中歐生物質(zhì)清潔供熱課題01—丹麥生物質(zhì)供熱

課題組介紹

中歐生物質(zhì)清潔供熱路徑及政策研究

為助力打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn),進一步響應國家清潔能源供熱的戰(zhàn)略部署,中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進會生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)分會和清華大學能源轉(zhuǎn)型與社會發(fā)展研究中心共同組建成立“中歐生物質(zhì)清潔供熱研究課題組”,旨在研究歐洲國家在生物質(zhì)供熱方面的相關(guān)政策和實際應用的成功案例,總結(jié)并借鑒其成熟經(jīng)驗,結(jié)合我國目前生物質(zhì)供熱發(fā)展情況,提出符合中國國情的生物質(zhì)供熱產(chǎn)業(yè)發(fā)展建議。 研究內(nèi)容:

一、調(diào)研歐洲國家生物質(zhì)供熱發(fā)展情況、成功案例和相關(guān)政策;

二、調(diào)研國內(nèi)生物質(zhì)供熱發(fā)展現(xiàn)狀,與歐洲國家進行匯總分析;

三、結(jié)合國內(nèi)實際情況,拓寬并提出相關(guān)推廣思路和建議。

歡迎國內(nèi)專家以及行業(yè)人士提供國內(nèi)外生物質(zhì)供熱相關(guān)資料,就研究課題提供意見建議。

圖為課題組部分成員合影

中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進會生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)分會(以下簡稱“生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)分會”)成立于 2017 年 2 月。協(xié)會由中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進會及其常務理事單位聯(lián)合發(fā)起成立,主管單位為中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進會(國家發(fā)展和改革委員會主管的國家一級協(xié)會)。

生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)分會是國內(nèi)從事垃圾焚燒發(fā)電、農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電、生物質(zhì)能供熱、生物天然氣(沼氣)、生物熱解氣、生物質(zhì)液體燃料和生物質(zhì)成型燃料加工生產(chǎn)等生物質(zhì)能各領(lǐng)域的投資建設、運營管理、技術(shù)研發(fā)、裝備制造、學術(shù)研究、工程建設、咨詢服務等單位自愿組成的聯(lián)合組織,是目前國內(nèi)較權(quán)威,規(guī)模較大,具代表性的生物質(zhì)能源行業(yè)組織。

丹麥概況

丹麥(丹麥語 :Danmark),首都在哥本哈根 。丹麥位于北歐,三面環(huán)海,北部隔大西洋北海 和波羅的海 與瑞典 和挪威 相望,南部與德國 接壤。本土面積為43,094平方公里,包括日德蘭半島 、菲因島 、西蘭島 及附近島嶼,。丹麥另有兩個自治領(lǐng)地 : 北大西洋 上的法羅群島 和位于北美洲 的屬地格陵蘭島 (面積為217．56萬平方公里,為世界第一大島)。丹麥人口約550萬。2018年,丹麥人均GDP超過6萬美元。

丹麥的能源轉(zhuǎn)型目標:

1)2050年前完全不使用化石能源

2)2035年實現(xiàn)電力和供熱都不使用化石能源。

3)2030年棄煤

圖1 2016年丹麥總體能源供給情況

2016年,丹麥能源總消費量為692皮焦。(單位換算:1皮焦=1 000 000 000 000千焦,1000千焦=0．277778千瓦時)生物質(zhì)能源占比22．9%、垃圾能源占2．6%。其它可再生能源總計7．4%,其中以風電為主。

圖2 丹麥可再生能源消費情況

丹麥的風電發(fā)展是世界非常著名的。2016年風電占其電力的比重已經(jīng)超過40%。但就能源生產(chǎn)總量而言,風電要遠低于生物質(zhì)能源。丹麥生物質(zhì)能源不包括生物天然氣消費量達到150PJ,是風電消費量45皮焦的三倍多。還有超過10皮焦的生物天然氣。

