發(fā)展生物質(zhì)燃煤耦合發(fā)電以等量替代為根本

　　近期，國家發(fā)改委、國家能源局等16部委聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于推進供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革防范化解煤電產(chǎn)能過剩風險的意見》（發(fā)改能源[2017]1404號），《意見》明確了全國煤電停建緩建1.5億千瓦、淘汰0.2億千瓦、各類改造9.8億千瓦的目標，制定了2017年度落實壓減煤電產(chǎn)能5000萬千瓦以上的目標任務(wù)和實施方案。 

　　當前，煤電產(chǎn)能過剩形勢嚴峻，急需化解治理。從國際經(jīng)驗來看，發(fā)展農(nóng)林生物質(zhì)與燃煤耦合發(fā)電是治理煤電過剩、逐步替代煤電、加快電力轉(zhuǎn)型升級的有效手段。 

　　農(nóng)林剩余物是重要的生物質(zhì)資源，其能源化利用是典型的分布式可再生能源，具有清潔低碳、綠色環(huán)保等特點。我國包括秸稈在內(nèi)的農(nóng)林剩余物資源豐富，約4.6億噸可供能源化利用，折合2.3億噸標煤，但受收儲運等因素影響，目前每年能源化利用實為4000萬噸左右，利用率不足10%。農(nóng)林生物質(zhì)能源化利用有較大的發(fā)展空間。因地制宜發(fā)展農(nóng)林生物質(zhì)與燃煤耦合發(fā)電，采用農(nóng)林生物質(zhì)作為燃料替代燃煤具備一定的資源基礎(chǔ)。 

　　農(nóng)林生物質(zhì)與燃煤耦合發(fā)電（以下簡稱生物質(zhì)耦合發(fā)電），又稱農(nóng)林生物質(zhì)與燃煤混燃發(fā)電，是指在傳統(tǒng)燃煤發(fā)電項目中采用農(nóng)林剩余物作為燃料替代部分燃煤的發(fā)電方式，主要包括生物質(zhì)與燃煤直接混燃發(fā)電、增設(shè)生物質(zhì)鍋爐直燃并聯(lián)發(fā)電、生物質(zhì)氣化后與燃煤混燃發(fā)電等形式。 

　　歐美發(fā)達國家經(jīng)過多年探索，在通過生物質(zhì)耦合發(fā)電、最終替代煤電方面已形成了較為成熟的經(jīng)驗和模式，其最主要的出發(fā)點是為了減排以CO2為主的溫室氣體。而且由于技術(shù)不斷發(fā)展，已由與煤混燃(秸稈摻混比小于20%)，過渡到在一個電廠內(nèi)與天然氣等平行聯(lián)合發(fā)電，有的機組使用天然氣與生物質(zhì)成型顆?；烊?，有的則使用100%的秸稈作鍋爐燃料。 

　　近年來國內(nèi)以華電、國電為代表的發(fā)電企業(yè)也進行了一些嘗試，但是由于思路不清、目的不明，特別是對于生物質(zhì)發(fā)電在耦合中替代燃煤發(fā)電沒有清晰的認識，導(dǎo)致生物質(zhì)燃煤耦合發(fā)電成為燃煤電廠多發(fā)電的借口和工具，背離了生物質(zhì)耦合發(fā)電的本意。 

　　在我國生物質(zhì)直燃發(fā)電技術(shù)和產(chǎn)業(yè)已趨成熟的形勢下，再鼓勵摻燒，而且只是為了規(guī)避去過剩和落后產(chǎn)能，似有開倒車之嫌。為引導(dǎo)生物質(zhì)耦合發(fā)電走向正確發(fā)展道路，促進可持續(xù)健康發(fā)展，筆者從發(fā)展生物質(zhì)耦合發(fā)電的目的、國外發(fā)展生物質(zhì)耦合發(fā)電的成功實踐、我國生物質(zhì)耦合發(fā)電發(fā)展目標和思路等方面談幾點看法，供討論和參考。 

