2017年11月上旬，黑龍江省部分地區(qū)由于秸稈焚燒治理不力導(dǎo)致空氣質(zhì)量爆表。11月28日，黑龍江省農(nóng)業(yè)委員會(huì)和哈爾濱、佳木斯、雙鴨山、鶴崗4市政府更是因空氣污染問題被環(huán)保部約談。秸稈露天焚燒直接污染大氣環(huán)境，對(duì)重污染天氣的形成和加重起到推波助瀾作用。尤其是秋冬季節(jié)秸稈焚燒，對(duì)PM2.5日均濃度影響的貢獻(xiàn)率在14%至55%之間。
解決秸稈焚燒問題，生物質(zhì)發(fā)電是途徑之一，但由于政策原因，我國(guó)生物質(zhì)發(fā)電長(zhǎng)期采用直燃發(fā)電技術(shù),由于機(jī)組容量小、參數(shù)低，該技術(shù)發(fā)電效率一般不高于25%，而且因?yàn)槿剂鲜占?jīng)濟(jì)性問題，導(dǎo)致在國(guó)家補(bǔ)貼持續(xù)十多年不變的情況下，技術(shù)得不到突破性進(jìn)步，也沒實(shí)現(xiàn)切實(shí)解決秸稈田間焚燒致霾的初衷。
燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電是另一途徑。國(guó)際上，作為一項(xiàng)成熟的技術(shù)，利用現(xiàn)役大容量、高效率燃煤機(jī)組，燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電效率可達(dá)到40%~46%。在我國(guó)，利用現(xiàn)役煤電環(huán)保集中治理平臺(tái)，生物質(zhì)發(fā)電的大氣污染物排放濃度可降至生物質(zhì)直燃發(fā)電的六分之一。
一項(xiàng)經(jīng)濟(jì)有效的技術(shù)
碳減排是我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)綠色低碳可持續(xù)發(fā)展的客觀要求，燃煤生物質(zhì)耦合發(fā)電具有生物質(zhì)能電力二氧化碳零排放的特點(diǎn)，可較大幅度消減煤電的碳排放。隨著我國(guó)碳減排制度體系建設(shè)和碳排放交易市場(chǎng)建設(shè)的日趨完善，燃煤生物質(zhì)耦合發(fā)電將迎來良好的發(fā)展機(jī)遇。
燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)是指：生物質(zhì)在循環(huán)流化床氣化爐中完成高效氣化，產(chǎn)生燃?xì)饨?jīng)過凈化系統(tǒng)除塵后，以熱燃?xì)獾姆绞街苯铀腿氪笮腿济弘娬惧仩t，與煤粉進(jìn)行混燒，利用原有發(fā)電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高效發(fā)電的技術(shù)。
該技術(shù)提供了一種經(jīng)濟(jì)有效的方法，利用大型燃煤電站機(jī)組的高參數(shù)，將生物質(zhì)高效轉(zhuǎn)化為電能，實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)的有效利用，以緩解能源危機(jī)和溫室氣體污染問題。
針對(duì)生物質(zhì)難以在大型火力電站應(yīng)用的問題，采取循環(huán)流化床氣化方式與大型燃煤電站進(jìn)行耦合高效發(fā)電的方法，進(jìn)行了物質(zhì)和能量平衡計(jì)算和循環(huán)流化床內(nèi)流場(chǎng)組織，開發(fā)了系列循環(huán)流化床氣化裝置，實(shí)現(xiàn)了生物質(zhì)在大型燃煤機(jī)組內(nèi)穩(wěn)定的耦合發(fā)電，生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為電能的效率可超過37%，遠(yuǎn)高于現(xiàn)有的生物質(zhì)直燃發(fā)電，并可獲得生物質(zhì)電價(jià)補(bǔ)貼，具有良好的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)效益。
可實(shí)現(xiàn)超低排放
生物質(zhì)氣化耦合發(fā)電項(xiàng)目有諸多優(yōu)點(diǎn)。生物質(zhì)氣化耦合發(fā)電效率35%~40%;生物質(zhì)氣化發(fā)電部分與電網(wǎng)單獨(dú)結(jié)算，可精準(zhǔn)計(jì)量，接受第三方監(jiān)督，享受生物質(zhì)電價(jià)補(bǔ)貼，目前運(yùn)行項(xiàng)目已享受0.75元每千瓦時(shí)電價(jià)補(bǔ)貼;根據(jù)電價(jià)不同，靈活調(diào)整氣化產(chǎn)品，保障項(xiàng)目高收益;生物質(zhì)灰分進(jìn)電站鍋爐前被收集，避免了對(duì)電站鍋爐受熱面的腐蝕;高溫燃?xì)廨斔秃腿紵^程無焦油析出;生物質(zhì)氣化耦合發(fā)電充分利用燃煤機(jī)組的煙氣超低排放處理裝置，實(shí)現(xiàn)超低排放，清潔發(fā)電;電力行業(yè)已納入碳減排交易市場(chǎng)，每增加1兆瓦生物質(zhì)耦合發(fā)電裝機(jī)，減排二氧化碳0.826噸每小時(shí)。
