“為了實(shí)現(xiàn)中國能源的轉(zhuǎn)型，并達(dá)到2030年非化石能源發(fā)電量占比不低于50%的目標(biāo)，大力發(fā)展燃煤生物質(zhì)耦合發(fā)電是必然的選擇。”在日前召開的第七屆燃煤生物質(zhì)耦合發(fā)電國際會(huì)議上，電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院副院長孫銳表示。

燃煤生物質(zhì)耦合發(fā)電是一種成熟的可再生能源發(fā)電技術(shù)，通過現(xiàn)役煤電機(jī)組的高效發(fā)電系統(tǒng)和環(huán)保集中治理平臺(tái)，盡力消納田間露天直燃秸稈，規(guī)模化協(xié)同處理污泥，實(shí)現(xiàn)燃料靈活性，降低存量煤電耗煤量，提升可再生能源發(fā)電量。

“從煤電機(jī)組在電力結(jié)構(gòu)中占主體地位的國情出發(fā)，燃煤生物質(zhì)耦合發(fā)電是優(yōu)化能源資源配置、破解污染治理難題、促進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)、推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)綠色發(fā)展的有力舉措。”在上述會(huì)議主持人、清華大學(xué)教授毛健雄看來，燃煤生物質(zhì)耦合發(fā)電是降低二氧化碳和其他污染物排放的有效途徑，可謂當(dāng)前我國煤電轉(zhuǎn)型升級(jí)的新路徑。

成熟技術(shù)進(jìn)入大規(guī)模推廣階段

“燃煤生物質(zhì)氣化耦合發(fā)電技術(shù)門檻相對(duì)較低，是當(dāng)前大型煤粉爐電站比較可靠可行的技術(shù)路線之一，已經(jīng)具有應(yīng)用和推廣價(jià)值。”中國投資協(xié)會(huì)能源發(fā)展研究中心常務(wù)副理事長、中國可再生能源學(xué)會(huì)理事莊會(huì)永在接受《中國電力報(bào)》記者采訪時(shí)表示。

據(jù)浙江大學(xué)能源工程學(xué)院教授王勤輝介紹，燃煤生物質(zhì)耦合發(fā)電技術(shù)存在發(fā)電側(cè)耦合、蒸汽側(cè)耦合和燃燒側(cè)耦合等多種技術(shù)形式。其中，燃燒側(cè)耦合中生物質(zhì)氣化耦合技術(shù)是將生物質(zhì)氣化成熱燃?xì)?，?jīng)過高溫氣固分離后直接送入鍋爐與燃煤混燃，利用大型燃煤電站高參數(shù)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行高效發(fā)電。

“由于氣化溫度較低，同時(shí)，生物質(zhì)中的大部分灰分在爐前被去除，燃?xì)馊紵龑?duì)于鍋爐的影響遠(yuǎn)小于生物質(zhì)制粉直接噴入爐膛燃燒。因此，生物質(zhì)氣化耦合更易于實(shí)現(xiàn)與燃煤電站深度耦合，協(xié)同發(fā)電，是最有推廣前途的技術(shù)之一。”王勤輝分析道。

“我國目前燃煤機(jī)組種類較多，采用何種耦合技術(shù)需要因地制宜，要采用合理、合適的項(xiàng)目技術(shù)路線，達(dá)到項(xiàng)目運(yùn)行穩(wěn)定、監(jiān)測客觀科學(xué)的基本要求。”莊會(huì)永向記者分析道，以氣化耦合技術(shù)路線為例，其優(yōu)點(diǎn)是對(duì)于煤粉爐本身改造很少，燃料在線監(jiān)測相對(duì)較為簡單、可靠，缺點(diǎn)是對(duì)燃料的多品種、不同品質(zhì)的適應(yīng)性相對(duì)較差，相應(yīng)的關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和裝備應(yīng)用還需要實(shí)踐檢驗(yàn)。另外，在莊會(huì)永看來，生物質(zhì)與燃煤直接混合燃燒耦合發(fā)電技術(shù)雖然運(yùn)行效率高、技術(shù)成熟，但是也存在生物質(zhì)燃料應(yīng)用量的在線監(jiān)測難題。

