生物质热电联产治理县域燃煤污染

2017-11-14 02:18姚红
电器工业 2017年10期
关键词:生物质能热电供热

/本刊记者 姚红/

政策解读

生物质热电联产治理县域燃煤污染

/本刊记者 姚红/

当前全国部分地区大气污染和雾霾形势严峻,县域燃煤消费是主要的污染源之一。生物质热电联产是重要的区域清洁供热方式,为中小型区域提供清洁供暖和工业蒸汽,直接在用户侧替代燃煤,是治理县域燃煤污染的重要举措。我国生物质资源丰富,分布较广,生物质热电联产发展空间较大。

国家开展生物质热电联产县域清洁供热示范项目建设

为落实中央财经领导小组第14次会议精神,推进区域清洁能源供热,减少县域(县城及农村)燃煤消费,有效防治大气污染和治理雾霾,8月4日,国家能源局综合司印发了《国家能源局综合司关于开展生物质热电联产县域清洁供热示范项目建设的通知》(国能综通新能〔2017〕65号)。要求各省(区、市)发展改革委(能源局)于9月15日前组织申报本省生物质热电联产县域清洁供热示范项目,并对示范新建项目优先核准,保障示范项目享受各地清洁供热支持政策,建成后优先获得国家可再生能源发电补贴。

示范项目须为农林生物质热电联产或城镇生活垃圾焚烧热电联产新建项目或技改项目,民用负荷为县城(或地级市辖区)、人口较多的乡镇,工业负荷为县级行政区工业园区。示范项目具体须满足四个条件。一是新建项目须符合《国家能源局关于可再生能源发展“十三五”规划实施的指导意见》(国能发新能〔2017〕31号)及本省(区、市)生物质发展规划。二是示范项目应在2019年采暖季前建成(或完成技改),配套热网应同步建成,开始供热。三是示范项目以民用采暖为主,县城采暖面积不小于20万平方米,单个乡镇(或独立的工商业设施等)采暖面积不小于2万平方米,采暖季热电比不小于100%;以工业热负荷为主的,年平均热电比不小于100%。四是示范项目应满足污染物排放控制及其他要求。

《国家能源局关于可再生能源发展“十三五”规划实施的指导意见》已一次性下达了生物质发电的(主要包括农林生物质发电和垃圾焚烧发电)“十三五”规划布局规模。各省(区、市)能源主管部门根据规划布局,组织开展项目核准工作,每年2月底之前上报上一年度项目核准及建设运行情况。“十三五”中期组织开展本地区生物质发电“十三五”规划修编,进行滚动调整。

生物质热电联产能有效治理散煤污染难题

生物质热电联产项目具有绿色低碳环保的特点,是治理县域燃煤污染的有效途径。国家能源局综合司此次组织开展生物质热电联产示范项目建设,将为治理县城散煤、特别是农村散煤开辟新路子,为探索生物质发电全面转向热电联产道路、完善生物质热电联产政策提供依据。

中国的大气污染问题很大程度上是来自于能源结构,或更确切地讲是来自于煤的燃烧而造成的。为减少工业领域的燃煤污染,政府综合施策、多举措并举:一是调整能源结构。比如,北京将火电厂及供热企业的燃料从煤改为天然气。二是关停淘汰钢铁、火电、建材等行业的过剩产能及落后产能,从源头降低煤炭的消费量。三是给工业企业分解下达节能减排目标,实施二氧化碳定额分配及交易制度、污染物排放许可证制度等。这些政策倒逼企业采用先进的节能减排技术及装备,通过节能从源头减少煤炭等能源的消耗,通过污染物的回收处理从排放末端减少污染物的排放。比如,中国政府已在推动燃煤电厂的超低排放改造工程,要求电厂排放的二氧化硫、氮氧化物和烟尘接近天然气电厂的水平,这是一项革命性的变革和举措,会对我们解决雾霾问题带来积极的影响。

另外一个重要的方面,煤炭对雾霾及空气污染的影响就是散煤的问题。散煤是一个比较难的问题,因为它涉及到千家万户。一吨散煤燃烧的排放相当于五到十吨电厂排放的污染物,而且随着人民群众生活水平提高,散煤的用量在增加。散煤消耗存在总量大但用户分散的特点,对其进行节能减排改造显然在经济上不可行。

国家环境保护部的监测显示,民用散煤燃烧排放是京津冀及周边地区大范围重污染的主要成因。因此,专家们建议京津冀及周边地区治理雾霾要更加注重整治散煤污染。《国家能源局综合司关于开展生物质热电联产县域清洁供热示范项目建设的通知》为治理县域特别是农村地区的散煤污染开出了针对性很强的“药方”:生物质热电联产。

生物质热电联产替代散煤供热益处较多。一是以秸秆、修剪树枝、玉米芯等替代煤作为燃料能节省煤,减少煤的消耗必然相应减少污染物的排放。二是消纳了秸秆、修剪树枝、玉米芯等农林废弃物,可以有效减少其露天焚烧所产生的污染物。三是农民可以通过收集、出售农林废弃物来增加收入。同时,生物质热电厂可以在附近村民中招工,农民可以就近就业来增加收入。比如,河北华达涿鹿生物质发电厂于2017年9月1日上午10时18分18秒正式发电并网,为涿鹿县人民用电以及即将到来的冬季供热提供了强有力的保障。该厂总投资约2.6亿元,装机规模2.5MW。作为新型能源企业主要以秸秆、修剪树枝、玉米芯等绿色能源作为发电燃料,预计每年燃用材料24万吨、为国家电网提供绿色清洁电力1.53亿kWh、节约6万吨标准煤,实现就业100多人,带动当地农户增收。