　　生物質(zhì)耦合發(fā)電是減少燃煤機組發(fā)電量、 治理煤電過剩的重要措施 

　?。ㄒ唬膰H能源轉(zhuǎn)型發(fā)展趨勢來看，生物質(zhì)耦合發(fā)電是實現(xiàn)煤電減量化的重要手段 

　　根據(jù)BP統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2016年以美國、德國、法國、英國為代表的歐美發(fā)達經(jīng)濟體煤炭占一次能源消費比例較2010年分別下降7.2、0.6、1.3、9.1個百分點，而包括水電在內(nèi)的可再生能源占一次能源消費比例較2010年分別提高了2.0、6.0、2.2、7.2個百分點。 

　　2016年，全球煤炭占一次能源總消費比例為28.1%，較2010年下降了1.5個百分點，包括水電在內(nèi)的可再生能源占全球一次能源總消費比例為10%，較2010年上升了2.2個百分點。從國際發(fā)展趨勢來看，采用可再生能源替代煤炭、逐步實現(xiàn)煤炭減量化是國際能源轉(zhuǎn)型不可擋、不可逆的客觀規(guī)律。 

　　燃煤發(fā)電是煤炭消費的主要利用方式之一，以法國、英國和德國為代表的歐洲發(fā)達國家制定了明確的煤電減量化目標和路線圖，分別計劃于2022年、2025年和2050年退出全部燃煤發(fā)電，而將燃煤電廠改造為生物質(zhì)電廠是替代和淘汰煤電的重要手段之一。 

　　??目前英國正在實施燃煤電站向生物質(zhì)電站的改造工程，其中2015年生物質(zhì)發(fā)電裝機容量和發(fā)電量分別增長了12%和27%； 

　　??丹麥2000年至2015年的煤炭消耗量下降了將近60%，而同時期農(nóng)林生物質(zhì)能消耗量增長了100%，丹麥的燃煤電廠已經(jīng)逐步被改造為生物質(zhì)電廠，且以生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)為主。 

　　從國際經(jīng)驗來看，發(fā)展生物質(zhì)耦合發(fā)電是治理煤電過剩、逐步替代煤電、實現(xiàn)煤電減量化的重要措施。 

　?。ǘ膰鴥?nèi)能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略要求來看，生物質(zhì)耦合發(fā)電是實現(xiàn)煤電減量化的有益嘗試 

　　耶魯大學(xué)發(fā)布的《2016年環(huán)境績效指數(shù)報告》顯示，我國二氧化氮平均值為15.29，排名全球第176；PM2.5平均值為2.256，排名第180，排名處于全球倒數(shù)行列。煤炭消費是大氣污染的重要原因，已成為全社會關(guān)注的焦點，引起了中央的高度重視。2016年煤炭消費在我國一次能源消費總量中約占62%，是世界平均水平的2.2倍，全球一半的煤炭消費來自中國。 

　　中央提出的能源革命、能源轉(zhuǎn)型升級，本質(zhì)上就是要通過發(fā)展包括生物質(zhì)能在內(nèi)可再生能源逐步替代煤炭，實現(xiàn)煤炭消費的減量化。按照能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃，為確保國家2020年煤炭消費占比下降至58%的戰(zhàn)略性發(fā)展目標，我國煤炭減量化任務(wù)還十分艱巨。 

　　根據(jù)中電聯(lián)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2016年全國發(fā)電設(shè)備平均利用小時為3785小時，同比降低203小時，是1964年以來的最低水平，全國電力供應(yīng)已由總體平衡、局部偏緊轉(zhuǎn)向相對寬松、過剩加劇。 

