生物质能在我国完成碳达峰与碳中和的巨大潜力
一、煤电排放占我国碳排放的最大份额
世界动力署在其《2050年动力零排放路线图陈述》中指出，CO2排放的要点动力职业是电力、工业、交通和修建这四大范畴，并且着重，电力范畴应是全球最早完结零碳化的要点排放范畴。陈述提出了到2040年，全球煤电从能效最低的亚临界机组开端，燃煤电厂将逐步被彻底筛选的路线图。我国的燃煤发电的总装机容量到2021年已达11亿千瓦，尽管其占比现已下降至50%以下，但煤电的发电量占比依然超越60%。2020 年我国碳排放总量113亿吨，其间动力范畴碳排放99亿吨，占比88%；全国火电发电量为53300亿度，碳排放实践统计数据为51.2亿吨，占当年我国CO2总排放量比重的51.76%。何况，跟着工业化、城镇化深化推进，我国动力消费总量将在 2030 年前后达峰后，电力需求仍将持续增长。严峻的实践是，要完结碳达峰和碳中和，动力是主战场，煤电减碳是主力军。不首要完结煤电大起伏减碳，“双碳”方针是不行能到达的。
二、无可代替
依据我国电力开展规划，到2030年，可再生的风电和太阳能发电的总装机容量将到达12亿千瓦以上，但在“双碳方针”和树立以新动力为主体的新式电力体系的推进下，估量到2030年，新动力装机将大大超越原规划而会到达17亿千瓦以上。可是有必要看到，风电和太阳能发电有着不行忽视的短板，那便是“不行控”， 是一个不安稳的间歇电源。其装机的发电才能严峻受限于昼夜日照、时节改动、气候阴晴、风力巨细等天然气象条件的约束。据报道，2019年在全国非化石动力发电量占比仅为32.6%状况下，风电和光电就现已遍及面对并网难、消纳难、调度难等问题。2021年2月，美国德克萨斯州因酷寒气候，全州电网在4分钟内彻底溃散。450万户家庭和很多企业失掉电力；长达数天的断电形成近百人逝世。其间一个主要原因，是已占适当产能比的风电和光伏电源，因风叶冻住和接连阴霾气候而无法出力。我国去冬今春南边数省频频拉闸限电，则是因降雨少影响水力发电，以及风、光条件差影响到风电和光伏电的正常运转。
实践上，我国现有的大型煤电机组在我国电力出产中的根底支撑效果将难以代替。首要，我国煤电为主的电源结构是我国缺油少气、煤炭丰厚的资源禀赋特色决议的，是建国以来70多年，尤其是近30多年来全国电力阵线广阔干部职工和技能人员，经过自给自足艰苦斗争、引入消化吸收国外先进技能、斗胆活跃立异树立起来的，形成了一个世界最大和抢先、布局合理、安稳牢靠的煤电出产和电力运送装备的巨大体系，强有力保证和支撑了国家的动力安全、出产和社会开展、公民日子水平不断进步的需求。我国现已成为世界煤电出产最强国，这个前史进程和成果具有巨大的惯性，改动起来绝非短期，更非一朝一夕之功。
跟着我国工业结构的调整和城市化进程，电力需求侧的结构性改动显着，负荷不安稳和改动起伏添加剧烈，要求发电侧具有深度随动的主动性，电网的调度调理高度灵敏。如上所述，风电和光伏发电在现在大规模储能技能未获打破的状况下，彻底不能满意这些要求，而我国大型煤电体系则能习惯需求侧的改动。
如前所述，我国已建成的大容量超（超）临界参数和亚临界参数机组的总容量有8.73亿千瓦，这些机组及其配套设备、输配电体系的财物总量高达数以10万亿公民币。这笔巨大的财物是国家和公民长时刻斗争堆集起来的财富。这些机组执役时刻大都不长，合理“芳华”和“年富力强”的好岁月，决不能轻易地让它们以“低碳转型”的名义提早退役，形成不行拯救的巨大损失。假如以全新的出产、储能（现在还没有老练的技能）和不安稳的风景发电体系来替换上述煤电体系的电量出产才能，其出资和运转本钱的高企将可想而知。
