進入“十四五”階段,生物質(zhì)能的市場潛力正逐漸釋放,中長期前景良好。在碳達峰、碳中和目標下,生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展正迎來諸多利好。
生物質(zhì)是地球上最廣泛存在的物質(zhì),包括所有的動物、植物和微生物,以及由這些有生命物質(zhì)派生、排泄和代謝的許多物質(zhì)。生物質(zhì)發(fā)電是利用生物質(zhì)所具有的生物質(zhì)能進行發(fā)電(含農(nóng)林生物質(zhì)、垃圾焚燒和沼氣發(fā)電)是可再生能源發(fā)電的重要組成部分。生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)是目前生物質(zhì)能應(yīng)用方式中最普遍、最有效的方法之一,在歐美等發(fā)達國家,生物質(zhì)能發(fā)電已形成非常成熟的產(chǎn)業(yè),成為一些國家重要的發(fā)電和供熱方式。
生物質(zhì)發(fā)電主要包括農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電、垃圾焚燒發(fā)電和沼氣發(fā)電。截至到2020年年底,全國已投產(chǎn)生物質(zhì)發(fā)電項目1353個;并網(wǎng)裝機容量2952萬千瓦,年發(fā)電量1326億千瓦時,年上網(wǎng)電量1122億千瓦時。
我國生物質(zhì)發(fā)電裝機容量已經(jīng)是連續(xù)第三年位列世界第一。截至2020年年底,我國共新增裝機543萬千瓦,裝機容量較上年增長22.6%。
為推進生物質(zhì)能分布式開發(fā)利用,擴大市場規(guī)模,完善產(chǎn)業(yè)體系,加快生物質(zhì)能專業(yè)化多元化產(chǎn)業(yè)化發(fā)展步伐。生物質(zhì)能發(fā)電是生物質(zhì)能的主要利用形式,近年來,為推動生物質(zhì)能發(fā)電,國家正式發(fā)布了一系列生物質(zhì)能利用政策,包括《生物質(zhì)能發(fā)展“十三五”規(guī)劃》、《全國林業(yè)生物質(zhì)能發(fā)展規(guī)劃(2011-2020年)》等,并通過財政直接補貼的形式加快其發(fā)展。
在國家政策和財政補貼的大力推動下,我國生物質(zhì)能發(fā)電投資持續(xù)增長。數(shù)據(jù)顯示,2020年我國生物質(zhì)發(fā)電投資規(guī)模突破1600億元,全國已投產(chǎn)生物質(zhì)能發(fā)電項目1353個,較2019年增長259個,較2018年增長了451個。
近年來,在國家政策支持下,生物質(zhì)發(fā)電建設(shè)規(guī)模持續(xù)增加,項目建設(shè)運行保持較高水平,技術(shù)及裝備制造水平持續(xù)提升,助力構(gòu)建清潔低碳、安全高效能源體系,對各地加快處理農(nóng)林廢棄物和生活垃圾發(fā)揮了重要作用。
生物質(zhì)能利用對促進農(nóng)林廢棄物和城鄉(xiāng)有機廢棄物處理,推進城鄉(xiāng)環(huán)境整治,替代化石能源,減少溫室氣體排放等具有重要作用,國家也將繼續(xù)支持生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。通過對各環(huán)節(jié)相關(guān)政策支持和補償。鼓勵并探索生物質(zhì)發(fā)電項目市場化運營試點,逐步形成生物質(zhì)發(fā)電市場化運營模式。
2020年11月,財政部辦公廳印發(fā)《關(guān)于加快推進可再生能源發(fā)電補貼項目清單審核有關(guān)工作的通知》,明確國家不再發(fā)布可再生能源電價附加補助目錄,而由電網(wǎng)企業(yè)確定并定期公布符合條件的可再生能源發(fā)電補貼項目清單。
政策本身還是有利于促進行業(yè)整體規(guī)范、健康、有序發(fā)展的,但客觀上確實會給這一行業(yè)造成一些困難,值得生物質(zhì)發(fā)電行業(yè)中各參與方認真研究、妥善應(yīng)對。
(1)行業(yè)集中度提高
