生物质能在我国实现碳达峰与碳中和的巨大潜力

2021-10-9 16:12 来源: 理想能源网

生物质与煤耦合发电是煤电实现低碳、零碳的唯一途径


生物质发电和风力发电、太阳能发电等可再生能源电力一样,都是(近)零碳排放的电力生产方式,而且还具有风力发电和太阳能发电所没有的优势:即在自然界,年度再生的农、林剩余物资源量比较稳定;燃料可以运输、储存以便常年均衡使用。利用大型高效燃煤机组混烧生物质燃料发电,是国际上实现生物质发电的一种先进技术。不仅比现有的生物质直燃发电(一般为中、小发电厂)的发电效率高,而且可以明显降低煤电机组的碳排放量,提高煤—生物质耦合发电的灵活性,加强煤电生产的可持续性,是煤电走向低碳化一条现实可行、也是唯一的路径。

需要强调指出的是,生物质燃料在大型高效的煤电机组中与煤混烧,并不是煤电低碳发展的权宜之计或过渡技术。因为生物质是可再生能源,生物质混烧发电是高效率低排放并具有灵活性的火力发电,其本质是生物质发电的一种先进形式。和不可控的风力发电和太阳能发电不同,对于电网安全和可靠的电力供应,支持和消纳风、光电起着调节和保障作用。

国际上在大型燃煤发电厂中采用生物质混烧技术,源于1997年12月在日本京都通过的《联合国气候变化框架公约的京都议定书》。该议定书的目的,是限制发达国家二氧化碳的排放量以抑制全球气候变化。自那时以来,发达国家尤其是欧盟国家,就开始在法规政策和技术上采取各种措施以降低煤电的碳排放。其中最主要的技术,就是采用燃煤与生物质耦合混烧发电。生物质混烧技术逐步成熟起来后,得到了很好的推广和应用。

由于生物质能是全生命周期零碳甚至可以是碳负排放的,因此掺混比只要达到一定的比例,即能产生十分显著的碳减排效应。据清华大学环境学院、美国哈佛大学及伯克利能源实验室等科学家组成的联合团队,2019年发表的对中国碳排放和大气污染的影响及其经济效益的研究报告(“对中国电力环境友好和碳负净排放的煤-生物质耦合气化发电技术”, 美国科学院院刊PANS, March 7, 2019)。表明当往煤中掺混35%生物质量时,生物质耦合煤发电加碳捕获封存(CBECCS)系统,即可实现电力生产全生命周期的零碳排放,并将成本控制在0.62元/千瓦时以下。如果全面推行该系统,用全国25%的农作物秸秆,可替代18.1%的总发电量, 年减少8.8亿吨CO2排放。

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