多年來，中國工程院院士張齊生一直關(guān)注燃煤生物質(zhì)氣化耦合發(fā)電技術(shù)。據(jù)張齊生介紹，國電、大唐等多家大型發(fā)電集團(tuán)都積極推進(jìn)燃煤生物質(zhì)氣化耦合發(fā)電技術(shù)，其中國電長源與合肥德博生物能源科技有限公司(簡稱合肥德博)開發(fā)建設(shè)的荊門10.8兆瓦生物質(zhì)耦合發(fā)電項(xiàng)目已經(jīng)穩(wěn)定運(yùn)行近5年時(shí)間，標(biāo)志著燃煤生物質(zhì)氣化耦合發(fā)電技術(shù)已經(jīng)完成技術(shù)示范，可以進(jìn)入大規(guī)模商業(yè)推廣階段。

“我國生物質(zhì)氣化技術(shù)的開發(fā)時(shí)間較長，積累了多年的研發(fā)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，這也為耦合發(fā)電項(xiàng)目提供了技術(shù)條件。而我國耦合發(fā)電產(chǎn)業(yè)的不足主要體現(xiàn)在整體技術(shù)發(fā)展時(shí)間較短，工程實(shí)踐較少，專業(yè)人才緊缺，在大型化、標(biāo)準(zhǔn)化以及進(jìn)一步深度耦合等技術(shù)環(huán)節(jié)還需要突破。”合肥德博董事長張守軍認(rèn)為。

未來發(fā)展空間巨大

“隨著我國碳減排制度體系建設(shè)和碳排放交易市場建設(shè)的日趨完善，燃煤生物質(zhì)耦合發(fā)電將迎來良好的發(fā)展機(jī)遇。”國家能源局電力司副巡視員郭偉在上述會(huì)議上談道，碳減排是我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)綠色低碳可持續(xù)發(fā)展的客觀要求，燃煤生物質(zhì)耦合發(fā)電具有生物質(zhì)能電力二氧化碳零排放的特點(diǎn)，可較大幅度消減煤電的碳排放。

目前，國際上燃煤生物質(zhì)耦合發(fā)電技術(shù)已較為成熟，而我國在這一領(lǐng)域總體上尚處于起步階段。記者從上述會(huì)議上了解到，我國可作為能源利用的農(nóng)作物秸稈及農(nóng)產(chǎn)品加工剩余物、林業(yè)剩余物和能源作物等生物質(zhì)資源總量每年約4.6億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，而目前我國生物質(zhì)能利用量約3500萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤/年，利用率僅為7.6%。截至2016年，我國的生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī)為1214萬千瓦，其中農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電605萬千瓦，還有部分垃圾焚燒發(fā)電和沼氣發(fā)電，生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī)容量占比不到1%。

我國煤電機(jī)組發(fā)電小時(shí)數(shù)持續(xù)下降，2016年已經(jīng)低于4100小時(shí)，煤電機(jī)組的高效發(fā)電平臺(tái)以及有大量剩余發(fā)電負(fù)荷存在，為生物質(zhì)與燃煤耦合提供了基礎(chǔ)條件。“我們算過一筆賬，如果每年我國有50%的生物質(zhì)用于發(fā)電，那么可發(fā)電量約7200億千瓦時(shí)，是2016年全國發(fā)電量的12%，折算成裝機(jī)容量約1.8億千瓦。”孫銳向《中國電力報(bào)》記者分析，“到2020年，燃煤裝機(jī)容量達(dá)到11億千瓦，如果50%與生物質(zhì)摻燒，那么燃煤生物質(zhì)耦合發(fā)電機(jī)組總?cè)萘靠梢赃_(dá)到5.5億千瓦，按平均摻燒量為10%估算，則折算生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī)容量可達(dá)到5500萬千瓦。”

國家相關(guān)部門重視進(jìn)一步推進(jìn)燃煤生物質(zhì)耦合發(fā)電及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，已將燃煤生物質(zhì)耦合發(fā)電納入《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃》《能源技術(shù)創(chuàng)新“十三五”規(guī)劃》和《“十三五”節(jié)能減排綜合工作方案》等產(chǎn)業(yè)規(guī)劃和行動(dòng)方案，這必將推動(dòng)燃煤生物質(zhì)耦合發(fā)電在我國的大力發(fā)展。

相關(guān)資料顯示，近期，一批燃煤生物質(zhì)耦合發(fā)電試點(diǎn)項(xiàng)目建設(shè)已經(jīng)啟動(dòng)，國家能源局支持吉林大唐長山熱電廠開展燃煤與農(nóng)作物秸稈耦合發(fā)電技術(shù)改造試點(diǎn)工作，廣東、寧夏、湖北等地也已啟動(dòng)了一批燃煤與農(nóng)林生物質(zhì)、污泥耦合發(fā)電的試點(diǎn)項(xiàng)目。