三、生物质与煤耦合发电是煤电
生物质发电和风力发电、太阳能发电等可再生动力电力相同，都是（近）零碳排放的电力出产方式，并且还具有风力发电和太阳能发电所没有的优势：即在天然界，年度再生的农、林剩余物资源量比较安稳；燃料能够运送、贮存以便终年均衡运用。运用大型高效燃煤机组混烧生物质燃料发电，是世界上完结生物质发电的一种先进技能。不只比现有的生物质直燃发电(一般为中、小发电厂)的发电功率高，并且能够显着下降煤电机组的碳排放量，进步煤—生物质耦合发电的灵敏性，加强煤电出产的可持续性，是煤电走向低碳化一条实践可行、也是仅有的途径。
世界上在大型燃煤发电厂中选用生物质混烧技能，源于1997年12月在日本京都经过的《联合国气候改动结构条约的京都议定书》。该议定书的意图，是约束发达国家二氧化碳的排放量以按捺全球气候改动。自那时以来，发达国家尤其是欧盟国家，就开端在法规方针和技能上采纳各种办法以下降煤电的碳排放。其间最主要的技能，便是选用燃煤与生物质耦合混烧发电。生物质混烧技能逐步老练起来后，得到了很好的推行和运用。
四、英国和丹麦封闭煤电的底气
以丹麦为例。2017年，现代生物动力现已占到可再生动力的近七成(69%)。其最主要的奉献，是在热电联产范畴以生物质燃料特别是生物质成型颗粒燃料代替煤炭。因为在技能上处理了多掺富含钾和氯的秸秆易发生锅炉结焦的问题，1992年，功率为7.8万千瓦的midkraft发电厂运用秸秆与煤混燃发电即已到达50%:50%的份额，年消化秸秆7万吨。1999年，丹麦已完结运用120万吨秸秆(占全国年产秸秆350万吨近三成)及20万吨木切片与煤混燃发电的方针(质料缺乏部分进口)。丹麦动力信息署(EnergiNet) 估量，生物质能已占到全国发电动力消费量的四分之一以上；并估量，跟着越来越多的生物质(包含沼气)热电联产项目投产，到2026年这个数字将进步为57%。英国则是在在强有力的鼓励方针推进下，从上世纪末起，煤电生物质耦合发电得到微弱的开展。经过20多年的煤电厂生物质耦合混烧燃煤发电的实践，终究使英国一切的大型燃煤电厂悉数改形成为生物质混烧。最典型的是英国装机容量最大Drax电厂。该电厂共装有6台66万千瓦燃煤机组。从2003年在一台机组上改造混烧5%的生物质开端，不断添加生物质混烧比，直至悉数煤电机组均改形成生物质混烧，最总算2018年完结了4台66万千瓦煤电机组100%焚烧生物质颗粒燃料。成为世界上最大的生物质燃料火电厂。与此同时，该厂经过国内外两个商场，处理了年需1000万吨生物质颗粒燃料的供给问题。因而，依据他们的经历，大型燃煤机组进行煤—生物质混燃发电在技能上是非常老练的，为我国煤电职业学习世界经历完结低碳转型展现了一条阳关大道。并且我国大型燃煤机组的特别优势是能够使煤—生物质混烧发电如虎添翼。其优势之一是我国的燃煤机组世界最高供电功率和最低供电煤耗，其二具有深度调峰的负荷调理技能， 使机组负荷调理规模到达100%—20%，第三是烟尘、SO2、NOX等惯例大气污染物都能到达超低排放。
1. “绿色”发电方针，即规则一切发电公司有必要完结必定方针的碳零排放发电量；
3. 完不成“绿色”发电“方针的予以赏罚；
正因为有了如此的成功革新，英国和丹麦才有底气正式宣告，将分别在2025年和2030年，悉数封闭一切的煤电厂。丹麦和英国等国的经历标明，燃煤火电厂要完结经过煤-生物质混烧到达低碳开展的意图，有必要具有三个条件：
2、树立牢靠的生物质燃料的供给商场；
而条件条件则是，有必要要有满足并且比较安稳的生物质燃料供给。在生物质料资源方面，我国有着不行忽视的优势。
