以等量替代為根本發(fā)展生物質(zhì)燃煤耦合發(fā)電

2017-10-27 19:16:36 中國(guó)能源報(bào) 　點(diǎn)擊量：評(píng)論 (0)

近期，國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局等16部委聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于推進(jìn)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革防范化解煤電產(chǎn)能過剩風(fēng)險(xiǎn)的意見》(發(fā)改能源[2017]1404號(hào))，《意見》明確了全國(guó)煤電停建緩建1 5億千瓦、淘汰0 2億千瓦、各類改造9 8億

近期，國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局等16部委聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于推進(jìn)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革防范化解煤電產(chǎn)能過剩風(fēng)險(xiǎn)的意見》(發(fā)改能源[2017]1404號(hào))，《意見》明確了全國(guó)煤電停建緩建1.5億千瓦、淘汰0.2億千瓦、各類改造9.8億千瓦的目標(biāo)，制定了2017年度落實(shí)壓減煤電產(chǎn)能5000萬(wàn)千瓦以上的目標(biāo)任務(wù)和實(shí)施方案。當(dāng)前，煤電產(chǎn)能過剩形勢(shì)嚴(yán)峻，急需化解治理。從國(guó)際經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，發(fā)展農(nóng)林生物質(zhì)與燃煤耦合發(fā)電是治理煤電過剩、逐步替代煤電、加快電力轉(zhuǎn)型升級(jí)的有效手段。

農(nóng)林剩余物是重要的生物質(zhì)資源，其能源化利用是典型的分布式可再生能源，具有清潔低碳、綠色環(huán)保等特點(diǎn)。我國(guó)包括秸稈在內(nèi)的農(nóng)林剩余物資源豐富，約4.6億噸可供能源化利用，折合2.3億噸標(biāo)煤，但受收儲(chǔ)運(yùn)等因素影響，目前每年能源化利用實(shí)為4000萬(wàn)噸左右，利用率不足10%。農(nóng)林生物質(zhì)能源化利用有較大的發(fā)展空間。因地制宜發(fā)展農(nóng)林生物質(zhì)與燃煤耦合發(fā)電，采用農(nóng)林生物質(zhì)作為燃料替代燃煤具備一定的資源基礎(chǔ)。

農(nóng)林生物質(zhì)與燃煤耦合發(fā)電(以下簡(jiǎn)稱生物質(zhì)耦合發(fā)電)，又稱農(nóng)林生物質(zhì)與燃煤混燃發(fā)電，是指在傳統(tǒng)燃煤發(fā)電項(xiàng)目中采用農(nóng)林剩余物作為燃料替代部分燃煤的發(fā)電方式，主要包括生物質(zhì)與燃煤直接混燃發(fā)電、增設(shè)生物質(zhì)鍋爐直燃并聯(lián)發(fā)電、生物質(zhì)氣化后與燃煤混燃發(fā)電等形式。歐美發(fā)達(dá)國(guó)家經(jīng)過多年探索，在通過生物質(zhì)耦合發(fā)電、最終替代煤電方面已形成了較為成熟的經(jīng)驗(yàn)和模式，其最主要的出發(fā)點(diǎn)是為了減排以CO2為主的溫室氣體。而且由于技術(shù)不斷發(fā)展，已由與煤混燃(秸稈摻混比小于20%)，過渡到在一個(gè)電廠內(nèi)與天然氣等平行聯(lián)合發(fā)電，有的機(jī)組使用天然氣與生物質(zhì)成型顆粒混燃，有的則使用100%的秸稈作鍋爐燃料。近年來(lái)國(guó)內(nèi)以華電、國(guó)電為代表的發(fā)電企業(yè)也進(jìn)行了一些嘗試，但是由于思路不清、目的不明，特別是對(duì)于生物質(zhì)發(fā)電在耦合中替代燃煤發(fā)電沒有清晰的認(rèn)識(shí)，導(dǎo)致生物質(zhì)燃煤耦合發(fā)電成為燃煤電廠多發(fā)電的借口和工具，背離了生物質(zhì)耦合發(fā)電的本意。

