究竟如何区分“常规电源”和“分布式电源”

2021-12-29 11:51:40 文章来源:网络

在讨论增量配电网电源接入类型时,常出现对常规机组的讨论,例如《**发展改革委**能源局关于进一步推进增量配电业务改革的通知》(发改经体[2019]27号)中提到“试点项目内不得以常规机组“拉专线”的方式向用户直接供电,不得依托常规机组组建局域网、微电网”。然而问题来了,究竟什么是“常规机组”?

行业普遍认为常规机组是传统的煤电机组。那么燃气机组、水电机组、核电机组或是热电联产机组(煤电热电联产或燃气热电联产机组)是否又算作是常规机组呢?

今年9月底,**能源局发布《电网公平开放监管办法》(国能发监管规〔2021〕49号)。该文件对于行业的一个重要意义是,文件附则明确了对常规电源的定义:

“常规电源是指除分布式发电外的燃煤发电、燃气发电、核电、水电等。集中式新能源发电是指除分布式发电外的风电、太阳能发电、生物质发电等。分布式发电是指在用户所在场地或附近安装,以用户侧自发自用为主、多余电量上网、且在配电网系统平衡调节为特征的发电设施或有电力输出的能量综合梯级利用多联供设施。”

仔细品这段话,它虽然给出了“常规电源”、“集中式新能源发电”“分布式发电”三种电源类型的定义,但并不是站在同一个维度论述,三者的特点并不是完全互斥,而是有相关**。决定分布式发电的特征关键不在于其一次能源是什么,而是它的建设地点、消纳模式以及综合利用模式,即“在用户所在场地或附近安装,以用户侧自发自用为主、多余电量上网、且在配电网系统平衡调节为特征的发电设施”、“或有电力输出的能量综合梯级利用多联供设施”均认为是分布式发电电源,其中前者完全是针对消纳形式,后者则可认为是分布式热电联产、分布式三联供机组等类型的电力虽然上网、但能量综合梯级利用多联供设施;分布式发电以外的电源才根据一次能源形式被分为了“常规电源”和“集中式新能源”。可以用下图进行简单分类。

虽然上述定义是针对《电网公平开放监管办法》文件所称电源提出的相关要求,但并不妨碍它作为**官方文件对于常规电源的正式定义。如果不考虑咬文嚼字的影响,那么其它文件所说的“常规机组”便可认为是该文件定义的“常规电源”。从这个角度而言,常规机组便有了官方明确的定义:除分布式发电外的燃煤发电、燃气发电、核电、水电等。那么反过来则是:分布式发电的燃煤发电、燃气发电等电源,并不是所谓的常规机组。如此一来,增量配电网实际工作中遇到的接入电源类型争议便有了明确的解释和依据。

来源:**能源网

作者 | 刘如楠 甘晓

青海柴达木兴华锂盐有限公司盐田。 张健供图

近日,中科院过程工程研究所研究员齐涛、朱兆武团队自主研发的西藏、青海盐湖提锂新技术科技成果评价会在北京举行。

由中科院院士、清华大学教授费维扬担任组长的评价专家组认为,两项新技术流程短、成本低、环境友好、经济效益显著,为盐湖资源的高效清洁利用提供了新途径,建议进一步加强工业示范,积极推广应用。

这意味着我国锂盐生产过程高度依赖进口的现状将得到很大改善。“当前锂盐生产对外依存度超过70%,由此带来的高成本直接拉高了新能源车、手机电池等的价格。待新技术实现规模化应用后,其成本会大幅降低。”评价会现场,朱兆武告诉《**科学报》。

没有“**打天下”的提锂技术

作为关键的能源金属,锂在电子器件、新能源车以及储能领域应用广泛。近年来,我国锂消费增速明显,从10年前的11.3万吨增长至目前的30多万吨,预计2030年将增至100万吨以上。

前景看好下的“隐忧”是高度依赖进口。“我国进口锂矿石的运输成本很高,到货后还需要再次加工提炼,其氧化锂的品位**高在8%左右,这意味着剩下多达90%是杂质,算下来总成本达15万元/吨。到了终端产品的新能源车,价格肯定更贵。此外,加工过程中使用的高浓度盐酸还会带来较重的环境污染问题。”朱兆武说。

