生物質(zhì)與煤耦合發(fā)電是煤電實現(xiàn)低碳、零碳的唯一途徑
生物質(zhì)發(fā)電和風力發(fā)電、太陽能發(fā)電等可再生能源
電力一樣,都是(近)零
碳排放的電力生產(chǎn)方式,而且還具有風力發(fā)電和太陽能發(fā)電所沒有的優(yōu)勢:即在自然界,年度再生的農(nóng)、林剩余物資源量比較穩(wěn)定;燃料可以
運輸、儲存以便常年均衡使用。利用大型高效燃煤機組混燒生物質(zhì)燃料發(fā)電,是國際上實現(xiàn)生物質(zhì)發(fā)電的一種先進技術(shù)。不僅比現(xiàn)有的生物質(zhì)直燃發(fā)電(一般為中、小發(fā)電廠)的發(fā)電效率高,而且可以明顯降低煤電機組的碳排放量,提高煤—生物質(zhì)耦合發(fā)電的靈活性,加強煤電生產(chǎn)的可持續(xù)性,是煤電走向低碳化一條現(xiàn)實可行、也是唯一的路徑。
需要強調(diào)指出的是,生物質(zhì)燃料在大型高效的煤電機組中與煤混燒,并不是煤電低碳發(fā)展的權(quán)宜之計或過渡技術(shù)。因為生物質(zhì)是可再生能源,生物質(zhì)混燒發(fā)電是高效率低排放并具有靈活性的火力發(fā)電,其本質(zhì)是生物質(zhì)發(fā)電的一種先進形式。和不可控的風力發(fā)電和太陽能發(fā)電不同,對于電網(wǎng)安全和可靠的電力供應(yīng),支持和消納風、光電起著調(diào)節(jié)和保障作用。
國際上在大型燃煤發(fā)電廠中采用生物質(zhì)混燒技術(shù),源于1997年12月在日本京都通過的《聯(lián)合國氣候變化框架公約的京都議定書》。該議定書的目的,是限制發(fā)達國家二氧化碳的排放量以抑制全球氣候變化。自那時以來,發(fā)達國家尤其是歐盟國家,就開始在
法規(guī)政策和技術(shù)上采取各種措施以降低煤電的碳排放。其中最主要的技術(shù),就是采用燃煤與生物質(zhì)耦合混燒發(fā)電。生物質(zhì)混燒技術(shù)逐步成熟起來后,得到了很好的推廣和應(yīng)用。
由于生物質(zhì)能是全生命周期零碳甚至可以是碳負排放的,因此摻混比只要達到一定的比例,即能產(chǎn)生十分顯著的碳
減排效應(yīng)。據(jù)清華大學環(huán)境學院、美國哈佛大學及伯克利能源實驗室等科學家組成的聯(lián)合團隊,2019年發(fā)表的對中國碳排放和大氣污染的影響及其經(jīng)濟效益的研究報告(“對中國電力環(huán)境友好和碳負凈排放的煤-生物質(zhì)耦合氣化發(fā)電技術(shù)”, 美國科學院院刊PANS, March 7, 2019)。表明當往煤中摻混35%生物質(zhì)量時,生物質(zhì)耦合煤發(fā)電加碳捕獲封存(CBECCS)系統(tǒng),即可實現(xiàn)電力生產(chǎn)全生命周期的零碳排放,并將成本控制在0.62元/千瓦時以下。如果全面推行該系統(tǒng),用全國25%的農(nóng)作物秸稈,可替代18.1%的總發(fā)電量, 年減少8.8億噸CO2排放。