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從“天生麗質”到“可堪大用” 保供促產為什么更要大力發(fā)展生物質能?

中國電力網(wǎng)發(fā)布時間:2021-11-05 08:54:06  作者:中國能源報

當下,由于煤炭去產能引發(fā)的能源電力緊張、拉閘限電頻繁,可以預見,今冬明春能源電力保供壓力非常大。那么在這樣的關鍵時期,充分發(fā)揮生物質能源在民生用能保障及縣域經(jīng)濟社會發(fā)展中的作用,不僅關乎鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略落地,關乎構建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng),還有利于提高電網(wǎng)對高比例可再生能源的消納和調控能力,為保供大局提供堅強的服務。另外,大力發(fā)展生物質能源立足本國資源,是把“能源飯碗端在自己手里”的現(xiàn)實做法。集眾多優(yōu)點與一身的生物質能源可謂是“天生麗質”,但從“天生麗質”到真正發(fā)揮潛質,成長為可堪大用之才,生物質能源發(fā)展過程中還缺少哪些因素呢?本文試著給出解答。

我國生物質能資源豐富、分布廣泛

生物質能源是一種清潔可再生能源,可靈活轉化為電能、熱能、冷能或其他固體燃料(直接燃燒)、液體燃料(生物乙醇、生物柴油等)和氣體燃料(沼氣、生物天然氣、生物一氧化碳和生物氫氣等)。

同時生物質能源貯存吸收自然界中的二氧化碳,是唯一的可再生碳源。我國生物質資源主要為各類剩余物和廢棄物(被動型生物質資源),主要包括農業(yè)廢棄物、林業(yè)廢棄物、畜禽糞污、生活垃圾、污水污泥等。

我國生物質資源可開發(fā)空間巨大。每年產量約為36億噸,可替代10億噸標煤。我國生物質資源分布與用能集中區(qū)域重合。秸稈資源主要分布在東北、河南、四川、湖南等產糧大省。林業(yè)剩余物資源集中在我國東北林區(qū)、廣西、云南、福建、廣東、湖南、四川等省山區(qū)。

我國生物質能源開發(fā)潛力巨大但陷于困境

自2006年《可再生能源法》實施以來,我國生物質能利用主要集中在電力生產應用方面,目前我國生物質發(fā)電裝機容量連續(xù)三年居全球第一。我國生物質發(fā)電主要包括農林生物質發(fā)電、垃圾焚燒發(fā)電、熱解氣化發(fā)電和沼氣發(fā)電等。截至2021年10月,我國已投產生物質發(fā)電項目為1360個,發(fā)電并網(wǎng)裝機容量2976萬千瓦,裝機容量同比增長24%,占可再生能源裝機總量的3.35%,年提供的清潔電力1150億千瓦時,占可再生能源發(fā)電總量的6%。我國生物質發(fā)電裝機量前幾位的省份分別為山東、廣東、江蘇、浙江、安徽,裝機量分別為369、285、242、240、217.3萬千瓦。

但是2020年以來,全國生物質直燃發(fā)電行業(yè)一半機組受政策、疫情及燃料惡性競爭等因素疊加影響被迫停產或轉讓。其中光大集團受影響機組約10臺次,凱迪集團受影響機組約45臺次,長青集團受影響機組約17臺次,國能生物發(fā)電集團受影響機組約11臺次。2021年以來,全國生物質行業(yè)受影響機組共減少發(fā)電量約400億千瓦時。今冬明春保供期間,如果得到重新啟動,這些機組共可減少標煤消耗約1720萬噸,其中國能生物發(fā)電集團將增加發(fā)電量18.4億千瓦時,可減少標煤消耗約79萬噸。

生物質發(fā)電具有巨大發(fā)展?jié)摿?。盡管生物質發(fā)電成本受收儲加工運輸制約,遠高于風電、光伏等其他可再生能源發(fā)電成本,但是生物質發(fā)電輸出穩(wěn)定、品質優(yōu)良,能夠參與電網(wǎng)調節(jié),如果與儲熱結合,更能參與電力市場的深度調峰,未來在電力交易市場獲取輔助服務、備用容量等受益的同時,能夠靈活參與熱力市場,提供清潔熱力、工業(yè)蒸汽。預計到2030年我國生物質發(fā)電總裝機容量達到5200萬千瓦,提供的清潔電力超過3300億千瓦時。到2060年,我國生物質發(fā)電總裝機容量達到1億千瓦,提供的清潔電力超過6600億千瓦時。

