燃煤耦合生物質發電煤電低碳清潔發展的新途徑

文 本刊記者 馮為為

近年來，電力工業發展有力地支撐了我國經濟發展。隨著能源消費總量的增長和電力在能源消費中的比重不斷提高，應對氣候變化和生態環保約束日益趨緊，煤電低碳清潔轉型升級、靈活性改造勢在必行。

2017年年底，國家發布的《關于開展燃煤耦合生物質發電技改試點工作的通知》（簡稱《技改試點工作通知》）指出，在全國范圍內推廣燃煤電廠超低排放要求和新的能耗標準，組織燃煤耦合生物質發電技改試點項目建設，旨在發揮世界最大清潔高校煤電體系的技術領先優勢，依托現役煤電高效發電系統和污染物集中治理設施，兜底消納農林廢殘余物、生活垃圾以及污水處理長、水體污泥等生物質資源（屬危險廢物的除外），增加不需要調峰、調頻、調壓等配套調節措施的優質可再生能源電力供應，促進電力行業特別是煤電的低碳清潔發展。

國家從政策層面推進燃煤耦合生物質發電，把煤電和生物質能“撮合”在一起進行發電試點，對中國能源結構轉型和煤電綠色發展而言，正如德國能源署中德可再生能源合作中心執行主任陶光遠所說，“這是一件天大的好事”。燃煤耦合生物質發電，為煤電低碳清潔發展帶來了新途徑。

煤電轉型的新路徑

中國是煤炭大國，煤炭資源豐富，以煤為主的資源稟賦決定了能源消費以煤為主的格局，也決定了以煤電為主的電力生產和消費結構。2017年9月，中國電力企業聯合會（簡稱“中電聯”）發布《中國煤電清潔發展報告》顯示，截至2016年年底，我國發電裝機容量達16.5億千瓦，其中煤電裝機容量9.4億千瓦；發電量達6.0萬億千瓦時，其中燃煤發電量約3.9萬億千瓦時，占總發電量的65.5%。這意味著，2016年，每1千瓦時電量中就有0.66千瓦時由燃煤電廠發出。

2018年2月，中電聯發布《2017-2018年度全國電力供需形勢分析預測報告》指出，2017年全國全口徑發電量6.42萬億千瓦時、同比增長6.5%；其中，非化石能源發電量同比增長10.0%，占總發電量比重為30.4%，同比提高1.0個百分點，煤電發電量占總發電量比重為64.5%。這說明，煤電仍是我國電力的主力。因此在煤電占比如此重的情況下，要實現“到2020年，煤電裝機力爭控制在11億千瓦以內，占比降至約55%”的目標，煤電壓力巨大。

據《電力發展“十三五”規劃》提供的數據，2016年，全國發電總量為59378億千瓦時，其中煤電發電量約為3.9萬億千瓦時。以2015年的二氧化碳排放強度890克/千瓦時計算，2016年煤電行業總共向空氣中排放了34.76億噸二氧化碳，而當年的全國碳排放總量為101.51億噸，占比超過34.24%。這表明，煤電進行低碳清潔轉型發展是大勢所趨，也是中國能源改革的必然要求。

燃煤耦合生物質發電，從煤電機組在電力結構占主體地位的國情出發，優化資源配置，通過煤電現役機組的高效發電系統和環保集中治理平臺，盡力消納田間露天直燃秸稈、水體污泥等生物質資源，降低存量煤電耗煤量，降低煤電碳排放量，具有生物質能電力二氧化碳零排放的特點，可破解煤電高排放難題。今年全國兩會期間，全國人大代表、民建安徽省阜陽市委主委、阜陽經濟技術開發區總工程師吳永利在接受媒體采訪時表示，燃煤耦合生物質發電利用現有燃煤電廠的脫硫脫硝除塵設施，二氧化硫、氮氧化物和煙塵等污染物可達到超低排放。

此外，燃煤耦合生物質發電只要合理控制燃煤與生物質耦合比例，不僅不會對燃煤機組的運行效率和運行安全產生不利影響，還能減少項目投資成本，同時依托燃煤電廠的規范化管理也可降低燃煤耦合生物質發電的運行費用。目前來看，燃煤耦合生物質發電可成為我國煤電低碳轉型發展的新路徑。

試點解決產業難題

前些年，中國有些企業就已著手對燃煤耦合生物質發電的研究與技術研發，但在這一領域，截至目前，中國還尚處起步階段。鑒于此，近年來我國政府出臺并發布了一系列政策文件，進一步加強了各界對燃煤耦合生物質發電及其相關產業的重視。現在燃煤耦合生物質發電已被納入《“十三五”國家戰略性新興產業發展規劃》、《能源發展“十三五”規劃》等，這些文件明確指出將“燃煤耦合生物質發電”作為支持項目。同時《能源技術創新“十三五”規劃》也將“開展燃煤與生物質耦合發電”作為重點任務。燃煤耦合生物質發電已成政府支持和鼓勵的新興產業。

