生物质资源、生物质发电现状及前景

　　我国可作为能源利用的农作物秸秆及农产品加工剩余物、林业剩余物和能源作物等生物质资源总量每年约4.6亿t标准煤。目前，我国生物质能年利用量约3500万t标准煤，利用率仅为7.6%。

　　2016年非化石能源在我国电力装机容量结构中的占比达到36.6%，但在发电量中的占比则仅为28.9%。其中生物质发电装机容量占比则不到1%，因而生物质发电具有较大的发展空间。

　　截止至2016年，我国生物质发电装机容量达1214万kW，其中农林生物质发电装机容量为605万kW，垃圾焚烧发电容量为574万kW，沼气发电容量为35万kW，各种生物质发电几乎全为纯烧生物质发电，而且其装机容量多为1～3万kW蒸汽参数不高的低效率小机组，纯烧生物质发电项目的供电效率一般低于30%。因此，纯烧生物质的小容量低效率发电不是生物质发电的主要发展方向。

　　到2020年，我国燃煤装机容量将达到11亿kW，如果能够有50%的生物质用于燃煤电厂的掺烧发电，那么燃煤藕合生物质发电机组总容量可以达到5.5亿kW，按平均掺烧量为10%估算，则折算生物质发电装机容量可达到5500万kW。

　　如果我国每年有50%的生物质用于发电，那么可发电量约7200亿kW˙h，折算成装机容量约为1.8亿kW，是2016年全国发电量的1200，也就是说，可较大幅度降低煤电的CO2排放。因此，大容量高效煤电厂采用燃煤藕合生物质发电，应该是现阶段我国煤电大幅度降低碳排放的主要措施。

　　结构中的占比达到36.6%，但在发电量中的占比则仅为28.9%。其中生物质发电装机容量占比则不到1%，因而生物质发电具有较大的发展空间。

　　截止至2016年，我国生物质发电装机容量达1214万kW，其中农林生物质发电装机容量为605万kW，垃圾焚烧发电容量为574万kW，沼气发电容量为35万kW，各种生物质发电几乎全为纯烧生物质发电，而且其装机容量多为1～3万kW蒸汽参数不高的低效率小机组，纯烧生物质发电项目的供电效率一般低于30%。因此，纯烧生物质的小容量低效率发电不是生物质发电的主要发展方向。

　　到2020年，我国燃煤装机容量将达到11亿kW，如果能够有50%的生物质用于燃煤电厂的掺烧发电，那么燃煤藕合生物质发电机组总容量可以达到5.5亿kW，按平均掺烧量为10%估算，则折算生物质发电装机容量可达到5500万kW。

　　如果我国每年有50%的生物质用于发电，那么可发电量约7200亿kW˙h，折算成装机容量约为1.8亿kW，是2016年全国发电量的1200，也就是说，可较大幅度降低煤电的CO2排放。因此，大容量高效煤电厂采用燃煤藕合生物质发电，应该是现阶段我国煤电大幅度降低碳排放的主要措施。

　　燃煤藕合生物质发电的优点

　　（1）燃煤藕合生物质发电可充分利用现有燃煤电厂原有的设施和系统，包括锅炉、汽轮机及辅助系统来实现生物质发电，而仅需新增生物质燃料处理系统，并对锅炉燃烧器进行部分改动，因此初投资低。

　　（2）燃煤藕合生物质发电项目一般不需要在电厂围墙之外新增占地，纯烧生物质发电项目则需要新征用地。举例来说，对于2×1.5万kW纯烧生物质机组的占地面积约6.8万m2，按此计算，则前述的1.8亿kW机组若全部采用纯烧生物质机组，占地面积将高达4亿m2。

　　（3）可充分利用原有燃煤电厂已经存在的供电和供热市场。

　　（4）纯烧生物质发电项目，机组能否持续运行完全取决于生物质燃料的供应情况，而燃煤藕合生物质发电机组的运行则不依赖于生物质燃料的供应，因而生物质混燃方式在生物质收集市场具有更强的议价能力。由此可见，燃煤藕合生物质发电可降低生物质燃料供应风险的燃料灵活性，和纯烧生物质发电相比，混烧生物质发电的投资和运行费用最低。

　　（5）燃煤藕合生物质发电可充分利用燃煤电厂大容量、高蒸汽参数达到高效率的优点，可在更大容量水平上使生物质发电的效率可达到今天燃煤电厂能够达到的最高水平。因此，混烧生物质的电厂实际不受锅炉容量和蒸汽参数限制的。

　　综上所述，在大型高效燃煤电厂进行燃煤藕合生物质发电，是燃煤电厂在大容量和高效率的基础上实现CO2减排最经济的技术选择。（作者毛健雄，清华大学热能工程系教授，研究方向为热能工程和洁净煤发电技术）