煤改生物质将成我国清洁供热的重要战略

　　2017年的冬天特别冷。在“煤改气”遭遇挫折的现实下，如何保持温暖，又保证蓝天，是不是注定鱼和熊掌不可得兼？2018年1月月20日，中国生物质能联盟在江城武汉主持召开的“煤改生物质”清洁供热研讨会上给出了哪些新的答案。

　　一、生物质成型燃料是经济的清洁燃料

　　生物质成型燃料是以农业废弃物、林业三剩物（农业废弃物如稻壳、秸秆等；林业废弃物如采伐剩余物、清林抚育剩余物和木材加工剩余物等）为原材料，经过粉碎、烘干、成型等工艺，制成粒状、块状、柱状，一定规格和密度的，可在生物质能锅炉直接燃烧的新型清洁燃料。颗粒燃料直径6毫米或8毫米，长度为1-5倍直径，净密度1.1-1.4吨/立方米，热值14.6-18.8兆焦/千克，大约相当于天然气热值的1/2，燃烧充分，便于运输和贮存。由于成型燃料含硫量和含氮量低，配套专用锅炉可以达到很高的清洁燃烧水平，一般只需要适当除尘即可达到天然气的锅炉排放标准，是国际公认的可再生清洁能源。

　　2014年6月，国家能源局和环保部联合发出了《关于开展生物质成型燃料锅炉供热示范项目建设的通知》（国能新能[2014]295号）。通知明确生物质成型燃料锅炉供热的烟尘、SO2、NOx排放浓度执行标准分别小于30mg/m3、50mg/m3、200mg/m3，非常接近天然气的20mg/m3、50mg/m3、200mg/m3；远低于燃煤的50mg/m3、300mg/m3、300mg/m3（新建工程）和80mg/m3、400mg/m3、400mg/m3（在运行工程）。

　　以中国在运行项目核算，生物质成型燃料锅炉供热与煤炭、重油、天然气等化石能源相比，单位热量费用比值分别约为1:0.85:1.7:1.5，成型燃料比煤炭供热贵约1/5，但比重油和天然气显著便宜。如果煤炭供热达到生物质成型燃料锅炉供热同等的清洁水平，要增加除尘、脱氮、脱销的措施，成本将显著超过生物质成型燃料锅炉供热。因此，生物质成型燃料锅炉供热是经济的清洁可再生能源供热方式。在同等排放标准下，生物质供热的成本甚至比煤炭都低。

　　生物质供热还具有便于分布式供应，满足空间独立或者偏远地区、有特殊需求的供热需求，比如宾馆、医院、学校、经济开发区、乡村等。除此之外，发展生物质供热还有利于促进农林有机废弃物的资源化利用、减排温室气体等。

　　在气荒漫延、压煤成本高企和清洁供热燃料缺乏之际，生物质燃料供热无疑给清洁供热带来了新希望。

　　二、生物质供热欧美发达国家应用广泛

　　据世界生物质协会发布的报告《全球生物能源统计2017》(WBA Global Bioenergy Statistics 2017) 提供的数据，2014年全球一次能源消费总量为360EJ(360×1018J)。其中，热力(供热+直燃取暖) 所占份额为49.9% 。生物能源占一次能源的份额约为10%，而生物能源的80%用于取暖、供热和炊事(包括传统方式使用及现代商品能源)。显然，不论是传统方式使用还是现代商品能源使用方式，取暖和供热都是当代生物能源最大的用户。

　　全球商品生物质能供热量的前五个大国全部位于欧洲，依次为：瑞典、俄罗斯、德国、芬兰和丹麦，尤其集中在北欧。这些都是经济发达、环保标准严苛的国家，却在广泛使用生物质成型燃料，并被作为替代化石能源，应对气候变化的重要举措。瑞典就是一个生物质成型燃料利用的先锋国家，他们的经验值得借鉴。

　　瑞典生物质能源概况

　　瑞典是北欧最大的国家，位于斯堪的纳维亚半岛，国土面积45万平方公里，人口900多万。瑞典是世界最富裕的国家之一，近年来更因为可再生能源利用率最高，温室气体排放量下降和宣布2020年告别石油而受到世界高度关注。瑞典2010年的GNP比1990年增长了50%，温室气体排放量却降低了9%，成为首个名副其实的可持续发展的国家。瑞典的成功减排，主要归功于生物质能源产业的发展。当前瑞典生物质能源占全国一次能源消费量的36%，排名世界第一位。2009年生物质能源首次超过石油成为消费量最多的能源，比水能和核能之和还多。其中生物质成型燃料又是最重要的产品，约占生物质能源的80%。

