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生物質能產(chǎn)業(yè)有哪些問題待解?在可再生能源體系中將扮演怎樣的角色?

中國爐具網(wǎng)    作者:王帆    來源:21財經(jīng)    日期:2022-05-27 09:13:14    瀏覽:1184
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        爐具網(wǎng)訊:生物質能是可再生能源的一個重要組成部分,一般是指以生物質為載體儲存的化學能。生物質能原料來源廣泛,主要包括各種農林廢棄物、生活垃圾、禽畜糞便以及廢水廢渣等。

        過去若干年,生物質能產(chǎn)業(yè)獲得了一定的發(fā)展,但規(guī)模仍然相對較小,尤其是在發(fā)電領域的市場競爭中,生物質發(fā)電明顯處于下風。根據(jù)國家能源局的統(tǒng)計,截至2021年底,我國生物質能發(fā)電裝機3798萬千瓦,僅占可再生能源發(fā)電裝機總量的3.57%,相比之下,光伏和風電裝機已分別達到3.06億千瓦和3.28億千瓦。

        近日,國家發(fā)改委印發(fā)《“十四五”生物經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》,這是我國首部生物經(jīng)濟五年規(guī)劃,其中提到,開展新型生物質能技術研發(fā)與培育,推動化石能源向綠色低碳可再生能源轉型;要培育壯大生物經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè),推動生物能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展;要有序發(fā)展生物質發(fā)電,推動向熱電聯(lián)產(chǎn)轉型升級。

        在碳達峰、碳中和目標下,有業(yè)內人士認為生物質能發(fā)展將迎來新的機遇期,此番首部生物經(jīng)濟五年規(guī)劃“點名”生物能源,也將成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展新的助力。

        生物質能產(chǎn)業(yè)還有哪些問題待解?未來在新型電力系統(tǒng),以及可再生能源體系中又將扮演怎樣的角色?帶著這些問題,采訪了能源基金會項目副總裁李潔。

        在李潔看來,生物質能的經(jīng)濟可行性不應簡單地與風電、光伏的發(fā)電成本做比較,而是應與氫能在跨季節(jié)儲能的利用,以及與CCUS(碳捕集、利用與封存)等減排技術的經(jīng)濟可行性相比,這樣生物質能的優(yōu)劣勢可以得到更合理的分析,其優(yōu)勢有機會更明顯地體現(xiàn)出來。

        生物質能迎來發(fā)展良機

        在可再生能源中,生物質能有哪些優(yōu)勢?

        李潔表示,生物質是一種生態(tài)友好的零碳能源,是最容易實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟的重要能源形式。在生物質能的利用中,大自然幫人類把二氧化碳重新回歸于有機物中,最難的一環(huán)是由大自然完成的。因此生物質能與當下其他的商業(yè)化能源相比較,具有明顯的優(yōu)勢。

        第一,生物質能環(huán)境外部性較低,很容易實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟。

        第二,在生物質能的利用過程中,可以同時解決電和熱的問題,這是其他新興可再生能源形式,如風電、光伏很難自發(fā)解決的一個問題。

        第三,中國要構建以可再生能源為主體的新型電力系統(tǒng),而解決不同時間尺度的儲能問題,是實現(xiàn)安全穩(wěn)定的新型電力系統(tǒng)的前提。就此而言,生物質可以作為解決不同時間尺度的儲能問題能源選擇,包括小時級的、跨天的、跨周的,甚至是跨季節(jié)的。

        與此同時,生物質是非常少有的能夠實現(xiàn)負碳的機會,也非常利于國家發(fā)展,它可以推進鄉(xiāng)村振興,助力消除農村的能源貧窮問題。

        盡管有諸多優(yōu)勢,但生物質能產(chǎn)業(yè)發(fā)展了幾十年,體量仍然比較小,尤其是與光伏、風電產(chǎn)業(yè)相比,主要是有哪些問題和阻礙?

