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从“天生丽质”到“可堪大用” 保供促产为什么更要大力发展生物质能?
来源:中国能源报 时间:2021-11-04 字体:[ ]

当下,由于煤炭去产能引发的能源电力紧张、拉闸限电频繁,可以预见,今冬明春能源电力保供压力非常大。那么在这样的关键时期,充分发挥生物质能源在民生用能保障及县域经济社会发展中的作用,不仅关乎乡村振兴战略落地,关乎构建以新能源为主体的新型电力系统,还有利于提高电网对高比例可再生能源的消纳和调控能力,为保供大局提供坚强的服务。另外,大力发展生物质能源立足本国资源,是把“能源饭碗端在自己手里”的现实做法。集众多优点与一身的生物质能源可谓是“天生丽质”,但从“天生丽质”到真正发挥潜质,成长为可堪大用之才,生物质能源发展过程中还缺少哪些因素呢?本文试着给出解答。

我国生物质能资源丰富、分布广泛

生物质能源是一种清洁可再生能源,可灵活转化为电能、热能、冷能或其他固体燃料(直接燃烧)、液体燃料(生物乙醇、生物柴油等)和气体燃料(沼气、生物天然气、生物一氧化碳和生物氢气等)。

同时生物质能源贮存吸取自然界中的二氧化碳,是唯一的可再生碳源。我国生物质资源主要为各类剩余物和废弃物(被动型生物质资源),主要包括农业废弃物、林业废弃物、畜禽粪污、生活垃圾、污水污泥等。

我国生物质资源可开发空间巨大。每年产量约为36亿吨,可替代10亿吨标煤。我国生物质资源分布与用能集中区域重合。秸秆资源主要分布在东北、河南、四川、湖南等产粮大省。林业剩余物资源集中在我国东北林区、广西、云南、福建、广东、湖南、四川等省山区。

我国生物质能源开发潜力巨大但陷于困境

自2006年《可再生能源法》实施以来,我国生物质能利用主要集中在电力生产应用方面,目前我国生物质发电装机容量连续三年居全球第一。我国生物质发电主要包括农林生物质发电、垃圾焚烧发电、热解气化发电和沼气发电等。截至2021年10月,我国已投产生物质发电项目为1360个,发电并网装机容量2976万千瓦,装机容量同比增长24%,占可再生能源装机总量的3.35%,年提供的清洁电力1150亿千瓦时,占可再生能源发电总量的6%。我国生物质发电装机量前几位的省份分别为山东、广东、江苏、浙江、安徽,装机量分别为369、285、242、240、217.3万千瓦。

国家电网企业旗下的国能生物发电集团企业,已经发展成全球最大的生物质直燃发电集团,生物发电能源站分布在13个省区,建成生物质天然气能源站年产高品质生物天然气1100万立方米、1.6万吨高品质生物CO2;拥有44台生物质发电机组,装机容量1201兆瓦,发电设备平均利用小时数在7800小时以上,平均锅炉热效率90%以上、设备等效可用系数90%以上、发电秸秆单耗折合标煤约430克/千瓦时,年发电量86亿千瓦时,多项经济技术指标达到了国际先进水平。年消纳1000万吨生物质剩余物,直接向群众支付约30亿元,惠及产业链上下游约160万人(含1.5万收储运加工经纪人),解决25万农村人口脱贫,替代化石能源折标煤约400万吨,减排CO2约720万吨,在发展县域循环经济、提升农村能源安全、助力乡村振兴战略实施、防治秸秆露天焚烧、大气污染治理和土地保护等方面发挥了不可替代的作用。

但是2020年以来,全国生物质直燃发电行业一半机组受政策、疫情及燃料恶性竞争等因素叠加影响被迫停产或转让。其中光大集团受影响机组约10台次,凯迪集团受影响机组约45台次,长青集团受影响机组约17台次,国能生物发电集团受影响机组约11台次。2021年以来,全国生物质行业受影响机组共减少发电量约400亿千瓦时。今冬明春保供期间,如果得到重新启动,这些机组共可减少标煤消耗约1720万吨,其中国能生物发电集团将增加发电量18.4亿千瓦时,可减少标煤消耗约79万吨。

