“‘十三五’期間，國家力推燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電，積極開展試驗示范。我們應該從更高的戰(zhàn)略意義上看待這項工作，充分認識到這對新形勢下煤電轉(zhuǎn)型發(fā)展的重大意義，充分認識到煤電多種社會功能的彰顯。”在日前由中國電力科技網(wǎng)召開的第一屆燃煤鍋爐耦合生物質(zhì)燃燒技術(shù)應用研討會上，中國電力科技網(wǎng)CEO魏毓璞向《中國電力報》記者表示。
6月底，生態(tài)環(huán)境部、國家能源局兩部委發(fā)布84個燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電技改試點項目，燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電工作正式破題。燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電的社會意義何在?這項工作給煤電發(fā)展將帶來哪些影響?這成為當前擺在煤電從業(yè)者面前的重要課題。
煤電發(fā)展重心轉(zhuǎn)向“低碳”
“煤電超低排放改造使煤電的常規(guī)污染物排放大幅度下降，排放績效達到世界先進水平，常規(guī)污染物已經(jīng)不是煤電發(fā)展的約束性因素。我國對《巴黎協(xié)定》的承諾使煤電降低二氧化碳排放成為最新的挑戰(zhàn)，碳排放將成為煤電發(fā)展的重要制約因素。低碳發(fā)展將是今后煤電發(fā)展的重大任務。”清華大學能源與動力工程系教授毛健雄接受《中國電力報》記者采訪時談道。
“大型發(fā)電集團單位供電二氧化碳排放控制在550克二氧化碳/千瓦時以內(nèi)。”這是國務院印發(fā)的《“十三五”控制溫室氣體排放工作方案》中的明確要求。相關(guān)專家分析，在已知的現(xiàn)有燃煤蒸汽循環(huán)和IGCC發(fā)電技術(shù)條件下，國務院這一碳排放強度目標很難達到。
“在CCS技術(shù)能夠大規(guī)模使用前，能夠經(jīng)濟上和技術(shù)上可行的較大幅度降低碳排放的措施，就是燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電。”毛健雄表示。
中國工程院院士、清華大學原副校長倪維斗在會上表示：“為了實現(xiàn)中國能源的轉(zhuǎn)型和控制碳排放，并達到2030年非化石能源發(fā)電量占比不低于50%的目標，大力發(fā)展煤電+生物質(zhì)耦合發(fā)電將成為必然。”
相關(guān)統(tǒng)計顯示，中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4.6億噸標準煤。
“如果中國每年有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2017年全國發(fā)電量的11%，僅此一項，即可實現(xiàn)非化石發(fā)電量占比從當前的30.3%提高至約40%，完成2030年目標的一半。”電力規(guī)劃設計總院發(fā)電工程部高級工程師李文凱在會上分析道。
毛健雄告訴《中國電力報》記者：“綜合分析比對可以看出，大容量高效煤電廠包括超超臨界機組采用燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電，應該是現(xiàn)階段中國煤電大幅度降低碳排放的主要措施。”
加快燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電標準制定
“國外有15%、40%、100%耦合生物質(zhì)發(fā)電的技術(shù)。結(jié)合具體項目的燃料供應、資金、運行維護習慣，以及我國電廠的情況，我們認為15%耦合生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)比較適合于我國。”中國能源建設集團規(guī)劃設計有限公司副總工程師龍輝在會上分析道。
龍輝建議，在電廠內(nèi)或緊挨電廠建設燃料預處理工廠進行烘焙和研磨。然后通過大管道輸送到鍋爐附近，再通過管道分配系統(tǒng)均勻分配到煤粉管道。該方案生物質(zhì)燃料預處理比較獨立，生物質(zhì)耦合比例適宜(可達熱值比例15%)，電廠的改造幅度較小，便于項目投資、建設和運行管理。