　　在過去的幾年中，火電平均利用小時數(shù)從近6000小時降到了4165小時，非水可再生能源發(fā)電量相對較小，即使新能源發(fā)電全停，火電平均利用小時數(shù)也僅能增加300多小時，因此以煤電為主的火電過剩是電力過剩的真正原因。2016年全國發(fā)電裝機容量16.5億千瓦，煤電裝機約為10.5億千瓦，占比64%，這個比例在全世界范圍內(nèi)都是很高的，而且現(xiàn)在仍有大量在建煤電機組，將進一步加劇電力供需矛盾，不符合國家能源革命和能源轉(zhuǎn)型升級戰(zhàn)略要求。 

　　按照能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃，為確保2020年國家非化石能源占比達到15%的戰(zhàn)略性發(fā)展目標，煤電裝機應(yīng)控制在11億千瓦，科學(xué)合理地控制和減少煤電裝機和發(fā)電量才是我國能源的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型之路。借鑒國際經(jīng)驗，通過發(fā)展生物質(zhì)耦合發(fā)電替代燃煤發(fā)電，切實減少煤電裝機和發(fā)電量，是實現(xiàn)電力生產(chǎn)消費綠色化低碳化的重要措施。 

　　當前各地去發(fā)電產(chǎn)能的主要措施之一是關(guān)、停中、小發(fā)電廠，理由之一是能效低、環(huán)境污染重，但執(zhí)行起來問題很多。若這些機組在達標排放且可熱電聯(lián)產(chǎn)的前提下，不如用秸稈與煤混燃發(fā)電方式加以改造。 

　　如果對大型發(fā)電廠采取秸稈與煤混燃，即便秸稈摻混的比例只有20%，需要的數(shù)量亦非常巨大（一個600MW的燃煤電廠，若混燃20％的生物質(zhì)，則相當于耦合一個120MW的生物質(zhì)電廠，遠遠超過我國單生物質(zhì)電廠20-30MW的規(guī)模，年需生物質(zhì)100萬噸以上，原料收集難度和成本會不可想像）。 

　　另外，由于技術(shù)門檻和原料收儲問題，絕大多數(shù)生物質(zhì)電廠都曾在秸稈原料的保障環(huán)節(jié)栽跟頭、發(fā)生嚴重虧損乃至于破產(chǎn)的歷史教訓(xùn)，建議耦合電廠由生物質(zhì)發(fā)電龍頭企業(yè)建設(shè)運營會更為穩(wěn)妥。 

　　國外有通過生物質(zhì)耦合發(fā)電逐步或完全 替代煤電的成功實踐 

　　近年來，以英國、丹麥和瑞典為代表的發(fā)達國家在通過生物質(zhì)耦合發(fā)電逐步或完全替代煤電方面取得了成功，實現(xiàn)了能源轉(zhuǎn)型升級和經(jīng)濟可持續(xù)健康發(fā)展并行的目標，為我國能源轉(zhuǎn)型升級提供了成功經(jīng)驗，樹立了良好榜樣。 

　　英國是首個成功擺脫對燃煤火電嚴重依賴的國家。2017年4月21日，英國實現(xiàn)了工業(yè)革命以來首個全天不使用煤電的日子。近年，英國大力推進燃煤電廠改造為生物質(zhì)電廠工程，煤電占比已由2015年的23%降至2016年的9％，并計劃于2025年關(guān)閉所有燃煤電站。 

　　倫敦以東約30公里的蒂伯里燃煤電廠，其滿負荷運行時發(fā)電量可占到英國用電總需求的２％，該電廠目前已改造為一座純生物質(zhì)發(fā)電廠，改造后電廠的二氧化碳排放量可下降87%，硫化物和氮氧化物排放分別下降75%和50%，各種粉塵排放量下降90%。該電廠的成功改造大幅降低了大氣污染物排放，達到了生物質(zhì)替代燃煤的效果。 