我国的国情决议，咱们不行能像欧美国家那样很多进口生物质能的质料。因而，决议我国当时和往后大规模运用生物质能的要害，首要是资源量潜力，其次是将理论资源潜力转变为实践运用的才能。
咱们对边沿土地栽培动力植物的巨大潜力的准确测算成果是，适合栽培动力植物(灌木，草类)的3类边沿土地即灌木林、疏林地和低掩盖度草地，面积算计为1.79亿公顷；以1公里栅格为单位，先计算出180万个土地单位的净初级出产力(NPP)，然后折算为动力植物的生物量和地上部(可运用)生物量，再折算为能量。将年动力植物能量加上预算的可运用年有机抛弃物(包含农作物秸秆、农产品加工剩余物、畜禽粪便、林业育婴、砍伐和加工剩余物、城市日子废物、工业废水/日子污水和餐饮废油)折能量，得到年生物质能总资源量为9.56亿吨规范煤(考虑到畜禽粪便、废、污水和废油不适合耦合发电，发电可用生物质资源量为5.69 吨规范煤)。需求着重指出的是，该资源潜力是动力植物在彻底天然(成长)条件下的状况。假如人工栽培，必然会添加投入(水、肥，选种等)和办理，则动力植物的生物量和动力潜力将可翻一、两番乃至更多。与此同时，跟着出产和日子水平的不断进步，城乡有机废物的资源量也还会持续添加。扩展造林面积也将添加“三剩物”的产出。因而，到时生物质可运用的年资源量将超越20亿吨规范煤。而当时我国用于发电的燃煤量每年约折合为16亿吨规范煤。
而假如换一个视点看，这样一个年总产值超万亿元的巨大支柱型工业和商场，包含极端很多的劳动力岗位，恰恰是复兴村庄的急需。一些生物质直燃电厂前几年参加扶贫攻坚的实践已证明，乡村存在很多抛弃的和无人收成的农、林有机物。只需树立终年的收购站，一个弱劳力乃至残疾人，靠搜集出售这些质料，年收入也能上万元乃至数万元。
六、对我国高质量低碳发电的几点主张
1. 首要是选用现现已过演示运转的煤电晋级改造立异技能，对现有在役的煤电机组进行晋级改造，除了将落后低功率高煤耗的机组进行筛选外，对一切在役的煤电机组，包含30万千瓦、60万千瓦和100万千瓦等级的亚临界、超临界和超超临界机组，拟定详细的供电煤耗要求和碳排放强度规范，以及灵敏性低负荷功能要求，限时完结，不然不许上网运转。力求在“十四五”期间尽可能完结对一切在役的煤电机组的晋级改造。完结在役煤电机组的高效和低煤耗开展，实践上这是完结煤电与生物质耦合发电的根底和条件。
3. 拟定系列方针，推进在边沿土地上栽培灌木、草类等动力植物以及有林地的改造，树立农、林抛弃物和动力植物收、储、运和初加工的工业链。推进树立全国性的生物质燃料供需商场。生物质发电运用由小型直燃发电厂逐步转为以大型燃煤电厂混烧运用为主。
对煤电高质量低碳开展提出三步走的主张：即进一步筛选煤电的落后产能；对依然需求持续执役的非最早进机组本身的晋级改造；大型高效煤电机组生物质耦合混烧发电和推进CCUS技能的研制和运用。其间，首要是对在役机组的晋级改造，以进一步下降煤耗减排二氧化碳；二是使煤电的生物质耦合混烧发电起到承上启下的效果，在煤电本身经过立异改形成为高功率低煤耗灵敏性机组的根底上，再进一步下降其碳排放。这样就能发明一个时刻窗口，为选用CCUS等技能终究完结煤电的碳零排放打下根底。而我国推进开展煤和生物质耦合混烧发电的要害，是“完善绿色低碳方针和商场体系”，“拟定和施行相应的扶持鼓励生物质混烧方针”和“树立和开展生物质燃料的供需商场体系，完结国内和世界两个生物质颗粒燃料商场的双循环”。咱们信任，只需坚定地依照党中央和习近平总书记关于“3060”双碳方针的战略决策的一系列指示和要求，想方设法走煤电低碳开展的路途，咱们的方针就必定会完结。
