为应对全球气候问题,世界各主要国家纷纷通过发展清洁能源以替代化石能源,可再生能源电力正在逐步取代煤电,从而大大降低二氧化碳的排放。
水电、风电、光伏和生物质发电,是可再生能源电力的主力军。当前,在政策和资本的推动下,风电和光伏发电的发展势头最为迅猛。
不过相对于风电、光伏等可再生能源电力,农林生物质发电无论是在环境、供能、民生方面的资本都是最“硬”的,也是最该积极发展的新型能源。
对环境的友好度最高
生物质发电主要燃料是农林废弃物,其生长过程可吸收大量的二氧化碳,在燃烧释放能量后,其整个的生命碳足迹可视为零碳排放。
风电和光伏属于低密度能源,大规模发展需要占用大量的土地,大规模开发势必会造成水土环境的破坏。而生物质发电占地面积小,不会造成环境影响。
生物质发电是唯一可规模化处理城乡废弃物的产业,无论是实现无废城市,还是建设美丽乡村,生物质发电功不可没,这一点风电和光伏无法做到。
发电、供热质量最硬
生物质能来源广泛、储量丰富,且可再生可存储。生物质发电原理与火电相似,电能稳定、质量高,完全可媲美煤电,对于电网而言更为友好。
生物质发电的全年发电小时数为6000-8000小时,水电则只有4000-5000小时。而风电、光伏发电则更低,发电不稳定,甚至对电网造成严重冲击。
最为关键的是,生物质能是全球唯一的可再生热源。生物质热电替代煤电不但可以发出高质量的电,更可以提供稳定的热负荷,保障民生供热和工业生产。
社会民生贡献度最硬
生物质发电具有产业链长、带动力强等特点,是农业、工业和服务业融合发展的重要载体,是提高当地税收、推动劳动就业、产业精准扶贫的利器。
装机规模为4万千瓦的生物发电项目,年纳税总额超过3000万元;消耗生物质约32万吨,将带动所在地区农户年增收入9500多万元。
在破解城乡废弃物、提供稳定电力和热源的同时,围绕电厂运维、秸秆的收购、存储、运输等产业链条,可为当地提供约700个就业机会。
大力支持生物质发电
生物质直燃发电是生物质能规模化利用的重要形式,与风电、光伏发电等都属于我国战略新兴产业,国家应当大力支持生物质发电产业的发展。
我国的生物质发电装机规模和发电量均居世界第一,但是与风电和光伏装机规模无法比拟,这一点既有产业内部的原因也有政策支持力度不够的因素。
对于生物质发电产业的优越性,主管部门也是越来越高度重视。随着售电市场、碳交易市场的放开,生物质发电产业的前景一定是越来越好。
大型燃煤电厂生物质直燃耦合发电的意义
大型燃煤电厂生物质耦合发电依托现有火电厂的场地、电力生产和并网设施、人员等,仅对电厂做小幅的改造,即可接受生物质原料和煤作为发电燃料。
与新建专门的生物质发电厂相比,大型燃煤电厂生物质耦合发电模式的单位千瓦造价不到1/5,生物质原料发电利用效率高出30%-50%,运行维护成本近为1/10左右,还可以在生物质原料的收集旺季多烧,淡季少烧或不烧生物质原料以降低存储成本,这些特点大幅降低了生物质发电的成本,适应了我国当前的可再生能源和国家财政整体趋势。
此外,还有燃煤电厂生物质耦合发电开辟了不依赖政府财政补贴的生物质发电新模式:以增加上网煤电量代替生物质发电的财政补贴。由于我国新增电力装机容量超出了电力需求的增长幅度,火电厂的年利用小时一般在4000多,平时机组上网负荷多在70%左右,即便如此,仍有不少火电厂面临电力需求不足而关闭的风险。
对部分燃煤电厂进行生物质耦合改造后,增加燃煤耦合生物质发电项目的煤电上网调度量,以煤电量代替财政补贴。这实现了在发展清洁可再生的生物质能源的同时,节省了国家和地方的财政资金,盘活了大型燃煤电厂,又因提高机组负荷而提高了整个电厂的发电效率,还因为大型燃煤电厂先进的技术性能而在同等生物质燃料的情况下多生产了30%-50%的生物质电能。
如此,不但电厂摆脱了对财政补贴的依赖,农民增加了实实在在的收入,地方经济得到了发展,电力集团也提高了清洁可再生能源的比例,国家降低了碳排放,整个生物质发电产业也将再次迎来生机。
鉴于生物质耦合发电的各项优势,仍需主管部门大力推动生物质耦合发电在大型燃煤火电厂中的应用。
国内大型燃煤生物质耦合发电示范项目——山东日照电厂首台套680MW大型燃煤机组生物质直燃耦合发电示范项目
目前,由山东聚能生物质能源有限公司承包建设的国家首台680MW超临界燃煤发电机组生物质耦合发电示范项目,正在山东日照电厂如火如荼地进行中。
该项目于 2021 年 7 月动工建设,拟于 2022 年 5 月份竣工投产,项目采用山东聚能引进的德国莱茵集团(RWE) 生物质直燃耦合发电技术工艺路线,并联合国内主流设备厂家联合攻关,解决关键设备的国产化问题。
项目前期耦合5%生物质燃料,并可提高至 10%耦合比例。项目完工后,可以在两种模式下切换运行:680MW 燃煤运行或者“34MW 生物质+最高 646MW 燃煤负荷”运行。相当于生物质装机容量 34MW,生物质燃料消耗量约 19tph,按照年5000 利用小时计,可生产生物质电量 1.7 亿度 /年,CO2年减排约 13 万吨。项目启用后,预计每年可节省财政补贴约6036.7万元。随着该项目的启用运行,将为生物质耦合发电技术在国内进一步地推广应用积累建设和运行经验。