燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電煤電低碳清潔發(fā)展的新途徑

文 本刊記者 馮為為

近年來，電力工業(yè)發(fā)展有力地支撐了我國經(jīng)濟發(fā)展。隨著能源消費總量的增長和電力在能源消費中的比重不斷提高，應(yīng)對氣候變化和生態(tài)環(huán)保約束日益趨緊，煤電低碳清潔轉(zhuǎn)型升級、靈活性改造勢在必行。

2017年年底，國家發(fā)布的《關(guān)于開展燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電技改試點工作的通知》（簡稱《技改試點工作通知》）指出，在全國范圍內(nèi)推廣燃煤電廠超低排放要求和新的能耗標準，組織燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電技改試點項目建設(shè)，旨在發(fā)揮世界最大清潔高校煤電體系的技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢，依托現(xiàn)役煤電高效發(fā)電系統(tǒng)和污染物集中治理設(shè)施，兜底消納農(nóng)林廢殘余物、生活垃圾以及污水處理長、水體污泥等生物質(zhì)資源（屬危險廢物的除外），增加不需要調(diào)峰、調(diào)頻、調(diào)壓等配套調(diào)節(jié)措施的優(yōu)質(zhì)可再生能源電力供應(yīng)，促進電力行業(yè)特別是煤電的低碳清潔發(fā)展。

國家從政策層面推進燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電，把煤電和生物質(zhì)能“撮合”在一起進行發(fā)電試點，對中國能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和煤電綠色發(fā)展而言，正如德國能源署中德可再生能源合作中心執(zhí)行主任陶光遠所說，“這是一件天大的好事”。燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電，為煤電低碳清潔發(fā)展帶來了新途徑。

煤電轉(zhuǎn)型的新路徑

中國是煤炭大國，煤炭資源豐富，以煤為主的資源稟賦決定了能源消費以煤為主的格局，也決定了以煤電為主的電力生產(chǎn)和消費結(jié)構(gòu)。2017年9月，中國電力企業(yè)聯(lián)合會（簡稱“中電聯(lián)”）發(fā)布《中國煤電清潔發(fā)展報告》顯示，截至2016年年底，我國發(fā)電裝機容量達16.5億千瓦，其中煤電裝機容量9.4億千瓦；發(fā)電量達6.0萬億千瓦時，其中燃煤發(fā)電量約3.9萬億千瓦時，占總發(fā)電量的65.5%。這意味著，2016年，每1千瓦時電量中就有0.66千瓦時由燃煤電廠發(fā)出。

2018年2月，中電聯(lián)發(fā)布《2017-2018年度全國電力供需形勢分析預(yù)測報告》指出，2017年全國全口徑發(fā)電量6.42萬億千瓦時、同比增長6.5%；其中，非化石能源發(fā)電量同比增長10.0%，占總發(fā)電量比重為30.4%，同比提高1.0個百分點，煤電發(fā)電量占總發(fā)電量比重為64.5%。這說明，煤電仍是我國電力的主力。因此在煤電占比如此重的情況下，要實現(xiàn)“到2020年，煤電裝機力爭控制在11億千瓦以內(nèi)，占比降至約55%”的目標，煤電壓力巨大。

據(jù)《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃》提供的數(shù)據(jù)，2016年，全國發(fā)電總量為59378億千瓦時，其中煤電發(fā)電量約為3.9萬億千瓦時。以2015年的二氧化碳排放強度890克/千瓦時計算，2016年煤電行業(yè)總共向空氣中排放了34.76億噸二氧化碳，而當年的全國碳排放總量為101.51億噸，占比超過34.24%。這表明，煤電進行低碳清潔轉(zhuǎn)型發(fā)展是大勢所趨，也是中國能源改革的必然要求。

燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電，從煤電機組在電力結(jié)構(gòu)占主體地位的國情出發(fā)，優(yōu)化資源配置，通過煤電現(xiàn)役機組的高效發(fā)電系統(tǒng)和環(huán)保集中治理平臺，盡力消納田間露天直燃秸稈、水體污泥等生物質(zhì)資源，降低存量煤電耗煤量，降低煤電碳排放量，具有生物質(zhì)能電力二氧化碳零排放的特點，可破解煤電高排放難題。今年全國兩會期間，全國人大代表、民建安徽省阜陽市委主委、阜陽經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)總工程師吳永利在接受媒體采訪時表示，燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電利用現(xiàn)有燃煤電廠的脫硫脫硝除塵設(shè)施，二氧化硫、氮氧化物和煙塵等污染物可達到超低排放。

此外，燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電只要合理控制燃煤與生物質(zhì)耦合比例，不僅不會對燃煤機組的運行效率和運行安全產(chǎn)生不利影響，還能減少項目投資成本，同時依托燃煤電廠的規(guī)范化管理也可降低燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電的運行費用。目前來看，燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電可成為我國煤電低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展的新路徑。

試點解決產(chǎn)業(yè)難題

前些年，中國有些企業(yè)就已著手對燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電的研究與技術(shù)研發(fā)，但在這一領(lǐng)域，截至目前，中國還尚處起步階段。鑒于此，近年來我國政府出臺并發(fā)布了一系列政策文件，進一步加強了各界對燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)的重視。現(xiàn)在燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電已被納入《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》、《能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》等，這些文件明確指出將“燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電”作為支持項目。同時《能源技術(shù)創(chuàng)新“十三五”規(guī)劃》也將“開展燃煤與生物質(zhì)耦合發(fā)電”作為重點任務(wù)。燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電已成政府支持和鼓勵的新興產(chǎn)業(yè)。

