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水电站旁建园区 把弃水变成“氢产业”

  • 发布时间:2016-03-23 05:32:15  来源:四川日报  作者:佚名  责任编辑:罗伯特

  今年四川弃水电量预计还将增加。如何消纳富余水电?一个新的构想出现——

  3月22日,是第二十四届“世界水日”,也是第二十九届“中国水周”的第一天。今年的宣传主题是“落实五大发展理念,推进最严格水资源管理”。水利部相关负责人表示,“十三五”期间,我国将坚持水资源消耗双控目标,建立水资源承载能力刚性约束机制,加快建立水资源承载能力评价和监测预警机制,严格控制用水总量,有效管控用水强度,大力推进节水型社会建设。

  本报今日刊出的两篇报道,分别从两方面揭示:水资源是宝贵财富,我们要珍惜,要用好。水电是我国大力发展的清洁能源,但在电力过剩时如何消纳变成难题。水电制氢的构想,给高效利用水资源打开了新思路。另一方面,污水处理之后进行再利用,可大大弥补城市水资源紧缺,这块市场还亟待有效开发。总之,在“水”的利用上,可为之事还很多。

  □本报记者 李欣忆

  3月8日,一场关于弃水电量制氢的应用研讨会在成都举行,主办方为清华大学能源互联网研究院、中国电建集团装备部、中电建水电开发集团有限公司。来自国内能源互联网、氢能应用的专家和企业家都悉数到场。

  通过电解技术制成氢气,水不再白白流走,这个创造性的构想,或许是消纳弃水电量的有效方法。

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  四川的“水”

  四川水资源空间分布不均匀,人口耕地集中、生产总值占全省85%的盆地腹地地区,水资源总量仅占全省的22%。

  四川水源分布时间不均匀,每年4-6月是我省农业用水、工业用水高峰时段,而全省降雨主要集中在7-9月。

  四川水利基础薄弱,目前全省116座大中型水库总库容为74亿立方米,占全省水资源总量的2.3%,低于全国平均水平的23%。

  本报记者 王成栋 整理

  弃水电量年年攀升,建特高压外送通道还有个过程

  一个创意:把弃水转换成氢气

  这个构想,是重压之下迸发的火花。

  四川建设全国清洁能源基地,目前最大的痛点,在于弃水电量的消纳问题。由于水电装机不断增长、用电需求放缓,四川电网由以前的“丰余枯缺”变成“丰余枯足”,弃水成为常态。国网四川省电力公司提供的两组数字触目惊心:102亿千万时、200亿千万时。前者是2015年四川水电弃掉的电量,相当于拥有千万人口的哈尔滨市一年用电量;后者是2016年四川预期的弃水电量。

  据估算,到2020年,四川弃水电量将达350亿千瓦时。

  四川水电面临巨大消纳压力,中电建水电公司副总经理杨建明感受深刻。该公司旗下有多个水电站,装机规模300万千瓦,近年来弃水电量呈逐年上升,预计今年弃水电量为15亿千瓦时。“省上大力呼吁加快建设特高压外送通道,促进东部地区对四川水电的消纳,但是从批准、建设到完工,过程太慢。”杨建明在研讨会上表态,“发电企业应该主动作为。”

  去年7月,中电建水电公司旗下的投资管理部第一次接触到弃水电量制氢项目,“觉得很有意思,开始考察看能不能投资。”投资管理部相关负责人说,没想到反馈到集团层面,立即被当成能源转型的“救命稻草”。

  “利用弃水电量制成氢气,再卖给下游企业,这是发电行业供给侧结构性改革的一种示范。”今年年初,杨建明开始主抓弃水电量制氢项目的落地。

  利用弃水电量制氢,电价成本下降三成

  一张蓝图:打造氢能产业集群

  弃水电量制氢,是怎么回事?

  清华大学能源互联网研究院博士张亦弛介绍,简单来说,就是以水为原料,通过电解方法制取氢气。主要有三种用途:一是有色、蓝宝石等工业领域的燃气;二是与天然气混合使用,解决天然气燃烧排放二氧化碳的问题;三是制成氢燃料电池。

  据测算,弃水电量100亿千瓦时,可生产约20万吨氢气。

  四川鑫通新材料科技有限公司的主要产品是蓝宝石,这是一种可应用于显示屏的新材料,需要氢气作为燃料。该公司董事长钱幼平介绍,他们采取的是电解水制氢技术,用电成本占80%,目前套用0.32元/度的普通工业上网电价,生产成本就过高,氢气最高能占到蓝宝石产品成本的30%左右。“如果利用弃水电量制氢,成本可以大幅下降。”

  中电建水电公司估算,利用弃水电量制氢,电价成本可降低至0.20-0.26元/度,比普通工业上网电价可下降30%左右。

  应用研讨会上,杨建明展示的幻灯片图表,是一个“加强版”的构想,计划打造集制氢、储运、用氢为一体的氢能产业集群。

  中电建水电公司的控股子公司四川圣达水电开发有限公司,负责乐山大渡河安谷水电站和沙湾水电站项目的建设和运营管理。总经理罗武介绍,将依托安谷水电站和沙湾水电站的弃水电量(去年两个电站弃水电量约10亿千瓦时),在安谷水电站旁边建设产业园,吸引下游企业入驻,就近消化;同时成立氢能运营公司,将氢气运输到附近的制陶瓷工厂、天然气加氢站等。

