生物質耦合發電助力煤電轉型升級

本刊記者 余強

在近期舉行的2017年能源大轉型高層論壇上，國家發展改革委副主任、國家能源局局長努爾·白克力指出：“推動我國能源革命向縱深發展，要做好包括節能優先、綠色低碳、科技創新、深化改革和開放合作在內的‘五個堅持’。這是在我國經濟進入‘新常態’背景下，深入貫徹落實習近平總書記‘四個革命，一個合作’能源革命戰略思想的重要實踐。”

生物質耦合發電助力煤電轉型升級

本刊記者 余強

行業現狀與高層聲音

能源是人類生存與發展的重要基礎保障之一。20世紀以來，隨著世界人口增長和工業經濟飛速發展，能源需求和依賴急劇增加。在各種能源中，電力能源無疑是當今世界的主要能源供給，其重要性幾無替代。而縱觀我國現階段電力能源結構，煤電裝機總量占比接近60%，可以說在今后相當長時期內，以煤電為代表火電仍然是電力供給的主力軍。而在當前我國大力推進建設資源節約型、環境友好型社會，落實科學發展觀、建設和諧社會的進程中，如何破解資源和環境約束，加快科技創新，推動可再生能源綜合開發利用，已成為能源系統特別是煤電系統戰略創新，轉型升級的重要課題和發展方向。

習近平總書記對能源發展改革高度重視，曾作出一系列重要論述和指示，特別是2014年6月在中央財經領導小組第六次會議上發表重要講話，鮮明提出推動能源消費革命、能源供給革命、能源技術革命、能源體制革命和全方位加強國際合作等重大戰略思想，為我國能源發展改革進一步指明了方向。

在近期舉行的2017年能源大轉型高層論壇上，國家發展改革委副主任、國家能源局局長努爾·白克力指出：“推動我國能源革命向縱深發展，要做好包括節能優先、綠色低碳、科技創新、深化改革和開放合作在內的‘五個堅持’。這是在我國經濟進入‘新常態’背景下，深入貫徹落實習近平總書記‘四個革命，一個合作’能源革命戰略思想的重要實踐。”

生物質耦合發電煤電能源轉型升級新路徑

今年6月，由國際能源署潔凈煤中心主辦、電力規劃設計總院承辦的“第七屆燃煤生物質耦合發電國際會議”在北京舉行。來自國際能源署潔凈煤中心成員單位和國內外著名科研機構、高等院校及相關企業近300位專家和代表參加了會議。會議重點圍繞燃煤耦合生物質發電的工程經驗、激勵政策、生物質處理工藝、相關技術的未來發展趨勢等方面內容進行深入的交流和研討。本次大會的舉行，為煤電能源轉型升級發展指明了新的發展路徑和方向。

國家能源局電力司副巡視員郭偉在大會上表示：燃煤生物質耦合發電，依托現有燃煤電廠的高效發電系統和污染物集中治理設施，部分利用生物質能進行發電，耦合了燃煤發電與生物質發電的諸多優勢。有利于促進化石能源替代，增加清潔能源供應；有利于促進電力行業特別是煤電的低碳清潔發展；有利于破解秸稈田間直焚、污泥垃圾圍城等社會治理難題。國家相關部門非常重視推進燃煤生物質耦合發電及其相關產業的發展，已將燃煤生物質耦合發電納入《“十三五”國家戰略性新興產業發展規劃》、《電力發展“十三五”規劃》、《能源技術創新“十三五”規劃》和《“十三五”節能減排綜合工作方案》等產業規劃和行動方案。

據浙江大學能源工程學院教授王勤輝介紹，燃煤生物質耦合發電目前已經形成了一整套較成熟理論和應用技術。其主要通過現役煤電機組的高效發電系統和環保集中治理平臺，規模化協同處理污泥、秸稈等可再生生物質，實現燃料靈活性，降低存量煤電耗煤量，提升可再生能源發電量。燃煤生物質耦合發電按技術類別分為發電側耦合、蒸汽側耦合和燃燒側耦合等多種技術形式。其中，燃燒側耦合中生物質氣化耦合技術是將生物質氣化成熱燃氣，經過高溫氣固分離后直接送入鍋爐與燃煤混燃，利用大型燃煤電站高參數發電機組進行高效發電。由于氣化溫度較低，同時，生物質中的大部分灰分在爐前被去除，燃氣燃燒對于鍋爐的影響遠小于生物質制粉直接噴入爐膛燃燒。因此，生物質氣化耦合更易于實現與燃煤電站深度耦合，協同發電，是目前最有推廣前途的技術之一。

