大力推动在役煤电机组采用生物质燃料与煤混烧,直至生物质燃料替换
煤电的低碳发展,仅仅依靠提高煤电效率降低煤耗来
减排二氧化碳,还远远不能满足中国实现
碳中和碳减排的要求。煤电还必须更大幅度地降低
碳排放,甚至于达到近零排放。唯一的途径就是采用低碳的燃料替换,而唯一能够作为低碳燃料替换煤炭的就是生物质燃料。
生物质在替代煤炭燃烧过程中产生的碳排放与其生长过程中吸收的二氧化碳可视为相互抵消,对环境并不新增加二氧化碳,因此煤电掺烧生物质可以显著降低煤电的碳排放。按照联合国气候变化专门委员会IPCC发布的各种电源的碳排放强度数据,生物质燃料的碳排放强度为18克 CO2/千瓦时,比光伏和光热发电还低,是煤电碳排放强度的0.018。因此,为建立以新能源为主体的新型
电力系统,其主体电源除了风光电之外, 还应该包括生物质能发电,使生物质火力发电、风电和太阳能发电三种可再生能源发电, 均成为新型电力系统的主体电源,从而可确保我国的电网安全,电力安全,以及风光电的发展和消纳。
用生物质燃料替代煤炭,将燃煤火电转型为生物质火电的关键,是中国有没有足够的生物质能的资源量,可足以满足用生物质燃料取代十几亿千瓦煤电的煤炭。
多项研究指出,我国每年可作为能源利用的农林废弃物的生物质资源总量约相当于4.6 亿标准煤, 以农业粮食作物的秸秆类为主,2021年我国秸秆产量达8.02亿吨,可收集的秸秆资源量达6.71亿吨。实际上,上述所谓的生物质能资源量只是现有的农林废弃物,并没有包括可以大规模在“边际土地”上种植的能源植物。边际土地是指因温度、水分和土壤养分等条件不适宜种植粮、棉、油等的土地,包括限于年降水量低于400毫米、不能种乔木的土地。迄今几乎所有的我国生物质资源潜力的预测研究,都忽略了边际土地种植能源植物的巨大潜力,从而造成我国生物质能资源量不够充足的普遍误解。实际上,我国属于边际土地范畴的草地和林地、加上多种有障碍因子(如盐碱、沙)的土地面积数倍于耕地。如果人工种植,必然会增加水、肥,选种等的投入和管理,则能源植物的生物量和能源潜力将可翻一、两番甚至更多。与此同时,随着生产和生活水平的不断提高,城乡有机垃圾的资源量也还会继续增加。扩大造林面积也将增加森林“三剩物”的产出。因此,预测届时生物质可利用的年资源量将超过20亿吨标准煤/年。特别是如果推动技术创新,运用现代生物科技解决培育和种植能源植物,发展高效化和规模化的先进能源植物产业,研发出高效、廉价、对土地和环境适应性强的能源植物,并推动其作为独立的能源产业大力发展,不但可推动乡村振兴,绿水青山农民致富,而且将会极大地推动其与煤电的生物质燃料混烧直至燃料替换相结合,促进中国煤电的低碳燃料的彻底转型。
以武汉兰多生物科技公司为例。他们从我国境内200多种野生芦竹中,选出了优秀品种,再通过采用创新技术进行基因改良,在行业内率先成功培育出“兰多超级芦竹”。已有五个品种,并已具备年培育3亿株优质种苗的能力,可供90万亩边际土地种植。超级芦竹年生长量是热带森林的5倍,玉米的7倍以上,稻谷的15倍以上,一亩超级芦竹第三年当年的产量可达5-10吨干基生物质能燃料。其干基的热值是4000-4500大卡/公斤,高于褐煤的热值。超级芦竹在年降雨量500毫米以上地区的边际土地、荒坡、滩涂、盐碱地上都可以种植,一年能长6、7米高,可以年年收割,旺产期20年。超级芦竹每年的生长期是优质
碳汇,收割后就成为优质生物质燃料。根据国家林草局的数据,中国33亿亩森林每年新增加的碳汇有8亿吨。而如果种植1亿亩超级芦竹,碳汇就超过10亿吨。我国现在有边际土地25亿亩,还有10亿亩盐碱地,荒地也很多。按每亩5吨/亩干基生物质燃料产量的计算,如果有6亿亩边际土地种植,就可以将我国全部燃煤电厂的燃煤都替换成生物质燃料。
实际上,在我国已被证明适宜用作发电燃料的能源植物还有柠条、沙柳、芒草等,大力发展这些能源灌木和草类能源植物,不仅可以解决煤电的真正低碳转型, 而且这还是一个年总产值超万亿元的巨大支柱型产业和
市场,包括可提供大量的劳动力岗位,这恰恰是振兴乡村农民致富的急需。可以预见,如果在这方面,能够有政府在
法规、税收、财政等多方面的综合
政策的大力支持,使生物质能的机械化生产种植、收集、处理(特别是压缩成型) 储运等形成一个完整产业链,在其强大的相应产业形成后,将会彻底改变原来生物质原料过于分散和收、储、运的困难和成本高的局面。那时,火电采购、
运输、储存和燃用生物质燃料,就会像现在煤电使用煤炭一样方便。