发电丨煤电低碳发展时代来临

发电丨煤电低碳发展时代来临
2018年08月06日 11:35 中国电力报

“‘十三五’期间,国家力推燃煤耦合生物质发电,积极开展试验示范。我们应该从更高的战略意义上看待这项工作,充分认识到这对新形势下煤电转型发展的重大意义,充分认识到煤电多种社会功能的彰显。”在日前由中国电力科技网召开的第一届燃煤锅炉耦合生物质燃烧技术应用研讨会上,中国电力科技网CEO魏毓璞向《中国电力报》记者表示。

6月底,生态环境部、国家能源局两部委发布84个燃煤耦合生物质发电技改试点项目,燃煤耦合生物质发电工作正式破题。燃煤耦合生物质发电的社会意义何在?这项工作给煤电发展将带来哪些影响?这成为当前摆在煤电从业者面前的重要课题。

煤电发展重心转向“低碳”

“煤电超低排放改造使煤电的常规污染物排放大幅度下降,排放绩效达到世界先进水平,常规污染物已经不是煤电发展的约束性因素。我国对《巴黎协定》的承诺使煤电降低二氧化碳排放成为最新的挑战,碳排放将成为煤电发展的重要制约因素。低碳发展将是今后煤电发展的重大任务。”清华大学能源与动力工程系教授毛健雄接受《中国电力报》记者采访时谈道。

“大型发电集团单位供电二氧化碳排放控制在550克二氧化碳/千瓦时以内。”这是国务院印发的《“十三五”控制温室气体排放工作方案》中的明确要求。相关专家分析,在已知的现有燃煤蒸汽循环和IGCC发电技术条件下,国务院这一碳排放强度目标很难达到。

“在CCS技术能够大规模使用前,能够经济上和技术上可行的较大幅度降低碳排放的措施,就是燃煤耦合生物质发电。”毛健雄表示。

中国工程院院士、清华大学原副校长倪维斗在会上表示:“为了实现中国能源的转型和控制碳排放,并达到2030年非化石能源发电量占比不低于50%的目标,大力发展煤电+生物质耦合发电将成为必然。”

相关统计显示,中国可作为能源利用的农作物秸秆及农产品加工剩余物、林业剩余物和能源作物等生物质资源总量每年约4.6亿吨标准煤。

“如果中国每年有50%的生物质用于发电,那么可发电量约7200亿千瓦时,是2017年全国发电量的11%,仅此一项,即可实现非化石发电量占比从当前的30.3%提高至约40%,完成2030年目标的一半。”电力规划设计总院发电工程部高级工程师李文凯在会上分析道。

毛健雄告诉《中国电力报》记者:“综合分析比对可以看出,大容量高效煤电厂包括超超临界机组采用燃煤耦合生物质发电,应该是现阶段中国煤电大幅度降低碳排放的主要措施。”

加快燃煤耦合生物质发电标准制定

“国外有15%、40%、100%耦合生物质发电的技术。结合具体项目的燃料供应、资金、运行维护习惯,以及我国电厂的情况,我们认为15%耦合生物质发电技术比较适合于我国。”中国能源建设集团规划设计有限公司副总工程师龙辉在会上分析道。

龙辉建议,在电厂内或紧挨电厂建设燃料预处理工厂进行烘焙和研磨。然后通过大管道输送到锅炉附近,再通过管道分配系统均匀分配到煤粉管道。该方案生物质燃料预处理比较独立,生物质耦合比例适宜(可达热值比例15%),电厂的改造幅度较小,便于项目投资、建设和运行管理。

英国是目前世界上燃煤火电机组生物质混烧技术发展领先的国家,实现了三代技术的跨越。英国近年来生物质耦合燃烧技术的发展表明:大型燃煤锅炉可实现自由比例的生物质燃料(0~100%)给锅炉提供热量。可实现100%的生物质燃料,不再烧煤。“英国部分大型燃煤火电机组实现了‘煤改生物质’燃烧,值得我们学习和借鉴。”龙辉表示。

“下一步要尽快组织制定燃煤耦合生物质发电的相关标准。这些标准包括生物质电量计量标准、耦合发电相关工艺技术标准、污染物排放标准等。”李文凯在会上谈道。

据李文凯分析,生物质上网电量计量在技术实现上是可行、可靠的,但相对复杂。要确保全流程管控,计量结果可信度高。宜多家单位联合编制,集思广益,务求完善。另外,生物质的处置过程也应制定相关技术标准。

记者注意到,生态环境部、国家能源局联合发布的《关于燃煤耦合生物质发电技改试点项目建设的通知》(简称试点通知)中明确提出:“技改试点项目建设过程中,业主单位、施工单位、设备厂家及相关科研院校应加强协作,联合攻关,及时总结经验,加快燃煤耦合生物质发电关键技术研究开发、成果转化和标准制定。”

煤电社会功能逐步多元化

“当生物质资源处置成为周边社会难题的时候,属地燃煤发电企业就应该主动与当地政府对接,承担起生态文明建设的社会责任,使难题成为契机、危害变身效益、资源不再错配。”业内专家蒋庭军接受记者采访时表示。

记者注意到,国家能源局相关文件中明确,组织燃煤耦合生物质发电,旨在发挥世界最大清洁高效煤电体系的技术领先优势,依托现役煤电高效发电系统和污染物集中治理设施,构筑城乡生态环保平台,兜底消纳农林废弃残余物、生活垃圾以及污水处理厂、水体污泥等生物质资源,破解秸秆田间直焚、污泥垃圾围城等社会治理难题,克服生物质资源能源化利用污染物排放水平偏高的缺点。

浙江大学热能工程研究所教授王勤辉致力于生物质循环流化床气化及其耦合发电技术的研发。在他看来,单独燃烧或气化利用受生物质资源分布及其收集成本限制,难以实现大规模集中利用。生物质与大型燃煤电厂耦合混燃是生物质大规模高效利用的有效途径。

“发展燃煤耦合生物质发电有助于解决农村和城镇发展中现实的、迫切的需求。”李文凯在上述会议上表示。李文凯认为,燃煤耦合生物质发电项目效益与社会效益的利益存在一致性:项目和全社会均节省投资,减少资金、设施、土地浪费,有助于支持政策退坡机制的构建;不存在所谓“逆势增加煤炭消费”“挤占可再生能源发电空间”的问题。

此前,生态环境部、国家能源局联合发布的试点通知还明确指出:“鼓励技改试点项目联产生物炭,并开展炭基肥料还田,活性炭治理修复土壤、水体等下游产业利用研究。”合肥德博生物能源科技有限公司董事长张守军认为,燃煤耦合生物质气化发电联产生物炭,可充分发挥生物质价值,实现“工、农、能一体化”,燃煤电站转型为炭材料和能源等多元供应中心,拓展生态价值。

“生物质能开发,结合秸秆焚烧治理,具有治理污染源、减煤、清洁能源、碳减排、支农等多重功能。”中国投资协会能源投资专业委员会副会长庄会永认为,燃煤耦合生物质发电进一步扩展了煤电的社会功能。(中国电力报记者 冯义军)

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