生物質能是落實多項國家戰(zhàn)略的交集

生物質能是實現(xiàn)碳達峰碳中和、鄉(xiāng)村振興、構建新型電力系統(tǒng)戰(zhàn)略目標的重要途徑。

生物質能具有天然碳中和屬性。與森林碳匯、碳捕捉封存利用技術結合是實現(xiàn)碳中和的重要手段。在農村地區(qū)因地制宜利用生物質資源,為開展農村能源生產和消費革命、構建農村清潔能源體系、推進農村地區(qū)降碳減排,是我國應對氣候變化行動的重要支撐。

完全符合鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略發(fā)展理念,在實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略過程中,將薪柴、秸稈等傳統(tǒng)生物質資源就地轉化為清潔高效的現(xiàn)代生物質電、熱、氣等高品位能源,對建設美麗鄉(xiāng)村具有重要現(xiàn)實意義。近年來,全國年消納約1.2億噸農林剩余物,整個行業(yè)每年支付給農戶的燃料款約350億元左右,對促進縣域循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展效益顯著。

發(fā)電是生物質能利用的主要形式,生物質分布廣泛、資源豐富,生物質發(fā)電技術是目前農業(yè)生產剩余物、養(yǎng)殖廢棄物、城市垃圾大規(guī)模處理最具性價比的技術,從這個角度講,該技術不可或缺,與此同時,由生物質能綜合利用將成為國家開展碳中和戰(zhàn)略、鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略和構建新型電力系統(tǒng)戰(zhàn)略的投資載體;發(fā)展生物質能源綜合利用產業(yè),是實現(xiàn)縣域資源循環(huán)利用的唯一手段,它的戰(zhàn)略價值,是任何能源都無法替代的。

構建縣域新型電力系統(tǒng)中支撐力量。生物質能源與分布式光伏等清潔能源末端融合,將助力縣域新型電力系統(tǒng)建設,對靈活、高效、彈性的電網(wǎng)構建具有重要推動作用。在供給側(源),生物質能源是全球唯一具有減碳、負碳、碳中和功能的能源,是可再生能源當中唯一具備多元化利用的能源品類,生物質發(fā)電是可再生能源中唯一一種具備高質量電能輸出的發(fā)電技術,同時作為一種可控電壓源為區(qū)域綜合能源電網(wǎng)提供穩(wěn)定支撐,可作為靈活調節(jié)電源為局域電網(wǎng)提供調峰、調頻、調壓服務??勺鳛殡娫础嵩?、冷源提供綠色電、熱、冷,可以實現(xiàn)與多種能源互補優(yōu)化。

在縣網(wǎng)側(網(wǎng)),可在維持大電網(wǎng)有序運行的的基礎上,圍繞生物質能源站,因地制宜、因時制宜、因勢制宜構建若干個智慧微電網(wǎng)、智能微能網(wǎng),與分布式光伏、分布式風電、小水電、儲能、沼氣等清潔能源末端融合,與大網(wǎng)、氣網(wǎng)互濟共生,更可為縣域工農業(yè)生產、生活提供安全、優(yōu)質、穩(wěn)定的能源服務,將助力縣域新型電力系統(tǒng)建設,民生能源保供社會效益、經(jīng)濟效益顯著。

在消費側(荷),可以實現(xiàn)電、熱、冷、氣多元深度融合,滿足用戶多種用能需求,實現(xiàn)電從遠方來與能從就地取融合,就地生產,就地消納,就地平衡,可逐步替代縣域化石能源使用,助力碳中和、鄉(xiāng)村振興快速實現(xiàn)。目前我國生物質清潔供暖面積超過3億平方米,約占全國總供熱面積的4%,全國生物質供熱量超過4億吉焦,每年消耗生物質成型燃料產量超過1500萬噸。到2025年,形成可再生燃氣新興產業(yè),年產量超150億立方米,年替代縣域及農村散煤約2500萬噸;到2030年,實現(xiàn)穩(wěn)步發(fā)展,年產量超300億立方米,年替代縣域及農村散煤超過5000萬噸。2019年12月十部委出臺的《關于促進生物天然氣產業(yè)化發(fā)展的指導意見》,提出到2030年,生物天然氣年產量超過200億立方米的發(fā)展目標,屆時將在天然氣消費量中占比達到5%左右,到2060年生物天然氣產量達到1000億立方,極大的緩解我國天然氣的緊張局面。

在儲能側(儲),生物質能源是具有天然儲能特性的清潔能源,是一種可實現(xiàn)長時空能量儲存和轉換的能源,類比于跨季節(jié)儲熱技術,生物質發(fā)電技術更是可將不同季節(jié)的太陽能搜集,在不同季節(jié)、不同區(qū)域內發(fā)電供熱,可規(guī)?;苽涓吣芰棵芏裙腆w生物燃料,氣體生物燃料(沼氣與車用天然氣、生物綠氫)、液體生物燃料(燃料乙醇、甲醇、生物柴油、BTL)以及替代石油基產品生物基乙烯及乙醇衍生物等。


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