圖3 2016年丹麥可再生能源供給情況

在210皮焦的可再生能源消費中,75．6%來自生物質(zhì),風電占21．9%。

圖4 1990-2016丹麥初級生物質(zhì)能源的供給情況

1990年至2010年,生物質(zhì)能源經(jīng)歷了快速上升的階段。2010年以來,固體生物質(zhì)能源增長放緩,在能源消費中比重仍然保持上升。

圖5 2016年丹麥生物質(zhì)能源供給情況

在159皮焦的生物質(zhì)能源消費中,初級固體燃料占73．7%,可再生的城市垃圾占14%,生物天然氣占5．8%,生物柴油占6．3%。

圖6:2016年丹麥生物質(zhì)高利用程度

人均生物質(zhì)能源利用,丹麥2016年的數(shù)據(jù)為約27．7吉焦,歐盟平均水平為11吉焦,中國不到7吉焦,全球平均水平8吉焦。丹麥規(guī)劃到2020年人均生物質(zhì)能源消費達到34吉焦。

表1 2016年丹麥初始生物質(zhì)能源供給的人均情況

項目

總能源

生物質(zhì)能源

固體生物燃料

可再生城市固體垃圾

沼氣

液體生物燃料

GJ/人均

120．8

27．7

20．4

3．9

1．6

1．8

人均固體生物質(zhì)能源消費20．4吉焦,相當于5670千瓦時,該數(shù)據(jù)超過中國人均電力消費。人均3．9吉焦的可再生城市垃圾能源消費相當于1080千瓦時。

圖7 最終供熱消費(PJ)

圖8 獨立住宅供熱情況

丹麥的供熱最終端消費約200皮焦,其中108皮焦是區(qū)域供熱,91皮焦為單體建筑的供熱能耗。在單體建筑的供熱來源中,25．3%為燃料木柴、12．2%是生物質(zhì)成形顆粒、3．2%秸稈、0．2%燃料鍋爐,也即生物質(zhì)供暖的比重為40．9% 。59．1%的其他來源,包括使用熱泵、太陽能供暖、電直熱、地熱供暖等。

圖9  1990-2016丹麥生物質(zhì)在區(qū)域供熱中增長

區(qū)域供熱的能源來自生物質(zhì)的比重增長很大。2016年,生物質(zhì)和垃圾占比達到60%,僅生物質(zhì)占比就超過50%。過去二十幾年來,煤炭和石油在區(qū)域供熱中的比重大幅下降。天然氣占比在90年代有所增長,但到2010年后,已經(jīng)開始逐步降低。

圖10  2016年丹麥區(qū)域供熱生產(chǎn)情況

區(qū)域供熱的熱源:19．6% 城市垃圾熱電聯(lián)產(chǎn);2．2% 城市垃圾鍋爐18．3% 生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)(秸稈、木片和木質(zhì)成形顆粒)14．4% 生物質(zhì)鍋爐1% 的生物氣熱電聯(lián)產(chǎn)0．1% 的生物氣鍋爐

表2:2016年丹麥生物質(zhì)集中供熱生產(chǎn)單位

種類

數(shù)量

功率容量(MW)

熱容量(MW)

平均熱容量(MW)

城市固體垃圾熱電聯(lián)產(chǎn)

32

370

1．044

33

城市固體垃圾鍋爐

14

-

142

10

生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)

23

811

1．553

68

生物質(zhì)鍋爐

335

-

1．606

5

沼氣熱電聯(lián)產(chǎn)

156

109

142

1

沼氣鍋爐

24

-

47

2

總量

551

1．366

4．399

8

圖11  2016年丹麥生物質(zhì)能源的組成

丹麥的生物質(zhì)能源中,進口的比重僅占大約20%。

2016年,丹麥人口5 580 516,丹麥生物質(zhì)能源約為158．5皮焦,人均28．4吉焦。其中秸稈人均3．39吉焦、可生物降解垃圾人均3．76吉焦、木質(zhì)垃圾人均1．51吉焦、進口生物質(zhì)人均總量7．15吉焦。

(1皮焦=1*1012千焦,1千焦=0．27778瓦時,1皮焦=277777777．78千瓦時=0．28億千瓦時,1吉焦=277．78千瓦時)

