前言

　　在全球能源轉(zhuǎn)型的大背景下，我國(guó)積極探索能源清潔低碳高效利用的新路徑，以實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和的目標(biāo)。電力行業(yè)作為能源生產(chǎn)和消費(fèi)的核心領(lǐng)域，其綠色低碳轉(zhuǎn)型至關(guān)重要。煤電作為我國(guó)的主力電源之一，在保障電力安全穩(wěn)定供應(yīng)方面長(zhǎng)期發(fā)揮著基礎(chǔ)性作用，但同時(shí)也面臨著碳排放和環(huán)境壓力等諸多挑戰(zhàn)。
 

　　為應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，國(guó)家發(fā)改委和國(guó)家能源局聯(lián)合印發(fā)《煤電低碳化改造建設(shè)行動(dòng)方案(2024—2027 年)》，明確將生物質(zhì)摻燒列為煤電低碳化改造建設(shè)的首要方式，為煤電行業(yè)的低碳發(fā)展指明了新方向。這一方案的實(shí)施，不僅為豐富的生物質(zhì)資源提供了新的利用途徑，提高其利用率，減少資源浪費(fèi)和環(huán)境污染，還為推動(dòng)煤電的綠色低碳轉(zhuǎn)型提供了重要契機(jī)。

　　煤與生物質(zhì)耦合混燒發(fā)電技術(shù)作為一種創(chuàng)新的能源利用方式，具有顯著的優(yōu)勢(shì)和廣闊的應(yīng)用前景。它可以在不影響燃煤電廠正常運(yùn)行的前提下，利用生物質(zhì)部分替代煤炭，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的電力供應(yīng)，同時(shí)降低碳排放和污染物排放，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)。此外，該技術(shù)在資源綜合利用、工業(yè)供熱、農(nóng)村能源建設(shè)等多個(gè)領(lǐng)域也展現(xiàn)出巨大的潛力，對(duì)于促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、助力鄉(xiāng)村振興等具有重要意義。

　　電力供應(yīng)領(lǐng)域

　　穩(wěn)定電力輸出：煤電作為我國(guó)電力的 “壓艙石”，在當(dāng)前能源結(jié)構(gòu)中仍占據(jù)重要地位。生物質(zhì)與煤耦合混燒發(fā)電，可在不影響燃煤電廠正常運(yùn)行的前提下，利用生物質(zhì)部分替代煤炭，保障穩(wěn)定的電力供應(yīng)。例如，在用電高峰時(shí)期，既能發(fā)揮煤電的大容量、高穩(wěn)定性優(yōu)勢(shì)，又能通過(guò)摻燒生物質(zhì)實(shí)現(xiàn)一定程度的節(jié)能減排。

　　優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)：隨著新能源發(fā)電的不斷發(fā)展，燃煤機(jī)組裝機(jī)容量雖有所降低，但截至 2023 年上半年，燃煤發(fā)電量占全口徑發(fā)電量比例依然接近 60%。生物質(zhì)作為可再生的 “零碳” 能源，與煤耦合混燒有助于逐步降低對(duì)傳統(tǒng)煤炭的依賴，優(yōu)化我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)，推動(dòng)能源向清潔、低碳方向轉(zhuǎn)型。

　　節(jié)能減排領(lǐng)域

　　降低碳排放：在全球 “雙碳” 目標(biāo)的大背景下，電力行業(yè)減排任務(wù)艱巨。生物質(zhì)燃燒的碳排放強(qiáng)度極低，僅為燃煤的 1.8% 左右。通過(guò)生物質(zhì)與煤耦合混燒，可顯著降低煤電的碳排放水平，是實(shí)現(xiàn) “雙碳” 目標(biāo)的有效方法之一。例如湖北華電襄陽(yáng)發(fā)電有限公司的摻燒生物質(zhì)發(fā)電的機(jī)組，每年可實(shí)現(xiàn)減排二氧化碳 5 萬(wàn)噸，為我國(guó)的碳減排事業(yè)做出了積極貢獻(xiàn)。

　　減少污染物排放：生物質(zhì)原料中的硫、氮含量相對(duì)較低，燃燒過(guò)程中生成的二氧化硫、氮氧化物較少，與煤混燒可在一定程度上稀釋煤燃燒產(chǎn)生的污染物濃度，減少對(duì)大氣環(huán)境的污染，有助于改善空氣質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)環(huán)境效益與經(jīng)濟(jì)效益的雙贏。