  美好的构想要落地,还有问题需要解决

  两大障碍:标准待完善政策待落地

  在清华大学能源互联网研究院院长曾嵘看来,氢能产业园的构想,将带来三大效用:为四川弃水电量本地消纳提供全新的途径;为发电行业供给侧结构性改革提供示范;为四川将能源从要素保障转化为产业提供样本。

  构想美好,但能否真正落地,还需要跨越两道坎。

  首先,是价格形成机制。“虽然我们测算出电价能降到0.20-0.26元/度,实际能不能降这么多,需要多方谈判。”杨建明说,以安谷水电站为例,以前的电价由五部分构成:发电成本、输配电成本、税收成本、固定资产折旧和相应的基金。采用弃水电量之后,发电成本和固定资产折旧没有变化,税收成本和基金可和地方政府协商争取优惠,输配电成本这部分需要和国家电网谈判,发电企业自发自用,由国家电网收取一定的过网费。这符合国家的电改政策。

  第二道坎,是水电制氢生产、储备、应用产业链技术标准的完善。国家氢能标准技术委员会高级顾问陈霖新介绍,电解水制氢的技术很成熟,但是氢气的储备和运输对安全性要求非常高,需要专业规范的配套。

  以后如果不弃水了,制氢项目会不会难以为继?杨建明回应说,预计到2020年之前,四川的弃水现象将持续。之后,随着电改政策落地,预计电价将进一步下降,届时不用弃水电量制氢,而用低峰时段的“谷”价水电制氢,一样具有成本优势。

  省能源局相关负责人告诉记者,利用弃水电量制氢在全国还没有先例,但利用弃风电量制氢,国家能源局已批准两个示范项目。去年4月,投资20亿元的河北沽源风电制氢综合利用示范项目正式开工建设,建成后将是全球最大容量的风电制氢工程。

  据记者了解,弃水电量制氢,目前已进入四川省与清华大学合作开展的“能源互联网+”课题,中电建水电公司正在全力推进弃水电量制氢项目的落地。

  “以往我们只关注污水处理过程,却很少提及如何利用中水。”3月22日下午,四川省水处理及再生水利用协会成立,在会长邓小波眼里,四川的中水回收利用率仍然不高。

  中水,是污水经过处理后达到排放标准的形态,可用于城市绿化、汽车清洗、工业冷却等多个领域。

  据省水利厅统计,2014年,全省共产生污废水40.85亿立方米,分别为同期全省工业用水量的3.3倍、全省用水总量的三分之一。同年,全省城市污废水处理率达到84.4%。中水资源丰富,但利用率不高。

  成本与售价倒挂中水利用遇尴尬

  □本报记者 王成栋

  现象:

  一边用水紧张,一边中水价高难卖出

  从业13年,成都金蓉水处理有限公司总经理李固终于坐不住了。苦等来的“水十条”、最严格水资源管理制度等政策红利,并没有让他的生意有起色。他算过一笔账:成都人均水资源占有量刚过500立方米,排名全省后五位;每年生活及工业用水量达到12.3亿立方米,其中工业用水量占据四成。从全省看,2014年工业用水不过12.5亿立方米,“只要回收三分之一就能实现工业用水循环利用。”

  省水利厅相关负责人回忆,去年5月底至6月初,都江堰灌区遭遇局部春旱。为保障大春生产,省都江堰管理局不得不将成都市生态用水量从40立方米/秒削减为20立方米/秒。用水紧张的状况,无疑催生了中水回收利用者们的信心:成都市日排放生活、生产污水近300万吨,如能加以回收利用,前述现象将有望缓解。“市场太大,以前担心我们吃不下,现在发现是吃不饱。”李固认为,之所以出现“理想丰满,现实骨感”,是因为现在的水价机制不合理。成都非居民生活用水价格是4.43元/立方米;而中水要经过污水处理等多个环节,成本就达到2元/立方米,加上输配送损耗、管网维护等成本,终端水价应在5元/立方米左右。

  中水成本与售价倒挂,让水处理公司生产中水的意愿不高。只能给洗车等用水量少、水价高的行业提供小规模的中水供应,这一部分占已处理的污水比例还不到3%。

  建议:

  用中水,能不能给点补贴?

  “水是商品,也是有限的,最有效的调控方式还是价格手段。”省都江堰管理局供水科科长徐兴文介绍,按照计划,年内将向成都供水19.01亿立方米,已经接近上限。他认为,在建设李家岩水库等备用水源地的同时,“节流”也应摆上日程。

  据了解,我省水价改革主要集中在农业和城市居民生活用水领域。

  对此,省供排水协会相关负责人建议,应酌情考虑对中水回收利用予以补贴,使得使用中水的实际负担低于普通自来水,“对终端用户补贴,这个很好操作,在‘一户一表’的基础上,按照实际用量补贴就可以。”

  “各地的财政、资源状况不一,政府该补贴多少、怎么补贴、补贴后会不会造成中水浪费,这些都需要更为精细化的顶层设计。”省水利厅水资源处处长高镔则略显谨慎。他认为,对中水回收利用的补贴需要从长计议,更多的应该交给市场来取舍。

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