期待得到政策大力支持

“建議相關(guān)部委能繼續(xù)關(guān)心支持燃煤生物質(zhì)耦合發(fā)電行業(yè)，在試點(diǎn)項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，根據(jù)實(shí)際情況，完善相關(guān)配套政策措施，一定時(shí)期內(nèi)在電價(jià)、電量、財(cái)稅和資金等方面予以適當(dāng)?shù)恼咧С帧?rdquo;郭偉在上述會(huì)議上提出。

國家能源局之前已起草《關(guān)于推進(jìn)燃煤與生物質(zhì)耦合發(fā)電的指導(dǎo)意見(征求意見稿)》，征求國家發(fā)展改革委、財(cái)政部、環(huán)境保護(hù)部、住建部和農(nóng)業(yè)部等相關(guān)部委意見。征求意見稿對(duì)耦合發(fā)電的可再生能源電量、鍋爐生物質(zhì)輸入熱量、污泥處置量的確定和計(jì)算，以及計(jì)量裝置、計(jì)量方式均提出明確要求，規(guī)定相關(guān)在線監(jiān)測數(shù)值需同步傳輸至電力調(diào)度機(jī)構(gòu)，并明確了各政府部門的監(jiān)管職能。

記者注意到，《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃》中明確提出：“研究燃煤與光熱、生物質(zhì)耦合，風(fēng)光抽蓄耦合等可再生能源利用方式補(bǔ)助方法。”

“燃煤生物質(zhì)耦合發(fā)電如果能落實(shí)目前生物質(zhì)發(fā)電電價(jià)，或因此增加電廠運(yùn)行時(shí)間，將有助于緩解火電廠經(jīng)營壓力。”王勤輝對(duì)燃煤生物質(zhì)耦合發(fā)電帶來的價(jià)值效應(yīng)充滿期待。

“保障燃煤生物質(zhì)耦合發(fā)電實(shí)施的政策，不應(yīng)只有國家電價(jià)補(bǔ)貼一個(gè)出路。”莊會(huì)永向記者分析道，“如果我們大型燃煤電廠度電碳排放、度電煤耗等要求堅(jiān)決貫徹執(zhí)行下去，把非水可再生能源比例目標(biāo)、炭稅、綠電證書、碳減排與交易、區(qū)域煤炭減量等政策落實(shí)下去，煤電企業(yè)及社會(huì)資本投資燃煤與生物質(zhì)耦合項(xiàng)目的積極性會(huì)很高，也會(huì)有非常好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。”

在毛健雄看來，二氧化碳減排的巨大壓力，將會(huì)倒逼我國燃煤生物質(zhì)耦合發(fā)電的大力發(fā)展：“政府關(guān)于碳減排的激勵(lì)和處罰政策，特別是歐盟行之多年的有效政策，這或許是推動(dòng)燃煤生物質(zhì)耦合發(fā)展的關(guān)鍵。”

【專家觀點(diǎn)】

生物質(zhì)高值化技術(shù)是國內(nèi)外研究重點(diǎn)

中國工程院院士 張齊生

生物質(zhì)是可持續(xù)獲得的綠色資源，由于資源分散，堆密度較小，收集運(yùn)輸困難，大部分未得到妥善利用。生物質(zhì)中可燃成分以碳?xì)錇橹鳎紵蜔峤鈿饣葻峄瘜W(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)是實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)資源大規(guī)模利用的重要途徑，但傳統(tǒng)的直燃和氣化只是將生物質(zhì)中可燃成分轉(zhuǎn)化為低品位熱能，項(xiàng)目效益較低。開發(fā)和推廣基于熱化學(xué)轉(zhuǎn)化的生物質(zhì)高值化技術(shù)是目前國內(nèi)外研究的重點(diǎn)，其中生物質(zhì)氣化耦合燃煤發(fā)電技術(shù)和多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)均已實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化示范，是最具有大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用前景的技術(shù)。