即2016年,丹麥生物質(zhì)能源為44．38億千瓦時,人均7890千瓦時。秸稈人均942千瓦時,可生物降解垃圾人均1045千瓦時,木質(zhì)垃圾人均419千瓦時,進口生物質(zhì)人均1986千瓦時。

總  評

1． 丹麥依靠本土生產(chǎn)的生物質(zhì)所產(chǎn)生的人均能源量,大于了中國煤炭所產(chǎn)生的人均電力能源量。2． 丹麥的生物質(zhì)是集中供熱和單體建筑供熱的主體能源。3． 中國的生物質(zhì)供暖還有很大的潛力。4． 中國當前的煤改氣和氣改煤困境的重要解決渠道是大力發(fā)展煤改生物質(zhì)。

本文執(zhí)筆人為宋晨晨:清華大學能源轉(zhuǎn)型與社會發(fā)展研究中心博士后,“中歐生物質(zhì)清潔供熱研究課題組”成員,曾參與能源轉(zhuǎn)型萬里行歐洲考察。

圖為課題組成員考察聯(lián)合國環(huán)境署哥本哈根能效中心,與陳卓倫研究員合影

圖為課題組考察丹麥森訥堡

清華大學能源轉(zhuǎn)型萬里行歐洲考察團現(xiàn)在還有成員在歐洲,各位讀者可就感興趣的主題與我們溝通,或提供考察線索,課題組將創(chuàng)造機會加入考察計劃中。

圖為課題組訪問南丹麥大學

課題組研究成果

人大建議|人大代表姜希猛:清潔供暖大力推進“煤改生”

能源轉(zhuǎn)型萬里行:丹麥森訥堡零碳項目考察

能源轉(zhuǎn)型萬里行:戶用生物質(zhì)供熱系統(tǒng)--丹麥瑞典案例考察

車巍講座:丹麥能源童話-區(qū)域能源的啟示

丹麥能源童話13:自行車優(yōu)先--丹麥哥本哈根的自行車道路工程設計導則

丹麥能源童話12:如果中國的共享單車遇到丹麥的單車基礎設施-2

丹麥能源童話11:如果中國的共享單車遇到丹麥的單車基礎設施-1

丹麥能源童話10:第二大城市奧胡斯用生物質(zhì)和風電供熱

丹麥能源童話09:丹麥熱電聯(lián)產(chǎn)電廠都要配熱儲存設備

丹麥能源童話08:在“綠色國度”學習丹麥綠色發(fā)展經(jīng)驗

丹麥能源童話07:丹麥的4個大型儲熱工程

丹麥能源童話06:森訥堡2029年零碳路線圖

丹麥能源童話05:丹佛斯公司與供熱能源轉(zhuǎn)型

丹麥能源童話04:太陽能集熱器和超大型儲熱庫

丹麥能源童話03:生物質(zhì)供熱工廠考察

丹麥能源童話02:薩姆蘇島2030年100%可再生能源

丹麥能源童話01:丹麥能源轉(zhuǎn)型路線圖(2050年100%可再生能源)

調(diào)研:在丹佛斯公司感受丹麥能源童話

丹麥清潔供熱經(jīng)驗:儲熱將熱能消耗與電力生產(chǎn)分離

丹麥區(qū)域供熱經(jīng)驗:可再生能源供熱、熱電耦合

丹麥清潔供暖經(jīng)驗:向第四代區(qū)域供熱過渡

公眾號簡介

何繼江

清華大學社會科學學院能源轉(zhuǎn)型與社會發(fā)展研究中心常務副主任

清華大學科技與社會研究中心副主任

清華大學社會科學學院博士

清華大學能源環(huán)境經(jīng)濟研究所博士后

清華MBA校友能源環(huán)保協(xié)會副會長

這是何繼江的個人微信公眾號,也發(fā)布能源轉(zhuǎn)型與社會發(fā)展研究中心研究團隊的原創(chuàng)文章。

普及綠能,淘汰碳能。

推動能源革命,促進社會發(fā)展。