然而，在我國燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電是以氣化為主，而氣化存在很多弊端，如能源轉(zhuǎn)化效率低、體量小、燃料適應(yīng)性差等，致使燃料含水量超過20%就無法氣化，給燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來了諸多難題。中國投資協(xié)會能源發(fā)展研究中心常務(wù)副理事長莊會永表示，我國燃煤機組種類較多，采用何種耦合技術(shù)需要因地制宜。以氣化耦合技術(shù)路線來說，其優(yōu)點是對于煤粉爐本身改造少，燃料在線監(jiān)測相對較為簡單、可靠；缺點是對燃料的多品種、不同品質(zhì)的適應(yīng)性相對較差，相應(yīng)的關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和裝備應(yīng)用還需要實踐檢驗。

國內(nèi)研究燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電多年，且支持國電荊門10.8兆瓦生物質(zhì)耦合氣化發(fā)電項目成功運營5年左右的合肥德博生物能源科技有限公司的董事長張守軍認為，我國燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)的不足主要體現(xiàn)在整體技術(shù)發(fā)展實踐較短、工程實踐較少、專業(yè)人才緊缺，在大型化、標準化以及進一步深度耦合等技術(shù)環(huán)節(jié)還需要突破。

為確保燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電項目順利推進，破解燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電尚存的難題，推進產(chǎn)業(yè)規(guī)?；l(fā)展，《技改試點工作通知》嚴格限定兩大試點類型，充分考慮了耦合后煤電機組運行的安全性、經(jīng)濟性。嚴格試點項目的審核、評估，保障試點項目的可靠性、合理性。在技術(shù)耦合、政策耦合、資源耦合、社會效益耦合上既創(chuàng)新也創(chuàng)舊，解決燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電難題，構(gòu)建煤電與生物質(zhì)能源和諧共處的生態(tài)平臺，給現(xiàn)階段燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展打了一針“強心劑”和“催化劑”。

近期，一批燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電試點項目建設(shè)已經(jīng)啟動。國家能源局支持吉林大唐長山熱電廠開展了燃煤與農(nóng)作物秸稈耦合發(fā)電技術(shù)改造試點工作；廣東、寧夏、湖北等地也已啟動了一批燃煤與農(nóng)林生物質(zhì)、污泥耦合發(fā)電的試點項目。期待這些試點項目成功的消息，期待燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電早日在全國大范圍推廣，期待煤電低碳清潔轉(zhuǎn)型發(fā)展之路能走的更好！

發(fā)展前景一片光明

燃煤生物質(zhì)耦合發(fā)電是因地制宜，推進我國煤電燃料靈活性改造的一項重要工作，是煤電靈活性改造的重要組成部分。在我國大力化解煤電過剩產(chǎn)能的背景下，國家出臺一系列政策推進燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電是希望幫助煤電企業(yè)尋找新出路。當前，我國能源結(jié)構(gòu)深度調(diào)整，煤電轉(zhuǎn)型升級壓力持續(xù)加大，生物質(zhì)直燃發(fā)電快速發(fā)展，面臨著較大的成本、環(huán)保等壓力。燃煤耦合生物質(zhì)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。

“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，燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電將迎來良好的發(fā)展機遇。”國家能源局電力司副巡視員郭偉說。據(jù)國家能源局發(fā)布的2016年《全國電力工業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù)》顯示，2016年我國煤電機組發(fā)電小時數(shù)已經(jīng)低于4100小時，煤電機組的高效發(fā)電平臺已有大量剩余發(fā)電負荷存在，為燃煤與生物質(zhì)耦合發(fā)電提供了基礎(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，是2016年全國發(fā)電量的12%，折算成裝機容量約1.8億千瓦?！彪娏σ?guī)劃設(shè)計總院副院長孫銳表示，到2020年，燃煤裝機容量達到11億千瓦，如果50%與生物質(zhì)摻燒，那么燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電機組總?cè)萘靠梢赃_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)電裝機容量可達到5500萬千瓦。

未來，隨著碳排放市場的建立及非水可再生能源發(fā)電量配額制的實施，燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電的零碳排放優(yōu)勢將一定能把握住電力產(chǎn)業(yè)低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展機遇。并且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)直燃電廠可提高5%以上，具有效率高、投資少、占地小、見效快的顯著效果。如燃煤與農(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，燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電已被國家列為“十三五”能源重點發(fā)展方向，這必將推動燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電在我國的大力發(fā)展。國家重視和政策支持，使得當前我國燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)進入了關(guān)鍵上升期，但是在電量、電價方面的配套支持政策還未完全到位的情況下，當前燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電只能參考國家現(xiàn)已發(fā)布的生物質(zhì)直燃電廠的相關(guān)政策執(zhí)行，因此業(yè)界強烈希望國家能盡早明確燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電的政策規(guī)劃，讓社會各界能早日通力合作起來，促進這一新興產(chǎn)業(yè)的快速、健康發(fā)展，實現(xiàn)煤電低碳清潔發(fā)展。