在我國(guó)生物質(zhì)直燃發(fā)電技術(shù)和產(chǎn)業(yè)已趨成熟的形勢(shì)下，再鼓勵(lì)摻燒，而且只是為了規(guī)避去過剩和落后產(chǎn)能，似有開倒車之嫌。為引導(dǎo)生物質(zhì)耦合發(fā)電走向正確發(fā)展道路，促進(jìn)可持續(xù)健康發(fā)展，筆者從發(fā)展生物質(zhì)耦合發(fā)電的目的、國(guó)外發(fā)展生物質(zhì)耦合發(fā)電的成功實(shí)踐、我國(guó)生物質(zhì)耦合發(fā)電發(fā)展目標(biāo)和思路等方面談幾點(diǎn)看法，供討論和參考。

1 生物質(zhì)耦合發(fā)電是減少燃煤機(jī)組發(fā)電量、治理煤電過剩的重要措施

(一)從國(guó)際能源轉(zhuǎn)型發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，生物質(zhì)耦合發(fā)電是實(shí)現(xiàn)煤電減量化的重要手段

根據(jù)BP統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2016年以美國(guó)、德國(guó)、法國(guó)、英國(guó)為代表的歐美發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體煤炭占一次能源消費(fèi)比例較2010年分別下降7.2、0.6、1.3、9.1個(gè)百分點(diǎn)，而包括水電在內(nèi)的可再生能源占一次能源消費(fèi)比例較2010年分別提高了2.0、6.0、2.2、7.2個(gè)百分點(diǎn)。2016年，全球煤炭占一次能源總消費(fèi)比例為28.1%，較2010年下降了1.5個(gè)百分點(diǎn)，包括水電在內(nèi)的可再生能源占全球一次能源總消費(fèi)比例為10%，較2010年上升了2.2個(gè)百分點(diǎn)。從國(guó)際發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，采用可再生能源替代煤炭、逐步實(shí)現(xiàn)煤炭減量化是國(guó)際能源轉(zhuǎn)型不可擋、不可逆的客觀規(guī)律。

燃煤發(fā)電是煤炭消費(fèi)的主要利用方式之一，以法國(guó)、英國(guó)和德國(guó)為代表的歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家制定了明確的煤電減量化目標(biāo)和路線圖，分別計(jì)劃于2022年、2025年和2050年退出全部燃煤發(fā)電，而將燃煤電廠改造為生物質(zhì)電廠是替代和淘汰煤電的重要手段之一。目前英國(guó)正在實(shí)施燃煤電站向生物質(zhì)電站的改造工程，其中2015年生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī)容量和發(fā)電量分別增長(zhǎng)了12%和27%;丹麥2000年至2015年的煤炭消耗量下降了將近60%，而同時(shí)期農(nóng)林生物質(zhì)能消耗量增長(zhǎng)了100%，丹麥的燃煤電廠已經(jīng)逐步被改造為生物質(zhì)電廠，且以生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)為主。從國(guó)際經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，發(fā)展生物質(zhì)耦合發(fā)電是治理煤電過剩、逐步替代煤電、實(shí)現(xiàn)煤電減量化的重要措施。

(二)從國(guó)內(nèi)能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略要求來(lái)看，生物質(zhì)耦合發(fā)電是實(shí)現(xiàn)煤電減量化的有益嘗試

耶魯大學(xué)發(fā)布的《2016年環(huán)境績(jī)效指數(shù)報(bào)告》顯示，我國(guó)二氧化氮平均值為15.29，排名全球第176;PM2.5平均值為2.256，排名第180，排名處于全球倒數(shù)行列。煤炭消費(fèi)是大氣污染的重要原因，已成為全社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)，引起了中央的高度重視。2016年煤炭消費(fèi)在我國(guó)一次能源消費(fèi)總量中約占62%，是世界平均水平的2.2倍，全球一半的煤炭消費(fèi)來(lái)自中國(guó)。中央提出的能源革命、能源轉(zhuǎn)型升級(jí)，本質(zhì)上就是要通過發(fā)展包括生物質(zhì)能在內(nèi)可再生能源逐步替代煤炭，實(shí)現(xiàn)煤炭消費(fèi)的減量化。按照能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃，為確保國(guó)家2020年煤炭消費(fèi)占比下降至58%的戰(zhàn)略性發(fā)展目標(biāo)，我國(guó)煤炭減量化任務(wù)還十分艱巨。