　　資源綜合利用領(lǐng)域

　　解決生物質(zhì)廢棄物處理難題：我國(guó)每年產(chǎn)生大量的農(nóng)作物秸稈、畜禽糞便、林業(yè)廢棄物等生物質(zhì)資源，但目前利用率較低，部分甚至被隨意丟棄或露天焚燒，造成環(huán)境污染和資源浪費(fèi)。煤與生物質(zhì)耦合混燒發(fā)電項(xiàng)目，如華能日照電廠 68 萬(wàn)千瓦機(jī)組耦合生物質(zhì)發(fā)電示范項(xiàng)目，每年能夠消納大量的生物質(zhì)廢棄物，實(shí)現(xiàn)了資源的循環(huán)利用和環(huán)境的保護(hù)，為生物質(zhì)廢棄物提供了一條高效、環(huán)保的處理途徑。

　　提升土地資源利用效率：部分生物質(zhì)的種植，如能源作物的種植，可以在一些不適宜種植糧食作物的邊際土地上進(jìn)行，既不與糧食生產(chǎn)爭(zhēng)地，又能增加土地的產(chǎn)出和利用效率，同時(shí)為煤與生物質(zhì)耦合混燒發(fā)電提供穩(wěn)定的原料來(lái)源。

　　工業(yè)供熱領(lǐng)域

　　滿足工業(yè)用熱需求：在一些工業(yè)園區(qū)或工業(yè)集中區(qū)，存在大量的工業(yè)企業(yè)對(duì)蒸汽或熱水等熱能有持續(xù)穩(wěn)定的需求。煤與生物質(zhì)耦合混燒產(chǎn)生的熱能，既可以用于發(fā)電，也可以通過(guò)熱電聯(lián)產(chǎn)的方式滿足工業(yè)企業(yè)的供熱需求，實(shí)現(xiàn)能源的梯級(jí)利用，提高能源利用效率，降低企業(yè)的用熱成本。

　　促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展：工業(yè)企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的一些有機(jī)廢棄物，如廢木材、廢塑料等，可作為生物質(zhì)的補(bǔ)充原料參與耦合混燒發(fā)電，形成工業(yè)廢棄物與生物質(zhì)資源的循環(huán)利用鏈條，促進(jìn)區(qū)域循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

　　農(nóng)村能源建設(shè)領(lǐng)域

　　助力鄉(xiāng)村振興：在農(nóng)村地區(qū)建設(shè)煤與生物質(zhì)耦合混燒發(fā)電項(xiàng)目，可就地取材利用豐富的農(nóng)林廢棄物等生物質(zhì)資源，將其轉(zhuǎn)化為電能和熱能，不僅能滿足農(nóng)村居民的生活用電和取暖需求，還能為農(nóng)村產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供能源支持，促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，助力鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的實(shí)施。

　　改善農(nóng)村環(huán)境：減少農(nóng)村地區(qū)生物質(zhì)廢棄物的露天焚燒現(xiàn)象，降低空氣污染，改善農(nóng)村居住環(huán)境，同時(shí)通過(guò)項(xiàng)目建設(shè)和運(yùn)營(yíng)，還能為當(dāng)?shù)剞r(nóng)民提供就業(yè)機(jī)會(huì)，增加農(nóng)民收入。

　　具體實(shí)施過(guò)程中問(wèn)題

　　燃料特性方面

　　燃燒特性差異：生物質(zhì)的揮發(fā)分 / 固定碳比例更高，熱解溫度和著火溫度更低，熱解和燃點(diǎn)都會(huì)提前，且揮發(fā)分燃燒的熱量貢獻(xiàn)比顯著增加，導(dǎo)致生物質(zhì)火焰更接近燃燒器。同時(shí)，生物質(zhì)單位質(zhì)量熱值低，氧含量高，燃燒后火焰溫度較低，易出現(xiàn)殘?zhí)剂科叩膯?wèn)題，需要針對(duì)其特點(diǎn)充分考慮燃燒組織。

　　成分差異：生物質(zhì)普遍具有高水分、高氯含量等特點(diǎn)，其灰分中的堿和堿土金屬含量較高，更易造成爐內(nèi)腐蝕、沾污和結(jié)渣現(xiàn)象，影響鍋爐的正常運(yùn)行和使用壽命。

　　技術(shù)改造方面

　　改造建設(shè)壓力大：煤電企業(yè)在短時(shí)間內(nèi)面臨較大的改造建設(shè)壓力，如到明年首批改造建設(shè)項(xiàng)目就須全部開(kāi)工，且要實(shí)現(xiàn) “度電碳排放較 2023 年同類煤電機(jī)組平均碳排放水平降低 20% 左右” 的目標(biāo)，2027 年的度電碳排放更要求比 2023 年降低 50% 左右，這對(duì)技術(shù)應(yīng)用和項(xiàng)目改造建設(shè)進(jìn)度都是很大考驗(yàn)。