        李潔認為,有兩個根本性的原因,一是它并沒有形成大規(guī)模的商業(yè)化,沒有像煤炭、汽油、天然氣以及風、光一樣形成集中式的應用。像以前推動的沼氣池等,基本還是局限于農民自產(chǎn)自用的場景。二是生物質能此前并沒有遇到像碳中和這樣的給能源系統(tǒng)帶來變革性需求的機遇。

        生物質能尚未形成大規(guī)模的商業(yè)化應用,還有一些原因:跟生物質本身的屬性有關,與煤油氣等化石能源相比,生物質的能量密度比較低,所以在同樣體積或質量的情況下,熱量較低;生物質資源的分布相對分散,很難直接拿來即用,導致收集成本較高;先進的生物質利用技術整體處于不夠成熟的階段;政策上也沒有專門的大力激勵措施;基于過往經(jīng)驗,提到生物質人們可能會想到早期很多示范項目的失敗例子,導致對這個產(chǎn)業(yè)的信心不足。

        人類使用生物質最原始的方式就是燒柴做飯,但在碳中和的機遇之下,生物質將以不同的形式出現(xiàn)在不同的應用場景中,它在能源品種的階梯上可能會向上爬好幾個等級。尤其是在未來的新型電力系統(tǒng)、熱電聯(lián)供這兩者的共同需求之下,生物質能發(fā)揮作用的舞臺將會更大。

        生物質能可解決風、光發(fā)電不穩(wěn)定問題

        你曾提出,在未來,生物質能的經(jīng)濟可行性理應不再簡單地與風電、光伏的發(fā)電成本做比較,而是應與氫能在跨季節(jié)儲能的利用,以及CCUS等減排技術的經(jīng)濟可行性相比,這樣生物質能的優(yōu)劣勢可以得到更合理的分析,其優(yōu)勢有機會更明顯地體現(xiàn)出來。在可再生能源中,今后對生物質能應該如何定位?

        李潔指出,首先從性質上生物質能就跟風、光不一樣,未來它要發(fā)揮作用,并不是追求在整個電力系統(tǒng)中貢獻多大的發(fā)電電量百分比,而是要扮演獨特的角色。

        以風、光為主的新型電力系統(tǒng)面臨著穩(wěn)定性方面的挑戰(zhàn),一旦出現(xiàn)連續(xù)幾天沒有風、陰天的情況,或者是冬天枯水期,可能會給系統(tǒng)穩(wěn)定性帶來問題。當前的電化學儲能技術只能應付小時級的削峰填谷,更長的時間尺度的儲能問題尚無經(jīng)濟和技術都成熟的零碳解決方案。為了系統(tǒng)的穩(wěn)定性,一定比例的火電必須保留,在當前已有和可預見的技術背景下,這一點基本上各界是有共識的,那就變成了這部分火電從什么燃料來的問題。如果以未來零碳的需求考慮,煤電就得加CCS/CCUS,或者用綠氫來替煤,再或者用生物質替煤。

        這就是為什么我說生物質能的經(jīng)濟可行性,要與CCUS、氫能在跨季節(jié)儲能的利用等技術的經(jīng)濟可行性相比。生物質能要承擔的任務,是在未來的新型電力系統(tǒng)中解決風、光發(fā)電不穩(wěn)定的問題,而這個問題目前看是電化學儲能無法解決的。抽水蓄能由于受選址的限制,目前看也很難解決全國的問題。

        另外,除了發(fā)電之外,生物質另一個獨特的角色在于供熱。供熱是實現(xiàn)碳中和過程中最難解決的問題之一(也有可能是最難的)。它直接關乎民生,必須穩(wěn)定有保障,而且能源需求量極大。未來北方地區(qū)的供熱從哪來將是一個大問題,目前關于供熱主要有兩種方式的討論,一種是考慮集中式的供熱,用可再生能源發(fā)的電通過熱泵來供熱,解決采暖問題;另一種是保留現(xiàn)有的熱網(wǎng),這樣的話就還是要保留一部分火電。

        目前來看,第一種方式的挑戰(zhàn)比較大,有幾方面的原因:一是中國的城市人口密度大,尤其在冬天,光伏發(fā)電以及水電處于低谷的時期,可能需要增加非常多的裝機,電網(wǎng)可能會不堪重負;二是以現(xiàn)有的技術,城市也沒有足夠多的土地空間來安裝集中的供熱熱泵;三是我們的熱網(wǎng)可能由此變?yōu)榱顺翛]資產(chǎn)。

