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自身有缺陷、被資本冷落、靠補貼政策…… 生物質(zhì)能發(fā)展如何破局?

中國電力網(wǎng)發(fā)布時間:2023-05-11 14:19:30

“從金融角度來看,相比風(fēng)電和光伏,生物質(zhì)能在整個投資圈里是被冷落的對象。”近日,在第四屆全球生物質(zhì)能創(chuàng)新發(fā)展高峰論壇上,華夏銀行綠色金融首席顧問張勇淼希望從金融視角賦予生物質(zhì)能新的含義,改善生物質(zhì)能生存和發(fā)展?fàn)顟B(tài)。

據(jù)了解,從誕生至今,中國生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)已走過近20年的歷程。在此期間,風(fēng)能和光能在電力領(lǐng)域發(fā)展得“風(fēng)生水起”。而同為可再生能源的生物質(zhì)能的發(fā)展卻步履蹣跚,令投資者望而卻步。

近年來,生物質(zhì)能的發(fā)展多靠政策引導(dǎo)。在政策及相關(guān)補貼的引導(dǎo)和支持下,生物質(zhì)能發(fā)展尤其是垃圾焚燒發(fā)電穩(wěn)步推進(jìn)。不過,中國農(nóng)業(yè)大學(xué)生物質(zhì)工程中心教授程序表示,相比風(fēng)電、光伏發(fā)電,生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展差距很大。究其原因,除了生物質(zhì)能補貼難落地之外,主要是生物質(zhì)自身在原料特性上有天生的缺陷。

有缺陷、被冷落、靠政策……存在于生物質(zhì)能身上的這些標(biāo)簽與特質(zhì),也是妨礙其進(jìn)一步規(guī)?;l(fā)展的桎梏。推進(jìn)生物質(zhì)能發(fā)展的破局之路亟待開啟。

能量密度低、回收難、轉(zhuǎn)化效率低

企業(yè)生產(chǎn)成本持續(xù)高企,難盈利

說起生物質(zhì)能,可能大多數(shù)人比較熟悉的就是垃圾發(fā)電。其實,生物質(zhì)能種類遠(yuǎn)不止這一種。

依據(jù)是否能大規(guī)模代替常規(guī)化石能源來劃分,生物質(zhì)能分為傳統(tǒng)生物質(zhì)能和現(xiàn)代生物質(zhì)能兩種。傳統(tǒng)生物質(zhì)能主要包括農(nóng)村生活用能,薪柴、秸稈、稻草、稻殼及其他農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的廢棄物和畜禽糞便等;現(xiàn)代生物質(zhì)能包括垃圾焚燒發(fā)電、生物沼氣、燃料乙醇、生物柴油、微藻制油等,可以大規(guī)模應(yīng)用。

據(jù)了解,能被用作生物質(zhì)能原料的,主要是木質(zhì)纖維類。其中,灌木類、草類和農(nóng)作物秸稈等物質(zhì)占比較高,當(dāng)前,它們的能源轉(zhuǎn)化效率低,這也是生物質(zhì)能天生存在缺陷造成的。

程序指出:“生物質(zhì)能源能量密度低,質(zhì)量密度也很低,導(dǎo)致原料的收、運困難且成本高,能源轉(zhuǎn)化路徑受限(品種太少)、轉(zhuǎn)化效率低下,是造成當(dāng)下幾乎所有的生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)成本持續(xù)高企、難以贏利和難以擺脫補貼的根本原因。”

以生物質(zhì)直燃發(fā)電為例,由于生物質(zhì)原料收、運困難,原料的大量使用沒有保障,因而不得不采用小型鍋爐。小型鍋爐相應(yīng)的溫度和壓力參數(shù)達(dá)不到高效發(fā)電的要求,因此,發(fā)電效率大多低于25%,單機裝機造價偏高。

也因此,投融資機構(gòu)對這類企業(yè)支持較少,企業(yè)運行難,進(jìn)一步導(dǎo)致生物質(zhì)能原料利用率低也就不足為奇了。以生物天然氣的重要新原料——秸稈為例,其在大量利用方面也面臨著瓶頸。

目前,秸稈現(xiàn)代生物質(zhì)能源利用率不到5%。而在大量產(chǎn)生秸稈的東北地區(qū),無處安放的秸稈成為當(dāng)?shù)氐陌l(fā)展之困。據(jù)了解,為打好藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn),僅禁止焚燒秸稈這一項工作,就耗費了當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境部門大量的人力和時間。