我國煤電機(jī)組發(fā)電小時(shí)數(shù)持續(xù)下降，2016年已經(jīng)低于4100小時(shí)，煤電機(jī)組的高效發(fā)電平臺(tái)以及有大量剩余發(fā)電負(fù)荷存在，為生物質(zhì)與燃煤耦合提供了基礎(chǔ)條件。國電集團(tuán)、華電集團(tuán)和大唐集團(tuán)等多家大型發(fā)電集團(tuán)都積極推進(jìn)生物質(zhì)氣化耦合燃煤機(jī)組發(fā)電項(xiàng)目，其中國電長源與合肥德博開發(fā)建設(shè)的荊門10.8兆瓦生物質(zhì)耦合發(fā)電項(xiàng)目已經(jīng)穩(wěn)定運(yùn)行近5年時(shí)間，顯示了氣化耦合發(fā)電已經(jīng)完成技術(shù)示范，進(jìn)入了大規(guī)模商業(yè)推廣階段。

但是，生物質(zhì)發(fā)電電量的精準(zhǔn)計(jì)量，并形成國家或者行業(yè)標(biāo)準(zhǔn);高濕、高灰和高堿生物質(zhì)的寬適應(yīng)性;與不同容量、不同負(fù)荷狀態(tài)燃煤機(jī)組的深度耦合;灰渣的高價(jià)值利用這些問題依舊是生物質(zhì)氣化耦合發(fā)電技術(shù)還需要解決的問題。

在線科學(xué)監(jiān)測是針對(duì)性補(bǔ)貼等的重要依據(jù)

中國投資協(xié)會(huì)能源發(fā)展研究中心常務(wù)副理事長、中國可再生能源學(xué)會(huì)理事 莊會(huì)永

我國具有廣闊的大型燃煤電廠耦合生物質(zhì)的市場，無論是直接混合耦合還是氣化混合耦合技術(shù)路線，都有相應(yīng)的技術(shù)研發(fā)和服務(wù)企業(yè)隊(duì)伍，都有成功案例。而且，我國關(guān)于生物質(zhì)氣化技術(shù)和裝備研發(fā)生產(chǎn)具有很好的基礎(chǔ)，有眾多從事技術(shù)研究的專家和一大批與生物質(zhì)氣化有關(guān)的企業(yè)。

然而，燃料的科學(xué)、公正在線監(jiān)測依舊是燃煤生物質(zhì)耦合發(fā)電現(xiàn)有技術(shù)所面臨的最大問題。

國外一般沒有對(duì)生物質(zhì)燃料摻混的在線檢測的要求。而在我國，如果實(shí)施針對(duì)生物質(zhì)混合燃燒應(yīng)用量予以差別補(bǔ)貼的政策，就必須有生物質(zhì)燃料的在線科學(xué)客觀監(jiān)測，這是針對(duì)性補(bǔ)貼或者政策支持的重要依據(jù)。

針對(duì)科學(xué)、客觀、準(zhǔn)確的生物質(zhì)應(yīng)用的監(jiān)測，我們還需要進(jìn)一步的研究和努力;針對(duì)多品種、多品性的生物質(zhì)原料的前處理和穩(wěn)定運(yùn)行氣化應(yīng)用，還需要進(jìn)一步技術(shù)開發(fā)和試驗(yàn)示范，還需要有規(guī)模化的項(xiàng)目開展運(yùn)行總結(jié)。

另外，關(guān)于生物質(zhì)耦合煤電項(xiàng)目的實(shí)施，也不應(yīng)是僅僅只有國家電價(jià)補(bǔ)貼政策一個(gè)出路，在目前國家可再生能源基金短缺、可再生能源電價(jià)關(guān)注度很高的情況下，建議也不要把目光緊緊盯著補(bǔ)貼電價(jià)。如果把降低大型燃煤電廠的度電煤耗的高目標(biāo)堅(jiān)決貫徹執(zhí)行下去，把非水可再生能源目標(biāo)比例、炭稅、綠電證書、碳減排指標(biāo)、區(qū)域煤炭利用減量等政策落實(shí)下去，煤電企業(yè)進(jìn)行煤電與生物質(zhì)耦合項(xiàng)目的投資和技術(shù)研發(fā)的積極性也會(huì)很高，項(xiàng)目投資的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益會(huì)很好。

盡早明確燃煤生物質(zhì)耦合發(fā)電政策規(guī)劃

國核電力規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司副總經(jīng)理 吳偉

當(dāng)前，我國能源結(jié)構(gòu)深度調(diào)整，煤電轉(zhuǎn)型升級(jí)壓力持續(xù)加大，生物質(zhì)直燃發(fā)電快速發(fā)展，但面臨著較大的成本、環(huán)保等壓力。燃煤生物質(zhì)耦合發(fā)電技術(shù)有效結(jié)合了兩者優(yōu)勢，是朝陽產(chǎn)業(yè)，具有廣闊的發(fā)展前景。

