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“煤改生物质”将成为我国清洁供热的重要战略

添加时间:2018-01-22 15:06:37 来源:北极星电力网

今年的冬天特别冷。在“煤改气”遭遇挫折的现实下,既保持温暖,又保证蓝天,是不是注定鱼和熊掌不可得兼?1月20日中国生物质能联盟在江城武汉主持召开的“煤改生物质”清洁供热研讨会上给出了新的答案。

一、?生物质成型燃料是经济的清洁燃料

生物质成型燃料是以农业废弃物、林业三剩物(农业废弃物如稻壳、秸秆等;林业废弃物如采伐剩余物、清林抚育剩余物和木材加工剩余物等)为原材料,经过粉碎、烘干、成型等工艺,制成粒状、块状、柱状,一定规格和密度的,可在生物质能锅炉直接燃烧的新型清洁燃料。颗粒燃料直径6毫米或8毫米,长度为1-5倍直径,净密度1.1-1.4吨/立方米,热值14.6-18.8兆焦/千克,大约相当于天然气热值的1/2,燃烧充分,便于运输和贮存。由于成型燃料含硫量和含氮量低,配套专用锅炉可以达到很高的清洁燃烧水平,一般只需要适当除尘即可达到天然气的锅炉排放标准,是www.hg1717.com|澳门银河真人娱乐公认的可再生清洁能源。

2014年6月,国家能源局和环保部联合发出了《关于开展生物质成型燃料锅炉供热示范项目建设的通知》(国能新能[2014]295号)。通知明确生物质成型燃料锅炉供热的烟尘、SO2、NOx排放浓度执行标准分别小于30mg/m3、50mg/m3、200mg/m3,非常接近天然气的20mg/m3、50mg/m3、200mg/m3;远低于燃煤的50mg/m3、300mg/m3、300mg/m3(新建工程)和80mg/m3、400mg/m3、400mg/m3(在运行工程)。

以中国在运行项目核算,生物质成型燃料锅炉供热与煤炭、重油、天然气等化石能源相比,单位热量费用比值分别约为1:0.85:1.7:1.5,成型燃料比煤炭供热贵约1/5,但比重油和天然气显着便宜。如果煤炭供热达到生物质成型燃料锅炉供热同等的清洁水平,要增加除尘、脱氮、脱销的措施,成本将显着超过生物质成型燃料锅炉供热。因此,生物质成型燃料锅炉供热是经济的清洁可再生能源供热方式。在同等排放标准下,生物质供热的成本甚至比煤炭都低。

生物质供热还具有便于分布式供应,满足空间独立或者偏远地区、有特殊需求的供热需求,比如宾馆、医院、学校、经济开发区、乡村等。除此之外,发展生物质供热还有利于促进农林有机废弃物的资源化利用、减排温室气体等。

在气荒漫延、压煤成本高企和清洁供热燃料缺乏之际,生物质燃料供热无疑给清洁供热带来了新希望。

二、?生物质供热欧美发达国家应用广泛

据世界生物质协会发布的报告《全球生物能源统计2017》(WBA Global Bioenergy Statistics 2017) 提供的数据,2014年全球一次能源消费总量为360EJ(360×1018J)。其中,热力(供热+直燃取暖) 所占份额为49.9% 。生物能源占一次能源的份额约为10%,而生物能源的80%用于取暖、供热和炊事(包括传统方式使用及现代商品能源)。显然,不论是传统方式使用还是现代商品能源使用方式,取暖和供热都是当代生物能源最大的用户。

全球商品生物质能供热量的前五个大国全部位于欧洲,依次为:瑞典、俄罗斯、德国、芬兰和丹麦,尤其集中在北欧。这些都是经济发达、环保标准严苛的国家,却在广泛使用生物质成型燃料,并被作为替代化石能源,应对气候变化的重要举措。瑞典就是一个生物质成型燃料利用的先锋国家,他们的经验值得借鉴。

瑞典生物质能源概况

瑞典是北欧最大的国家,位于斯堪的纳维亚半岛,国土面积45万平方公里,人口900多万。瑞典是世界最富裕的国家之一,近年来更因为可再生能源利用率最高,温室气体排放量下降和宣布2020年告别石油而受到世界高度关注。瑞典2010年的GNP比1990年增长了50%,温室气体排放量却降低了9%,成为首个名副其实的可持续发展的国家。瑞典的成功减排,主要归功于生物质能源产业的发展。当前瑞典生物质能源占全国一次能源消费量的36%,排名世界第一位。2009年生物质能源首次超过石油成为消费量最多的能源,比水能和核能之和还多。其中生物质成型燃料又是最重要的产品,约占生物质能源的80%。

2016年瑞典消费生物质成型燃料240万吨,人均消费量约270公斤,人均消费量位居世界第一。瑞典有大约70家成型燃料生产企业,年生产能力300多万吨,其中年产10万吨以上10余家,年产1万至10万吨10余家,其余大多是小型企业。全国20%的企业生产了80%的成型燃料。除本国生产以外,瑞典每年还进口生物质成型燃料数十万吨。生物质成型燃料广泛应用于发电,工业供热、蒸汽以及商业、办公和居民采暖。2012-2013年曾因暖冬影响,生物质成型燃料消费量有所下降,2014年开始强劲复苏,继续快速发展。

瑞典位于寒带地区,每年供暖季长达7-8个月,生物质供热占其全部供热市场的70%以上。瑞典生物质发电多采用热电联产的模式,热效率通常在80%以上;近年更趋向于热电和成型燃料等多联产,综合热效率达到惊人的95%以上。瑞典北部一个常住人口约4000人的小城市谢莱夫特奥,就因为拥有一个50MW的热电和成型燃料联产工厂,成为瑞典最富裕的城市之一。

