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以等量替代为根本 展开生物质燃煤耦合发电

作者: 来源: 发布时间:2017-11-18

  近期,国家发改委、国家动力局等16部委结合印发了《关于推动供给侧结构性厘革防范化解煤电产能过剩危险的定见》(发改动力[2017]1404号),《定见》清晰了全国煤电停建缓建1.5亿千瓦、削减0.2亿千瓦、各类改造9.8亿千瓦的意图,拟定了2017年度执行压减煤电产能5000万千瓦以上的意图使命和实施方案。当时,煤电产能过剩局势严峻,急需化解管理。从世界阅历来看,展开农林生物质与燃煤耦合发电是管理煤电过剩、逐渐代替煤电、加速电力转型晋级的有用技能把戏。

  农林剩余物是重要的生物质资源,其动力化操作是典型的分布式可再生动力,具有清洁低碳、绿色环保等特色。我国包括秸秆在内的农林剩余物资源丰盛,约4.6亿吨可供动力化操作,折合2.3亿吨标煤,但受收储运等要素影响,现在每年动力化操作实为4000万吨支配,操作率不足10%。农林生物质动力化操作有较大的展开空间。当场选材展开农林生物质与燃煤耦合发电,接收农林生物质作为燃料代替燃煤具有必定的资源基础。

  农林生物质与燃煤耦合发电(以下简称生物质耦合发电),又称农林生物质与燃煤混燃发电,是指在传统燃煤发电项目中接收农林剩余物作为燃料代替部分燃煤的发电方法,首要包括生物质与燃煤直接混燃发电、增设生物质锅炉直燃并联发电、生物质气化后与燃煤混燃发电等方法。欧美兴隆国家经过多年探索,在经过生物质耦合发电、终究代替煤电方面已造成了较为老练的阅历和方法,其最首要的起点是为了减排以CO2为主的温室气体。而且因为技能一向展开,已由与煤混燃(秸秆掺混比小于20%),过渡到在一个电厂内与天然气等平行结合发电,有的机组运用天然气与生物质成型颗粒混燃,有的则运用100%的秸秆作锅炉燃料。近年来国内以华电、国电为代表的发电企业也中止了一些检验考试,可是因为思路不清、主旨不明,出格是关于生物质发电在耦合中代替燃煤发电没有清楚的知道,导致生物质燃煤耦合发电成为燃煤电厂多发电的托言和东西,背离了生物质耦合发电的原意。

  在我国生物质直燃发电技能和财富已趋老练的局势下,再鼓励掺烧,而且仅仅为了逃避去过剩和落后产能,似有开倒车之嫌。为引导生物质耦合发电走向正确展开路途,促进可接连健康展开,笔者从展开生物质耦合发电的主旨、国外展开生物质耦合发电的成功理论、我国生物质耦合发电展开意图和思路等方面谈几点观点,供讨论和参阅。

  1 生物质耦合发电是削减燃煤机组发电量、管理煤电过剩的重要门径

  (一)从世界动力转型展开趋势来看,生物质耦合发电是完成煤电减量化的重要技能把戏

  根据BP计算数据,2016年以美国、德国、法国、英国为代表的欧美兴隆经济体煤炭占一次动力出产份额较2010年分别下降7.2、0.6、1.3、9.1个百分点,而包括水电在内的可再生动力占一次动力出产份额较2010年分别前进了2.0、6.0、2.2、7.2个百分点。2016年,全球煤炭占一次动力总出产份额为28.1%,较2010年下降了1.5个百分点,包括水电在内的可再生动力占全球一次动力总出产份额为10%,较2010年回升了2.2个百分点。从世界展开趋势来看,接收可再生动力代替煤炭、逐渐完成煤炭减量化是世界动力转型不成挡、不成逆的客不雅观规则。

  燃煤发电是煤炭出产的首要操作方法之一,以法国、英国和德国为代表的欧洲兴隆国家拟定了清晰的煤电减量化意图和路途图,分别方案于2022年、2025年和2050年退出全部燃煤发电,而将燃煤电厂改造为生物质电厂是代替和削减煤电的重要技能把戏之一。现在英国正在实施燃煤电站向生物质电站的改造工程,此中2015年生物质发电装机容量和发电量分别增加了12%和27%;丹麦2000年至2015年的煤炭消耗量下降了将近60%,而一起期农林生物质能消耗量增加了100%,丹麦的燃煤电厂现已逐渐被改造为生物质电厂,且以生物质热电联产为主。从世界阅历来看,展开生物质耦合发电是管理煤电过剩、逐渐代替煤电、完成煤电减量化的重要门径。