　　丹麥在推動經(jīng)濟發(fā)展的同時成功實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型。丹麥2000年至今GDP實現(xiàn)了86%的增長，煤炭消耗量從660萬噸標煤降至270萬噸標煤，而同時期農(nóng)林生物質(zhì)消耗量則從121萬噸標煤增長到241萬噸標煤。丹麥的燃煤電廠通過生物質(zhì)耦合發(fā)電、逐步加大生物質(zhì)發(fā)電量、加快減少煤電發(fā)電量，最終成為純生物質(zhì)電廠。 

　　作為丹麥的綠色能源企業(yè)代表，Dong Energy從2006年開始采用生物質(zhì)逐步替代煤炭，至今煤炭消耗量已經(jīng)減少了73%。公司決定2023年所有發(fā)電站采用生物質(zhì)作為燃料。2017年，公司開始最后兩個燃煤發(fā)電站的改造工作，2019年底改造完成后將采用100%生物質(zhì)作為燃料，為卡倫堡和埃斯比約兩個區(qū)域提供清潔電力與熱力。丹麥在經(jīng)濟穩(wěn)定發(fā)展的同時逐步完成了生物質(zhì)發(fā)電對燃煤發(fā)電的替代。 

　　瑞典實現(xiàn)了能源轉(zhuǎn)型升級和經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展并行目標。瑞典從上世紀80年代開始進行能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，用于發(fā)電和供熱的煤炭及石油消耗從1990年的198萬噸標煤降至2014年的74萬噸標煤，而同時期生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)則發(fā)展到621萬噸標煤，生物質(zhì)能占到能源供應(yīng)總量的25%。 

　　根據(jù)國際能源署（IEA）最新的統(tǒng)計資料，瑞典人均碳排放為4.25噸/年，相較于1990年下降了20%，低于歐盟人均排放量6.91噸/年，同期瑞典的GDP增長為50%，可以說瑞典已經(jīng)成功轉(zhuǎn)型為可持續(xù)發(fā)展的經(jīng)濟體。 

　　以等量替代為根本， 發(fā)展生物質(zhì)耦合發(fā)電 

　　從國際能源轉(zhuǎn)型趨勢和實踐，從國內(nèi)能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略需要，以及從當前化解煤電過剩的嚴峻形勢來看，發(fā)展生物質(zhì)耦合發(fā)電最終的落腳點應(yīng)是替代燃煤發(fā)電裝機、替代燃煤發(fā)電量、減少燃煤消耗，有效治理煤電過剩，加快電力綠色化低碳化轉(zhuǎn)型，推進能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，有效應(yīng)對大氣污染和氣候變化。 

　　為實現(xiàn)煤電減量化目標，發(fā)展生物質(zhì)耦合發(fā)電必須遵循容量等量替代和電量等量替代原則。容量等量替代原則是指規(guī)劃布局生物質(zhì)耦合發(fā)電裝機容量應(yīng)等量替代煤電裝機容量；電量等量替代原則是指按照生物質(zhì)耦合發(fā)電項目新增生物質(zhì)發(fā)電量，等量削減燃煤發(fā)電量。 

　　容量替代應(yīng)立足于電力轉(zhuǎn)型升級，國家和省級能源主管部門應(yīng)從電源規(guī)劃發(fā)展目標上切實減少煤電裝機容量，在規(guī)劃實施階段落實容量等量替代原則。 

　　電量替代應(yīng)立足于具體項目層面，地方經(jīng)濟運行、能源主管部門和發(fā)電企業(yè)應(yīng)從項目發(fā)電量計劃上切實減少煤電發(fā)電量，將電量等量替代目標落實到每一個生物質(zhì)耦合發(fā)電項目上。 

　　總體而言，發(fā)展生物質(zhì)耦合發(fā)電，應(yīng)從電源規(guī)劃建設(shè)層面抓好容量等量替代，從項目電力生產(chǎn)供應(yīng)層面抓好電量等量替代，兩手都要抓，兩手都要硬，切實減少煤電裝機容量和發(fā)電量，實現(xiàn)煤電減量化目標。 

