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荷兰企业局 Kees Kwant:生物天然气已是荷兰可再生能源的重要组成部分

日期:2021-12-16    来源:生物质能观察

国际新能源网

2021
12/16
16:44
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关键词: 荷兰可再生能源 生物质能源 国际能源署

12月6日,“发展零碳能源,共建生态家园”——2021(第三届)全球生物质能创新发展高峰论坛(下称“高峰论坛”)顺利开幕。

与会期间,荷兰企业局生物质能源高级专家 Kees Kwant先生发表了“生物质能在生物循环经济中的开发与应用”主题演讲。

Kees Kwant表示目前生物质能广泛应用于电力、供热、交通燃料等多个领域,具有可储存和较灵活的属性。Kees Kwant还介绍了荷兰生物天然气发展情况,表示生物燃气属于绿色燃气,已经在荷兰可再生能源中占据重要位置,是循环经济的一部分,未来发展潜力巨大。Kees Kwant认为应通过完善碳市场,来促进生物质能产业发展。

以下是Kees Kwant先生演讲的精彩内容:

大家好,我是Kees Kwant,是荷兰企业管理局生物质能源高级专家。荷兰企业管理局隶属于荷兰经济事务部,今天我将带领大家了解如何利用生物能源,内容主要包括荷兰和欧洲的实践经验,以及如何可持续利用生物能源。

国际能源署(IEA)曾拟定了一个全球情景,研究如何减少二氧化碳排放。情景显示,到2050年,我们可以实现净零排放。实现途径包括:减少能源系统中的煤炭供应量和石油供应量;天然气虽然效率高,但它的供应量也要减少;核能供应量需要增加;现代液体和固定生物能源也要大大增加。因此,生物能源是实现净零排放情景的重要部分。当然,风能和太阳能也是很大的贡献因素,同样需要增加它们的供应量。

那么,为什么生物能源在这个情景中这么重要?是因为我们现在就有生物能源了,而且是可以使用的,因此现在就可以取代化石能源。与此同时,生物能源还可以用在很多方面,如电力、供热和交通运输燃料,运用非常灵活,带来了很多机会。我们还可以把生物能源和现有的基础设施相结合,比如,和交通运输燃料输送或天然气输送网络相结合,还可以在现有精炼厂共炼。

除此以外,生物质能还可以储存,我一直喜欢把生物质称为储存好的太阳能。因此,生物能源无论是现在还是未来都是重要的能源。

从国际能源署拟定的净零排放情景中,可以看到很多不同的应用。固态生物能源可以用在建筑和农业,工业也有很多应用,电力行业同样如此。到2050年,我们不可能完全依靠太阳能和风能发电,所以,沼气和液态生物燃料也将大幅增加,尤其是在交通运输行业。液态生物燃料则主要和电动车等紧密相联。到2050年,航空燃料也需要使用液态生物燃料。

未来,预计气态生物燃料产量将会大幅提升。因此,生物甲烷和生物质液化天然气在未来的交通运输系统中会发挥重要作用。当然,还有先进生物乙醇和先进生物煤油,可以用到交通运输和航空业。到2050年,交通运输系统能源总需求约30艾焦(EJ)。

接下来,我们来讲一讲荷兰的情况,包括到目前为止的成果,以及生物能源的可能性。荷兰是欧盟的一个小国家,放在中国,相当于一个地区或一个大城市的规模,荷兰人口1700万,但我们有一个政治目标,就是到2030年实现温室气体减排,同时提高生物质利用效率。

因此,我们要利用生物质创造价值。为此,我们会将生物质燃料作为交通运输行业的重要燃料,将生物质作为化学品和工业产品的重要资源。我们预计生物质的使用在这一领域会有巨大增长。

在气候政策上,我们已经取得了一定的成果。与1990年相比,荷兰过去20年的排放已经减少,但降速必须还要加快,到2030年减排约为49%或50%,直到2050年近乎零排放,我们正在朝这个目标努力。

欧盟也有一项气候政策,就是近期发布的“减碳55”(Fit for 55)一揽子气候计划,目标是切实进一步减少温室气体排放,到2030年减排达55%。值得注意的是,这项政策提倡利用生物能源发电和供热,但需要有严格的可持续性标准来判断生物能源。

以上就是荷兰的做法,欧盟也在考虑如何通过立法来发展生物能源。

在荷兰,我们通过和不同行业达成气候协议来落实气候政策。如工业、建筑环境、能源业、交通运输业和农业,这项协议的关键在于,将在2030年之前停止燃煤发电,将加大风能和太阳能发电。比如,到2030年,海上风电将从现在的1GW增加到12GW以上,电气化程度将会更高,意味着会有更多可再生电力,供热电气化程度也会更高。

