14.1 行业概况
风能非常巨大,理论上仅1%的风能就能满足人类能源需要。风能利用主要是将大气运动时所具有的动能转化为其他形式的能,其具体用途包括:风力发电、风帆助航、风车提水、风力致热采暖等。其中风力发电是风能利用的最重要形式。
虽然现在的风力发电量不到全世界发电总量的1%,但随着风力发电技术的不断进步,预计到2020年,它将可提供世界电力需求的10%,创造170万个就业机会,并在全球范围减少100多亿t二氧化碳废气。我国风能资源丰富,可开发利用的风能资源总量约为2.53亿kW。
据广东省风力资源普查,广东有3300多km的海岸线和上千个岛屿,沿海一带及岛屿风速大,风能蕴藏量丰富。目前广东风力发电可装机容量达600万kW,与全省水电资源可开发量相近,近期可开发的约300万kW。同时,风电资源比较丰富的地方一般在经济欠发达的地区,如在广东东翼粤东地区发展风电,无疑起着促进当地经济的作用。因此,广东大力发展风力发电的前景十分广阔。
广东集华风能有限公司位于广东省东南沿海的汕尾市,是按现代企业制度组建的有限责任公司,主业为开发建设运营风力发电场。公司计划建设两期风电项目:一期汕尾红海湾风电场为中型风电项目,首批装机16.5MW,已基本完成建设,2003年计划再技改扩容18MW;二期陆丰甲东风电场为大型风电项目,终期装机100MW。公司把美化环境作为一项重点工作实施。目前,风电场已投入近肋万元作为绿化工程费用,先后植树造林4万株,绿化草地多处,不但使整个生产过程具有清洁生产的特点,风电场场内外及周围环境也得到了绿化、美化,体现了人与自然和谐发展的现代清洁生产观念。
南澳县风能开发总公司是一家集风力发电、风电设备研发、风电场勘察、设计、安装及运行管理、生态旅游、海水产品深加工、商贸于一体的高科技型、综合性的全民所有制企业。公司位于广东省最大的海岛一南澳岛。近年通过国外引进和自主研发相结合,陆续完成了八期风电场的开发配套建设,共安装了各式风力发电机组80台,总装机容量26930kW,年发电量可达7500万kWh。目前,南澳风电场已建成亚洲海岛最大的风电场,并开辟配套建设了华南地区唯一具有风电特色的生态游览区和汕头市科普教育基地。近年来公司在风力机的运行管理、安装、维护、技术开发等方面积累了丰富的经验,通过强强联手、优势互补,与国内科研机构及各大专业配套厂家合作,进行国产风力机的研制,取得了可喜的成果,可满足国内外风电建设的需求。
14.1.1 行业的生产状况
(1)主要原辅料、主要产品情况:
主要原料种类:风能。
供应:源自自然能源。
贮存:天然、随机。
主要产品:电,集华风能公司每年上网电量约为3000万kwh;南澳风能公司每年发电量:7300万kwh。
(2)主要工艺过程:风力发电机主要包括水平轴式风力发电机和垂直轴式风力发电机等。其中,水平轴式风力发电机是目前技术最成熟、生产量最多的一种形式。它由风轮、增速齿轮箱、发电机、偏航装置、控制系统、塔架等部件所组成。风轮将风能转换为机械能,低速转动的风轮通过传动系统由增速齿轮箱增速,将动力传递给发电机。整个机舱由高大的塔架举起,由于风向经常变化,为了有效地利用风能,还安装有迎风装置,它根据风向传感器测得的风向信号,由控制器控制偏航电机,驱动与塔架上大齿轮啮合的小齿轮转动,使机舱始终对风。
主要技术:风力发电技术及自动控制技术。生产工艺见图14-1。
(3)设备水平及维护状况:
主要设备:风力发电机组、输变电设施。
集华风能公司采用进口的丹麦Vestas公司生产的V47-660kW风机25台。南澳风能公司自瑞典、丹麦引进的74台中型并网风力发电机。研制、安装了5台200-250kW国产风力机和国内首台垂直轴350kW风机。
14.1.2 行业的环境保护状况
(1)“三废”产生及环保处理设施:
设施名称:风电场各值班点污染物处理装置。处理废物种类为生活污水、生活垃圾等。
处理方法及工艺流程简图:
风电场生活污水→沉沙池→污水经处理后流往山体被植被吸收
(2)噪声产生及环保处理设施:
①噪声来源:由风力发电机组的发电机、齿轮箱和叶片切割空气而产生的。
②本风场风力机组具有世界先进水平,技术工艺所产生的噪声都经科学地处理,基本不会造成污染。
③加强风力机组的日常维护、保养。出现异常噪声或故障时及时处理,确保风力机在完好状态下运行,达到机组噪声不超标水平。使得生产环境均符合《工业企业噪声卫生标准》,经现场监测,厂界噪声均能达到排放Ⅲ类标准。
14.1.3 行业的管理状况
与同行业相比较,企业的管理水平处于国内先进水平。
14.1.4 清洁生产的开展及潜力