生物質(zhì)能及材料應(yīng)用面窄,增值率低

生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)的根本弱質(zhì)性難以改變

隨著“雙碳”目標(biāo)的提出,我國碳減排要求日漸趨緊。作為傳統(tǒng)化石能源的替代品,生物質(zhì)能因具有再生性和綠色低碳、清潔等特質(zhì)而備受關(guān)注。

據(jù)了解,生物質(zhì)原料盡管燃燒時也會排出二氧化碳,但沒有二氧化硫、氮氧化合物等,而植物生長過程中,吸收的是二氧化碳,所以能夠在理論上達(dá)到零排放。

中國農(nóng)業(yè)大學(xué)參與編制的《3060零碳生物質(zhì)能發(fā)展?jié)摿Π灼奉A(yù)測,我國到2030年生物質(zhì)減排潛力達(dá)9億噸,到2060年減排潛力為20億噸。

但受限于生物質(zhì)的天然缺陷,如何將其變成化石能源穩(wěn)定的替代品,仍是難點。

受現(xiàn)代煤化工的啟發(fā),近年來,我國開始研發(fā)推動木質(zhì)類生物質(zhì)實現(xiàn)氣化的技術(shù)。

“木質(zhì)纖維類生物質(zhì)是生物質(zhì)資源總量中占比最大的一類。但它不能通過常規(guī)的發(fā)酵法制取沼氣和生物天然氣。”程序告訴本報記者,歐盟近年來在用木質(zhì)纖維類原料甲烷化制取生物基合成天然氣技術(shù)上取得一些突破,但仍存在低效率問題,導(dǎo)致設(shè)備和生產(chǎn)成本偏高,生物天然氣市場競爭力不強。

據(jù)了解,國內(nèi)外均有采用生物質(zhì)熱化學(xué)技術(shù)實現(xiàn)生物質(zhì)氣化的案例,但也無法形成經(jīng)濟(jì)和技術(shù)都可行的生物基合成氣平臺及其轉(zhuǎn)化的系列產(chǎn)業(yè)。程序指出,氣化后的生物質(zhì)能源及下游材料應(yīng)用面很窄,增值率又低,決定了生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)的根本弱質(zhì)性難以改變。

生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)能“翻身”嗎?

突破生物質(zhì)氣化技術(shù)是關(guān)鍵

在程序看來,能否通過突破生物質(zhì)氣化的上述技術(shù)障礙,是生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)徹底“翻身”的希望。

而要想取得突破,生物質(zhì)的煤化改性、使其能量密度和物料氣流輸送性接近煤炭,是關(guān)鍵性的前提條件。

“煤炭是幾億萬年在地下高壓高溫環(huán)境下產(chǎn)生的,生物質(zhì)煤化的關(guān)鍵在于,能不能使生物質(zhì)原料在幾分鐘以內(nèi)模擬成煤過程。”程序說,“目前,由中國農(nóng)業(yè)大學(xué)參與、內(nèi)蒙古新木集團(tuán)主要研究的生物質(zhì)煤化技術(shù)已獲得成功。這一技術(shù)采用創(chuàng)新的熱化學(xué)方式,在260攝氏度和2.6兆帕的條件下,用過熱蒸汽變壓解聚等工藝,實現(xiàn)增氫、脫氧、表面官能團(tuán)全部脫除,提升了生物質(zhì)的密度和熱值,使得生物質(zhì)原料變?yōu)橐环N噴吹粉燃料,具有了像煤一樣的氣力輸送性。”

新木集團(tuán)還開發(fā)出一個可移動設(shè)備,其最大的特點就是可以把它拉到生物質(zhì)原料非常豐富的地方進(jìn)行生物質(zhì)煤化生產(chǎn),可有效解決生物質(zhì)原料收、運難題。而且,設(shè)備對原料的特性限制小,即使原料含水率達(dá)到30%、40%也能用,秸稈類、灌木類作為原料尤為合適。

值得注意的是,用煤化生物質(zhì)替代煤粉,還可以實現(xiàn)與現(xiàn)代煤化工并軌,最終可以制油、制氣。例如,煤化生物質(zhì)可以進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為生物基富氫燃?xì)猓?ldquo;氫經(jīng)濟(jì)”發(fā)展和“雙碳”目標(biāo)的實現(xiàn)。

基于生物質(zhì)煤化技術(shù)的種種優(yōu)勢,張勇淼告訴記者,這項技術(shù)很可能會顛覆人們對生物質(zhì)能應(yīng)用的認(rèn)知,在充分調(diào)研技術(shù)相關(guān)參數(shù),從而能預(yù)測其市場前景的基礎(chǔ)上,可考慮將其作為重要的可再生能源新型利用技術(shù),列入華夏銀行與世界銀行的合作項目中予以支持。

 


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