当然,我们也需要储存电力,氢储能技术就带来了新机遇,我们正在快速开发,这将会是未来能源系统的一部分。

生物资源、生物质可以用作交通运输燃料、化学物品和工业材料,这就是荷兰的做法。目前来说,我们距离实现目标还任重道远,眼下我们还在大量使用化石资源,每年消耗能源约3艾焦,即3000皮焦耳。之前提到,我们要减少煤炭使用,天然气也一样要减少使用量,尤其要减少天然气在本地能源中的占比。

如今,可再生能源在荷兰占比依然很小,2017年,其占比仅为6.6%,但去年提升到了11.1%,我们预计这一比例到2023年将提升到17%。在可再生能源中,生物能源占比最大,而且将继续增大。

2017年和去年,生物能源是荷兰可再生能源中的最大组成部分,尽管如此,仍在增加生产大量的生物能源。为此,我们采用了很多不同的做法,从这张图表底部的部分,可以了解荷兰生产生物能源的方法。

橙色代表生物质热能,黄色代表废弃物转制能源,在2005至2015年间稳步增长。沼气的产量也在增加,我们预计未来十年,荷兰的沼气产量将继续大幅增加。蓝色部分代表生物燃料,可以看到生物燃料从2007年起开始使用,占比增幅小,但是相当稳定。得益于过去几年的政治举措,生物燃料的使用增加了很多,预计到2030年,生物燃料占比仍然会比较可观。

这就是我们的预测,但生物质并非只是一种能源,它还是废弃物污染减量处理的一种资源,是循环经济的一种资源,能够促进循环经济和绿色经济的发展。

到2050年,我们将全面停止使用化石资源,这是我们的目标和努力方向。所以,这里的关键点就是再利用和梯级使用。我们还通过国际能源署生物能源任务42(IEA Bioenergy Task 42)的生物精炼来实现这个目标,源于生物质的可再生资源实际被用于食品、饲料、化学品和工业材料,生产一系列产品和服务,再利用来优化这种循环方式、循环生物经济。

这确实是我们以及和荷兰瓦格宁根大学可以合作的领域,荷兰正在做这些方面的工作,同时在和其他国家合作,也邀请了中国参与这项任务,一起将生物质这个宝贵资源运用到循环生物经济中去。

我们在荷兰进行研究,当然需要资金。目前风能、氢能和太阳能电气化有不少资金,生物质用于材料和燃料创造附加值也有资金支持,我们有能源研究计划支持工业发展,气候中和燃料今年也将获得专项资金支持,我们还有展示和发展可再生能源的计划。

生物质和生物资源潜在应用之一就是生产沼气,因为沼气可用作绿色燃气,有很多不同的应用场景,下图是可再生燃气系统的概况。

其中,风能和太阳能可以生产可再生电力,再看左下角的生物质,农业和废弃物生物质进入到厌氧消化器,生产出沼气,当然也有气化系统可以生产沼气,在系统中通过甲烷化将电转为气,生产出来的气就成为宝贵的燃气,可用于家庭供热。无论是燃气或是液化气,也可以用于交通运输。这种方式的确可以通过可再生燃气提升整个系统的可持续性。

举个例子,我们利用农业残留物和家庭废弃物生产沼气。有一家垃圾填埋场,以前,垃圾就被送到垃圾填埋场,实际上,1989年开始有了变压吸附技术,可以把沼气、垃圾填埋气转化为生物甲烷,后来我们有了水洗技术和膜系统技术,因此目前,这家工厂可以生产2100标准立方米的生物甲烷,这是目前确有的。

大量有机废弃物得到了利用,打造了一个绿色燃气中心,我们也可以通过厌氧供消化粪肥和其他基质,生产更多沼气,这是荷兰现有的大型系统。

从这张表中可以看到,垃圾填满场生产的沼气量。目前,污水污泥、厌氧供消化粪肥,以及厌氧消化市政废水生产了很多的沼气,其中一部分转化为生物甲烷。目前,我们生物甲烷的产量为1.42亿立方米。

这页显示了荷兰全国所有的工厂。如图所示,荷兰濒临北海,右侧毗邻德国,南部与比利时和法国接壤,我们国家的装机容量有很大增长。目前,38家生物甲烷工厂生产1.42亿立方米。

再举另外一个例子。

这个废弃物消化器、污泥厌氧消化和沼气进行提纯。此外,消化器的废热则用于地区供热,生物质则转化为沼气经压缩送到沼气加油站,供公交车使用。

最后,我想说,我们在不断探索生物能源利用的机会,也在寻找循环经济中生物燃料和生物资源的机会,但这需要更好的政策来支持,通过“减碳55”计划,欧盟也正在逐步实现,因为欧盟正在对二氧化碳排放定价,此举将切实提高生物资源作为材料和燃料的竞争力。碳排提价将通过欧盟碳排放交易系统来处理。这个交易系统也让一切成为可能。

我们认为沼气已是荷兰可再生能源的重要组成部分。我们从利用生物资源开始,用生物质生产塑料,同时,我们也着眼于循环经济,思考如何提升整个系统,虽然这是一个小国家踏出的一小步,但潜力无限,我们也期待和中国合作,探索如何完善市场。

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