全,如光熱發(fā)電可以與光伏配套。
  余熱發(fā)電地熱發(fā)電是一種可持續發(fā)電的資源,不受環(huán)境限制。主要集中在工業(yè)領(lǐng)域,如鋼鐵、有色金屬、化工、建材、輕工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(shù),推進(jìn)低品質(zhì)熱源的回收利用,形成能源的梯級綜合利用。
  鋼鐵行業(yè)基本普及焦爐干熄焦裝置、高爐干法除塵及爐頂壓差發(fā)電裝置,重點(diǎn)推廣焦爐實(shí)施煤調濕改造、轉爐余熱發(fā)電裝置和燒結機余熱發(fā)電裝置。有色金屬行業(yè)重點(diǎn)建設冶煉煙氣廢熱鍋爐和發(fā)電裝置,推廣粗鉛、鎂冶煉余熱回收利用技術(shù)?;ば袠I(yè)重點(diǎn)推廣硫酸生產(chǎn)低品質(zhì)熱能利用技術(shù)和炭黑余熱利用技術(shù)。建材行業(yè)在新型干法水泥生產(chǎn)線(xiàn)全部配套建設純低溫余熱發(fā)電系統,重點(diǎn)推廣玻璃熔窯余熱發(fā)電技術(shù)、煤矸石燒結磚生產(chǎn)線(xiàn)余熱發(fā)電技術(shù)。輕工行業(yè)加快對造紙生產(chǎn)實(shí)施全封閉氣罩熱回收節能技術(shù)改造。石油行業(yè)在煉化中,無(wú)機化工在生產(chǎn)中,如濃硫酸生產(chǎn),等等方面,均需要將產(chǎn)成品降溫,原來(lái)是由水來(lái)冷卻處理,水蒸氣直接排放,即耗電,又耗時(shí),又浪費水資源。
  自從膨脹機在中國首次研發(fā)成功實(shí)現商業(yè)化運行后,余熱回收利用成為可行,可以不需要額外耗功降溫,反而可以外接膨脹機,通過(guò)冷媒換熱來(lái)發(fā)電,扣除冷媒降溫自耗電后,仍然取得很大的發(fā)電節能效果,為企業(yè)節約能源成本。
  有資料預測,中國工業(yè)企業(yè)節能領(lǐng)域中的余熱回收市場(chǎng)空間如果全部用膨脹機來(lái)節能,可以節約4億噸標準煤。這是余熱回收的想像空間。目前,中國也在制訂地熱發(fā)電應用的政策,地熱在中國范圍挺廣,包括東南沿海地區,四川地區,青海,西藏等。海外包括環(huán)太平洋地區,北美,中歐地區。具體到已經(jīng)利用地熱的國家有美國、菲律賓、墨西哥、意大利、新西蘭、冰島、日本、薩爾瓦多、肯尼亞等國。但總體地熱裝機規模非常小,只有1萬(wàn)兆瓦規模。
  地熱是取之不盡的能源,但地熱與地緣有關(guān),不是所有的地熱都可以開(kāi)發(fā)利用。最好的地區資源主要分布在環(huán)太平洋的印尼,菲律賓。使用地熱最急迫的地區還包括溫度低寒的地區,包括北美阿拉斯加、冰島、中國西藏等人煙稀少的地方。
  余熱回收和地熱的利用,最合作的機器就是膨脹機,而開(kāi)山股份首創(chuàng )了世界最先進(jìn)技術(shù)新能源的利用,必須談到膨脹機,而膨脹機真正商業(yè)化啟動(dòng)的元年是2012年10月,是由開(kāi)山股份首創(chuàng )的世界最先進(jìn)的技術(shù)。開(kāi)山的膨脹機主要發(fā)明人是公司總裁湯炎。他擁有許多核心專(zhuān)利技術(shù),并在公司董事長(cháng)曹克堅的感召下,2010年回國創(chuàng )業(yè),獲得曹總的部分股權贈送。在開(kāi)山旗下研發(fā),首先解決了螺桿壓縮機的核心技術(shù),也就是陰陽(yáng)轉子的技術(shù),使螺桿壓縮機的能耗比大幅提升,已經(jīng)超過(guò)國家一級節能標準,打敗了世界巨頭,如英格索蘭、壽力等傳統壓縮機生產(chǎn)商。進(jìn)而在膨脹機研發(fā)上獲得重大突破,于2012年10月首臺100KW膨脹機在浙江衢州鋼廠(chǎng)建成投產(chǎn),至今發(fā)電近4年,基本安全無(wú)故障,效果驚人,幾乎一年就實(shí)現回收投資成本,大幅節約電能消耗。
  這么好的技術(shù)歷經(jīng)三年市場(chǎng)仍然平淡,問(wèn)題究竟出在哪里?