一是有效替代化石能源，促進(jìn)煤電清潔低碳發(fā)展。2020年發(fā)電企業(yè)單位供電二氧化碳排放要控制在550克/千瓦時(shí)以內(nèi)，隨著碳排放市場的建立及非水可再生能源發(fā)電量配額制的實(shí)施，燃煤生物質(zhì)耦合零碳排放的優(yōu)勢將有力促進(jìn)煤電產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

二是具有成熟的技術(shù)借鑒。燃煤生物質(zhì)耦合發(fā)電物料系統(tǒng)與成熟的生物質(zhì)直燃電廠基本一樣，具有成熟的設(shè)計(jì)、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。通過耦合，能更加充分利用燃煤電廠具有的高效發(fā)電設(shè)備，綜合熱效率相比生物質(zhì)直燃電廠提高5個(gè)百分點(diǎn)以上，具有效率高、投資少、占地小、見效快的優(yōu)勢。

三是能有效提升我國城市的生態(tài)發(fā)展水平。燃煤與農(nóng)林生物質(zhì)耦合發(fā)電能有效解決農(nóng)林生物質(zhì)無序焚燒的問題;燃煤與垃圾耦合發(fā)電能有效解決城市生活垃圾圍城問題;燃煤與污泥耦合發(fā)電能有效解決污泥填埋處理問題等。

目前，燃煤與生物質(zhì)耦合發(fā)電已被國家列為“十三五”能源重點(diǎn)發(fā)展方向，但是國家在電量、電價(jià)方面的配套支持政策還未完全到位，當(dāng)前只能參考生物質(zhì)直燃電廠國家政策執(zhí)行，強(qiáng)烈希望盡早明確燃煤生物質(zhì)耦合發(fā)電的政策規(guī)劃，促進(jìn)這一新興產(chǎn)業(yè)的快速健康發(fā)展。

燃煤生物質(zhì)耦合發(fā)電可緩解火電廠經(jīng)營壓力

浙江大學(xué)能源工程學(xué)院教授 王勤輝

近年來，由于相關(guān)政策的鼓勵(lì)，許多電廠正在積極開展將現(xiàn)有大型鍋爐改造成生物質(zhì)耦合發(fā)電的工作，其中通過生物質(zhì)循環(huán)流化床氣化耦合大型煤粉鍋爐燃燒發(fā)電備受關(guān)注。

部分歐洲國家在生物質(zhì)循環(huán)流化床氣化耦合大型燃煤電廠發(fā)電方面有相對(duì)多的研發(fā)和工業(yè)應(yīng)用實(shí)踐，與他們相比，我們在大型生物質(zhì)循環(huán)流化床氣化的研發(fā)及工業(yè)實(shí)踐方面相對(duì)缺乏經(jīng)驗(yàn)，需要加強(qiáng)相關(guān)技術(shù)的研究開發(fā)及工業(yè)實(shí)踐。但同時(shí)也應(yīng)該注意到，目前歐洲生物質(zhì)氣化耦合發(fā)電所使用的生物質(zhì)原料主要是低堿金屬含量的生物質(zhì)原料如木質(zhì)類生物質(zhì)。而我們在高堿類生物質(zhì)循環(huán)流化床燃燒利用方面已經(jīng)具有多年的研發(fā)和工業(yè)應(yīng)用，在此基礎(chǔ)上，有望較快地研究開發(fā)出適用于高堿秸稈類生物質(zhì)的大型循環(huán)流化床氣化耦合發(fā)電技術(shù)及裝置。

如果能落實(shí)目前生物質(zhì)發(fā)電電價(jià)，并因此增加電廠運(yùn)行時(shí)間，顯然有助于緩解火電廠經(jīng)營壓力。

同時(shí)，如果通過生物質(zhì)氣化耦合燃燒實(shí)現(xiàn)大型燃煤鍋爐的超低負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行，提高發(fā)電廠的深度靈活調(diào)峰能力，則同樣可能有助于緩解電廠的經(jīng)營壓力。

另外，生物質(zhì)耦合發(fā)電技術(shù)如果能將生物質(zhì)資源化利用和能源化利用相結(jié)合實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)的高值化利用，則有望進(jìn)一步提高生物質(zhì)利用效益，提高電廠贏利能力，如基于生物質(zhì)氣化聯(lián)產(chǎn)炭和燃?xì)獾鸟詈习l(fā)電技術(shù)等。