　　2016年瑞典消费生物质成型燃料240万吨，人均消费量约270公斤，人均消费量位居世界第一。瑞典有大约70家成型燃料生产企业，年生产能力300多万吨，其中年产10万吨以上10余家，年产1万至10万吨10余家，其余大多是小型企业。全国20%的企业生产了80%的成型燃料。除本国生产以外，瑞典每年还进口生物质成型燃料数十万吨。生物质成型燃料广泛应用于发电，工业供热、蒸汽以及商业、办公和居民采暖。2012-2013年曾因暖冬影响，生物质成型燃料消费量有所下降，2014年开始强劲复苏，继续快速发展。

　　瑞典位于寒带地区，每年供暖季长达7-8个月，生物质供热占其全部供热市场的70%以上。瑞典生物质发电多采用热电联产的模式，热效率通常在80%以上；近年更趋向于热电和成型燃料等多联产，综合热效率达到惊人的95%以上。瑞典北部一个常住人口约4000人的小城市谢莱夫特奥，就因为拥有一个50MW的热电和成型燃料联产工厂，成为瑞典最富裕的城市之一。

　　瑞典全国有超过10万个大中小型生物质供热站，供热对象涵盖机场、写字楼、工业园区、居民小区、商场等几乎所有类型的热水和蒸汽用户。一个典型的生物质供热站，是高度自动化的无人值守系统。供热站的供热负荷、供热温度，以及锅炉上料系统全部是自动控制的，成型燃料的运输和加注也高度自动化。当锅炉料仓储料量低于低位警戒线，该供热站会自动向燃料配送站发送警示信息。成型燃料在风送系统中具有很好的流动性。配送站分派专用运输车将燃料运达供热站，将运输车输料管和供热站的进料接口连接起来，通过风送系统可快速将成型燃料加注到储料仓。当储料仓燃料到达高位警戒线，系统会自动停止加注燃料。生物质专用锅炉的燃烧和热分配系统都可以远程控制。整个生物质供热系统十分清洁、高效、便捷。

　　在瑞典，除了电厂和随处可见的生物质供热站大量使用之外，成型燃料是居家日常消费必需品，可以很便利的从超市购买。家庭大多采用成型燃料专用壁炉取暖。新型壁炉外观精致，配备高度自动控制系统，每天加料1-2次，就可以满足全天取暖需求。

　　发展历程和驱动机制

　　瑞典是个缺油少气的国家，能源使用曾经长期依赖石油进口。生物质能源产业是进口原油价格飞涨和核能安全事故触发的。1973年全球石油危机爆发，恰巧瑞典遭遇罕见寒冬，导致随后的人口严重外流，经济受到重创。可再生、可本地供应的能源成为国家迫切的战略需要。到1979年石油价格再次狂飙，美国又发生了三哩岛核电事故。1980年瑞典经过全民公投决定到2010年逐步淘汰核电。

　　生物质能源具有清洁、环保、碳中性的特点，并可以本地生产和供应。与燃煤相比，使用生物质成型燃料供热可以减少温室气体排放达到90%。瑞典的可再生能源开发最终选择了以生物质能源为主导的策略，并在1980年代初形成第一个发展浪潮。

　　瑞典生物质能源快速发展的主要原因，一是坚定的政策支持，二是强有力的激励措施，三是先进的科技和标准体系支撑。

　　瑞典1991年实施的碳税政策催生了生物质能源最快速的发展期。碳税政策使得石油燃料成本大幅上升，可再生能源因而具有了竞争力。数年间，燃油供热的价格逐步升高到翻番，结果将燃油供热逐出了工业和民用供热市场。1970年燃油供热占瑞典90%的供热市场，而到2010年，仅剩2%。这部分市场主要转换为生物质供热，2010年生物质供热占据70%的市场份额。民用供热方面生物质燃料与燃油相比价格优势明显，居民主要采用生物质成型燃料供热。

　　1990年瑞典政府决定对生物质热电联产工程进行投资补贴， 2003年又实行了绿电证书政策。绿电证书政策要求企业消费者必须消费一定比例的经认证的“绿色电力”，否则就要购买绿色电力指标。而获得“绿色电力”认证的电力生产，则可以免除碳税，同时绿电指标还可进行交易。生物质发电是典型的绿色电力，并且大量采用生物质成型燃料作原料。这两个措施促进生物质发电产业快速发展。当然随着碳汇交易平台的建立，生物质能源是最大的受惠产业之一。

　　瑞典建立了完备的生物质成型燃料研发体系和标准体系，是欧盟生物质成型燃料技术、相关设备和标准的主导国家。先进的成型燃料生产技术和设备保证了产品质量，降低了成本；先进的生物质燃烧装备和技术，提高了效率，减少了污染物排放；而从原料收集到产品生产、配送、燃烧等环节，再到相关设备，相关操作规程的标准化，为产业快速稳定发展提供了重要保障。如今欧洲生物质成型燃料标准体系被世界广泛使用和借鉴。

