中国煤电低碳转型之路——国外生物质发电政策/技术综述及启示

摘要

我国生物质具有储量丰富,分布广泛的特点,是一种可靠的低碳替代燃料,由于生物质燃料同时具有储能属性,合理有效地利用生物质对实现我国低碳/零碳的排放目标,构建以新能源为主体的电力系统具有重要作用。系统综述了国外生物质利用政策及发电技术的发展现状和趋势,结合我国生物质特点及电力生产需求目标,对我国未来生物质利用途径开展深入分析。高效煤电+生物质混烧是全球范围内煤电低碳转型发展的主要方向,具有技术成熟、成本较低、利用形式灵活等优势,是英国、瑞典等国家实现碳中和的关键措施,在有效的政策激励下得到了快速发展。目前我国燃煤机组发电能效水平已显著提升,继续改进技术提升能效已不能满足火电大幅降碳需求。燃煤发电的碳减排需要从原料减碳和尾气固碳2方面着手,而生物质发电是原料减碳的有效措施。我国在发展高效先进节能煤电的基础上,应先立后破,大力发展生物质火电取代煤电,最终实现煤电的零碳化转型,因此煤电升级改造+生物质混烧+碳捕集、利用和封存(CCUS)的技术路径对我国最终实现2060碳中和具有重要战略意义。未来我国生物质发电技术的发展应注重以下3方面:根据我国生物质资源情况及利用目标,制定更合理的国家法规政策和激励政策,如碳交易体系下减免碳税、根据耦合比例灵活性颁发发电补贴、绿证交易等,对燃煤电厂混烧生物质进行约束和支持;大力发展生物质燃料产业,规范生物质的加工和收购标准,建立稳定可靠的生物质燃料的供给市场,从根本上降低原料成本,把控原料质量,从而促进生物质利用良性发展;开发先进可行的生物质与煤混烧,乃至100%燃烧生物质的可靠技术,国外经验表明燃煤机组高比例掺烧生物质在技术上完全可行,但我国缺乏相关经验,在原料加工制备与上料、保证锅炉掺混比例较大波动下仍能高效燃烧运行、解决锅炉腐蚀结渣等方面仍需技术积累。未来低碳能源系统将是多能互补格局,生物质大规模利用还将面临原料短缺问题,需推进在边际土地上种植灌木、草类等能源植物以及现有林地改造,建立农林废弃物和能源植物的一体化收、储、运和初加工产业链,与三农战略相结合,利国利民。