        雖然我們對電氣化抱有很高期待,也在南方和北方的農村和小城鎮(zhèn)大力支持相關工作和研究,然而在人口集中的北方大中城市,我認為,針對中國的國情,第二種方式更有可行性優(yōu)勢。將來新型電力系統(tǒng)還需要一部分火電,同時這部分火電還可以供熱,生物質在這兩方面都有優(yōu)勢,并且它是零碳的。

        因此,生物質能在未來的整個新型電力系統(tǒng)中,未必是發(fā)電量最大的那部分,但它對電力和熱力有獨特的、關鍵的角色。

        尚需更多的行業(yè)研判

        國家發(fā)改委近日發(fā)布的《“十四五”生物經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》,提出順應“追求產(chǎn)能產(chǎn)效”轉向“堅持生態(tài)優(yōu)先”的新趨勢,發(fā)展面向綠色低碳的生物質替代應用,滿足人民群眾對生產(chǎn)方式更可持續(xù)的新期待。有序發(fā)展生物質發(fā)電,推動向熱電聯(lián)產(chǎn)轉型升級等。從生物經(jīng)濟的角度提出鼓勵生物質能的發(fā)展,這是否一個重要的政策利好訊號?

        李潔覺得,這是一個非常利好的信號,并且它不是唯一的信號。

        去年,《中共中央 國務院關于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》、《2030年前碳達峰行動方案》等,都提到了生物質能的發(fā)展?!吨泄仓醒?國務院關于做好2022年全面推進鄉(xiāng)村振興重點工作的意見》也提到了“推進農村光伏、生物質能等清潔能源建設”。這一次的生物經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃也明確提出了各方面的鼓勵政策。說明從各個角度、各個領域,生物質能產(chǎn)業(yè)的受重視程度都在提升。我也觀察到,業(yè)內越來越多的專家更加關注生物質的發(fā)展。

        政策導向之外,生物質能產(chǎn)業(yè)還需要有怎樣的配套鼓勵措施,如何解決它面臨的問題?

        李潔表示,國家層面的很多文件為生物質能發(fā)展指明了大方向,這是定性的方面,我們還需要有定量的方面。比如,首先從定位上來講,還需要進一步分析研判,未來新型電力系統(tǒng)中托底保供的電力需要有多少?火電需要有多少?這些火電由什么燃料來提供?它跟供熱之間是什么關系?這些都需要繼續(xù)研究清楚。

        此外,生物質利用的技術繁多,有集中的,有分布的,必須要識別出來哪些是先進的、能夠支撐碳中和戰(zhàn)略的,并且有利于鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的,能夠提升農民收入及生活質量的,需要識別各種技術及其應用場景,挖掘它們的潛力。再比如生物質跟煤摻燒,這方面有很大的潛力,但還需要更好地解決工程技術問題。

        然后是生物質資源的可獲取性評估的問題。當下看,全國一年的能源消耗大約是50多億噸標準煤,此背景下生物質能源的利用潛力如何,目前并沒有很好地形成共識?;谂c清華大學的聯(lián)合研究,能源基金會最近發(fā)布的《農村清潔用能體系助力減污降碳及鄉(xiāng)村振興——中國農村散煤治理綜合報告》顯示,全國可利用的各類別生物質能源資源總計約合9.28億噸標準煤。不同類型的生物質資源的可獲取性、收集成本、可開發(fā)性如何?我們還需要更細致地去評估它們的商業(yè)化利用等級。

        再之后是商業(yè)模式,之前生物質能無法大規(guī)模商業(yè)化的很多堵點,正是商業(yè)模式和可支付性帶來的財務不可持續(xù)問題,未來如果成本下降的話,或者說當國家政策也像當年推動風電、光伏一樣支持生物質能,是不是商業(yè)模式和投融資模式就一定能夠形成?

        能源基金會正在推動一些相關的工作,包括支持農村散煤的生物質替代的研究,對生物質利用技術以及試點工作進行梳理,希望在此基礎上為未來的發(fā)展提出建議。此外,我們也開展了探討生物質在未來新型電力系統(tǒng)中的定位研究,以及生物質利用的一些試點示范、商業(yè)模式的探討等。

        至于政策,我認為目前可能還沒到特別具體的政策的密集出臺階段,還處于前期研判期。當然政策可以積極推動一些試點的落地,這值得我們進一步期待。

        原標題:【專訪】能源基金會李潔:生物質能?不應簡單與風能、太陽能比較,商業(yè)模式仍需探索

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