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生物质发电的未来展望

来源:能源杂志   更新时间:2018-12-26 13:46:39    
生物质发电的未来展望

  根据国际能源署(IEA)的最新市场预测,现代生物能源将成为2018-2023年间可再生能源的最大增长,仅用于电力部分生物能源在这5年期间将增加38GW,达到158GW,预计2023年生物能源将满足全球约3%的电力需求。国际能源署认为中国的前景更加乐观,预计中国将占全球生物能源的37%。

  从我国现实情况来看,生物质发电仍然仅占很小的一部分比重。据统计,我国2017年可再生能源发电量16979亿千瓦时,其中生物质发电量795亿千瓦时,占全部发电量的1.2%,全国生物质发电新增装机274万千瓦,累计装机达到1488万千瓦。


2007-2015年中国生物质能发电装机规模

  但这并不能否定生物质发电在我国可再生能源发电体系中所具有的重要价值,作为一种优质的发电形式,生物质发电既能缓解我国电力紧张的情况,又能减少废弃生物质引发的环境污染问题。现代生物能源往往是“可再生能源领域被忽视的巨人”,生物质发电为生物质高效利用寻到一条有效途径,在未来十年拥有巨大的发展潜力。

  2030年生物质发电比重或将超过5%

  “按照目前的发展情况来看,到2030年生物质发电比重超过5%不成问题。”中国循环经济协会循环经济科技成果转化促进中心副主任曲睿晶进行了大致的预测。

  生物质发电是利用生物质所具有的生物质能进行发电,分为直接燃烧发电、混合燃烧发电、生物质气化发电和沼气发电等不同类型。从我国生物质发电的发展历程和情况来看,在未来十年达到这一预测的比重的难度并不大。

  2005年我国通过了《可再生能源法》,极大地促进了生物质发电的发展,在相关政策的支持下,生物质能发电产业成为可再生能源领域中继风电、光伏之后的第三大产业,我国生物质发电装机容量从2003年的150万千瓦发展到如今的近1500千瓦。近两年由于资源条件的限制,生物质发电的增幅稳定在10%左右。

  根据国家能源局《生物质能发展“十三五”规划》,到2020年,生物质能基本实现商业化和规模化利用。生物质能年利用量约5,800万吨标准煤。生物质发电总装机容量达到1,500万千瓦,年发电量900亿千瓦时,其中农林生物质直燃发电700万千瓦,城镇生活垃圾焚烧发电750万千瓦,沼气发电50万千瓦;生物天然气年利用量80亿立方米;生物液体燃料年利用量600万吨;生物质成型燃料年利用量3,000万吨。

  业内人士分析认为,我国的生物质发电将分为两个阶段,第一阶段主要是生物质发电技术的开发和完善,部分经济性较好的技术开始进入商业利用;第二阶段生物质将逐渐成为主要能源之一,随着生物质发电技术的逐步完善和成熟,生物质将具备与化石燃料竞争的条件。

  就国际经验而言,生物质在许多国家能源供应中都占到十分高的比重,据国际能源署统计,到2020年西方工业国家15%的电力将来自生物质发电。而我国的生物质产业发展的优势在于广泛的生物质资源,主要有农作物秸秆和林业废弃物,以及城市生活垃圾等。随着多年来技术的发展,我国已经基本形成了生物质发电产业体系,各地也在有规划地进行着生物质发电产业的开发和探索。

  以山东省为例,在其印发的《山东省新能源产业发展规划(2018-2028年)》中,明确到2028年,山东省新能源发电装机达到7500万千瓦左右,占省内电力装机的40%左右。其中,生物质发电方面,规划到2028年全省生物质发电装机容量到500万千瓦左右,约占新能源装机的6%左右。

  生物质发电的经济性将得到改善

  生物质发电产业未来的增长动力,很大程度来源于能源替代的需求。

  与其他可再生能源相比,生物质发电可在消费侧直接替代燃煤。据统计,2017年生物质发电替代约3200万吨标准煤,减排二氧化碳约7976万吨,二氧化硫240万吨,氮氧化物120万吨,对改善环境质量的作用不言而喻。