生物質(zhì)發(fā)電行業(yè)IRR由79%降為4.9%將使得民營企業(yè)更加清楚地認識到,投資生物質(zhì)發(fā)電行業(yè)不再是最佳選擇。龍頭企業(yè)要想進一步降本增效,以合理價格收購相對優(yōu)質(zhì)資產(chǎn)將成為選擇。
(2)行業(yè)規(guī)范化運營
企業(yè)將更加精打細算地平衡垃圾處理量、發(fā)電量和設(shè)備損耗之間的關(guān)系,一味地追求超燒、一味地強調(diào)連續(xù)運行小時數(shù)將成為歷史,而按設(shè)備性能要求的停機檢修、加強設(shè)備維護將越來越受到企業(yè)的重視。
(3)行業(yè)技術(shù)提升
在現(xiàn)有的技術(shù)條件下,降低成本是越來越困難的事情。這雖有管理水平的差異,但更重要的是技術(shù)的差異。因此,為了進一步降本增效,企業(yè)將會越來越重視技術(shù)的提升。
(4)產(chǎn)業(yè)鏈縱向延伸
新政將迫使企業(yè)延伸價值鏈條,最主要的是擁有自己的總承包資質(zhì)和能力,畢竟合理運用政策賺取工程利潤將大大增加項目全生命周期的回報水平。另一方面,企業(yè)將會把產(chǎn)業(yè)鏈向上游延伸擴展。
進入21世紀以來,我國面臨的能源安全和環(huán)境生態(tài)保護問題日趨嚴峻,可再生能源已經(jīng)成為能源發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分以及能源轉(zhuǎn)型的重要發(fā)展方向。根據(jù)可再生能源應(yīng)用的不同領(lǐng)域,電力系統(tǒng)建設(shè)正在發(fā)生結(jié)構(gòu)性轉(zhuǎn)變,可再生能源發(fā)電已開始成為電源建設(shè)的主流。生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)是目前生物質(zhì)能應(yīng)用方式中最普遍、最有效的方法之一。
生物質(zhì)能是重要的可再生能源,開發(fā)利用生物質(zhì)能,是能源生產(chǎn)和消費革命的重要內(nèi)容,是改善環(huán)境質(zhì)量、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的重要任務(wù)。為推進生物質(zhì)能分布式開發(fā)利用,擴大市場規(guī)模,完善產(chǎn)業(yè)體系,加快生物質(zhì)能專業(yè)化、多元化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展步伐。截至2020年底,全國已經(jīng)投產(chǎn)生物質(zhì)發(fā)電項目有1353個。
在國家大力鼓勵和支持發(fā)展可再生能源,以及生物質(zhì)能發(fā)電投資熱情高漲,各類生物質(zhì)發(fā)電項目紛紛建設(shè)投產(chǎn)等推動下,我國生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出全面加速的發(fā)展態(tài)勢。2020年,生物質(zhì)發(fā)電新增裝機543萬千瓦,累計裝機達2952萬千瓦。我國生物質(zhì)發(fā)電裝機容量已經(jīng)是連續(xù)三年位列世界第一。
生物質(zhì)發(fā)電主要包括農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電、垃圾焚燒發(fā)電和沼氣發(fā)電。2020年,在我國生物質(zhì)發(fā)電結(jié)構(gòu)中,垃圾焚燒發(fā)電累計裝機容量占比最大,達到51.9%;其次是農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電,累計裝機容量占比為45.1%;沼氣發(fā)電累計裝機容量占比僅為3.0%。
近年來,我國生物質(zhì)能發(fā)電量保持穩(wěn)步增長態(tài)勢。2020年,中國生物質(zhì)年發(fā)電量達到1326億千瓦時,同比增長19.35%。
