在我国能源转型,应对气候变化和控制碳排放,而煤炭现在仍然是我国的主要来源,其中煤电是清洁,高效的煤炭利用方式,依然是我国的主力电源。煤电是如何较大幅度地降低CO2排放,在提高煤电效率的基础上,大型燃煤电厂采用煤电+生物质耦合发电技术,是当前可行的降低碳排放的措施。介绍了我国生物质资源、生物质发电和燃煤耦合生物质发电技术现状及前景、技术特点和经验、在大容量燃煤火电厂实现混烧生物质的技术途径、以及燃煤耦合生物质发电的国际经验,在此基础上,提出对我国如何发展燃煤耦合生物质发电的建议。
(1)燃煤耦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)燃煤耦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,机组能否持续运行取决于生物质燃料的供应情况,而燃煤耦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,燃煤耦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低。
(5)燃煤耦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。