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【深度分析】两会提案聚焦生物质,煤电企业低碳转型的破题之策

18.03.2025北京科吉环境技术发展有限公司

2025年全国两会如期召开,能源低碳转型与绿色产业发展等话题再次成为代表委员们热议的焦点。在“双碳”目标指引下,能源结构调整和可再生能源发展成为推动高质量发展的关键。然而,受政策调整、经济环境变化等因素影响,部分新能源领域仍面临诸多挑战,尤其是生物质发电行业,正面临着经营成本高、补贴拖欠、市场化机制不完善等多重困境。如何为生物质发电行业提供更有力的政策支持,破解行业发展困境,成为今年两会提案关注的重点之一。

两会提案聚焦生物质发电,破解行业发展困境

全联环境服务业商会连续多年围绕环保产业的难点问题提出团体提案。今年,商会围绕生物质发电行业的发展瓶颈,提出了《关于保障生物质发电行业健康发展的提案》,建议通过减税降息、优化补贴机制、完善绿证绿电和碳市场政策、推动市场化交易等方式,缓解企业财务压力,促进行业良性发展。同时,提案建议加快存量项目纳入再生能源补贴目录审批进度,并推动生物质发电项目进入绿证、绿电交易体系以及碳市场,以减轻政府财政补贴压力。此外,针对垃圾发电项目,提案提出试点实施“隔墙售电”政策,允许具备条件的项目直接向用户供电,以提高市场化交易水平,推动生物质发电行业的可持续发展。与此同时,全国人大代表、九洲集团董事长李寅也提出了相关建议,重点关注农林生物质发电可再生能源电价附加补助拖欠问题。

这些提案的提出,反映出生物质发电行业面临的现实困境,也为行业的可持续发展提供了新的思路。然而,除了建设生物质发电项目,将生物质能源与现有煤电机组相结合,探索生物质掺烧路径,同样成为提高生物质能利用效率的重要方向。2024年7月份,国家发改委、能源局等七部委联合印发的《煤电低碳化改造建设行动方案(2024—2027年)》明确提出:生物质掺烧被列为首要改造路径之一,被视为煤电企业优化燃料结构、降低碳排放的有效手段。作为一种燃料替代方案,生物质掺烧不仅能有效降低煤炭消耗和碳排放,还能拓展生物质能的应用场景,为煤电企业绿色转型提供新的机遇。那么,生物质掺烧的具体技术路线如何?又具备哪些优势?

生物质掺烧,煤电企业绿色转型新路径

煤电企业掺烧生物质具有以下优势:

(1) 促进农业废弃物资源化利用,提高能源利用效率。燃煤机组掺烧生物质能够实现变废为能,提高农林废弃物的综合利用效率,同时还可以提高燃煤电厂的能源利用效率,缓解煤炭资源的压力。

(2) 经济环境效益显著。相比单独燃烧生物质,燃煤机组掺烧生物质在运行成本上具有较大优势,并且有助于减少环境污染,如降低SO2和烟尘的排放。

(3) 碳配额政策优势。2024年10月生态环境部发布的《2023、2024年度全国碳排放权交易发电行业配额总量和分配方案(征求意见稿)》中提到,对于掺烧生物质(含垃圾、污泥)热量年均占比超过10%且不高于50%的化石燃料机组,暂不纳入碳排放配额管理;对于掺烧生物质(含垃圾、污泥等)热量年均占比小于10%的化石燃料机组,仅需核算化石燃料燃烧产生的排放量。

这意味着煤电企业可以通过生物质掺烧在一定程度上降低碳成本,缓解履约压力,同时进一步提升绿色低碳竞争力。那么,煤电企业该如何有效实施生物质掺烧项目呢?特别是对于存量电厂,如何选择一条稳定且可靠的技术路线,确保改造后的锅炉能够安全、稳定地运行,成为了企业亟需解决的关键问题。

煤电企业掺烧生物质的主要技术路径

生物质掺烧目前有三种主要的技术路线,包括直燃耦合、间接耦合(气化耦合)和并联耦合,每种方案都有其独特的优势和挑战。

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直接耦合技术是将生物质与煤粉混合,在现有燃煤锅炉中共同燃烧。这一技术的优势在于其成熟度高,机组无需大规模改造,且运营成本低。但缺点是燃料选择受限,主要依赖木质原料,且生物质中的碱金属成分容易导致锅炉腐蚀,影响锅炉的稳定性。

间接耦合技术是将生物质气化或热解生成低热值燃气,再与煤粉混燃。该技术的优势在于其燃料适应性强,可以利用难以预处理的生物质原料,拓宽燃料来源。此外,气化过程中的低温有助于减少碱金属析出,降低锅炉腐蚀和NOx排放。但该技术尚未成熟,初期投资较高。