根據(jù)中電聯(lián)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2016年全國(guó)發(fā)電設(shè)備平均利用小時(shí)為3785小時(shí)，同比降低203小時(shí)，是1964年以來(lái)的最低水平，全國(guó)電力供應(yīng)已由總體平衡、局部偏緊轉(zhuǎn)向相對(duì)寬松、過剩加劇。在過去的幾年中，火電平均利用小時(shí)數(shù)從近6000小時(shí)降到了4165小時(shí)，非水可再生能源發(fā)電量相對(duì)較小，即使新能源發(fā)電全停，火電平均利用小時(shí)數(shù)也僅能增加300多小時(shí)，因此以煤電為主的火電過剩是電力過剩的真正原因。2016年全國(guó)發(fā)電裝機(jī)容量16.5億千瓦，煤電裝機(jī)約為10.5億千瓦，占比64%，這個(gè)比例在全世界范圍內(nèi)都是很高的，而且現(xiàn)在仍有大量在建煤電機(jī)組，將進(jìn)一步加劇電力供需矛盾，不符合國(guó)家能源革命和能源轉(zhuǎn)型升級(jí)戰(zhàn)略要求。按照能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃，為確保2020年國(guó)家非化石能源占比達(dá)到15%的戰(zhàn)略性發(fā)展目標(biāo)，煤電裝機(jī)應(yīng)控制在11億千瓦，科學(xué)合理地控制和減少煤電裝機(jī)和發(fā)電量才是我國(guó)能源的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型之路。借鑒國(guó)際經(jīng)驗(yàn)，通過發(fā)展生物質(zhì)耦合發(fā)電替代燃煤發(fā)電，切實(shí)減少煤電裝機(jī)和發(fā)電量，是實(shí)現(xiàn)電力生產(chǎn)消費(fèi)綠色化低碳化的重要措施。

當(dāng)前各地去發(fā)電產(chǎn)能的主要措施之一是關(guān)、停中、小發(fā)電廠，理由之一是能效低、環(huán)境污染重，但執(zhí)行起來(lái)問題很多。若這些機(jī)組在達(dá)標(biāo)排放且可熱電聯(lián)產(chǎn)的前提下，不如用秸稈與煤混燃發(fā)電方式加以改造。如果對(duì)大型發(fā)電廠采取秸稈與煤混燃，即便秸稈摻混的比例只有20%，需要的數(shù)量亦非常巨大(一個(gè)600MW的燃煤電廠，若混燃20%的生物質(zhì)，則相當(dāng)于耦合一個(gè)120MW的生物質(zhì)電廠，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過我國(guó)單生物質(zhì)電廠20-30MW的規(guī)模，年需生物質(zhì)100萬(wàn)噸以上，原料收集難度和成本會(huì)不可想像)。另外，由于技術(shù)門檻和原料收儲(chǔ)問題，絕大多數(shù)生物質(zhì)電廠都曾在秸稈原料的保障環(huán)節(jié)栽跟頭、發(fā)生嚴(yán)重虧損乃至于破產(chǎn)的歷史教訓(xùn)，建議耦合電廠由生物質(zhì)發(fā)電龍頭企業(yè)建設(shè)運(yùn)營(yíng)會(huì)更為穩(wěn)妥。

2 國(guó)外有通過生物質(zhì)耦合發(fā)電逐步或完全替代煤電的成功實(shí)踐

近年來(lái)，以英國(guó)、丹麥和瑞典為代表的發(fā)達(dá)國(guó)家在通過生物質(zhì)耦合發(fā)電逐步或完全替代煤電方面取得了成功，實(shí)現(xiàn)了能源轉(zhuǎn)型升級(jí)和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)健康發(fā)展并行的目標(biāo)，為我國(guó)能源轉(zhuǎn)型升級(jí)提供了成功經(jīng)驗(yàn)，樹立了良好榜樣。

英國(guó)是首個(gè)成功擺脫對(duì)燃煤火電嚴(yán)重依賴的國(guó)家。2017年4月21日，英國(guó)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)革命以來(lái)首個(gè)全天不使用煤電的日子。近年，英國(guó)大力推進(jìn)燃煤電廠改造為生物質(zhì)電廠工程，煤電占比已由2015年的23%降至2016年的9%，并計(jì)劃于2025年關(guān)閉所有燃煤電站。倫敦以東約30公里的蒂伯里燃煤電廠，其滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)發(fā)電量可占到英國(guó)用電總需求的2%，該電廠目前已改造為一座純生物質(zhì)發(fā)電廠，改造后電廠的二氧化碳排放量可下降87%，硫化物和氮氧化物排放分別下降75%和50%，各種粉塵排放量下降90%。該電廠的成功改造大幅降低了大氣污染物排放，達(dá)到了生物質(zhì)替代燃煤的效果。

責(zé)任編輯：lixin

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