Collaborative Network of Power Generation

发电企业协作网
  • 2024火电低碳化改造技术论坛暨环保、固废资源化综合利用交流研讨会
  • 全国热电节能减排新技术交流研讨会
  • 第八届全国热电产业年会暨清洁供热 技术交流研讨会
  • 热烈祝贺:“2024燃煤电厂安全环保提质增效技术交流研讨会”于2024年3月28-30日于广东江门成功召开
  • 热烈祝贺:“2024燃煤电厂安全环保提质增效技术交流研讨会”于2024年3月28-30日于广东江门成功召开

生物质能在我国实现碳达峰与碳中和的巨大潜力

来源: | 作者: | 发布时间: 2023-12-13 | 226 次浏览 | 🔊 点击朗读正文 ❚❚ | 分享到:

  一、煤电排放占我国碳排放的最大份额

  国际能源署在其《2050年能源零排放路线图报告》中指出,CO2排放的重点能源行业是电力、工业、交通和建筑这四大领域,并且强调,电力领域应是全球最先实现零碳化的重点排放领域。报告提出了到2040年,全球煤电从能效最低的亚临界机组开始,燃煤电厂将逐步被完全淘汰的路线图。我国的燃煤发电的总装机容量到2021年已达11亿千瓦,虽然其占比已经降低至50%以下,但煤电的发电量占比仍然超过60%。2020 年我国碳排放总量113亿吨,其中能源领域碳排放99亿吨,占比88%;全国火电发电量为53300亿度,碳排放实际统计数据为51.2亿吨,占当年我国CO2总排放量比重的51.76%。况且,随着工业化、城镇化深入推进,我国能源消费总量将在 2030 年前后达峰后,电力需求仍将持续增长。严峻的现实是,要实现碳达峰和碳中和,能源是主战场,煤电减碳是主力军。不首先实现煤电大幅度减碳,“双碳”目标是不可能达到的。

  二、无可替代

  根据我国电力发展规划,到2030年,可再生的风电和太阳能发电的总装机容量将达到12亿千瓦以上,但在“双碳目标”和建立以新能源为主体的新型电力系统的推动下,预计到2030年,新能源装机将大大超过原规划而会达到17亿千瓦以上。但是必须看到,风电和太阳能发电有着不可忽视的短板,那就是“不可控”, 是一个不稳定的间歇电源。其装机的发电能力严重受限于昼夜日照、季节变化、天气阴晴、风力大小等自然气象条件的限制。据报道,2019年在全国非化石能源发电量占比仅为32.6%情况下,风电和光电就已经普遍面临并网难、消纳难、调度难等问题。2021年2月,美国德克萨斯州因严寒天气,全州电网在4分钟内完全崩溃。450万户家庭和大量企业失去电力;长达数天的断电造成近百人死亡。其中一个主要原因,是已占相当产能比的风电和光伏电源,因风叶冻结和连续阴霾天气而无法出力。我国去冬今春南方数省频繁拉闸限电,则是因降雨少影响水力发电,以及风、光条件差影响到风电和光伏电的正常运行。

  实际上,我国现有的大型煤电机组在我国电力生产中的基础支撑作用将难以替代。首先,我国煤电为主的电源结构是我国缺油少气、煤炭丰富的资源禀赋特点决定的,是建国以来70多年,尤其是近30多年来全国电力战线广大干部职工和技术人员,经过自力更生艰苦奋斗、引进消化吸收国外先进技术、大胆积极创新建立起来的,形成了一个世界最大和领先、布局合理、稳定可靠的煤电生产和电力输送配置的巨大系统,强有力保障和支撑了国家的能源安全、生产和社会发展、人民生活水平不断提高的需要。我国已经成为世界煤电生产最强国,这个历史过程和结果具有巨大的惯性,改变起来绝非短期,更非一朝一夕之功。

  随着我国产业结构的调整和城市化进程,电力需求侧的结构性变化明显,负荷不稳定和变化幅度增加剧烈,要求发电侧具有深度随动的主动性,电网的调度调节高度灵活。如上所述,风电和光伏发电在目前大规模储能技术未获突破的情况下,完全不能满足这些要求,而我国大型煤电系统则能适应需求侧的变化。

  如前所述,我国已建成的大容量超(超)临界参数和亚临界参数机组的总容量有8.73亿千瓦,这些机组及其配套设施、输配电系统的资产总量高达数以10万亿人民币。这笔庞大的资产是国家和人民长期奋斗积累起来的财富。这些机组服役时间大都不长,正当“青春”和“年富力强”的好年华,决不能轻易地让它们以“低碳转型”的名义提前退役,造成不可挽回的巨大损失。如果以全新的生产、储能(目前还没有成熟的技术)和不稳定的风光发电系统来替换上述煤电系统的电量生产能力,其投资和运行成本的高企将可想而知。

  三、生物质与煤耦合发电是煤电

  生物质发电和风力发电、太阳能发电等可再生能源电力一样,都是(近)零碳排放的电力生产方式,而且还具有风力发电和太阳能发电所没有的优势:即在自然界,年度再生的农、林剩余物资源量比较稳定;燃料可以运输、储存以便常年均衡使用。利用大型高效燃煤机组混烧生物质燃料发电,是国际上实现生物质发电的一种先进技术。不仅比现有的生物质直燃发电(一般为中、小发电厂)的发电效率高,而且可以明显降低煤电机组的碳排放量,提高煤—生物质耦合发电的灵活性,加强煤电生产的可持续性,是煤电走向低碳化一条现实可行、也是唯一的路径。

  国际上在大型燃煤发电厂中采用生物质混烧技术,源于1997年12月在日本京都通过的《联合国气候变化框架公约的京都议定书》。该议定书的目的,是限制发达国家二氧化碳的排放量以抑制全球气候变化。自那时以来,发达国家尤其是欧盟国家,就开始在法规政策和技术上采取各种措施以降低煤电的碳排放。其中最主要的技术,就是采用燃煤与生物质耦合混烧发电。生物质混烧技术逐步成熟起来后,得到了很好的推广和应用。