　　若在發(fā)展生物質(zhì)耦合發(fā)電過程中偏離了等量替代原則，那么就有違初衷，失去了原有之義，而且在現(xiàn)實中有借發(fā)展生物質(zhì)耦合發(fā)電“之名”，實際上卻行增加燃煤發(fā)電規(guī)模和發(fā)電量“之實”。 

　　比如，吉林大唐長山熱電廠生物質(zhì)耦合項目，實施生物質(zhì)耦合，煤電機組容量和計劃電量卻不發(fā)生變化，實質(zhì)上該項目就是打著耦合的旗號，變相增加煤電項目發(fā)電量。在東北地區(qū)電力嚴重過剩情況下，此舉無異于加劇過剩。真正的生物質(zhì)耦合發(fā)電應(yīng)該是，生物質(zhì)發(fā)電等量替代煤電機組容量和發(fā)電量，切實減少煤電，切實推進電力轉(zhuǎn)型升級。 

　　為切實發(fā)揮替代煤電作用，各級政府和相關(guān)企業(yè)制定等量替代工作方案，落實各方責任。國家能源主管部門應(yīng)根據(jù)可再生能源和生物質(zhì)能規(guī)劃發(fā)展目標，制定全國生物質(zhì)耦合發(fā)電替代煤電總體工作方案，將替代任務(wù)落實到各個?。▍^(qū)、市）和相關(guān)發(fā)電企業(yè)。 

　　各省級能源主管部門根據(jù)國家總體工作方案制定本地區(qū)生物質(zhì)耦合發(fā)電替代煤電工作方案，按照容量等量替代原則，落實減少燃煤發(fā)電目標，等量減少本地區(qū)煤電發(fā)展裝機容量；將電量等量替代目標落實到每一個生物質(zhì)耦合發(fā)電的煤電項目上，并與相關(guān)部門銜接落實減少耦合項目燃煤發(fā)電計劃量。 

　　發(fā)電企業(yè)按照等量替代原則，制定生物質(zhì)耦合發(fā)電替代煤電的具體實施方案，明確燃料供應(yīng)、項目運營管理等方面的具體措施。各級政府和相關(guān)企業(yè)在貫徹落實工作方案過程中出現(xiàn)違背等量替代原則情形時，國家能源主管部門應(yīng)進行相應(yīng)處罰。 

　　按照等量替代原則，發(fā)展生物質(zhì)耦合發(fā)電。若到2020年發(fā)展1500萬千瓦生物質(zhì)耦合發(fā)電，等量減少1500萬千瓦的煤電裝機，可使煤電裝機比重下降約0.75個百分點；減少煤電發(fā)電量約700億千瓦時，可使煤電發(fā)電量比重下降約1個百分點。 

　　據(jù)初步統(tǒng)計，目前全國10萬千瓦及以下的小火電機組約6000萬千瓦，5萬千瓦及以下的小火電機組約2000萬千瓦，混燃發(fā)電若再完全替代1500萬千瓦小火電機組，共計實現(xiàn)超量替代3000萬千瓦的燃煤發(fā)電，將減少化石能源消費量4800萬噸，減排二氧化碳12576萬噸，減少二氧化硫排放40.8萬噸，可使燃煤火電裝機比重下降約1.5個百分點，可使燃煤火電發(fā)電量比重下降約2個百分點，減排效果顯著。 

　　因此，農(nóng)林生物質(zhì)與燃煤混燃發(fā)電產(chǎn)業(yè)應(yīng)成為“去煤化”發(fā)展和國家能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的重要手段，逐步實現(xiàn)電力生產(chǎn)綠色化低碳化，為國家電力轉(zhuǎn)型作出貢獻。 