风力发电的优越性可归纳为三点:第一,建造风力发电场的费用低廉,比水力发电厂、火力发电厂或核电站的建造费用低得多;第二,不需火力发电所需的煤、油等燃料或核电站所需的核材料即可产生电力,除常规保养外,没有其他任何消耗;第三,风力是一种洁净的自然能源,没有煤电、油电与核电所伴生的环境污染问题。
风力发电属洁净的新能源和可再生能源行业,不排放任何污染物,可以减轻环境污染,节约矿物资源;发展风力发电,体现了从源头抓起、消减污染物产生、预防为主的环境战略;增加科技含量,加速产品结构的集约型增长方式;对企业而言,实现了环境效益和经济效益的统一,是典型的清洁生产模式。广东省在风力发电领域有很大的发展空间,在清洁生产实施方面也有较大的发展潜力。
14.2 清洁生产的实施
结合企业实际情况,推荐一批清洁生产方案,并对其进行评估、筛选和可行性分析,进而确定执行的清洁生产方案并付诸实施。
14.2.1 清洁生产方案的产生
集华风能公司的清洁生产方案侧重于建设开发新机组,南澳风能公司清洁生产方案则侧重于风力机组的国产化及其日常监控措施。
根据风电场物料平衡和能量平衡关系式,按照废物产生八方面原因,分析风电场产生废物的主要原因见表14-1。
清洁生产方案的数量、质量和可实施性直接关系到企业清洁生产审核的成效,是审核过程的一个关键环节,因而应依据风电场产生废物的主要原因,广泛发动各相关部门征集、产生各类方案。
14.2.2 分析、评估、筛选
对已产生的所有清洁生产方案进行简单检查和评估,将各个方案按可行的无/低费方案(投资金额≤2万元)、初步可行的中/高费方案(2万元<投资金额≤30万元为中费方案;投资金额>30万元为高费方案)和不可行方案三大类进行汇总,结果见表14-2。
14.2.3 清洁生产方案的实施
经筛选确定,上述8项清洁生产方案纳入本次清洁生产审核的实施项目。其清洁生产方案实施进度分为短期完成及长期规划。
14.3 清洁生产的效果
14.3.1 经济效益分析
集华风能公司改造后,年上网电量将增加3939万kWh年售电收入约1919万元,新增利润531万元,新增税金442万元。南澳风能公司年产值130万元,可节约费用3万元,并可增效25万元。
14.3.2 环境效益分析
公司每年可节约标煤15800t,减少温室气体排放2890t,减少粉尘77t、二氧化硫、氮氧化物等有害气体299t。还可相应降低噪声,减少废油排放量,减少污染,改善环境。14.3.3 综合效果评价
已实施的无/低费和中/高费清洁生产方案成果汇总见表14-2中。
14.4 小结
通过以上分析,可以从中体会到风力发电行业开展清洁生产的优势。一方面对经验教训进行总结以利于进一步推行清洁生产;另一方面也要与国内外同类型企业的先进水平,进行对比,寻找差距,分析原因以利改进,从而在深层次上寻求清洁生产机会。
14.4.1 实施清洁生产的经验
风力发电是电力行业生产全新的清洁生产模式。企业坚持走内涵发展的道路,通过科学管理,革新生产工艺,优化生产过程,推进科技进步,提高人员素质,最大限度地提高资源利用效率和减少污染物的产生,实现“节能、降耗、减污、增效”的目标,从而促进经济增长方式的转变,加强环境保护,促进可持续发展。
14.4.2 存在问题及建议
(1)主要存在的问题:
①企业应用清洁生产技术资金不足、融资困难,因而影响企业推行清洁生产的热情。
②目前,上级各有关部门虽然制定发布了实施清洁生产企业的优惠政策,但内容不够具体,在实际工作中,缺乏具体可操作性而无法利用,故还未享受到政策的优惠。
③清洁生产还须加大宣传力度,鼓励风电企业积极开展清洁生产工作。
(2)今后推行开展清洁生产的建议:
①风能本身是一种清洁能源,清洁生产在为企业减少污染物排放的同时最大限度地节约资源,提高资源的利用率,为企业创造巨大的效益,值得在风力发电行业中推广实施。
②清洁生产是全员性、长期性的工作,要充分发动群众、调动全体员工的积极性,做到“全员参与,以人为本”。
③注意把清洁生产审核成果及时纳入企业的日常管理轨道,以巩固清洁生产成效。对所取得的清洁生产成果,无论是环境效果还是经济效果,均应进行详细的统计分析,并编人最终的清洁生产审核报告中。
④企业的最高领导者要意识到清洁生产的重要性,提供承诺和支持。开展清洁生产审核要与企业本身的管理体系(管理规章、管理制度)相互结合,企业只需量力而行,实事求是,从企业各方各面深入挖潜。
⑤清洁生产并非一朝一夕就可完成,它是一个动态、持续的过程,将贯穿于企业生产过程方方面面的工作中,具有相对、渐进、持续等特点。因而需要有一个相对固定的机构、稳定的工作人员来组织、协调这方面的工作,使清洁生产有组织,有计划、有步骤地在企业中持续进行下去,以取得的清洁生产的成果,激励广大员工积极参与清洁生产的各项工作,不断强化企业的管理,促进企业的安全、文明生产,有效提高企业的经济效益、环境效益和社会效益。