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11月13日,中国石化在天津南港正式投用国内首座冷热能互换站,年处理能力超260万吨,标志着中国石化在冷能综合利用领域取得重大突破。
(来源:中国能源观察 作者:本刊记者 曲艺)
中国石化相关负责人介绍,该项目是中国首次实现LNG(液化天然气)接收站与大型石化产品生产装置之间能量耦合,每年可节省天然气1300万立方米、节电300万千瓦时,对进一步促进能源绿色低碳转型具有重要示范意义。
今年以来,石油企业关于冷能利用的探索不断。这充分证明,冷能其实并不“高冷”。相反,在“双碳”目标下,它正在与众多行业碰撞出“火花”。
中国石化天然气分公司天津LNG接收站冷热能互换站。
工业生产
记者从中国石化获悉,上述项目以液化天然气(LNG)为冷能、以乙烯生产装置富余热量为热能,清洁能源甲醇为中间介质。生产过程中,乙烯装置需要冷能给设备降温确保安全生产,LNG需要热能将低温的液态天然气加热至气态。传统方式均采用耗能设备进行降温和加热,而该项目创新通过甲醇在高低温换热器中进行能量交换,形成冷热能循环,有效降低了能耗,实现绿色生产。
不容忽视的是,该项目还突破了LNG冷能利用在规模和距离上的双重壁垒。该互换站创造了346吨/小时的国内最大冷能利用量,也实现了长达22千米的超远距离冷能输送,彻底改写了我国冷能仅在小范围应用的历史。同时,借助创新研发的冷热互换技术,冷能转换效率超95%,居国内冷能利用率首位,进一步验证了LNG冷能利用的巨大潜力。
中国石化方面表示,下一步,将持续探索冷能综合利用、轻烃分离、氢液化技术等,加快推进石化行业绿色低碳发展。
除了石化行业,在发电行业,冷能也有着得天独厚的优势。
11月13日,我国首套国产化LNG冷能发电装置在中国海油宁波“绿能港”累计运行超1000小时。这标志着国内LNG冷能发电领域关键核心技术装备的应用取得重大突破,对我国加快LNG冷能利用高质量发展、培育新质生产力具有重要意义。
LNG冷能发电是将LNG气化外输过程中产生的冷能有效利用进行发电。该套冷能发电装置依托宁波“绿能港”接收站二期工程项目已建成的分体式中间介质气化器,建设一套装机容量5兆瓦的冷能发电装置,设计年发电量约2300万度,相当于每年减少二氧化碳排放约1.4万吨,植树造林78万棵,节能降碳效果显著。
记者从宁波“绿能港”了解到,该套冷能发电装置采用低温朗肯循环工艺,以海水为热源、以LNG为冷源,丙烷为工作介质,由海水将热量传递给液态丙烷后使之变成一定压力的气态丙烷,气态丙烷推动与发电机相连接的透平做功并发电,LNG将冷能传递给做功后的气态丙烷使之重新变成液态丙烷,从而实现LNG冷能有效利用发电。
宁波“绿能港”冷能发电装置的顺利投用与平稳运行,丰富了LNG接收站冷能利用方式,是中国海油践行绿色低碳发展理念、加快培育发展新质生产力、奋力推动关键核心技术攻关的有力举措。
中国海油方面透露,接下来将深锚冷能综合利用潜能,以产能、用能两侧为切入点,实现绿色电力利用与降本增效最大化。
值得一提的是,由中国海油旗下气电集团牵头申报的《LNG(液化天然气)冷能发电设计规范》已入选国家能源局下达的2024年能源领域行业标准制订计划。这是中国海油在冷能利用领域标准化建设工作取得的新进展。
冷能发电装置被视为LNG接收站的“点金石”,有助于推动能源绿色低碳转型。《LNG(液化天然气)冷能发电设计规范》旨在进一步规范LNG冷能发电项目在设计中的技术要求,为LNG冷能发电项目的设计提供明确的方法指导,对推动冷能发电项目设计的自主可控、促进国内形成系统的冷能发电技术体系、推进LNG冷能产业发展起到积极作用。
水产养殖
今年1月下旬,在中国海油广东大鹏液化天然气接收站(以下简称“大鹏接收站”),全国首个液化天然气冷能养殖示范项目正式出鱼。该项目试验期投放的红鱼、笛鲷类鱼种在40天的试养观察期内各项生长生理指标稳定,已完全适应养殖水体环境,预计年产量可达10万斤。该示范项目的成功应用,标志着国内液化天然气行业在探索绿色发展新路径、建设现代化“海洋牧场”方面迈出了新的步伐。
液化天然气气化外输时会将巨量的冷能排放到海水中,造成极大的能源浪费。大鹏接收站是国内液化天然气供应量最大的接收站之一,2023年,该站冷能处理量超800万吨。广东大鹏液化天然气有限公司总裁郝云峰介绍,液化天然气与海水换热后,海水水温会降低5摄氏度左右,根据不同季节一般保持在15至25摄氏度之间,非常适宜高经济价值鱼类生长,是南方海域非常稀缺的冷水资源。
中国海油创新利用冷能资源,在液化天然气接收站内建设一个现代化的冷能养殖区。该项目建立了一套科学、立体的循环活水养殖系统,直接从接收站明渠中抽取低温、无菌的海水进入养殖系统,经过储水塔、调温处理池、组合养殖箱、尾水池、多级生物净化池的循环流动后,流回明渠,流进海洋,经过权威机构的定期跟踪检测分析,整个过程不会对海洋环境造成任何破坏。
据了解,中国海油冷能利用技术团队对本次养殖试验项目开展了全生命周期的技术监测,针对接收站开架式气化器冷排水量不稳定等问题,进行了大量的养殖工艺模拟,比选出最优的供冷工艺。同时,考虑高经济价值类冷水鱼对水温的敏感性,技术团队开发了基于液化天然气冷能的水温调控系统,设计出更具适用性的站内冷能养殖改造设计方案。
冷排水适合养殖什么样的鱼类?养出来的鱼有什么特点?广东大鹏液化天然气有限公司能源技术高级经理牛军锋介绍,目前一般包括贝类、鲆鲽类、海参、石斑鱼、龙虾等多个品种。采用活水、低温、无菌养殖模式,鱼体更健康、体型更自然、肉质更紧实。
据深圳市水产行业协会种业分会秘书长曹跃明介绍,在大鹏接收站内低温海水生长的海产品不需要再投放任何鱼药或其他添加物,可以确保海产的高品质。试验项目的经济效益十分可观,这批高价值海产品的市场售价每斤在百元以上,通过冷能养殖方式综合成本还能降低30%。
该项目产生的环境效益也十分显著。据测算,1立方米海水温度降低5摄氏度需要消耗5.8千瓦的能量,养殖项目利用的冷能相当于每年为社会节约用电197万千瓦时、减排二氧化碳1800吨。
下一步,大鹏接收站将充分开发利用冷能资源优势,夯实和扩展LNG冷能养殖业务种类、范围及规模,持续拓深和延展产业链条,为践行“双碳”目标贡献力量。
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