  (二)从国内动力转型战略要求来看,生物质耦合发电是完成煤电减量化的有利检验考试

  耶鲁大学发布的《2016年环境绩效指数呈文》显现,我国二氧化氮均匀值为15.29,排名全球第176;PM2.5均匀值为2.256,排名第180,排名处于全球倒数队伍。煤炭出产是大气污染的重要原因,已成为全社会存眷的焦点,引起了中心的高度器重。2016年煤炭出产在我国一次动力出产总量中约占62%,是世界均匀程度的2.2倍,全球一半的煤炭出产来自我国。中心提出的动力革新、动力转型晋级,本质上就是要经过展开包括生物质能在内可再生动力逐渐代替煤炭,完成煤炭出产的减量化。按照动力展开“十三五”结构,为保证国家2020年煤炭出产占比下降至58%的战略性展开意图,我国煤炭减量化使命还非常艰巨。

  根据中电联计算数据,2016年全国发电方法均匀操作小时为3785小时,同比下降203小时,是1964年以来的最低程度,全国电力供给已由整体均衡、部分偏紧转向相对宽松、过剩加重。在曩昔的几年中,火电均匀操作小时数从近6000小时降到了4165小时,非水可再生动力发电量相对较小,即使新动力发电全停,火电均匀操作小时数也仅能增多300多小时,因此以煤电为主的火电过剩是电力过剩的真实原因。2016年全国发电装机容量16.5亿千瓦,煤电装机约为10.5亿千瓦,占比64%,这个份额在全世界范围内都是很高的,而且现在仍有许多在建煤电机组,将进一步加重电力供需矛盾,不合乎国家动力革新和动力转型晋级战略要求。按照动力展开“十三五”结构,为保证2020年国家非化石动力占比抵达15%的战略性展开意图,煤电装机应操控在11亿千瓦,科学合理地操控和削减煤电装机和发电量才是我国动力的战略转型之路。学习世界阅历,经过展开生物质耦合发电代替燃煤发电,真实削减煤电装机和发电量,是完成电力消费出产绿色化低碳化的重要门径。

  当时各地去发电产能的首要门径之一是关、停中、小发电厂,理由之一是能效低、环境污染重,但执行起来问题许多。若这些机组在合格排放且可热电联产的前提下,不如用秸秆与煤混燃发电方法加以改造。假如对大型发电厂采用秸秆与煤混燃,即使秸秆掺混的份额只需20%,必要的数量亦非常庞大(一个600MW的燃煤电厂,若混燃20%的生物质,则相当于耦合一个120MW的生物质电厂,远远赶过我国单生物质电厂20-30MW的规划,年需生物质100万吨以上,材料收集难度和老本会不成想像)。此外,因为技能门槛和材料收储问题,绝大大都生物质电厂都曾在秸秆材料的保证环节栽跟头、发作严峻吃亏乃至于破产的历史教训,主张耦合电厂由生物质发电龙头企业建立运营会更为安妥。

  2 国外有经过生物质耦合发电逐渐或彻底代替煤电的成功理论

  近年来,以英国、丹麦和瑞典为代表的兴隆国家在经过生物质耦合发电逐渐或彻底代替煤电方面获得了成功,完成了动力转型晋级和经济可接连健康展开并行的意图,为我国动力转型晋级供给了成功阅历,树立了优秀典范。

  英国是首个成功挣脱对燃煤火电严峻依靠的国家。2017年4月21日,英国完成了工业革新以来首个全天不运用煤电的日子。近年,英国大力推动燃煤电厂改造为生物质电厂工程,煤电占比已由2015年的23%降至2016年的9%,并方案于2025年封闭一切燃煤电站。伦敦以东约30公里的蒂伯里燃煤电厂,其满负荷运转时发电量可占到英国用电总需求的2%,该电厂现在已改造为一座纯生物质发电厂,改造后电厂的二氧化碳排放量可下降87%,硫化物和氮氧化物排放分别下降75%和50%,各种粉尘排放量下降90%。该电厂的成功改造大幅下降了大气污染物排放,抵达了生物质代替燃煤的效果。