國電長源生物質氣化燃煤耦合發電廠區一隅

行業應用先行者國電長源生物質氣化燃煤耦合發電項目

據行業專家介紹，目前國電集團、華電集團和大唐集團等多家大型發電集團都在積極推進生物質氣化耦合燃煤機組發電項目，其中國電長源與合肥德博開發建設的荊門10.8兆瓦生物質耦合發電項目是國內最早立項開發并投入運營的落地項目，可以說是該技術國內行業應用先行者、探路先鋒。

據國電長源湖北生物質氣化科技有限公司副總經理胡志波介紹：該項目是利用荊門電廠三期7號機組已有的640MW超臨界燃煤機組的系統和設備，研發配套的生物質氣化裝置，產生的燃氣送入鍋爐再燃燒發電。設計出力10.8MW，生物質燃料消耗量為8t/h。項目采用生物質熱解氣化與大型發電機組相結合的技術路線，既避免了秸稈與煤直接混合燃燒發電存在的結渣、腐蝕等問題，又可以充分發揮電廠高效發電機組的優點。其主要特點一是項目生物質能轉化效率高，采用最新研發的生物質循環流化床氣化爐，輸入熱功率為32MW，生物質處理量為8t/h，由于采用原有大型高效發電系統，生物質轉化為電能的效率可超過35%，大于現有的生物質直燃發電及小型生物質氣化內燃機發電方式。二是節能減排效果顯著。項目每年可消耗稻殼、秸稈等生物質約4萬噸，能有效節約煤炭資源折算成標煤量約為2萬噸，可有效減少二氧化硫、煙塵、氮氧化物等的排放，緩解農民焚燒秸稈造成的“狼煙”及“霧霾”的污染。項目于2011年2月25日通過湖北省發改委備案，2012年7月3日完成72小時試運行和性能測試。截止2017年7月31日，項目已連續安全生產1826天，各項主要技術指標均達到設計水平。2013年至2017年7月，累計實現上網電量22000萬千瓦時，綜合利用秸稈資源約16萬噸，同時增加當地農民收入約1500萬元/年。

技術成熟發展空間大但要因地制宜科學論證嚴控盲目跟風

據記者查閱相關資料顯示，目前，國際上燃煤生物質耦合發電技術也已較為成熟，在許多發達國家已有廣泛實踐與應用，而我國在這一領域尚處于起步階段。從發達國家的實踐和理論研究，以及我國部分行業企業及科研機構的實踐應用、技術研究探索證明，燃煤生物質耦合發電技術不僅可行，而且有較大的推廣價值，具有很大的發展前景及空間。

中國電力設備管理協常務副會長兼秘書長劉斯頡表示：生物質在燃煤電廠進行耦合混燃，一方面可以實現碳平衡，另一方面混燃產生的污染排放較單獨各自燃燒更低。而在生物質來源方面，農業副產品秸稈、污泥、廢棄輪胎、商業或生活垃圾、木屑等生物質衍生燃料均可以進行耦合混燃，不僅原料來源豐富，還可以有效解決部分行業環保、排污、節能等問題。但是，也要注意防止盲目跟風，一哄而上大面積上馬生物質耦合發電項目。應該因地制宜科學論證，根據電廠設備類型、生物質來源等客觀條件，采取適宜的技術路線，以達到項目運行穩定、材料供應充足、節能減排高效等的基本要求。另一方面，在積極發展生物質耦合發電應用的同時，還要注意考慮燃燒污染物排放、環保標準達標等問題，防止再次環境污染等問題的發生。

因此劉斯頡建議，現階段可充分發揮行業組織的行業協調，科研機構與發電企業的科技創新等作用，大力加強國際、國內企業和各類組織機構間技術交流與合作，吸收已建和運行的項目建設、管理、運營先進經驗，推動企業多層面與行業科研機構合作，在政府部門統籌規劃和引領下，積極穩妥地引導發展燃煤生物質耦合發電，助力煤電能源企業轉型升級，推動我國能源革命向縱深發展，為實現中華民族偉大復興中國夢奠定更加堅實的現代能源基石。