然而，在我國燃煤耦合生物質發電是以氣化為主，而氣化存在很多弊端，如能源轉化效率低、體量小、燃料適應性差等，致使燃料含水量超過20%就無法氣化，給燃煤耦合生物質發電產業發展帶來了諸多難題。中國投資協會能源發展研究中心常務副理事長莊會永表示，我國燃煤機組種類較多，采用何種耦合技術需要因地制宜。以氣化耦合技術路線來說，其優點是對于煤粉爐本身改造少，燃料在線監測相對較為簡單、可靠；缺點是對燃料的多品種、不同品質的適應性相對較差，相應的關鍵技術研發和裝備應用還需要實踐檢驗。

國內研究燃煤耦合生物質發電多年，且支持國電荊門10.8兆瓦生物質耦合氣化發電項目成功運營5年左右的合肥德博生物能源科技有限公司的董事長張守軍認為，我國燃煤耦合生物質發電產業的不足主要體現在整體技術發展實踐較短、工程實踐較少、專業人才緊缺，在大型化、標準化以及進一步深度耦合等技術環節還需要突破。

為確保燃煤耦合生物質發電項目順利推進，破解燃煤耦合生物質發電尚存的難題，推進產業規模化發展，《技改試點工作通知》嚴格限定兩大試點類型，充分考慮了耦合后煤電機組運行的安全性、經濟性。嚴格試點項目的審核、評估，保障試點項目的可靠性、合理性。在技術耦合、政策耦合、資源耦合、社會效益耦合上既創新也創舊，解決燃煤耦合生物質發電難題，構建煤電與生物質能源和諧共處的生態平臺，給現階段燃煤耦合生物質發電產業發展打了一針“強心劑”和“催化劑”。

近期，一批燃煤耦合生物質發電試點項目建設已經啟動。國家能源局支持吉林大唐長山熱電廠開展了燃煤與農作物秸稈耦合發電技術改造試點工作；廣東、寧夏、湖北等地也已啟動了一批燃煤與農林生物質、污泥耦合發電的試點項目。期待這些試點項目成功的消息，期待燃煤耦合生物質發電早日在全國大范圍推廣，期待煤電低碳清潔轉型發展之路能走的更好！

發展前景一片光明

燃煤生物質耦合發電是因地制宜，推進我國煤電燃料靈活性改造的一項重要工作，是煤電靈活性改造的重要組成部分。在我國大力化解煤電過剩產能的背景下，國家出臺一系列政策推進燃煤耦合生物質發電是希望幫助煤電企業尋找新出路。當前，我國能源結構深度調整，煤電轉型升級壓力持續加大，生物質直燃發電快速發展，面臨著較大的成本、環保等壓力。燃煤耦合生物質發電技術有效結合了兩者優勢，是朝陽產業，具有廣闊的發展前景。

“隨著我國碳減排制度體系建設和碳排放交易市場建設的日趨完善，燃煤耦合生物質發電將迎來良好的發展機遇。”國家能源局電力司副巡視員郭偉說。據國家能源局發布的2016年《全國電力工業統計數據》顯示，2016年我國煤電機組發電小時數已經低于4100小時，煤電機組的高效發電平臺已有大量剩余發電負荷存在，為燃煤與生物質耦合發電提供了基礎條件。

“我們算過一筆賬，如果每年我國有50%的生物質用于發電，那么可發電量約7200億千瓦時，是2016年全國發電量的12%，折算成裝機容量約1.8億千瓦。”電力規劃設計總院副院長孫銳表示，到2020年，燃煤裝機容量達到11億千瓦，如果50%與生物質摻燒，那么燃煤耦合生物質發電機組總容量可以達到5.5億千瓦，按平均摻燒量為10%估算，則折算生物質發電裝機容量可達到5500萬千瓦。

未來，隨著碳排放市場的建立及非水可再生能源發電量配額制的實施，燃煤耦合生物質發電的零碳排放優勢將一定能把握住電力產業低碳轉型發展機遇。并且通過耦合能更加充分利用燃煤電廠具有的高效發電設備，綜合熱效率相比生物質直燃電廠可提高5%以上，具有效率高、投資少、占地小、見效快的顯著效果。如燃煤與農林生物質耦合發電能有效解決農林生物質無序焚燒的問題；燃煤與垃圾耦合發電能有效解決城市生活垃圾圍城問題；燃煤與污泥耦合發電能有效解決污泥填埋處理問題等。

目前，燃煤耦合生物質發電已被國家列為“十三五”能源重點發展方向，這必將推動燃煤耦合生物質發電在我國的大力發展。國家重視和政策支持，使得當前我國燃煤耦合生物質發電產業進入了關鍵上升期，但是在電量、電價方面的配套支持政策還未完全到位的情況下，當前燃煤耦合生物質發電只能參考國家現已發布的生物質直燃電廠的相關政策執行，因此業界強烈希望國家能盡早明確燃煤耦合生物質發電的政策規劃，讓社會各界能早日通力合作起來，促進這一新興產業的快速、健康發展，實現煤電低碳清潔發展。