并联耦合技术是利用独立的生物质锅炉与燃煤锅炉联合工作,生成的蒸汽相同或接近,共用汽轮机发电。这种技术的优点是燃料选择广泛,能够利用多种生物质燃料,且系统独立性强,不影响燃煤锅炉的稳定运行。然而,与前两种技术相比,并联耦合技术投资和运维成本高,需要额外的设备支持,增加了建设和资源占用。

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三种技术路线各具优势,直接耦合技术以其低成本和高效性成为主流;而间接耦合和并联耦合技术则在燃料适应性和系统灵活性方面具有更大潜力。

对于燃煤电厂而言,当前常用于掺烧的生物质燃料主要包括林业生物质、农业生物质和垃圾污泥生物质。不同类型的生物质燃料在燃料特性及适用性等方面存在差异,其具体对比分析见下表。

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在实际应用中,我们还需要考虑成本因素。如果原料成本低但处理成本较高(如秸秆、林业废弃物)可以通过规模效应来摊薄预处理成本。相反,如果原料成本高但处理成本低(成型生物质),这种情况更适合在补贴比较多或者效益较高的项目中应用。综上,通过精准匹配成本结构与外部资源,生物质掺烧可兼顾环保目标与经济可持续性。

国内煤电企业生物质掺烧试点案例

近年来,国内多个燃煤电厂相继开展生物质掺烧试点,探索不同类型燃煤机组的掺烧路径。试点项目涵盖了中小型机组到大型超临界机组,燃料来源包括秸秆、林业废弃物及农产品加工残余物等。随着试点范围的扩大和技术优化的推进,生物质掺烧的工程示范不断积累经验,为进一步推广奠定了基础。当前,燃煤电厂生物质掺烧技术应用的重点关注方向包括提高掺烧比例、优化燃料预处理工艺以及降低对锅炉运行的影响,以实现更高效、稳定的生物质利用模式。

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煤电企业如何具体开展生物质掺烧项目

根据《煤电低碳化改造建设行动方案(2024—2027年)》及相关政策要求,煤电企业在实施生物质掺烧时需要遵循以下流程:

(1) 前期规划与资源评估 

资源调查:评估区域内生物质资源(如秸秆、木屑)的分布、供应稳定性及经济性;

技术路线选择:根据燃料特性和锅炉类型选择直接掺烧或间接耦合。

(2) 项目申报与核准

项目单位需编制生物质掺烧改造项目相关申报材料,做好项目审批(核准、备案)、环境影响评价,具体材料根据各地主管部门发布的详细实施公告和细则进行准备。对于煤电低碳化改造建设项目,省级发展改革部门、能源主管部门将组织开展节能审查和碳排放评价。

(3) 设备改造与燃料预处理 

设备改造:根据不同技术路线改造或新增设备

直燃耦合:生物质堆场、输送系统、生物质燃烧器

间接耦合:生物质气化炉/热解炉,生物质燃烧器

并联耦合:生物质燃烧锅炉

预处理环节主要包括破碎、干燥、成型和分选。  

(4) 掺烧运行与监测

动态调整:根据燃料热值和锅炉工况调整掺烧比例(通常10%~30%)。  

监测:目前生物质掺烧发电企业主要监测燃料消耗及质量指标(如普通燃煤及生物质燃料的消耗量、热值、含水量等)、燃料存储与运输情况(例如,秸秆颗粒储存温度、湿度、料位等)、机组设备的运行参数以及锅炉烟气排放数据等。当前,政策主要侧重于末端排放监控和燃料合规性验证,尚未强制要求全过程在线监测。

(5) 数据管理与政策核验

建立运行台账,记录燃料消耗、发电量、排放数据,定期报送并接受有关部门监督检查。

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生物质掺烧面临的技术挑战与解决方案

煤电机组掺烧生物质目前主要面临原料竞争与供应不稳定、收储运输成本高、设备适配性不足、燃烧特性差异带来的安全隐患以及监管与执行的复杂性。这些因素影响了掺烧项目的经济性和可行性。

为确保项目顺利实施,可采取以下措施:

优化原料供应链,评估周边资源并联合已有生物质发电厂建立稳定供应体系;

选择适宜的掺烧技术路径,提高燃烧效率和机组适配性;

加强科技创新,研发燃料预处理、热解气化等关键技术,提升生物质利用率;

拓展燃料来源,充分利用农林废弃物、有机工业废料等资源,减少行业竞争压力;

完善监测与监管体系,推动排放控制和燃料管理的标准化,确保掺烧项目的安全、稳定运行。

燃煤机组耦合生物质发电技术是我国生物质发电发展的关键方向,通过升级改造现有煤电机组、提高生物质掺烧比例,有助于能源结构的低碳转型。虽然目前生物质掺烧技术面临一些挑战,但随着技术的不断创新和政策的引导,未来将在推动经济建设和社会发展中发挥重要作用。

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