以60萬千瓦的燃煤機(jī)組為例，耦合3萬千瓦的生物質(zhì)量，按生物質(zhì)發(fā)電每年運(yùn)行5000小時(shí)計(jì)算，每年可以減少12.39萬噸的二氧化碳排放，按照我國(guó)碳交易平均價(jià)格50元每噸，單二氧化碳減排就可以創(chuàng)造619.5萬元的效益。
燃煤耦合農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)可破解秸稈田間直燃難題。燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)是指秸稈經(jīng)過簡(jiǎn)單預(yù)處理之后，以熱解氣化的方式產(chǎn)生燃?xì)庵苯铀腿腚娬惧仩t，與煤粉進(jìn)行混燒，利用原有燃煤發(fā)電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高效發(fā)電。燃煤電站耦合生物質(zhì)發(fā)電建設(shè)周期、發(fā)電效率、工藝流程、環(huán)保特性、效益等多個(gè)方面優(yōu)勢(shì)突出，代表了生物質(zhì)發(fā)電的方向，為我國(guó)的節(jié)能減排作出了突出貢獻(xiàn)，創(chuàng)造了環(huán)保、高值、持續(xù)的運(yùn)營(yíng)模式，實(shí)現(xiàn)了社會(huì)效益、環(huán)保效益、經(jīng)濟(jì)效益的三翼齊飛。
同時(shí)，生物質(zhì)氣化耦合發(fā)電還破解了秸稈的社會(huì)治理難題。我國(guó)具備煤電耦合生物質(zhì)發(fā)電的資源條件。我國(guó)每年產(chǎn)生的農(nóng)林廢棄殘余物約12.5億噸。其中,可供收集的農(nóng)作物秸稈資源量約6.9億噸，除肥料、飼料、基料、原料等產(chǎn)業(yè)消納約3.5億噸外，可供能源化利用的約3.4億噸;還有可供能源化利用的林業(yè)加工剩余物約3.5億噸。
能源轉(zhuǎn)型的必然選擇
燃煤生物質(zhì)耦合發(fā)電通過現(xiàn)役煤電機(jī)組的高效發(fā)電系統(tǒng)和環(huán)保集中治理平臺(tái)，盡力消納田間露天直燃秸稈，規(guī)?；瘏f(xié)同處理污泥，實(shí)現(xiàn)燃料靈活性，降低存量煤電耗煤量，提升可再生能源發(fā)電量。
從煤電機(jī)組在電力結(jié)構(gòu)中占主體地位的國(guó)情出發(fā)，燃煤生物質(zhì)耦合發(fā)電是優(yōu)化能源資源配置、破解污染治理難題、促進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)、推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)綠色發(fā)展的有力舉措。
針對(duì)秋冬霧霾，國(guó)家能源局和環(huán)保部聯(lián)手出新政。2017年12月4日，國(guó)家能源局和環(huán)保部發(fā)布《關(guān)于開展燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電技改試點(diǎn)工作的通知》，建議發(fā)電企業(yè)積極參與燃煤生物質(zhì)耦合發(fā)電工作，試圖破解秸稈田間直焚等環(huán)境治理難題，也是當(dāng)前我國(guó)煤電轉(zhuǎn)型升級(jí)的新路徑。
為了實(shí)現(xiàn)中國(guó)能源的轉(zhuǎn)型，力爭(zhēng)2030年非化石能源發(fā)電量占比不低于50%，大力發(fā)展燃煤生物質(zhì)耦合發(fā)電是必然選擇。
生物質(zhì)與燃煤直接混合燃燒耦合發(fā)電技術(shù)雖然運(yùn)行效率高、技術(shù)成熟，但是也存在生物質(zhì)燃料應(yīng)用量的在線監(jiān)測(cè)難題。因此，國(guó)家要求，試點(diǎn)項(xiàng)目應(yīng)建立生物質(zhì)資源入廠管理臺(tái)賬，詳細(xì)記錄生物質(zhì)資源利用量，采用經(jīng)國(guó)家強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證的計(jì)量裝置，可再生能源電量計(jì)量在線運(yùn)行監(jiān)測(cè)數(shù)值同步傳輸至電力調(diào)度機(jī)構(gòu)，數(shù)據(jù)留存10年。這一要求有望克服此前業(yè)內(nèi)比較擔(dān)心的生物質(zhì)資源利用量可能做假導(dǎo)致騙補(bǔ)的問題。