從發(fā)電量結(jié)構(gòu)來看,垃圾焚燒發(fā)電量最大,2020年中國垃圾焚燒發(fā)電量為778億千瓦時,占比為58.6%;農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電量為510億千瓦時,占比為38.5%;2020年沼氣發(fā)電量為37.8億千瓦時,占比為2.9%。
隨著生物質(zhì)發(fā)電快速發(fā)展,生物質(zhì)發(fā)電在我國可再生能源發(fā)電中的比重呈逐年穩(wěn)步上升態(tài)勢。截至2020年底,我國生物質(zhì)發(fā)電累計裝機容量占可再生能源發(fā)電裝機容量的3.2%;總發(fā)電量占比上升至6.0%。生物質(zhì)能發(fā)電的地位不斷上升,反映生物質(zhì)能發(fā)電正逐漸成為我國可再生能源利用中的新生力量。
在我國生物質(zhì)發(fā)電結(jié)構(gòu)中,垃圾焚燒發(fā)電累計裝機容量占比最大。國內(nèi)生活垃圾清運量和無害化處理率保持持續(xù)增長,對于垃圾焚燒的需求也在日益增加。為滿足垃圾焚燒消納生活垃圾的需求,隨著垃圾焚燒發(fā)電市場從東部地區(qū)向中西部地區(qū)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)轉(zhuǎn)移,垃圾焚燒發(fā)電量將持續(xù)增長。
圖1 2015~2020年中國生物質(zhì)發(fā)電新增裝機容量和累計裝機容量 (單位:萬千瓦)
圖2 2015~2020年中國垃圾焚燒發(fā)電累計裝機容量和新增裝機量 (單位:萬千瓦)
農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電項目利用小時數(shù)從2018年開始逐年走低,主要原因是可再生能源補貼拖欠對農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電項目影響較大。根據(jù)統(tǒng)計,2019年農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電利用小時數(shù)超過5000h的項目為188個,總裝機為526萬千瓦。據(jù)此判斷約50%的項目在承受電價補貼拖欠的壓力下,仍堅持項目運營。2020年農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電新增裝機容量也有所下降,為217萬千瓦。
總體上來看,生物質(zhì)發(fā)電整體呈現(xiàn)東強西弱的局面。東部和南部沿海地區(qū)發(fā)展較好。
2020年,全國生物質(zhì)發(fā)電累計裝機排名前五位的省份是山東、廣東、江蘇、浙江和安徽,分別為365.5萬千瓦、282.4萬千瓦、242.0萬千瓦、240.1萬千瓦和213.8萬千瓦。
2020年,全國生物質(zhì)發(fā)電新增裝機容量排名前五位的省份是廣東、山東、江蘇、浙江和安徽,分別為67.7萬千瓦、64.6萬千瓦、41.7萬千瓦、38.9萬千瓦和36.0萬千瓦。
生物質(zhì)能是重要的可再生能源,開發(fā)利用生物質(zhì)能,是能源生產(chǎn)和消費革命的重要內(nèi)容,是改善環(huán)境質(zhì)量、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的重要任務(wù)。
在國家大力鼓勵和支持發(fā)展可再生能源,以及生物質(zhì)能發(fā)電投資熱情高漲,各類生物質(zhì)發(fā)電項目紛紛建設(shè)投產(chǎn)等推動下,我國生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出全面加速的發(fā)展態(tài)勢。
圖3 2015~2020年中國農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電累計裝機容量和新增裝機量 (單位:萬千瓦)
據(jù)國家能源局數(shù)據(jù)顯示,2019年,生物質(zhì)發(fā)電新增裝機473萬千瓦,累計裝機達到2254萬千瓦,同比增長26.6%;全年生物質(zhì)發(fā)電量1111億千瓦時,同比增長20.4%,繼續(xù)保持穩(wěn)步增長勢頭。