  首先,余熱回收市場(chǎng),主要是中國高耗能的過(guò)剩產(chǎn)業(yè),如鋼鐵、石化、無(wú)機化工、紡織印染等領(lǐng)域,目前正面臨去產(chǎn)能的階段,雖然增加膨脹機設備可以節能,但投資規模也不算太小,膨脹機發(fā)電需要穩定的氣源,在生產(chǎn)都不穩定的當下,這些企業(yè)光停產(chǎn)線(xiàn)對氣源穩定性帶來(lái)較大影響,在前二年嘗鮮式利用膨脹機后,馬上面臨需要瓶頸。
  其次,是國企機制,雖然開(kāi)山與中國余熱回收利用市場(chǎng)最大的中石化于2015年上半年形成了戰略合作,但是由于中石化領(lǐng)導換人的原因,董事長(cháng)傅玉成下,王玉普上,對十三五規劃做出了重大改變。原來(lái)傅總熱衷余熱回收,市場(chǎng)測算有100億設備需求規模,所以想以市場(chǎng)換技術(shù),通過(guò)定增方式入股開(kāi)山,換取開(kāi)山向中石化轉讓技術(shù)。但開(kāi)山的命根就在膨脹機的專(zhuān)有技術(shù)。雙方在技術(shù)轉讓上不可能一拍即合。同時(shí),新任董事長(cháng)的熱情轉向地熱開(kāi)發(fā),余熱回收需求也變得不再急迫,因此,在中石化的海南芳綸項目利用膨脹機節能獲得成功后,后續項目進(jìn)展非常緩慢。導致開(kāi)山依賴(lài)中石化這座靠山明顯產(chǎn)生戰略誤判,影響了開(kāi)山的高速發(fā)展。
  目前,中國地熱市場(chǎng)正在興起。早在幾十年前,中國第一家生產(chǎn)出地熱膨脹機的是江西華電,并在西藏羊八井搞出第一口膨脹機發(fā)電井。并運行至今。但該井只有示范意義,沒(méi)有經(jīng)濟效益。主要的問(wèn)題是設計原理落伍,發(fā)電效率低。發(fā)電轉換率只有70%不到,宣傳不能代表實(shí)際效果。而美國GE用了六十多年研究,至少也沒(méi)做出來(lái),并在2010年投資開(kāi)山60萬(wàn)美元希望由開(kāi)山代研發(fā)地熱發(fā)電機。在開(kāi)山核心人物湯炎帶領(lǐng)下,以最快的速度突破了技術(shù)障礙,取得了輝煌的成果,該項技術(shù)核心瓶頸在陰陽(yáng)轉子配比數,以及線(xiàn)型加工方面,加工軟件。生產(chǎn)技術(shù)屬于核心機密,從設計到加工,有三道程序分別由三個(gè)人掌握,各司其職,數據參數輸入都分工,確保技術(shù)不流失被竊。
  美國GE工程師多次到開(kāi)山學(xué)習,包括印度GE公司也去學(xué)習并采購膨脹機,使用效果都被大大贊賞。開(kāi)山已經(jīng)成功在美國阿拉斯加地熱項目和美國新墨西哥州獲得了幾千萬(wàn)元的地熱設備訂單,項目建成二年多來(lái),多次被美國新聞媒體宣傳報道??梢?jiàn)實(shí)力超群。世界公認,開(kāi)山是目前全球唯一真正能實(shí)現產(chǎn)業(yè)化膨脹機設備的企業(yè)。目前,江西華電技術(shù)還非常落伍,福建雪人股份的由瑞典技術(shù)引入生產(chǎn)的膨脹機還沒(méi)實(shí)地應用效果。還無(wú)法對比性能。