生物质发电具有巨大发展潜力。尽管生物质发电成本受收储加工运输制约,远高于风电、光伏等其他可再生能源发电成本,但是生物质发电输出稳定、品质优良,能够参与电网调节,如果与储热结合,更能参与电力市场的深度调峰,未来在电力交易市场获取辅助服务、备用容量等受益的同时,能够灵活参与热力市场,提供清洁热力、工业蒸汽。预计到2030年我国生物质发电总装机容量达到5200万千瓦,提供的清洁电力超过3300亿千瓦时。到2060年,我国生物质发电总装机容量达到1亿千瓦,提供的清洁电力超过6600亿千瓦时。

生物质能是落实多项国家战略的交集

生物质能是实现碳达峰碳中和、乡村振兴、构建新型电力系统战略目标的重要途径。

生物质能具有天然碳中和属性。与森林碳汇、碳捕捉封存利用技术结合是实现碳中和的重要手段。在农村地区因地制宜利用生物质资源,为开展农村能源生产和消费革命、构建农村清洁能源体系、推进农村地区降碳减排,是我国应对气候变化行动的重要支撑。

完全符合乡村振兴战略发展理念,在实施乡村振兴战略过程中,将薪柴、秸秆等传统生物质资源就地转化为清洁高效的现代生物质电、热、气等高品位能源,对建设美丽乡村具有重要现实意义。近年来,全国年消纳约1.2亿吨农林剩余物,整个行业每年支付给农户的燃料款约350亿元左右,对促进县域循环经济发展效益显著。

发电是生物质能利用的主要形式,生物质分布广泛、资源丰富,生物质发电技术是目前农业生产剩余物、养殖废弃物、城市垃圾大规模处理最具性价比的技术,从这个角度讲,该技术不可或缺,与此同时,由生物质能综合利用将成为国家开展碳中和战略、乡村振兴战略和构建新型电力系统战略的投资载体;发展生物质能源综合利用产业,是实现县域资源循环利用的唯一手段,它的战略价值,是任何能源都无法替代的。

构建县域新型电力系统中支撑力量。生物质能源与分布式光伏等清洁能源末端融合,将助力县域新型电力系统建设,对灵活、高效、弹性的电网构建具有重要推动作用。在供给侧(源),生物质能源是全球唯一具有减碳、负碳、碳中和功能的能源,是可再生能源当中唯一具备多元化利用的能源品类,生物质发电是可再生能源中唯一一种具备高质量电能输出的发电技术,同时作为一种可控电压源为区域综合能源电网提供稳定支撑,可作为灵活调节电源为局域电网提供调峰、调频、调压服务。可作为电源、热源、冷源提供绿色电、热、冷,可以实现与多种能源互补优化。

在县网侧(网),可在维持大电网有序运行的的基础上,围绕生物质能源站,因地制宜、因时制宜、因势制宜构建若干个智慧微电网、智能微能网,与分布式光伏、分布式风电、小水电、储能、沼气等清洁能源末端融合,与大网、气网互济共生,更可为县域工农业生产、生活提供安全、优质、稳定的能源服务,将助力县域新型电力系统建设,民生能源保供社会效益、经济效益显著。

在消费侧(荷),可以实现电、热、冷、气多元深度融合,满足用户多种用能需求,实现电从远方来与能从就地取融合,就地生产,就地消纳,就地平衡,可逐步替代县域化石能源使用,助力碳中和、乡村振兴快速实现。目前我国生物质清洁供暖面积超过3亿平方米,约占全国总供热面积的4%,全国生物质供热量超过4亿吉焦,每年消耗生物质成型燃料产量超过1500万吨。到2025年,形成可再生燃气新兴产业,年产量超150亿立方米,年替代县域及农村散煤约2500万吨;到2030年,实现稳步发展,年产量超300亿立方米,年替代县域及农村散煤超过5000万吨。2019年12月十部委出台的《关于促进生物天然气产业化发展的引导意见》,提出到2030年,生物天然气年产量超过200亿立方米的发展目标,届时将在天然气消费量中占比达到5%左右,到2060年生物天然气产量达到1000亿立方,极大的缓解我国天然气的紧张局面。

在储能侧(储),生物质能源是具有天然储能特性的清洁能源,是一种可实现长时空能量储存和转换的能源,类比于跨季节储热技术,生物质发电技术更是可将不同季节的太阳能搜集,在不同季节、不同区域内发电供热,可规模化制备高能量密度固体生物燃料,气体生物燃料(沼气与车用天然气、生物绿氢)、液体生物燃料(燃料乙醇、甲醇、生物柴油、BTL)以及替代石油基产品生物基乙烯及乙醇衍生物等。

 

 

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