世界动力署在其《2050年动力零排放路线图陈述》中指出，CO2排放的要点动力职业是电力、工业、交通和修建这四大范畴，并且着重，电力范畴应是全球最早完结零碳化的要点排放范畴。陈述提出了到2040年，全球煤电从能效最低的亚临界机组开端，燃煤电厂将逐步被彻底筛选的路线图。我国的燃煤发电的总装机容量到2021年已达11亿千瓦，尽管其占比现已下降至50%以下，但煤电的发电量占比依然超越60%。2020 年我国碳排放总量113亿吨，其间动力范畴碳排放99亿吨，占比88%；全国火电发电量为53300亿度，碳排放实践统计数据为51.2亿吨，占当年我国CO2总排放量比重的51.76%。何况，跟着工业化、城镇化深化推进，我国动力消费总量将在 2030 年前后达峰后，电力需求仍将持续增长。严峻的实践是，要完结碳达峰和碳中和，动力是主战场，煤电减碳是主力军。不首要完结煤电大起伏减碳，“双碳”方针是不行能到达的。
二、无可代替
依据我国电力开展规划，到2030年，可再生的风电和太阳能发电的总装机容量将到达12亿千瓦以上，但在“双碳方针”和树立以新动力为主体的新式电力体系的推进下，估量到2030年，新动力装机将大大超越原规划而会到达17亿千瓦以上。可是有必要看到，风电和太阳能发电有着不行忽视的短板，那便是“不行控”， 是一个不安稳的间歇电源。其装机的发电才能严峻受限于昼夜日照、时节改动、气候阴晴、风力巨细等天然气象条件的约束。据报道，2019年在全国非化石动力发电量占比仅为32.6%状况下，风电和光电就现已遍及面对并网难、消纳难、调度难等问题。2021年2月，美国德克萨斯州因酷寒气候，全州电网在4分钟内彻底溃散。450万户家庭和很多企业失掉电力；长达数天的断电形成近百人逝世。其间一个主要原因，是已占适当产能比的风电和光伏电源，因风叶冻住和接连阴霾气候而无法出力。我国去冬今春南边数省频频拉闸限电，则是因降雨少影响水力发电，以及风、光条件差影响到风电和光伏电的正常运转。
实践上，我国现有的大型煤电机组在我国电力出产中的根底支撑效果将难以代替。首要，我国煤电为主的电源结构是我国缺油少气、煤炭丰厚的资源禀赋特色决议的，是建国以来70多年，尤其是近30多年来全国电力阵线广阔干部职工和技能人员，经过自给自足艰苦斗争、引入消化吸收国外先进技能、斗胆活跃立异树立起来的，形成了一个世界最大和抢先、布局合理、安稳牢靠的煤电出产和电力运送装备的巨大体系，强有力保证和支撑了国家的动力安全、出产和社会开展、公民日子水平不断进步的需求。我国现已成为世界煤电出产最强国，这个前史进程和成果具有巨大的惯性，改动起来绝非短期，更非一朝一夕之功。
跟着我国工业结构的调整和城市化进程，电力需求侧的结构性改动显着，负荷不安稳和改动起伏添加剧烈，要求发电侧具有深度随动的主动性，电网的调度调理高度灵敏。如上所述，风电和光伏发电在现在大规模储能技能未获打破的状况下，彻底不能满意这些要求，而我国大型煤电体系则能习惯需求侧的改动。
如前所述，我国已建成的大容量超（超）临界参数和亚临界参数机组的总容量有8.73亿千瓦，这些机组及其配套设备、输配电体系的财物总量高达数以10万亿公民币。这笔巨大的财物是国家和公民长时刻斗争堆集起来的财富。这些机组执役时刻大都不长，合理“芳华”和“年富力强”的好岁月，决不能轻易地让它们以“低碳转型”的名义提早退役，形成不行拯救的巨大损失。假如以全新的出产、储能（现在还没有老练的技能）和不安稳的风景发电体系来替换上述煤电体系的电量出产才能，其出资和运转本钱的高企将可想而知。