　　生物質(zhì)摻燒技術(shù)不成熟：目前國(guó)內(nèi)現(xiàn)有生物質(zhì)氣化技術(shù)尚不成熟，在轉(zhuǎn)化效率、成本控制、催化劑壽命等方面還存在不足，有待加大研發(fā)力度。

　　行業(yè)監(jiān)管方面

　　監(jiān)管機(jī)制不完善：如何精準(zhǔn)實(shí)施監(jiān)測(cè)計(jì)量、由誰(shuí)負(fù)責(zé)計(jì)量摻燒比例、控制原料成分質(zhì)量等細(xì)節(jié)問(wèn)題，都有待在實(shí)踐中進(jìn)一步摸索。如果缺乏有效的監(jiān)管機(jī)制和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，以及監(jiān)測(cè)、計(jì)量、上報(bào)、審核等一系列協(xié)同配合機(jī)制，政策很難落地執(zhí)行，容易出現(xiàn)執(zhí)行效果適得其反的情況。

　　經(jīng)濟(jì)成本方面

　　運(yùn)行成本高：煤電機(jī)組摻燒生物質(zhì)運(yùn)行成本大幅提高。從成本角度看，目前的上網(wǎng)電價(jià)水平難以支撐摻燒項(xiàng)目的收支平衡，除非通過(guò)碳市場(chǎng)去彌補(bǔ)，但碳配額價(jià)格的不確定性較大。

　　燃料供應(yīng)不穩(wěn)定：生物質(zhì)燃料的收集具有明顯的季節(jié)性，燃料來(lái)源不穩(wěn)定，存儲(chǔ)占用空間大，很難完成大規(guī)模替代燃煤，其產(chǎn)業(yè)鏈還不成熟，缺乏集中的統(tǒng)一規(guī)劃。

　　行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)方面

　　煤電的改造建設(shè)引入生物質(zhì)，可能會(huì)哄抬生物質(zhì)原料市場(chǎng)價(jià)格，從而進(jìn)一步加大近年來(lái)本就受國(guó)補(bǔ)退坡及拖欠等問(wèn)題困擾的生物質(zhì)發(fā)電企業(yè)的經(jīng)營(yíng)成本，部分項(xiàng)目盈利空間將不斷縮小甚至陷入虧損境地。這樣一來(lái)，市場(chǎng)投資者將對(duì)生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目的投資回報(bào)持更為謹(jǐn)慎的態(tài)度，從而影響行業(yè)投資規(guī)模和發(fā)展速度。

　　煤與生物質(zhì)耦合混燒發(fā)電技術(shù)具有多方面的應(yīng)用場(chǎng)景和顯著的優(yōu)勢(shì)，對(duì)于我國(guó)實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型、節(jié)能減排、資源綜合利用和鄉(xiāng)村振興等目標(biāo)具有重要的推動(dòng)作用。但在具體實(shí)施過(guò)程中，仍需關(guān)注并解決燃料特性差異、技術(shù)改造、行業(yè)監(jiān)管、經(jīng)濟(jì)成本等諸多問(wèn)題，以確保該技術(shù)的健康、可持續(xù)發(fā)展。

　　發(fā)展前景與應(yīng)對(duì)策略

　　盡管面臨諸多問(wèn)題，但煤與生物質(zhì)顆粒耦合混燒發(fā)電的發(fā)展前景依然廣闊。我國(guó)生物質(zhì)資源豐富，每年產(chǎn)生的農(nóng)作物秸稈、畜禽糞便、林業(yè)廢棄物等總量巨大，該方案的實(shí)施將為這些生物質(zhì)資源提供新的利用途徑，提高其利用率，減少資源浪費(fèi)，同時(shí)有助于緩解我國(guó)廢棄物處理帶來(lái)的環(huán)境壓力，實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用。

　　為推動(dòng)煤與生物質(zhì)顆粒耦合摻燒發(fā)電的健康發(fā)展，需要政府、企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)等各方共同努力。政府應(yīng)加強(qiáng)政策引導(dǎo)和監(jiān)管，完善相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，加大對(duì)生物質(zhì)摻燒技術(shù)研發(fā)的支持力度;企業(yè)應(yīng)積極探索適合自身的技術(shù)路線和商業(yè)模式，加強(qiáng)與科研機(jī)構(gòu)的合作，提高技術(shù)水平和管理能力;科研機(jī)構(gòu)應(yīng)加大對(duì)生物質(zhì)摻燒技術(shù)的研發(fā)投入，攻克關(guān)鍵技術(shù)難題，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供技術(shù)支撐。

　　相信在各方的共同努力下，煤與生物質(zhì)顆粒耦合混燒發(fā)電技術(shù)將不斷完善和成熟，為我國(guó)實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)和能源轉(zhuǎn)型做出重要貢獻(xiàn)。

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