  丹麦在鞭笞经济展开的一起成功完成动力转型。丹麦2000年至今GDP完成了86%的增加,煤炭消耗量从660万吨标煤降至270万吨标煤,而一起期农林生物质消耗量则从121万吨标煤增加到241万吨标煤。丹麦的燃煤电厂经过生物质耦合发电、逐渐加大生物质发电量、加速削减煤电发电量,终究成为纯生物质电厂。作为丹麦的绿色动力企业代表,Dong Energy从2006年开始接收生物质逐渐代替煤炭,至今煤炭消耗量现已削减了73%。公司决议2023年一切发电站接收生物质作为燃料。2017年,公司开始终究两个燃煤发电站的改造作业,2019年末改造完成后将接收100%生物质作为燃料,为卡伦堡和埃斯比约两个区域供给清洁电力与热力。丹麦在经济不变展开的一起逐渐完成了生物质发电对燃煤发电的代替。

  瑞典完成了动力转型晋级和经济可接连展开并行意图。瑞典从上世纪80年代开始中止动力结构调整,用于发电和供热的煤炭及石油消耗从1990年的198万吨标煤降至2014年的74万吨标煤,而一起期生物质热电联产则展开到621万吨标煤,生物质能占到动力供给总量的25%。根据世界动力署(IEA)最新的计算材料,瑞典人均碳排放为4.25吨/年,相较于1990年下降了20%,低于欧盟人均排放量6.91吨/年,同期瑞典的GDP增加为50%,可以说瑞典现已成功转型为可接连展开的经济体。

  3 以等量代替为根本,展开生物质耦合发电

  从世界动力转型趋势和理论,从国内动力转型战略必要,以及从当时化解煤电过剩的严峻局势来看,展开生物质耦合发电终究的落脚点应是代替燃煤发电装机、代替燃煤发电量、削减燃煤消耗,有用管理煤电过剩,加速电力绿色化低碳化转型,推动动力结构调整,有用应对大气污染和气候革新。

  为完成煤电减量化意图,展开生物质耦合发电必需遵从容量等量代替和电量等量代替原则。容量等量代替原则是指结构规划生物质耦合发电装机容量应等量代替煤电装机容量;电量等量代替原则是指按照生物质耦合发电项目新增生物质发电量,等量削减燃煤发电量。容量代替应安身于电力转型晋级,国家和省级动力主管部分应从电源结构展开意图上真实削减煤电装机容量,在结构实施阶段执行容量等量代替原则。电量代替应安身于具体项目层面,场所经济运转、动力主管部分和发电企业应从项目发电量方案上真实削减煤电发电量,将电量等量代替意图执行到每一个生物质耦合发电项目上。整体而言,展开生物质耦合发电,应从电源结构建立层面抓好容量等量代替,从项目电力消费供给层面抓好电量等量代替,两手都要抓,两手都要硬,真实削减煤电装机容量和发电量,完成煤电减量化意图。

  若在展开生物质耦合发电过程中偏离了等量代替原则,那么就有违初衷,失去了原有之义,而且在实际中有借展开生物质耦合发电“之名”,实际上却行增多燃煤发电规划和发电量“之实”。比如,吉林大唐长山热电厂生物质耦合项目,实施生物质耦合,煤电机组容量和方案电量却不发作革新,本质上该项目就是打着耦合的旗帜,变相增多煤电项目发电量。在东北地区电力严峻过剩情况下,此举无异于加重过剩。真实的生物质耦合发电应该是,生物质发电等量代替煤电机组容量和发电量,真实削减煤电,真实推动电力转型晋级。

