摻燒生物質將成為燃煤機組“脫碳”重要支撐(chēng)
作(zuò)者:好色先生APP爾 | 發布時間:2024-12-19
今年(nián)6月,國家發展改革委、國家(jiā)能源局聯合印發《煤電低碳化改造建設行動方案(2024—2027年)》,將(jiāng)生物質摻燒列(liè)為三種煤(méi)電低碳化(huà)改造建設方式之(zhī)一,明確提出實施煤電機組耦(ǒu)合生物質(zhì)發電,並將摻燒比例定在10%以上(shàng),以實現燃煤消耗和碳排放(fàng)水(shuǐ)平顯(xiǎn)著(zhe)降低。
當前,我國燃煤機組摻燒(shāo)生物質(zhì)發電技術成熟度如何?經濟收益如何保障?11月21日,在由中國產業發展促進會生物質能產業分會、中國能源研究會綠色低碳技術專(zhuān)業委員會主辦的“燃煤機組摻燒生物(wù)質(zhì)低碳化技術路(lù)徑與發展(zhǎn)策略”學術研(yán)討會上,與會者就上述問(wèn)題進行了(le)交流與探討。
農林生物質資源(yuán)應用潛力(lì)巨大
農林生物質以及日(rì)常生活垃圾都可作為生物質資源,近二十年來已被廣泛應用於發電行業。
相(xiàng)較燃煤發電(diàn),生物(wù)質發電碳(tàn)排放強度低,僅為燃煤的1.8%左右,是“雙碳”目(mù)標下降低煤(méi)電機(jī)組碳排放量的(de)有效手段之一。
中國產業發(fā)展促(cù)進會(huì)生物質能產業分會發布的《2024中國生物質能(néng)產業發展年度報告》顯(xiǎn)示(shì),截至2023年底,我國生(shēng)物質發(fā)電並網裝機容量約4414萬千瓦。其中,垃圾焚燒發(fā)電裝機容量最大,達2577萬千瓦,占生(shēng)物質發電(diàn)總裝機容量的58%;農林生物質發電裝機容量(liàng)為1688萬千瓦,占生物(wù)質發(fā)電總裝機(jī)容量的38%;沼氣發(fā)電裝(zhuāng)機容量約149萬千(qiān)瓦,占生物質發電總裝機容量的4%。
中國質量認證中心研究員張麗欣表示,我(wǒ)國生物質資源年(nián)產量為34.94億噸,其中包含(hán)約10.5億餘噸的農林生物質資源,折合4.6億噸標準煤(méi),應用發(fā)展市場潛力巨大。
張麗欣認為,目前(qián)影響煤電機組摻燒(shāo)生物(wù)質的因素,主要表現在鍋爐運(yùn)行、經濟性、技術挑戰、安全風(fēng)險等四個(gè)方麵(miàn)。生物質單位體積熱值(zhí)較低、含氧量較高,燃煤鍋爐摻燒生物質後,會造成燃料體積及煙氣量發生(shēng)變化。同時,秸稈煙氣在高溫(wēn)時具有較高的腐蝕性,且飛灰的熔(róng)點較低,易產生結渣的問題(tí);為維持鍋爐輸(shū)出蒸汽參數,不(bú)影響(xiǎng)機組帶負荷最大出力,一般限製秸稈在鍋爐總(zǒng)輸(shū)入熱量中所占有的比例不超過20%。
張麗欣表示,隨著國家能源局等部(bù)門積極推進燃煤耦合生物質(zhì)發電(diàn)技改試點項(xiàng)目建設工作,在配套激勵政策完善(shàn)、生物(wù)質(zhì)摻燒量(liàng)滿足社會現狀的情況下,將(jiāng)對(duì)建設成本低、技術成熟可靠(kào)的生物質摻燒發電市場起到促進作用,對生物質(zhì)資源開發、建設也將起到正向連鎖效應。未來,生物質燃料在煤電機組摻燒應用和探索將變得(dé)更加活躍。
燃煤機組摻燒生物質發電已有典型案例
十幾年來,國內不少電廠嚐試在燃煤機組中摻燒生物質。
2005年12月(yuè),我國首個秸稈與煤粉混燒發電項目(mù)在華電國際十裏泉發電廠竣工投產。
2012年,國電荊門電廠依托64萬千瓦瓦煤電機組建(jiàn)設燃煤耦合生物質發電項目,折合生物(wù)質發電容(róng)量1.08萬千瓦。
2022年,華能日(rì)照電廠68萬千瓦機組耦(ǒu)合生物質發電示範項目順利完成試(shì)運行,這是國內首台大型燃煤(méi)機組耦合生物質發電示範項目,設計生物質(zhì)發電容量3.4萬千瓦。