生物质燃料的平衡工作和保障规划

随着国家生物质热电联产县域清洁供热示范项目建设的开展,在全国县域范围必将兴起一场生物质热电联产项目的建设高潮。俗话说“兵马未动,粮草先行”,在这波高潮来临前,我们有必要提前关注生物质热电厂燃料的来源及保障情况,各地要根据生物质发电规划规模及项目申报情况提前做好燃料平衡工作和燃料保障规划。

在国家能源战略和政策的指引下,我国的可再生能源发电取得了辉煌的成绩,特别是风力发电和光伏发电的装机量已经列居世界第一位。相比之下,生物质发电虽然也得到了政策支持,但与世界先进国家相比,尚存在较大差距。截至2016年底,中国生物质发电装机达到1214万kW、装机容量占比约为0.7%,生物质发电量为647亿kWh、占比约为2.1%,其中农林生物质发电636万kW。农林生物质发电是生物质发电的主要领域,近年来得到了普遍重视,但是由于存在多个掣肘因素,导致其发展并不顺利。由于农林生物质来源分散、收储困难、物流价格高、中间成本大等原因导致生物质燃料保障度低是业界共识。

农林生物质燃料的来源主要是收集农林生产废弃物和种植生物质能源林两种,相比收集农林生产废弃物,种植生物质能源林是破解生物质燃料来源少、保障度低的重要途径。生物质能源林作为燃料的最大优点是热值高,以灌木柳为例,与秸秆、稻壳相比,它的单位体积热值高83.33%。规模化利用的成熟方式是生物质发电,高效多联产产业链开发是未来方向。

种植生物质能源林发展前景广阔。国家发改委、能源局发布的《能源生产和消费革命战略(2016-2030)》提出了非化石能源跨越发展行动。到2030年,非化石能源发电量占全部发电量的比重力争要达到50%,并明确提出要大力推进生物质能原料基地建设,扩大生物质能利用规模。因此,生物质发电具有较大的发展空间,加快发展种植生物质能源林正逢其时。

生物质能源林可以采用种植园模式,规模化、集约化栽培。选用良种无性系、矮化密植、机械化作业、短轮伐期生产方式进行原料生产,保障原料产量和可持续供应,避免树种退质老化。生物质能源林种植占地面积大,可以充分利用滩涂、盐碱地、荒地和闲置土地,在有基本水源保障条件下,发展种植园。还可以与煤矿塌陷区治理,被污染土地生态修复,河道与高速公路绿化结合种植能源林,在这方面瑞典、美国有不少成功范例。

另外,可以利用植物修复技术将生物质能源林种植与土壤、水环境治理相结合。植物修复就是采用种植灌木柳等植物,通过植物的吸收、挥发、根滤、降解、稳定等作用,净化土壤或水体中的污染物,如重金属、有机物或放射性元素等,达到净化环境的目的。植物修复是一种很有潜力、正在发展的清除环境污染的绿色技术。在被污染的土地或水体的潮间带大规模种植灌木柳可以起到植物修复作用,同时通过间作和短周期轮伐又可以大批量生产优质生物质燃料,发展包括发电在内的下游产业,在改善环境的同时,产出经济效益,实现一举多得。这个概念也可以引入被重金属污染的农田进行休耕轮作。

选择和培育生物质能源林适宜树种。生物质能源林分为燃油能源林、生物发电能源林与薪炭能源林。燃油能源林树种包括续随子、霍霍巴、油楠等,生物发电能源林树种包括柳树、桉树、杨树等,薪炭能源林树种相对较多。生物发电能源林与薪炭能源林可统称为燃料能源林。国外十分重视燃料能源林树种选育及高产培育技术研究和实践。瑞典、丹麦、美国和加拿大多以柳树无性系能源林的种植为主,这种林木热值高、产量大,轮伐周期短,生长寿期长。瑞典农业大学利用柳属杂交无性系建立了灌木柳的短期轮伐制度体系。国内种植生物发电能源林尚未形成规模,有公司从国外引种了无性系灌木柳,品质优,产量明显高于国内传统柳树的产量。国内研究院所也在开展相关研究。有研究资料表明,以灌木型杂交柳营建的灌木林为例,每年可形成生物质约20吨/公顷,其热值约4500kcal/kg,是优良的生物质燃料,可以3~5年平茬收获一次,种植一次可以平茬经营20~30年,甚至更长。

总之,只要生物质热电厂的燃料能得到可靠保障,结合中国的农村城市化进程,生物质热电联产清洁供热替代散煤的目的必定能实现。同时,生物质发电的快速发展将为中国治理、改善空气质量和完成节能减排目标发挥重大作用。

《国家能源局综合司关于开展生物质热电联产县域清洁供热示范项目建设的通知》为治理县域特别是农村地区的散煤污染开出了针对性很强的“药方”:生物质热电联产。

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