  为真实阐扬代替煤电效果,各级政府和相关企业拟定等量代替作业方案,执行各方职责。国家动力主管部分应根据可再生动力和生物质能结构展开意图,拟定全国生物质耦合发电代替煤电整体作业方案,将代替使命执行到各个省(区、市)和相关发电企业。各省级动力主管部分根据国家整体作业方案拟定本地区生物质耦合发电代替煤电作业方案,按照容量等量代替原则,执行削减燃煤发电意图,等量削减本地区煤电展开装机容量;将电量等量代替意图执行到每一个生物质耦合发电的煤电项目上,并与相关部分联接执行削减耦合项目燃煤发电方案量。发电企业按照等量代替原则,拟定生物质耦合发电代替煤电的具体实施方案,清晰燃料供给、项目运营打点等方面的具体门径。各级政府和相关企业在贯彻执行作业方案过程中出现违犯等量代替原则景象时,国家动力主管部分应中止相应赏罚。

  按照等量代替原则,展开生物质耦合发电。若到2020年展开1500万千瓦生物质耦合发电,等量削减1500万千瓦的煤电装机,可使煤电装机比重下降约0.75个百分点;削减煤电发电量约700亿千瓦时,可使煤电发电量比重下降约1个百分点。据初阶计算,现在全国10万千瓦及以下的小火电机组约6000万千瓦,5万千瓦及以下的小火电机组约2000万千瓦,混燃发电若再彻底代替1500万千瓦小火电机组,合计完成过量代替3000万千瓦的燃煤发电,将削减化石动力出产值4800万吨,减排二氧化碳12576万吨,削减二氧化硫排放40.8万吨,可使燃煤火电装机比重下降约1.5个百分点,可使燃煤火电发电量比重下降约2个百分点,减排效果显著。因此,农林生物质与燃煤混燃发电财富应成为“去煤化”展开和国家动力结构转型的重要技能把戏,逐渐完成电力消费绿色化低碳化,为国家电力转型作出贡献。

  4 增强职业领导和监管,促进生物质耦合发电有序健康展开

  生物质耦合发电在我国归于新式财富,刚刚起步,技能路途和展开标的意图还不清晰,打点脚步还不清楚,监管职责还未执行,为引导其走向正确展开路途,促中止业有序健康展开,联合世界阅历和我国国情,特提出以下几点主张。

  一是合理挑选技能路途。从世界阅历来看,国外生物质耦合发电技能路途以直接混燃为主,直接混燃技能利益在于出资较少、技能老练、混燃份额活络、适用于大型化、动力归纳操作功率较高,坏处是计量监测困难,国外多以燃料类型和燃料量定碳减排量。国内生物质耦合发电展开以气化耦合为主,气化耦合的利益是出资较少,坏处是燃料适应性差、动力归纳操作功率低、工程理论较少、工程可扩展性差、不合适于大型化。生物质耦合发电展开的主旨是逐渐代替燃煤发电,终究完成彻底代替,直接混燃技能在逐渐代替燃煤方面具有鲜亮的下风,应为将来生物质耦合发电展开标的意图。为阻止国家出资糟蹋,气化耦合发电在技能老练度和大型化未获得突破之前应稳重推行。

  二是效力于县域清洁取暖供热。县城和周边乡村冬天散煤燃烧取暖供热是构成我国北方地区雾霾的重要原因,管理难度大,以电代煤、以气代煤在资源和经济上均存在较大困难。生物质耦合发电燃料为县域当地的农林剩余物,具有典型的分布式动力特征,因此生物质耦合发电应安身于建造“就近收集资源、就近加工转化、就近出产”的县域动力消费和供给方法,安身于直接代替散煤燃烧,为县域供给清洁热力效力。

  三是一致归口打点。生物质耦合发电归于生物质能,应一致归入生物质能展开结构;为保证结构意图引领的一致性,生物质耦合发电展开意图应一致归入国家可再生动力展开意图和生物质能展开意图。生物质耦合发电具有鲜亮的资源依靠特性,为阻止燃料无序协作,主张由国家新动力主管部分一致批阅项目和归口打点,统筹做好包括直燃和耦合在内的农林生物质热电联产项目资源配置和结构联接作业,阻止出现恶性协作,构成生物质发电职业的展开杂乱。

  四是增强监督打点。富余阐扬政府监管职责,履行职责,贯彻执行等量代替原则和煤电减量化意图,增强计量监管,根绝以展开生物质耦合发电名义变相增多煤电项目机组操作小时数和燃煤发电量。各级政府部分应一致思路,增强交流、协谐和合作,稳步推动,保证生物质耦合发电职业健康有序展开。

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