　　加強行業(yè)指導(dǎo)和監(jiān)管， 促進生物質(zhì)耦合發(fā)電有序健康發(fā)展 

　　生物質(zhì)耦合發(fā)電在我國屬于新興產(chǎn)業(yè)，剛剛起步，技術(shù)路線和發(fā)展方向還不明確，管理程序還不清晰，監(jiān)管責任還未落實，為引導(dǎo)其走向正確發(fā)展道路，促進行業(yè)有序健康發(fā)展，結(jié)合國際經(jīng)驗和我國國情，特提出以下幾點建議。

　　一是合理選擇技術(shù)路線。 

　　從國際經(jīng)驗來看，國外生物質(zhì)耦合發(fā)電技術(shù)路線以直接混燃為主，直接混燃技術(shù)優(yōu)點在于投資較少、技術(shù)成熟、混燃比例靈活、適用于大型化、能源綜合利用效率較高，缺點是計量監(jiān)測困難，國外多以燃料類型和燃料量定碳減排量。國內(nèi)生物質(zhì)耦合發(fā)電發(fā)展以氣化耦合為主，氣化耦合的優(yōu)點是投資較少，缺點是燃料適應(yīng)性差、能源綜合利用效率低、工程實踐較少、工程可擴展性差、不適合于大型化。 

　　生物質(zhì)耦合發(fā)電發(fā)展的目的是逐步替代燃煤發(fā)電，最終實現(xiàn)完全替代，直接混燃技術(shù)在逐步替代燃煤方面具有明顯的優(yōu)勢，應(yīng)為未來生物質(zhì)耦合發(fā)電發(fā)展方向。為避免國家投資浪費，氣化耦合發(fā)電在技術(shù)成熟度和大型化未取得突破之前應(yīng)謹慎推廣。

　　二是服務(wù)于縣域清潔取暖供熱。 

　　縣城和周邊農(nóng)村冬季散煤燃燒取暖供熱是造成我國北方地區(qū)霧霾的重要原因，治理難度大，以電代煤、以氣代煤在資源和經(jīng)濟上均存在較大困難。

　　生物質(zhì)耦合發(fā)電燃料為縣域當?shù)氐霓r(nóng)林剩余物，具有典型的分布式能源特征，因此生物質(zhì)耦合發(fā)電應(yīng)立足于建立“就近收集資源、就近加工轉(zhuǎn)化、就近消費”的縣域能源生產(chǎn)和供應(yīng)模式，立足于直接替代散煤燃燒，為縣域提供清潔熱力服務(wù)。

　　三是統(tǒng)一歸口管理。 

　　生物質(zhì)耦合發(fā)電屬于生物質(zhì)能，應(yīng)統(tǒng)一納入生物質(zhì)能發(fā)展規(guī)劃；為確保規(guī)劃目標引領(lǐng)的一致性，生物質(zhì)耦合發(fā)電發(fā)展目標應(yīng)統(tǒng)一納入國家可再生能源發(fā)展目標和生物質(zhì)能發(fā)展目標。

　　生物質(zhì)耦合發(fā)電具有明顯的資源依賴特性，為避免燃料無序競爭，建議由國家新能源主管部門統(tǒng)一審批項目和歸口管理，統(tǒng)籌做好包括直燃和耦合在內(nèi)的農(nóng)林生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)項目資源配置和規(guī)劃銜接工作，避免出現(xiàn)惡性競爭，造成生物質(zhì)發(fā)電行業(yè)的發(fā)展混亂。 

　　四是加強監(jiān)督管理。 

　　充分發(fā)揮政府監(jiān)管責任，履行職責，貫徹落實等量替代原則和煤電減量化目標，加強計量監(jiān)管，杜絕以發(fā)展生物質(zhì)耦合發(fā)電名義變相增加煤電項目機組利用小時數(shù)和燃煤發(fā)電量。各級政府部門應(yīng)統(tǒng)一思路，加強溝通、協(xié)調(diào)和配合，穩(wěn)步推進，確保生物質(zhì)耦合發(fā)電行業(yè)健康有序發(fā)展。（文丨石元春）