生物質資源、生物質發(fā)電現狀及前景

作者:毛健雄 發(fā)布時間:2018-03-02   來源:《分布式能源》

  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(yè)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(fā)電量中的占比則僅為28.9%。其中生物質發(fā)電裝機容量占比則不到1%,因而生物質發(fā)電具有較大的發(fā)展空間。

  截止至2016年,我國生物質發(fā)電裝機容量達1214萬kW,其中農林生物質發(fā)電裝機容量為605萬kW,垃圾焚燒發(fā)電容量為574萬kW,沼氣發(fā)電容量為35萬kW,各種生物質發(fā)電幾乎全為純燒生物質發(fā)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(fā)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(fā)電不是生物質發(fā)電的主要發(fā)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(fā)電,那么燃煤藕合生物質發(fā)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(fā)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(fā)電,那么可發(fā)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(fā)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(fā)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(fā)電量中的占比則僅為28.9%。其中生物質發(fā)電裝機容量占比則不到1%,因而生物質發(fā)電具有較大的發(fā)展空間。

  截止至2016年,我國生物質發(fā)電裝機容量達1214萬kW,其中農林生物質發(fā)電裝機容量為605萬kW,垃圾焚燒發(fā)電容量為574萬kW,沼氣發(fā)電容量為35萬kW,各種生物質發(fā)電幾乎全為純燒生物質發(fā)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(fā)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(fā)電不是生物質發(fā)電的主要發(fā)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(fā)電,那么燃煤藕合生物質發(fā)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(fā)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(fā)電,那么可發(fā)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(fā)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(fā)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(fā)電的優(yōu)點

 ?。?)燃煤藕合生物質發(fā)電可充分利用現有燃煤電廠原有的設施和系統(tǒng),包括鍋爐、汽輪機及輔助系統(tǒng)來實現生物質發(fā)電,而僅需新增生物質燃料處理系統(tǒng),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(fā)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(fā)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。

 ?。?)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(fā)電項目,機組能否持續(xù)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(fā)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(fā)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(fā)電相比,混燒生物質發(fā)電的投資和運行費用最低。

 ?。?)燃煤藕合生物質發(fā)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(yōu)點,可在更大容量水平上使生物質發(fā)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(fā)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(fā)電技術)

      關鍵詞: 生物質發(fā)電


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