今年6月，國家發展改革委、國家能源局聯合印發《煤電低碳化改造建設行動方案(2024—2027年)》，將生物質摻燒列為三種煤電低碳化改造建設方式之一，明確提出實施煤電機組耦合生物質發電，并將摻燒比例定在10%以上，以實現燃煤消耗和碳排放水平顯著降低。

當前，我國燃煤機組摻燒生物質發電技術成熟度如何?經濟收益如何保障?11月21日，在由中國產業發展促進會生物質能產業分會、中國能源研究會綠色低碳技術專業委員會主辦的“燃煤機組摻燒生物質低碳化技術路徑與發展策略”學術研討會上，與會者就上述問題進行了交流與探討。

農林生物質資源應用潛力巨大

農林生物質以及日常生活垃圾都可作為生物質資源，近二十年來已被廣泛應用于發電行業。

相較燃煤發電，生物質發電碳排放強度低，僅為燃煤的1.8%左右，是“雙碳”目標下降低煤電機組碳排放量的有效手段之一。

中國產業發展促進會生物質能產業分會發布的《2024中國生物質能產業發展年度報告》顯示，截至2023年底，我國生物質發電并網裝機容量約4414萬千瓦。其中，垃圾焚燒發電裝機容量最大，達2577萬千瓦，占生物質發電總裝機容量的58%;農林生物質發電裝機容量為1688萬千瓦，占生物質發電總裝機容量的38%;沼氣發電裝機容量約149萬千瓦，占生物質發電總裝機容量的4%。

中國質量認證中心研究員張麗欣表示，我國生物質資源年產量為34.94億噸，其中包含約10.5億余噸的農林生物質資源，折合4.6億噸標準煤，應用發展市場潛力巨大。

張麗欣認為，目前影響煤電機組摻燒生物質的因素，主要表現在鍋爐運行、經濟性、技術挑戰、安全風險等四個方面。生物質單位體積熱值較低、含氧量較高，燃煤鍋爐摻燒生物質后，會造成燃料體積及煙氣量發生變化。同時，秸稈煙氣在高溫時具有較高的腐蝕性，且飛灰的熔點較低，易產生結渣的問題;為維持鍋爐輸出蒸汽參數，不影響機組帶負荷最大出力，一般限制秸稈在鍋爐總輸入熱量中所占有的比例不超過20%。

張麗欣表示，隨著國家能源局等部門積極推進燃煤耦合生物質發電技改試點項目建設工作，在配套激勵政策完善、生物質摻燒量滿足社會現狀的情況下，將對建設成本低、技術成熟可靠的生物質摻燒發電市場起到促進作用，對生物質資源開發、建設也將起到正向連鎖效應。未來，生物質燃料在煤電機組摻燒應用和探索將變得更加活躍。

燃煤機組摻燒生物質發電已有典型案例

十幾年來，國內不少電廠嘗試在燃煤機組中摻燒生物質。

2005年12月，我國首個秸稈與煤粉混燒發電項目在華電國際十里泉發電廠竣工投產。

2012年，國電荊門電廠依托64萬千瓦瓦煤電機組建設燃煤耦合生物質發電項目，折合生物質發電容量1.08萬千瓦。

2022年，華能日照電廠68萬千瓦機組耦合生物質發電示范項目順利完成試運行，這是國內首臺大型燃煤機組耦合生物質發電示范項目，設計生物質發電容量3.4萬千瓦。

今年8月14日，國電電力勝利電廠大型燃煤機組摻燒牛糞試驗成功。試驗以錫林郭勒草原上的牛糞為原材料，利用電廠現有上煤系統，摻燒牛糞36.2噸，摻燒比例13.45%，是全國首例煤電機組摻燒牛糞試驗，生態效益、社會效益明顯。

在湖北襄陽，湖北華電襄陽發電有限公司將生物質原料破碎或壓塊后，利用空氣作為氣化劑，在高溫條件下將燃料中的可燃部分轉化為可燃氣體，進入大型電站鍋爐與燃煤混合燃燒，產生蒸汽，用以代替部分原煤，所產生的煙氣依托燃煤機組的高效環保治理平臺處理，實現凈排放。

據湖北華電襄陽發電有限公司生物質運維主任楊濤介紹，摻燒生物質發電的機組每年可以發電5900萬千瓦時，可消納生物質農林廢棄物約5萬噸，每年可節約標準煤1.8萬噸，每年可減排二氧化碳5萬噸，在兜底消納農林廢棄物的同時，有效降低了煤電企業的碳排放。

“通過消納周邊多種類農林廢棄物，解決農林廢棄物因棄置、焚燒造成的環境污染問題，有效改善了周邊的環境。通過優化燃料采購模式，直接帶動了周邊農民增收，每年可直接帶動周邊農民增收1700萬元，同時為附近農民提供近百個就業崗位。”楊濤說。

廣泛推廣應用或將加劇原料競爭

與會專家表示，在具體實施過程中，煤電機組摻燒生物質發電要根據不同地區情況因地制宜、合理布局生物質資源的利用和開發。

全聯新能源商會生物質能專委會秘書長王彪表示，隨著煤電機組摻燒生物質的規模化應用推廣，或將與現在推廣生物質燃料供熱、生物質發電、生物質氣化藕合制取綠色甲醇等項目爭奪原料，造成原料不足，導致項目無法延續。

中國產業發展促進會生物質能產業分會常務副秘書長劉洪榮也指出，目前我國農林生物質發電項目主要集中在東北地區以及山東、河北、河南、安徽等農作物主產區，而這些地區的煤電機組也比較集中。如果對這些區域的煤電機組實施摻燒生物質改造，勢必會跟存量的純生物質發電項目產生原料競爭。

劉洪榮介紹，常規火電廠兩臺60萬千瓦煤電機組，如果摻燒10%的生物質，意味著需要相當于能夠提供12萬千瓦功率的生物質，而一座純生物質發電廠的裝機規模一般在3萬千瓦左右。這意味著，如果開展煤電機組摻燒生物質，相當于在一個地方突然增加4個純生物質發電廠。

基于此，劉洪榮提出了三點建議。一是在原料保障方面，要充分考慮周邊可收集生物質原料量、已有生物質原料用戶、是否有同業競爭。同時，還要對原料市場價格進行充分調研，對項目實施的經濟性做出評估。可以考慮利用或聯合周邊已有生物質發電廠建立原料供應體系。

“二是根據機組情況選擇適合的摻燒技術路徑。不同的爐型摻燒工藝不一樣，要加強科技創新與實踐，比如生物質熱解氣化、生物質粉碎預處理等相關科技裝備的研發與創新，提高摻燒比例和燃燒效率。”劉洪榮說。

“三是因地制宜進一步拓展原料來源。”劉洪榮表示，除常規農林廢棄物和秸稈之外，還可以考慮有機工業廢棄物，比如甘蔗渣、糠醛渣、酒糟、污泥等，但這也需要通過技術創新提高摻燒燃料適應性。