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生物質資源、生物質發電現狀及前景
來源:分布式能源 日期:2018-03-01 訪問次數: 字號:[ ]

我國可作為能源利用的農作物秸稈及農產品加工剩余物、林業剩余物和能源作物等生物質資源總量每年約4.6億t標準煤。目前,我國生物質能年利用量約3500萬t標準煤,利用率僅為7.6%。

2016年非化石能源在我國電力裝機容量結構中的占比達到36.6%,但在發電量中的占比則僅為28.9%。其中生物質發電裝機容量占比則不到1%,因而生物質發電具有較大的發展空間。

截止至2016年,我國生物質發電裝機容量達1214萬kW,其中農林生物質發電裝機容量為605萬kW,垃圾焚燒發電容量為574萬kW,沼氣發電容量為35萬kW,各種生物質發電幾乎全為純燒生物質發電,而且其裝機容量多為1~3萬kW蒸汽參數不高的低效率小機組,純燒生物質發電項目的供電效率一般低于30%。因此,純燒生物質的小容量低效率發電不是生物質發電的主要發展方向。

到2020年,我國燃煤裝機容量將達到11億kW,如果能夠有50%的生物質用于燃煤電廠的摻燒發電,那么燃煤藕合生物質發電機組總容量可以達到5.5億kW,按平均摻燒量為10%估算,則折算生物質發電裝機容量可達到5500萬kW。

如果我國每年有50%的生物質用于發電,那么可發電量約7200億kW˙h,折算成裝機容量約為1.8億kW,是2016年全國發電量的1200,也就是說,可較大幅度降低煤電的CO2排放。因此,大容量高效煤電廠采用燃煤藕合生物質發電,應該是現階段我國煤電大幅度降低碳排放的主要措施。

結構中的占比達到36.6%,但在發電量中的占比則僅為28.9%。其中生物質發電裝機容量占比則不到1%,因而生物質發電具有較大的發展空間。

截止至2016年,我國生物質發電裝機容量達1214萬kW,其中農林生物質發電裝機容量為605萬kW,垃圾焚燒發電容量為574萬kW,沼氣發電容量為35萬kW,各種生物質發電幾乎全為純燒生物質發電,而且其裝機容量多為1~3萬kW蒸汽參數不高的低效率小機組,純燒生物質發電項目的供電效率一般低于30%。因此,純燒生物質的小容量低效率發電不是生物質發電的主要發展方向。

到2020年,我國燃煤裝機容量將達到11億kW,如果能夠有50%的生物質用于燃煤電廠的摻燒發電,那么燃煤藕合生物質發電機組總容量可以達到5.5億kW,按平均摻燒量為10%估算,則折算生物質發電裝機容量可達到5500萬kW。

如果我國每年有50%的生物質用于發電,那么可發電量約7200億kW˙h,折算成裝機容量約為1.8億kW,是2016年全國發電量的1200,也就是說,可較大幅度降低煤電的CO2排放。因此,大容量高效煤電廠采用燃煤藕合生物質發電,應該是現階段我國煤電大幅度降低碳排放的主要措施。

燃煤藕合生物質發電的優點

(1)燃煤藕合生物質發電可充分利用現有燃煤電廠原有的設施和系統,包括鍋爐、汽輪機及輔助系統來實現生物質發電,而僅需新增生物質燃料處理系統,并對鍋爐燃燒器進行部分改動,因此初投資低。

(2)燃煤藕合生物質發電項目一般不需要在電廠圍墻之外新增占地,純燒生物質發電項目則需要新征用地。舉例來說,對于2×1.5萬kW純燒生物質機組的占地面積約6.8萬m2,按此計算,則前述的1.8億kW機組若全部采用純燒生物質機組,占地面積將高達4億m2。

(3)可充分利用原有燃煤電廠已經存在的供電和供熱市場。

(4)純燒生物質發電項目,機組能否持續運行完全取決于生物質燃料的供應情況,而燃煤藕合生物質發電機組的運行則不依賴于生物質燃料的供應,因而生物質混燃方式在生物質收集市場具有更強的議價能力。由此可見,燃煤藕合生物質發電可降低生物質燃料供應風險的燃料靈活性,和純燒生物質發電相比,混燒生物質發電的投資和運行費用最低。

(5)燃煤藕合生物質發電可充分利用燃煤電廠大容量、高蒸汽參數達到高效率的優點,可在更大容量水平上使生物質發電的效率可達到今天燃煤電廠能夠達到的最高水平。因此,混燒生物質的電廠實際不受鍋爐容量和蒸汽參數限制的。

  綜上所述,在大型高效燃煤電廠進行燃煤藕合生物質發電,是燃煤電廠在大容量和高效率的基礎上實現CO2減排最經濟的技術選擇。

  作者毛健雄,清華大學熱能工程系教授,研究方向為熱能工程和潔凈煤發電技術

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