澳门银河真人娱乐www.hg1717.com瑞典全国有超过10万个大中小型生物质供热站,供热对象涵盖机场、写字楼、工业园区、居民小区、商场等几乎所有类型的热水和蒸汽用户。一个典型的生物质供热站,是高度自动化的无人值守系统。供热站的供热负荷、供热温度,以及锅炉上料系统全部是自动控制的,成型燃料的运输和加注也高度自动化。当锅炉料仓储料量低于低位警戒线,该供热站会自动向燃料配送站发送警示信息。成型燃料在风送系统中具有很好的流动性。配送站分派专用运输车将燃料运达供热站,将运输车输料管和供热站的进料接口连接起来,通过风送系统可快速将成型燃料加注到储料仓。当储料仓燃料到达高位警戒线,系统会自动停止加注燃料。生物质专用锅炉的燃烧和热分配系统都可以远程控制。整个生物质供热系统十分清洁、高效、便捷。

在瑞典,除了电厂和随处可见的生物质供热站大量使用之外,成型燃料是居家日常消费必需品,可以很便利的从超市购买。家庭大多采用成型燃料专用壁炉取暖。新型壁炉外观精致,配备高度自动控制系统,每天加料1-2次,就可以满足全天取暖需求。

发展历程和驱动机制

瑞典是个缺油少气的国家,能源使用曾经长期依赖石油进口。生物质能源产业是进口原油价格飞涨和核能安全事故触发的。1973年全球石油危机爆发,恰巧瑞典遭遇罕见寒冬,导致随后的人口严重外流,经济受到重创。可再生、可本地供应的能源成为国家迫切的战略需要。到1979年石油价格再次狂飙,美国又发生了三哩岛核电事故。1980年瑞典经过全民公投决定到2010年逐步淘汰核电。

生物质能源具有清洁、环保、碳中性的特点,并可以本地生产和供应。与燃煤相比,使用生物质成型燃料供热可以减少温室气体排放达到90%。瑞典的可再生能源开发最终选择了以生物质能源为主导的策略,并在1980年代初形成第一个发展浪潮。

瑞典生物质能源快速发展的主要原因,一是坚定的政策支持,二是强有力的激励措施,三是先进的科技和标准体系支撑。

瑞典1991年实施的碳税政策催生了生物质能源最快速的发展期。碳税政策使得石油燃料成本大幅上升,可再生能源因而具有了竞争力。数年间,燃油供热的价格逐步升高到翻番,结果将燃油供热逐出了工业和民用供热市场。1970年燃油供热占瑞典90%的供热市场,而到2010年,仅剩2%。这部分市场主要转换为生物质供热,2010年生物质供热占据70%的市场份额。民用供热方面生物质燃料与燃油相比价格优势明显,居民主要采用生物质成型燃料供热。

1990年瑞典政府决定对生物质热电联产工程进行投资补贴, 2003年又实行了绿电证书政策。绿电证书政策要求企业消费者必须消费一定比例的经认证的“绿色电力”,否则就要购买绿色电力指标。而获得“绿色电力”认证的电力生产,则可以免除碳税,同时绿电指标还可进行交易。生物质发电是典型的绿色电力,并且大量采用生物质成型燃料作原料。这两个措施促进生物质发电产业快速发展。当然随着碳汇交易平台的建立,生物质能源是最大的受惠产业之一。

瑞典建立了完备的生物质成型燃料研发体系和标准体系,是欧盟生物质成型燃料技术、相关设备和标准的主导国家。先进的成型燃料生产技术和设备保证了产品质量,降低了成本;先进的生物质燃烧装备和技术,提高了效率,减少了污染物排放;而从原料收集到产品生产、配送、燃烧等环节,再到相关设备,相关操作规程的标准化,为产业快速稳定发展提供了重要保障。如今欧洲生物质成型燃料标准体系被世界广泛使用和借鉴。

2000年之后,瑞典又实行了生物质运输燃料免税政策,促进了生物质运输燃料如生物柴油、生物天然气等快速发展。瑞典生物质能源年利用量从1970年代的40 TWh增加到2012年的140 TWh。根据瑞典生物质能源协会预测,到2020年,瑞典生物质能源年利用量将达到约250TWh。

瑞典成型燃料产业经验对我国的启示

瑞典已经成功从1970年代70-80%的能源依赖进口石油,转型到石油仅限用作运输燃料,而社区供热、工业供热和电力供应都主要使用生物质能源。在很多国家都在争论生物质能源是否应该支持发展的时候,瑞典做出了杰出表率。示范了在油价高企,环境问题严峻和全球气候变化的形势下,一个国家依靠强有力的政策支持,开发利用本地资源,在不长的时间内,成功将进口依赖型能源结构调整为可持续、可再生和清洁能源结构,建成了低碳经济模式,实现了可持续发展。

中国不具备瑞典那样丰富的森林资源,但是中国每年有十几亿吨农林废弃物亟需妥善处理,比瑞典的资源量高出几个数量级,完全可以通过生物质成型燃料产业和相关生物质能源产业的开发,为国家能源安全、有机废弃物资源化利用、大气污染物治理和减排温室气体应对气候变化做出重要贡献。我们需要向瑞典学习如何制定有力政策,有利措施,并长期稳定的支持研发和标准化工作,促进生物质成型燃料产业的发展。


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