截至2020年底,生物質(zhì)發(fā)電新增裝機543萬千瓦,累計裝機達到2952萬千瓦,同比增長30.1%。全年生物質(zhì)發(fā)電1326億千瓦時,同比增長19.4%。繼續(xù)保持穩(wěn)步增長勢頭。
新增垃圾焚燒發(fā)電并網(wǎng)容量占比過半。根據(jù)國家可再生能源發(fā)電項目信息管理系統(tǒng)監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示,2020年,全國生物質(zhì)發(fā)電新增并網(wǎng)容量553.6萬千瓦,同比增長接近70%。其中,垃圾焚燒發(fā)電315.0萬千瓦,農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電226.2 萬千瓦,沼氣發(fā)電12.5萬千瓦。
垃圾焚燒發(fā)電能更能契合當前碳達峰、碳中和的政策方向,同時也更能有效地實現(xiàn)國家部委提出的“減量化、資源化、無害化”的目標。因此,未來固體廢棄物的處理將以焚燒發(fā)電為主。
首先,垃圾焚燒過程雖然也會產(chǎn)生二氧化碳,但焚燒生物質(zhì)能替代化石燃料進行發(fā)電,能同時帶來凈碳減排。其次,相對于垃圾填埋方式,垃圾焚燒幾乎不排放甲烷。
據(jù)測算,以溫室氣體排放量最大的垃圾處理方式厭氧填埋為基準,焚燒發(fā)電碳減排比例高達71%,即相比厭氧填埋方式僅排放 29%的溫室氣體。2012~2019年,我國生活垃圾焚燒無害化處理比例持續(xù)增加,2019年焚燒無害化處理比例達50.29%,較2012年提升了近30個百分點,同時生活垃圾填埋和堆肥等方式無害化處理比重持續(xù)下降。
對標日本等人口密度較高的發(fā)達國家,垃圾焚燒占比可達 80%以上。從目前部分省市已出臺的規(guī)劃來看,各地政府仍將繼續(xù)提高垃圾焚燒占比,行業(yè)在 2030 年碳達峰前仍有較大的發(fā)展空間。
我國生物質(zhì)資源豐富,主要包括農(nóng)業(yè)廢棄物、林業(yè)廢棄物、畜禽糞便、城市生活垃圾、有機廢水和廢渣等。
自2016年國家發(fā)改委在《生物質(zhì)能發(fā)展“十三五”規(guī)劃》中鼓勵農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電全面轉(zhuǎn)向分布式熱電聯(lián)產(chǎn)和推進新建熱電聯(lián)產(chǎn)項目后,各省區(qū)市積極進行熱電聯(lián)產(chǎn)改造,提高裝機容量。
《2020中國生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告》的數(shù)據(jù)顯示,在農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電方面,2020年,農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電新增裝機 217萬千瓦,累計裝機達到1330萬千瓦;農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電新增并網(wǎng)項目70個;累計發(fā)電量約為510億千瓦時。
截至2019年底,全國25個省 (區(qū)、市)農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電累計裝機容量973萬千瓦,較2018年增長 21%。排名前五的省份累計裝機容量合計占全國累計裝機容量的54.3%。目前我國生物質(zhì)能資源豐富,推進農(nóng)林生物質(zhì)能利用,能夠有效減少農(nóng)林秸稈有害化燃燒,減少霧霾污染和碳排放。
截至2020年底,全國生物質(zhì)發(fā)電在建容量1027.1萬千瓦,垃圾焚燒發(fā)電 624.5萬千瓦,占在建容量的60.8%。黑龍江、廣東、河南、山東、吉林在建容量位列前五,全國生物質(zhì)發(fā)電累計并網(wǎng)裝機2962.4萬千瓦。其中,垃圾焚燒發(fā)電1536.4萬千瓦,占總?cè)萘康?1.8%。山東、廣東、浙江、江蘇、安徽累計并網(wǎng)裝機均超過200萬千瓦,占全國累計并網(wǎng)容量的46.6%。