英國是目前世界上燃煤火電機組生物質(zhì)混燒技術(shù)發(fā)展領先的國家，實現(xiàn)了三代技術(shù)的跨越。英國近年來生物質(zhì)耦合燃燒技術(shù)的發(fā)展表明：大型燃煤鍋爐可實現(xiàn)自由比例的生物質(zhì)燃料(0~100%)給鍋爐提供熱量?？蓪崿F(xiàn)100%的生物質(zhì)燃料，不再燒煤。“英國部分大型燃煤火電機組實現(xiàn)了‘煤改生物質(zhì)’燃燒，值得我們學習和借鑒。”龍輝表示。
“下一步要盡快組織制定燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電的相關(guān)標準。這些標準包括生物質(zhì)電量計量標準、耦合發(fā)電相關(guān)工藝技術(shù)標準、污染物排放標準等。”李文凱在會上談道。
據(jù)李文凱分析，生物質(zhì)上網(wǎng)電量計量在技術(shù)實現(xiàn)上是可行、可靠的，但相對復雜。要確保全流程管控，計量結(jié)果可信度高。宜多家單位聯(lián)合編制，集思廣益，務求完善。另外，生物質(zhì)的處置過程也應制定相關(guān)技術(shù)標準。
記者注意到，生態(tài)環(huán)境部、國家能源局聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電技改試點項目建設的通知》(簡稱試點通知)中明確提出：“技改試點項目建設過程中，業(yè)主單位、施工單位、設備廠家及相關(guān)科研院校應加強協(xié)作，聯(lián)合攻關(guān)，及時總結(jié)經(jīng)驗，加快燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)研究開發(fā)、成果轉(zhuǎn)化和標準制定。”
煤電社會功能逐步多元化
“當生物質(zhì)資源處置成為周邊社會難題的時候，屬地燃煤發(fā)電企業(yè)就應該主動與當?shù)卣畬?，承擔起生態(tài)文明建設的社會責任，使難題成為契機、危害變身效益、資源不再錯配。”業(yè)內(nèi)專家蔣庭軍接受記者采訪時表示。
記者注意到，國家能源局相關(guān)文件中明確，組織燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電，旨在發(fā)揮世界最大清潔高效煤電體系的技術(shù)領先優(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施，構(gòu)筑城鄉(xiāng)生態(tài)環(huán)保平臺，兜底消納農(nóng)林廢棄殘余物、生活垃圾以及污水處理廠、水體污泥等生物質(zhì)資源，破解秸稈田間直焚、污泥垃圾圍城等社會治理難題，克服生物質(zhì)資源能源化利用污染物排放水平偏高的缺點。
浙江大學熱能工程研究所教授王勤輝致力于生物質(zhì)循環(huán)流化床氣化及其耦合發(fā)電技術(shù)的研發(fā)。在他看來，單獨燃燒或氣化利用受生物質(zhì)資源分布及其收集成本限制，難以實現(xiàn)大規(guī)模集中利用。生物質(zhì)與大型燃煤電廠耦合混燃是生物質(zhì)大規(guī)模高效利用的有效途徑。
“發(fā)展燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電有助于解決農(nóng)村和城鎮(zhèn)發(fā)展中現(xiàn)實的、迫切的需求。”李文凱在上述會議上表示。李文凱認為，燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電項目效益與社會效益的利益存在一致性：項目和全社會均節(jié)省投資，減少資金、設施、土地浪費，有助于支持政策退坡機制的構(gòu)建;不存在所謂“逆勢增加煤炭消費”“擠占可再生能源發(fā)電空間”的問題。
此前，生態(tài)環(huán)境部、國家能源局聯(lián)合發(fā)布的試點通知還明確指出：“鼓勵技改試點項目聯(lián)產(chǎn)生物炭，并開展炭基肥料還田，活性炭治理修復土壤、水體等下游產(chǎn)業(yè)利用研究。”合肥德博生物能源科技有限公司董事長張守軍認為，燃煤耦合生物質(zhì)氣化發(fā)電聯(lián)產(chǎn)生物炭，可充分發(fā)揮生物質(zhì)價值，實現(xiàn)“工、農(nóng)、能一體化”，燃煤電站轉(zhuǎn)型為炭材料和能源等多元供應中心，拓展生態(tài)價值。
“生物質(zhì)能開發(fā)，結(jié)合秸稈焚燒治理，具有治理污染源、減煤、清潔能源、碳減排、支農(nóng)等多重功能。”中國投資協(xié)會能源投資專業(yè)委員會副會長莊會永認為，燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電進一步擴展了煤電的社會功能。