三、生物质与煤耦合发电是煤电
生物质发电和风力发电、太阳能发电等可再生动力电力相同，都是（近）零碳排放的电力出产方式，并且还具有风力发电和太阳能发电所没有的优势：即在天然界，年度再生的农、林剩余物资源量比较安稳；燃料能够运送、贮存以便终年均衡运用。运用大型高效燃煤机组混烧生物质燃料发电，是世界上完结生物质发电的一种先进技能。不只比现有的生物质直燃发电(一般为中、小发电厂)的发电功率高，并且能够显着下降煤电机组的碳排放量，进步煤—生物质耦合发电的灵敏性，加强煤电出产的可持续性，是煤电走向低碳化一条实践可行、也是仅有的途径。
世界上在大型燃煤发电厂中选用生物质混烧技能，源于1997年12月在日本京都经过的《联合国气候改动结构条约的京都议定书》。该议定书的意图，是约束发达国家二氧化碳的排放量以按捺全球气候改动。自那时以来，发达国家尤其是欧盟国家，就开端在法规方针和技能上采纳各种办法以下降煤电的碳排放。其间最主要的技能，便是选用燃煤与生物质耦合混烧发电。生物质混烧技能逐步老练起来后，得到了很好的推行和运用。
四、英国和丹麦封闭煤电的底气
以丹麦为例。2017年，现代生物动力现已占到可再生动力的近七成(69%)。其最主要的奉献，是在热电联产范畴以生物质燃料特别是生物质成型颗粒燃料代替煤炭。因为在技能上处理了多掺富含钾和氯的秸秆易发生锅炉结焦的问题，1992年，功率为7.8万千瓦的midkraft发电厂运用秸秆与煤混燃发电即已到达50%:50%的份额，年消化秸秆7万吨。1999年，丹麦已完结运用120万吨秸秆(占全国年产秸秆350万吨近三成)及20万吨木切片与煤混燃发电的方针(质料缺乏部分进口)。丹麦动力信息署(EnergiNet) 估量，生物质能已占到全国发电动力消费量的四分之一以上；并估量，跟着越来越多的生物质(包含沼气)热电联产项目投产，到2026年这个数字将进步为57%。英国则是在在强有力的鼓励方针推进下，从上世纪末起，煤电生物质耦合发电得到微弱的开展。经过20多年的煤电厂生物质耦合混烧燃煤发电的实践，终究使英国一切的大型燃煤电厂悉数改形成为生物质混烧。最典型的是英国装机容量最大Drax电厂。该电厂共装有6台66万千瓦燃煤机组。从2003年在一台机组上改造混烧5%的生物质开端，不断添加生物质混烧比，直至悉数煤电机组均改形成生物质混烧，最总算2018年完结了4台66万千瓦煤电机组100%焚烧生物质颗粒燃料。成为世界上最大的生物质燃料火电厂。与此同时，该厂经过国内外两个商场，处理了年需1000万吨生物质颗粒燃料的供给问题。因而，依据他们的经历，大型燃煤机组进行煤—生物质混燃发电在技能上是非常老练的，为我国煤电职业学习世界经历完结低碳转型展现了一条阳关大道。并且我国大型燃煤机组的特别优势是能够使煤—生物质混烧发电如虎添翼。其优势之一是我国的燃煤机组世界最高供电功率和最低供电煤耗，其二具有深度调峰的负荷调理技能， 使机组负荷调理规模到达100%—20%，第三是烟尘、SO2、NOX等惯例大气污染物都能到达超低排放。
1. “绿色”发电方针，即规则一切发电公司有必要完结必定方针的碳零排放发电量；
3. 完不成“绿色”发电“方针的予以赏罚；
正因为有了如此的成功革新，英国和丹麦才有底气正式宣告，将分别在2025年和2030年，悉数封闭一切的煤电厂。丹麦和英国等国的经历标明，燃煤火电厂要完结经过煤-生物质混烧到达低碳开展的意图，有必要具有三个条件：
2、树立牢靠的生物质燃料的供给商场；
而条件条件则是，有必要要有满足并且比较安稳的生物质燃料供给。在生物质料资源方面，我国有着不行忽视的优势。