未來隨著可再生能源發(fā)展的持續(xù)加速,可再生能源占一次能源消費比重將持續(xù)上升,水電水利規(guī)劃設(shè)計總院院長鄭聲安預(yù)計,到2025年,可再生能源占一次能源消費比重將達到19%左右,可再生能源發(fā)電量占全社會用電量比重將達到32%左右。到2050年,可再生能源占一次能源消費比重將達到50%左右,可再生能源發(fā)電量占全社會用電量比重將達到70%左右。
生物質(zhì)能源是重要的可再生能源,未來隨著國家加快發(fā)展可再生能源,生物質(zhì)能發(fā)電發(fā)展前景較好,發(fā)展空間巨大,保守估計2026年,全社會用電量為8.79萬億千瓦時,則可再生能源發(fā)電量為2.81萬億千瓦時,生物質(zhì)能年發(fā)電量占可再生能源發(fā)電量的13.64%,則2026年生物質(zhì)能發(fā)電量約為3834億千瓦時,較2020年的1326萬千瓦時實現(xiàn)翻番。
生物質(zhì)是指利用大氣、水、土地等通過光合作用而產(chǎn)生的各種有機體,即一切有生命的可以生長的有機物質(zhì)統(tǒng)稱為生物質(zhì)。生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)是以生物質(zhì)及其加工轉(zhuǎn)化成的固體、液體、氣體為燃料的熱力發(fā)電技術(shù)。
生物質(zhì)是指通過光合作用而形成的各種有機體,包括所有的動植物和微生物。而生物質(zhì)能就是太陽能以化學(xué)能形式貯存在生物質(zhì)中的能量形式,即以生物質(zhì)為載體的能量。它直接或間接地來源于綠色植物的光合作用,可轉(zhuǎn)化為常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料。
可利用生物質(zhì)的種類很多,可以從各種各樣的農(nóng)作物、森林的原材料直接獲得,也可以從森林工業(yè)的副產(chǎn)品,回收利用家庭垃圾、回收利用毀壞的木材和紙張中獲得。
我國與西方部分發(fā)達國家相比,在生物質(zhì)能源的開發(fā)和利用雖然與歐盟、美國相比時間起步晚,差距大。但近幾年在國家和各級政府相關(guān)政策扶持下,我國生物質(zhì)能源開發(fā)利用實現(xiàn)快速發(fā)展。
與此同時,國際能源署表示2023年中國或?qū)⒊綒W盟成為全球最大的消費國,而支撐中國生物質(zhì)能源快速發(fā)展的強大動力就是我國政府對于生物質(zhì)發(fā)電行業(yè)發(fā)展的政策支持。
圖4 2020年累計生物質(zhì)發(fā)電裝機容量省份排名 (單位:%)
圖5 2020年新增生物質(zhì)發(fā)電在建容量前五省份占比 (單位:%)
2020年,我國生物質(zhì)年發(fā)電量排名前五位的省份是廣東、山東、江蘇、浙江和安徽,分別為166.4億千瓦時、158.9億千瓦時、125.5億千瓦時和110.7億千瓦時。
在雙碳背景下,結(jié)合當前經(jīng)濟發(fā)展環(huán)境及政策趨勢,能源安全、清潔化轉(zhuǎn)型將是“十四五”我國重要的能源戰(zhàn)略,可再生能源也將在“十四五”迎來更大發(fā)展。
目前,我國生物質(zhì)發(fā)電的占比相對較小,“十四五”期間將得到進一步發(fā)展。2021年生物質(zhì)發(fā)電量約達1583億千瓦時,到2026年將超過3834億千瓦時。
(內(nèi)容來自前瞻產(chǎn)業(yè)研究院《中國生物質(zhì)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)市場前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》)
圖6 2020~2026年生物質(zhì)發(fā)電量規(guī)模預(yù)測(單位:億千瓦)
圖7 2016~2020年全國已投產(chǎn)生物質(zhì)能發(fā)電項目數(shù)量(單位:個)
圖8 2020~2026年生物質(zhì)發(fā)電累計發(fā)電量及預(yù)測(單位:億千瓦)