　　2000年之后，瑞典又实行了生物质运输燃料免税政策，促进了生物质运输燃料如生物柴油、生物天然气等快速发展。瑞典生物质能源年利用量从1970年代的40TWh增加到2012年的140TWh。根据瑞典生物质能源协会预测，到2020年，瑞典生物质能源年利用量将达到约250TWh。

　　瑞典成型燃料产业经验对我国的启示

　　瑞典已经成功从1970年代70-80%的能源依赖进口石油，转型到石油仅限用作运输燃料，而社区供热、工业供热和电力供应都主要使用生物质能源。在很多国家都在争论生物质能源是否应该支持发展的时候，瑞典做出了杰出表率。示范了在油价高企，环境问题严峻和全球气候变化的形势下，一个国家依靠强有力的政策支持，开发利用本地资源，在不长的时间内，成功将进口依赖型能源结构调整为可持续、可再生和清洁能源结构，建成了低碳经济模式，实现了可持续发展。

　　中国不具备瑞典那样丰富的森林资源，但是中国每年有十几亿吨农林废弃物亟需妥善处理，比瑞典的资源量高出几个数量级，完全可以通过生物质成型燃料产业和相关生物质能源产业的开发，为国家能源安全、有机废弃物资源化利用、大气污染物治理和减排温室气体应对气候变化做出重要贡献。我们需要向瑞典学习如何制定有力政策，有利措施，并长期稳定的支持研发和标准化工作，促进生物质成型燃料产业的发展。

　　三、我国产业基础具备

　　近十年来，我国生物质燃料技术的应用和燃料的生产已初步形成了一定的规模。从2009年生物质燃料生产能力不足50万吨/年，每年以翻番的速度递增，到2013年，生物质燃料的生产能力已超过400万吨/年，生物质燃料设备生产企业近700家，生物质燃料主要用作农村居民炊事取暖、工业锅炉等。

　　2016年农作物秸秆固化成型工程合计1,300多处，燃料年产量达653万吨；林业三剩物固体成型燃料年产量约250万吨，总计900万吨左右。

　　我国在成型燃料机械制造、生物质专用锅炉制造和生物质燃料燃烧技术等方面已经取得了比较大的进展。成型机械的能耗、关键部件使用寿命达到了大规模生产的要求；生物质锅炉在解决热效率、抗腐蚀和污染物排放等方面，达到了生产和环保的要求；项目运行和管理能够达到用户需求，并能实现比较理想的供热效果。可以支持的项目规模从农户生物质炉具，小型生物质锅炉，到75吨的大型锅炉，都达到可全面推广的程度。

　　生物质供热的项目建设和运营模式也得到发展，成熟模式有：合同能源管理（EMC），即由业主方进行投资，由运营方提供运营和供热服务，业主按照协议价格和方式支付供热服务费；计量能源服务（BOO），即由运营方提供投资、建设、运营、供热、维修等全套供热服务，业主按照协议价格和流量支付供热服务费，固定资产归运营方所有；建设运营转移能源服务（BOT），即由运营方提供投资、建设、运营、供热、维修等全套供热服务，在合同期间内业主按照协议价格和方式支付供热服务费，合同期满运营方将固定资产所有权转移给业主方。

　　已经建成长期运行的生物质供热项目涵盖酒店、学校、医院、居民小区、商业办公区、工业园区，供应蒸汽的项目涵盖食品、医药、机械、化工等领域。单台锅炉10-25吨比较常见，最大单台锅炉达到80吨；单个项目年供应蒸汽量通常在数万吨。年生产十万吨以上生物质成型燃料，年利用数十万吨成型燃料的龙头企业已经出现了若干批次，武汉光谷蓝焰、湖北和瑞新能源、广州迪森、北京奥科瑞丰、吉林宏日是其中的龙头企业，在全国清洁供热产业界具有广泛的影响力。生物质供热项目排放也稳定达到优于天然气排放标准的水平。

　　会议考察了3个典型项目，武汉光谷蓝焰投资建设的蒙牛(武汉)友芝友乳业成型燃料锅炉供热项目和康师傅武汉工业园项目，以及湖北和瑞能源的诺克特药业股份有限公司绿色蒸汽供应站项目，其中蒙牛项目包括2台15t/h和1台10t/h的生物质锅炉生产蒸汽，替代原来的燃煤锅炉，年产蒸汽约12万吨，替代天然气约1000万m3，年替代燃煤2.1万吨，康师傅项目年供应35万吨蒸汽，满足园区康师傅22万蒸吨、可口可乐5万蒸吨、加多宝5万蒸吨、维维豆奶3万蒸吨的供热需求。年替代标煤6万吨，年减排二氧化碳16万吨，能源环境及社会效益显著，诺克特药业蒸汽供应项目，将原有的1台6T/H和2台10T/H的燃煤锅炉改造为生物质锅炉，并投资新建1台20T/H的生物质成型燃料锅炉，托管、运营其整个热能供应系统，每年稳定供应蒸汽10万吨。三个项目期间接受了环保部派出机构多次检查和湖北省环保厅在线监测，均达到了天然气同等的排放水平，在实现合理经济收益的同时为业主单位显著节省了供热成本，收到用户、行政管理部门和临近居民的一致好评。