我国的国情决议，咱们不行能像欧美国家那样很多进口生物质能的质料。因而，决议我国当时和往后大规模运用生物质能的要害，首要是资源量潜力，其次是将理论资源潜力转变为实践运用的才能。
咱们对边沿土地栽培动力植物的巨大潜力的准确测算成果是，适合栽培动力植物(灌木，草类)的3类边沿土地即灌木林、疏林地和低掩盖度草地，面积算计为1.79亿公顷；以1公里栅格为单位，先计算出180万个土地单位的净初级出产力(NPP)，然后折算为动力植物的生物量和地上部(可运用)生物量，再折算为能量。将年动力植物能量加上预算的可运用年有机抛弃物(包含农作物秸秆、农产品加工剩余物、畜禽粪便、林业育婴、砍伐和加工剩余物、城市日子废物、工业废水/日子污水和餐饮废油)折能量，得到年生物质能总资源量为9.56亿吨规范煤(考虑到畜禽粪便、废、污水和废油不适合耦合发电，发电可用生物质资源量为5.69 吨规范煤)。需求着重指出的是，该资源潜力是动力植物在彻底天然(成长)条件下的状况。假如人工栽培，必然会添加投入(水、肥，选种等)和办理，则动力植物的生物量和动力潜力将可翻一、两番乃至更多。与此同时，跟着出产和日子水平的不断进步，城乡有机废物的资源量也还会持续添加。扩展造林面积也将添加“三剩物”的产出。因而，到时生物质可运用的年资源量将超越20亿吨规范煤。而当时我国用于发电的燃煤量每年约折合为16亿吨规范煤。
而假如换一个视点看，这样一个年总产值超万亿元的巨大支柱型工业和商场，包含极端很多的劳动力岗位，恰恰是复兴村庄的急需。一些生物质直燃电厂前几年参加扶贫攻坚的实践已证明，乡村存在很多抛弃的和无人收成的农、林有机物。只需树立终年的收购站，一个弱劳力乃至残疾人，靠搜集出售这些质料，年收入也能上万元乃至数万元。
六、对我国高质量低碳发电的几点主张
1. 首要是选用现现已过演示运转的煤电晋级改造立异技能，对现有在役的煤电机组进行晋级改造，除了将落后低功率高煤耗的机组进行筛选外，对一切在役的煤电机组，包含30万千瓦、60万千瓦和100万千瓦等级的亚临界、超临界和超超临界机组，拟定详细的供电煤耗要求和碳排放强度规范，以及灵敏性低负荷功能要求，限时完结，不然不许上网运转。力求在“十四五”期间尽可能完结对一切在役的煤电机组的晋级改造。完结在役煤电机组的高效和低煤耗开展，实践上这是完结煤电与生物质耦合发电的根底和条件。
3. 拟定系列方针，推进在边沿土地上栽培灌木、草类等动力植物以及有林地的改造，树立农、林抛弃物和动力植物收、储、运和初加工的工业链。推进树立全国性的生物质燃料供需商场。生物质发电运用由小型直燃发电厂逐步转为以大型燃煤电厂混烧运用为主。
对煤电高质量低碳开展提出三步走的主张：即进一步筛选煤电的落后产能；对依然需求持续执役的非最早进机组本身的晋级改造；大型高效煤电机组生物质耦合混烧发电和推进CCUS技能的研制和运用。其间，首要是对在役机组的晋级改造，以进一步下降煤耗减排二氧化碳；二是使煤电的生物质耦合混烧发电起到承上启下的效果，在煤电本身经过立异改形成为高功率低煤耗灵敏性机组的根底上，再进一步下降其碳排放。这样就能发明一个时刻窗口，为选用CCUS等技能终究完结煤电的碳零排放打下根底。而我国推进开展煤和生物质耦合混烧发电的要害，是“完善绿色低碳方针和商场体系”，“拟定和施行相应的扶持鼓励生物质混烧方针”和“树立和开展生物质燃料的供需商场体系，完结国内和世界两个生物质颗粒燃料商场的双循环”。咱们信任，只需坚定地依照党中央和习近平总书记关于“3060”双碳方针的战略决策的一系列指示和要求，想方设法走煤电低碳开展的路途，咱们的方针就必定会完结。