  随着能源供需矛盾愈发明显,在保障能源安全与稳定,以及碳减排的的要求下,改善能源消费结构迫在眉睫,生物质发电走上能源发展的历史舞台是一种必然。不过在发展的这些年来,生物质发电的经济性一直为人所诟病。

  据媒体2012年的相关报道,在江苏省投运的13家生物质发电厂,无一例外皆处于亏损状态。亏损的原因一方面是原材料秸秆收集困难,企业秸秆的收储达不到补贴门槛影响了发电成本;一方面是地方政府的扶持力度不到位,生物质电厂在享受国家给予的0.75元/度的上网电价以外,税收、用地、环保等都再无优惠。这一系列情况在当时颇具代表性。

  秸秆燃料的收储运困难是一直困扰生物质发电项目的难题,生物质发电项目想要保障良好运行,最重要的还是原材料的稳定供应。原料收购难制约着生物质规模化发展,而原材料采购价格不断上升,也在抑制着生物质发电项目的盈利。

  在这种情况下,国家的引导和扶持力度的作用就愈发重要,需要加强生物质发电项目的监测管理,同时加大对生物质发电的优惠政策。

  《生物质电价政策研究报告》中建议,国家相关部门在未来一段时间内保持生物质电价相对稳定,进一步明确已投运生物质发电项目电价补贴年限,给予生物质发电项目至少20年的电价补贴期限,并进一步完善生物质发电税收优惠政策,支持生物质发电参与电力体制改革。

  生物质发电未来发展无疑要进一步探索降低成本和产业转型升级,而单从生物质发电成本来看,与风电、光伏相比,生物质发电并不具备成本大幅度下降的空间,未来环保成本或许还会随着排放标准的提高而进一步提高。但从另一个角度看,生物质发电的社会效益和环境效益是不可比拟的,如果将这一部分效益量化,生物质发电未来在电力市场上将会有更好的表现。

  生物质热电联产是生物质发电的主要发展方向

  整体来看,农林生物质直燃发电是目前最常用的生物质发电技术,也将是未来生物质发电产业中发展规模最大的部分,农林生物质直燃发电将最先突破经济性的瓶颈。

  对于提高生物质发电的技术经济性,生物质发电产业还有待依托热电联产改造来提升系统效率。从当前的生物质发电项目管理办法中能够看出,生物质发电项目向热电联产方向发展是必然趋势。

  我国目前的生物质发电项目大多以纯发电为主,能源转换效率不足30%,低效、低附加值的状态早已不能满足生物质发电发展的需要。从国际的生物质利用经验来看,生物质热电联产的能源转化效率将达到60-80%,能比单纯发电提高一倍以上。

  以丹麦为例,其长期致力于促进热电联产,大大提高了电能和热能生产过程中的燃料利用效率,仅在1980-2007年期间,热电联产生产的热能在区域供暖(集中供暖)中所占的份额增长幅度一倍以上,通过热电联产方式生产的电能所占份额从原来不足18%增长至近53%。

  我国生物质发电产业的发展落后了多年,国际经验值得借鉴。生物质发电目前仍处于需要政策支持和引导的阶段,随着近年来多个利好政策文件到发布,生物质发电迎来发展的窗口期,只发电不供热的生物质项目将受到限制。

  根据2017年发布的《关于促进生物质能供热发展指导意见的通知》,到2020年,生物质热电联产装机容量超过1200千瓦;在2018年初国家能源局发布的《关于开展“百个城镇”生物质热电联产县域清洁供热示范项目建设的通知》中,“百个城镇”清洁供热示范项目建设的主要目的,就是建立生物质热电联产县域清洁供热模式。

  据了解,“百个城镇”清洁供热示范项目将形成100个以上生物质热电联产清洁为主的县城、乡镇,以及一批中小工业区。装机容量380万千瓦,年消耗农林废弃物和城镇生活垃圾约3600万吨。(文 | 李佩聪)

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