  2016年初開(kāi)山著(zhù)手實(shí)施定增,向環(huán)太平洋地熱帶進(jìn)軍中國的地熱市場(chǎng)推動(dòng)最大的力量來(lái)自中石化,并列入中石化的十三五規劃,但中石化沒(méi)有地熱技術(shù),必須跟開(kāi)山合作,這點(diǎn)繞不過(guò)開(kāi)山。但開(kāi)山受前期余熱回收合作失敗的影響,心情方面受到傷害,也不太樂(lè )意熱臉去貼冷屁股。因此,開(kāi)山在16年初即醞釀,目前著(zhù)手實(shí)施定增,向環(huán)太平洋地熱帶進(jìn)軍。
  首先明確進(jìn)軍印尼的地熱市場(chǎng)。那里有非常好的地熱資源,也有非常好的石油廢井,可以加以利用,重新修復??焖偻顿Y建成一井一站式開(kāi)山獨創(chuàng )的發(fā)電站,目前地熱市場(chǎng)的的開(kāi)發(fā),除了政治因素環(huán)境影響外,還與施工有一定關(guān)系,真正可持續的地熱井,需要打成二眼,構成循環(huán)井,發(fā)完電的水要回灌地底明確的水位,而不是隨地排放,或任何地底位置排放,破壞水層。
  除此之外,更大的影響是當地的電價(jià),不同地方的電價(jià)直接影響產(chǎn)品投資回本的時(shí)間,影響售價(jià)。比如美國電價(jià)平均在6-8美分,那在美國銷(xiāo)售的膨脹機價(jià)格不會(huì )太高,而且當地優(yōu)質(zhì)的地熱資源已經(jīng)被當地財團把控,要想取得優(yōu)質(zhì)地熱資源,這里的成本是一個(gè)負擔。印尼的當地電價(jià)是給地熱發(fā)電8美分,可能后期會(huì )更高些,如10美分。而歐洲地熱電價(jià)有11-13美分,因此,未來(lái)膨脹機銷(xiāo)售主要的分布區間,首先會(huì )在印尼,其次是可能獲得地熱投資菲律賓,然后是歐洲地區。近日開(kāi)山不斷收購歐洲地熱資源企業(yè)股份,就是沖著(zhù)這個(gè)目標去的。在余熱發(fā)電階段,不管是國內,還是銷(xiāo)往美國,設備價(jià)格都不太高,國內銷(xiāo)售基本上是按1KW1萬(wàn)元人民幣(含稅價(jià)),銷(xiāo)往美國是1KW0.6萬(wàn)元人民幣(含稅價(jià))。這里明顯是受制于美國電價(jià)低。而本次計劃銷(xiāo)售到印尼搞地熱的膨脹機價(jià)格,根據參與印尼招標的日本與韓國企業(yè)的報價(jià),打了8折多,相當于1.7萬(wàn)元/1KW,價(jià)格大幅提升,毛利率高達60-70%,凈利潤率高達50%,余熱發(fā)電設備賣(mài)價(jià)對應的凈利潤率僅30-35%,毛利率50%。因此,開(kāi)山從現在開(kāi)始修復印尼石油廢井或打印尼新井,一口井成本200萬(wàn)美元,預期到明年中,可以建成約50兆瓦的膨脹機發(fā)電設備并網(wǎng)發(fā)電(利用公司募資節余10億元來(lái)實(shí)施)。這些地方是華人居住區,管理環(huán)境好。明年下半年再建50兆瓦發(fā)電設備,這需要定增資金到位支持。如果明年建成100兆瓦,那業(yè)績(jì)就可能大幅增長(cháng)數倍。印尼地熱方面,公司目前有240MW的地熱田,明年公司計劃建成100MW。