今年8月14日,國(guó)電電(diàn)力勝利(lì)電廠大型燃煤機組(zǔ)摻燒牛糞試驗成功。試驗以錫林郭勒草原上的牛糞為原材料,利用電廠現有上煤係統,摻燒牛糞36.2噸,摻燒比(bǐ)例13.45%,是全國首例煤(méi)電機組摻燒牛糞試驗,生態效(xiào)益、社會效益明顯(xiǎn)。
在湖北襄陽,湖北華電襄(xiāng)陽發電有限公司將生物(wù)質原(yuán)料破(pò)碎(suì)或壓塊後,利用空氣作為氣化劑,在高溫(wēn)條件下將燃料(liào)中的可燃部(bù)分轉化為可燃氣體,進入大型電站鍋爐與燃(rán)煤混合燃燒,產生(shēng)蒸汽(qì),用以代替部分原煤,所產生的煙氣依(yī)托燃煤機組的高效環保治理平台處理,實(shí)現淨排放。
據湖北華電(diàn)襄陽發電有限公司生物質運維主任楊濤介紹,摻燒(shāo)生物質(zhì)發電的機組每年可以(yǐ)發電(diàn)5900萬千瓦時,可(kě)消納生物質(zhì)農林廢棄物約5萬噸,每年可節約標準煤1.8萬噸,每年可減排二氧(yǎng)化碳5萬噸,在兜底(dǐ)消納農林(lín)廢(fèi)棄物的同時,有(yǒu)效降低了煤電企業的碳排放。
“通過消納周邊多種類農林廢棄物,解決農林(lín)廢棄物因棄置(zhì)、焚燒造成的環境汙染問題,有效改(gǎi)善了周邊的環(huán)境。通過優化(huà)燃料采購模式(shì),直接帶動了周邊農(nóng)民增收,每年可直接(jiē)帶動周(zhōu)邊農民增收1700萬(wàn)元,同時為附近農民(mín)提供近百個就業(yè)崗位。”楊濤說。
廣泛推廣應(yīng)用或將(jiāng)加劇原料競爭
與會專(zhuān)家表示,在(zài)具體實施過程中,煤電機組摻燒生物質(zhì)發電要根據不同地區情況因地製宜、合理布局生物質資源的利用和開發。
全聯新能源商(shāng)會生物質能專委會秘書長王彪表示,隨著煤電機組摻(chān)燒生物質的規模化應用推廣,或將與現在推廣生物質燃料供(gòng)熱(rè)、生物質發電、生物質氣化藕合製取綠色甲醇等項目爭(zhēng)奪(duó)原料,造成(chéng)原料不足,導致項目無法延續。
中國產業發展促進會生物質能產業分會常務副秘書長劉洪榮也指出,目前(qián)我國農林生物質發電(diàn)項目主要集(jí)中在(zài)東(dōng)北地(dì)區以及山(shān)東、河北(běi)、河南、安徽等農作物主產區,而這些地區的煤電機(jī)組也比較集中。如果對這(zhè)些區域的煤電機組實施摻燒生物質改造,勢必會跟存量的(de)純生物質發電項目產生原料競爭。
劉(liú)洪榮介紹,常規火(huǒ)電廠兩台60萬千瓦煤電機組,如果摻燒10%的生物質,意味著需(xū)要相(xiàng)當(dāng)於能夠提供12萬千瓦功率的生物質,而一座純生物質發電廠的裝機規模一(yī)般在3萬千瓦左右。這意味著,如果(guǒ)開展煤電機組摻燒生物(wù)質,相當於在一個地方突然增加4個純生物質發電廠。
基(jī)於此(cǐ),劉洪榮提出了三點建(jiàn)議(yì)。一是在原料保障方麵(miàn),要充分考慮周邊可收集生物(wù)質原料量、已有生物質原料用戶、是否有同業競爭。同時,還要對原料市場價格進行充分調研,對項目實施的經(jīng)濟性做出評估。可以考慮利(lì)用或聯合周(zhōu)邊已有生物質發電(diàn)廠建(jiàn)立原料供應體係。
“二是根據機組情況選(xuǎn)擇適合(hé)的摻燒技術(shù)路徑。不同(tóng)的爐型摻燒工藝不(bú)一樣,要加強(qiáng)科技創(chuàng)新(xīn)與實踐(jiàn),比如生物質熱解氣化、生物質粉碎預處理等相關科技裝備的研(yán)發與創新,提高摻(chān)燒比例和燃燒效率。”劉洪榮說。
“三是因地(dì)製宜進(jìn)一步拓展原料來源。”劉洪榮表示,除常規農林廢棄物和秸(jiē)稈之外,還(hái)可以考慮有機工業廢棄物,比如甘蔗渣、糠醛渣、酒糟、汙泥等,但這也需要通過技術創新提高摻燒燃料(liào)適應性。