　　四、政策障碍扫除

　　生物质成型燃料的使用已经获得国家层面政策的支持，早在2005年，生物质成型燃料已列入国家发改委颁布的《可再生能源产业发展指导目录》。2007年国家发布《国家可再生能源中长期规划2007-2020》，规划到2020年生物质成型燃料年生产和使用量5000万吨。

　　2008年，财政部就开始对秸秆能源化利用产品予以资金补贴，明确补贴对象为秸秆成型燃料、秸秆气化燃气和秸秆干馏气三大类。

　　2012年9月，国务院批准了环保部、发改委和财政部编制的《重点区域大气污染防治“十二五”规划》，明确提出“推动生物质成型燃料、液体燃料、发电、气化等多种形式的生物质能梯级综合利用”。

　　2013年10月，国家能源局将生物质成型燃料供热列为我国生物质能产业发展的重点，并发布了《生物质能供热项目建设技术导则》。导则指出“农林生物质锅炉供热适用于分布式供热，布局灵活，替代化石能源供热”，同时明确“农林生物质锅炉供热一般选用成型燃料锅炉”。

　　2013年11月，国家能源局发文，要求北京、天津、河北、山东、上海、江苏、浙江、广东等省市开展生物质能供热潜力调查评价工作，文件明确了生物质成型燃料锅炉供热具有“规模较小，运行灵活、经济性好，是典型的新能源供热方式”。

　　2017年3月国家环保部关于发布《高污染燃料目录》的通知 (国环规大气[2017]2号)，将2001年发布的《关于划分高污染燃料的规定》废止，彻底摘除了生物质成型燃料“高污染”的帽子。并说明“生物质成型燃料属于可再生能源，鼓励使用”，在第三类最严格的高污染燃料禁燃区管控要求下，在配置袋式除尘器等高效除尘设施的生物质成型燃料专用锅炉中燃烧，允许使用。

　　2017年12月国家环境保护部关于高污染燃料禁燃区中对直接燃用生物质等问题的复函(环办大气函【2017】1886号)，进一步说明生物质散烧参照成型燃料管理。

　　环保部的这两个文件正面认可了生物质燃料的清洁性，在配备专用燃烧锅炉和高效除尘设备的情况下，只要排放达标，在管控最严格的第三类高污染燃料禁燃区也可以使用，为生物质燃料锅炉供热产业的发展扫除了障碍。

　　五、发展空间广阔

　　2017年12月国家发改委、国家能源局联合印发《关于促进生物质能供热发展的指导意见的通知》(发改能源[2017]2123号)提出要大力发展生物质热电联产、加快发展生物质锅炉供热。据测算我国能够用于生物质供热的燃料常年达到4.5亿吨，可替代2亿吨以上标准煤，完成近100亿平米的清洁供热面积，减少1/3左右的低效高污染散煤使用。

　　为了在防治空气污染和雾霾的前提条件下替代燃煤并扩大取暖、供热规模，发挥生物质能独特的重大作用。中国生物质能联盟副理事长，农业部科技司原司长程序教授大声疾呼，推行国家“煤改生物质”战略。为了切实推动“煤改生物质”战略，中国生物质能源产业联盟组织成立了中国生物质能联盟生物质燃料与供热专委会，武汉光谷蓝焰新能源股份有限公司担任主任委员单位；湖北和瑞能源科技股份有限公司、格薪源生物质燃料有限公司、北京润事达能源科技有限公司、江苏金梧实业股份有限公司、四川能投光大节能环保工程技术有限公司、武汉合佳环境工程有限公司、中国电子系统技术有限公司等七家为副主任委员单位；光谷蓝焰董事长熊建任主任委员，中国农业大学生物质工程中心常务副主任朱万斌任秘书长，组织从业企业从行业规划、行业监管、行业标准、行业自律等方面创造有利环境，推动行业发展，为国家清洁供热事业做出更多贡献。

　　生物质燃料虽然摘掉了“高污染”燃料的帽子，但是还未取得清洁能源身份，此次会议的召开，有助于加快形成新时代生物质能清洁供热新兴产业，为打赢治理污染攻坚战，为实现行业和企业发展，促进生态文明建设和实现美丽中国梦贡献力量。