推广种植生物质能源林 保障生物质发电燃料
时间:2017-08-07 19:29 来源:未知 作者:未知 点击:次
在国家能源战略和政策的指引下,我国可再生能源发电取得了显著成就,特别是风力发电和光伏发电的装机容量已位居世界第一。相比之下,生物质发电虽获政策支持,但与世界先进国家相比仍有较大差距。截至2016年,中国生物质发电装机容量达1214万千瓦,其中农林生物质发电636万千瓦,垃圾焚烧发电543万千瓦,沼气发电35万千瓦,生物质发电装机容量占比约0.7%;生物质发电量为647亿千瓦时,占比约2.1%。农林生物质发电是生物质发电的主要领域之一,近年来受到普遍重视,但由于多个制约因素,发展并不顺利。其中,农林生物质来源分散、收储困难、物流成本高、中间环节成本大,导致生物质燃料保障度低,已成为业界共识。 农林生物质燃料无非两种来源:收集农林生产废弃物与种植生物质能源林。相比收集农林生产废弃物,种植生物质能源林是破解生物质燃料来源少、保障度低的重要途径。 生物质能源林种植可采用种植园模式,规模化、集约化栽培,选用良种无性系、矮化密植、机械化作业、短轮伐期生产方式进行原料生产,保障原料产量和可持续供应,避免树种退质老化。生物质能源林种植占地面积大,可充分利用滩涂、盐碱地、荒地和闲置土地,在有基本水源保障的条件下发展种植园。还可与煤矿塌陷区治理、被污染土地生态修复、河道与高速公路绿化结合种植能源林,瑞典、美国在这方面有不少成功范例。 种植生物质能源林的适宜树种包括燃油能源林、生物发电能源林与薪炭能源林。燃油能源林树种有续随子、霍霍巴、油楠等;生物发电能源林树种有柳树、桉树、杨树等;薪炭能源林树种相对较多。生物发电能源林与薪炭能源林可统称为燃料能源林。国外十分重视燃料能源林树种选育及高产培育技术的研究和实践。瑞典、丹麦、美国和加拿大多以柳树无性系能源林种植为主,这种林木热值高、产量大、轮伐周期短、生长寿命长。瑞典农业大学利用柳属杂交无性系建立了灌木柳的短期轮伐制度(Short Rotation Willow Coppice, SRWC)体系。国内种植生物发电能源林尚未形成规模,有公司从国外引种了无性系灌木柳,品质优良,产量明显高于国内传统柳树。国内研究院所也在开展相关研究。研究表明,以灌木型杂交柳营建的灌木林为例,每年可形成生物质约20吨/公顷,其热值约4500 kcal/kg,是优良的生物质燃料,可3-5年平茬收获一次,种植一次可平茬经营20-30年,甚至更长。 生物质能源林作为燃料的最大优点是热值高,以灌木柳为例,与秸秆、稻壳相比,其单位体积热值高83.33%。规模化利用的成熟方式是生物质发电,高效多联产产业链开发是未来方向。生物质发电方式有多种途径,如单纯燃烧发电、建设小型热电联产机组;与垃圾处理、畜禽养殖废弃物和农林剩余生物质处理耦合发电,作为分布式能源;与燃煤耦合燃烧发电,即大型煤电机组掺烧一定比例的生物质燃料,减少煤炭消耗和CO2排放。生物质经过高温裂解、气化、液化可生产生物炭、木焦油、木醋酸,气化合成燃料甲醇或二甲醚。 种植生物质能源林的重要利用途径之一是与利用植物修复(Phytoremediation)技术开展土壤与水环境治理相结合。植物修复是通过种植灌木柳等植物,利用植物的吸收、挥发、根滤、降解、稳定等作用,净化土壤或水体中的污染物,如重金属、有机物或放射性元素等,达到净化环境的目的。植物修复是一种有潜力、正在发展的清除环境污染的绿色技术。在被污染的土地或水体的潮间带大规模种植灌木柳可起到植物修复作用,同时通过间作和短周期轮伐(SRWC)又可大批量生产优质生物质燃料,发展包括发电在内的下游产业,在改善环境的同时产出经济效益,实现一举多得。这一概念也可引入被重金属污染的农田进行休耕轮作。 种植生物质能源林发展前景广阔。目前我国生物质资源总量每年约4.6亿吨标准煤,如果每年有50%的生物质用于发电,则可发电量约7200亿千瓦时,是2016年全国发电量的12%,折算成装机容量约1.8亿千瓦。预计2020年,燃煤装机容量达到11亿千瓦,如果其中50%与生物质掺烧,那么燃煤耦合生物质发电机组总容量可达5.5亿千瓦,按平均掺烧量10%估算,折算生物质发电装机容量可达5500万千瓦。国家发改委、能源局发布的《能源生产和消费革命战略(2016-2030)》(发改基础[2016]2795号)提出了非化石能源跨越发展行动,到2030年,非化石能源发电量占全部发电量的比重力争达到50%,并明确提出要大力推进生物质能原料基地建设,扩大生物质能利用规模。因此,生物质发电具有较大发展空间,加快发展种植生物质能源林正逢其时。 种植生物质能源林的思考与建议: 1. 推广种植园模式,规模化生产,最好与生态修复和环境治理相结合,既解决规模化种植的土地需求,也可改变生态环境治理只有投入没有产出的窘境。研究开发适宜间作、轮伐的移动式生产加工设备,使燃料收集处理实现本地化,减少生物质燃料在收集、运输过程中的损耗,减少中间环节,提高保障度。 2. 保护树种,重视利用先进的生物技术选育高抗逆、速生、高产的新品种。学习瑞典经验,有针对性地培育短周期速生生物能源柳,在能源林示范基地加强栽培工艺与转化利用技术的研究,确保能源林热值、产量满足发电或其他下游生产要求。 3. 生物质能源林培育生产周期长、初期成本较高,要实现可持续发展,需要依靠各方面资金的支持和推动,加强政策研究,积极呼吁国家及各级政府给予优惠政策,例如尽早明确燃煤生物质耦合发电中的生物质发电量与已确定的鼓励生物质发电享受相同政策,可享受国家可再生能源发展基金的补贴等。建议政府主管部门制定核定生物质燃烧能量、折算发电量的具体规则。 4. 推进生物质能源林基地建设与生物燃料转化利用相结合,形成除“林油一体化”外的“林电一体化”产业模式,推动生物燃料产业发展,促进林业生物能源资源的进一步开发利用。 5. 将种植能源林与国内和国际碳市场交易、可再生能源绿色电力证书机制相结合,建立碳交易,实现生物质能源林生产价值的市场化。此举有利于改善投资环境、拓宽融资渠道,吸引国内外资金促进生物质能源资源开发,也有利于加快生物质能源的利用和转化技术引进消化再创新,从而提高能源资源转化利用的技术水平。 6. 目前地方政府和发电集团都面临煤炭消耗总量控制和碳减排压力,推广种植生物质能源林,加大生物质能源利用的比重,加快发展燃煤与生物质耦合发电,令掺烧煤电机组在电力现货市场中处于报价优先地位,提高发电利用小时,是完成减排任务、实现健康可持续发展的积极举措。考虑到植物生长周期,应因地制宜尽早将推广种植生物质能源林提上日程。 7. 环保公司应加快业务转型,从单一从事物理化学技术治理污染物到多种技术融合发展,加大生物技术如植物修复技术的研究与应用,以循环经济的方式走出一条新路。 (责任编辑:泉水) |