其实,我国锂资源并不缺乏,储量约占世界总储量的7%,位居第4。其中,80%以上的可开采锂资源储存于青海和西藏盐湖。遗憾的是,由于青海盐湖镁资源含量高、锂镁分离困难,西藏的地理位置和自然环境等原因,虽然有产业化技术,但成本偏高。

“不同盐湖组分不同,如含镁量、浓度、酸碱度、温度等,很难有一种提锂技术可以‘**打天下’,因此需要针对盐湖自身的资源禀赋,开发相应的提锂技术。”朱兆武介绍。

如何针对不同盐湖中的锂资源进行清洁化开发利用,同时保证低成本、高效率,是摆在科学家面前的一道难题。

新技术实现锂收率大于95%

在我国可开采锂资源中,青海柴达木盆地高镁盐湖锂资源占50%以上,但由于锂镁分离困难,目前资源利用率不足20%。

“已有的膜分离技术、吸附耦合膜技术和传统溶剂萃取技术普遍存在投资大、成本高、收率低等缺陷。我们当时考虑,是否可以对已有技术进行改进,开发出高效分离的技术呢?”朱兆武说。

基于团队多年的溶剂萃取研究基础,朱兆武和齐涛等在深入解析传统萃取体系机理的基础上,开发了多组分协同溶剂萃取—水反萃清洁提锂新技术,实现锂收率大于95%。

“与以往用盐酸反萃不同,我们采用水反萃,能够有效避免设备腐蚀、有机相降解等问题。萃取有机相可以直接循环利用,大幅减少淡水消耗和排放费用。”他说。

2021年4月,团队与青海柴达木兴华锂盐有限公司、上海意定新材料科技有限公司合作,在青海柴达木盆地大柴旦盐湖矿区先后利用新型萃取体系,在年产50吨中试线及年产8000吨碳酸锂工业生产线上成功运行。截至目前,已生产1400余吨氯化锂产品,体系运行平稳。

与传统工艺(高酸反萃)相比,新技术的单条生产线碳酸锂实际产量提高一倍以上,每吨碳酸锂的直接生产成本降低万余元。按照目前碳酸锂价格计算,预计8000吨/年生产线年净利润达10亿元以上。

卤水直接制备电池级碳酸锂

与青海相比,西藏的工业基础更为薄弱,不能大规模使用强酸强碱等危险**较大的化工原料,且电力和淡水资源缺乏,诸多因素叠加导致其提锂技术发展极为缓慢。

但西藏有得天独厚的优势,盐湖含镁量低,多为碳酸型盐湖,锂资源平均品位较高。其中储量**大的结则茶卡盐湖和扎布耶盐湖占藏区盐湖总储量的30%左右,分别有200万吨和180万吨(碳酸锂当量)。

“这里的条件非常适合一次提锂,也就是说,只要能打通生产线,进来盐湖卤水,出来就是碳酸锂原料,可以直接用于制备电池、陶瓷、药物等产品。”朱兆武介绍。

经过多年试验研究,齐涛、朱兆武团队自主研发出碳酸盐型盐湖多官能团螯合萃取—三相反应提锂技术,通过“预处理—萃取—反萃—热解”等工艺流程,首次在西藏地区实现了卤水直接制备电池级碳酸锂。

工艺流程中构建钙循环、碳循环、水循环和萃取体系循环四类循环体系,与其他技术相比,能耗、物耗、水耗均处于较低水平,清洁度高。

2021年8月,团队与西藏国能矿业发展有限公司、上海意定新材料科技有限公司合作,在西藏结则茶卡盐湖矿区建成了全球**高海拔(4600米)的电池级碳酸锂中试生产线,于10月底完成全部试验。

产品综合收率90%以上,碳酸锂产品纯度99.5%以上,生产了数吨准电池级碳酸锂产品,并打通了全部工艺流程。

西藏国能矿业发展有限公司总经理曾云表示,“未来我们将在中试生产基础上,启动结则茶卡1万吨/年碳酸锂生产线建设,逐步构建西藏地区盐湖锂资源高效、清洁、规模化利用产业体系,支撑我国新能源战略可持续发展,有效缓解锂资源进口依赖,保障**锂资源安全。”

《**科学报》 (2021-12-28 第4版 综合 原标题为《更便宜更清洁 盐湖提锂有新招》)

编辑 | 赵路

来源:**科学报

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