推廣種植生物質(zhì)能源林 保障生物質(zhì)發(fā)電燃料

時間:2017-08-09 15:38 作者:bspower 分享到:
       在國家能源戰(zhàn)略和政策的指引下,我國的可再生能源發(fā)電取得了輝煌的成績,特別是風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電的裝機(jī)量已經(jīng)列居世界第一位。相比之下,生物質(zhì)發(fā)電雖然也得到了政策支持,但與世界先進(jìn)國家相比,尚存在較大的差距。截止至2016年,中國生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī)達(dá)1214萬千瓦,其中農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電636萬千瓦,垃圾焚燒發(fā)電543萬千瓦,沼氣發(fā)電35萬千瓦,生物質(zhì)發(fā)裝機(jī)容量占比約0.7%;生物質(zhì)發(fā)電量為647億千瓦時, 占比約2.1%。農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電是生物質(zhì)發(fā)電的主要領(lǐng)域之一,近年來得到普遍重視,但是由于多個掣肘因素導(dǎo)致,發(fā)展并不順利。其中農(nóng)林生物質(zhì)來源分散,收儲困難,物流價格高,中間成本大,從而導(dǎo)致生物質(zhì)燃料保障度低是業(yè)界共識。

農(nóng)林生物質(zhì)燃料無非兩種來源:收集農(nóng)林生產(chǎn)廢棄物與種植生物質(zhì)能源林。相比收集農(nóng)林生產(chǎn)廢棄物,種植生物質(zhì)能源林是破解生物質(zhì)燃料來源少,保障度低的重要途徑。

生物質(zhì)能源林種植。可以采用種植園模式,規(guī)模化、集約化栽培,選用良種無性系、矮化密植、機(jī)械化作業(yè)、短輪伐期生產(chǎn)方式進(jìn)行原料生產(chǎn),保障原料產(chǎn)量和可持續(xù)供應(yīng),避免樹種退質(zhì)老化。生物質(zhì)能源林種植占地面積大,可以充分利用灘涂、鹽堿地、荒地和閑置土地,在有基本水源保障條件下,發(fā)展種植園。還可以與煤礦塌陷區(qū)治理,被污染土地生態(tài)修復(fù),河道與高速公路綠化結(jié)合種植能源林,在這方面瑞典、美國有不少成功范例。

種植生物質(zhì)能源林適宜樹種。生物質(zhì)能源林分為燃油能源林、生物發(fā)電能源林與薪炭能源林。燃油能源林樹種包括續(xù)隨子、霍霍巴、油楠等,生物發(fā)電能源林樹種包括柳樹、桉樹、楊樹等,薪炭能源林樹種相對較多。生物發(fā)電能源林與薪炭能源林可統(tǒng)稱為燃料能源林。國外十分重視燃料能源林樹種選育及高產(chǎn)培育技術(shù)研究和實(shí)踐。瑞典、丹麥、美國和加拿大多以柳樹無性系能源林的種植為主,這種林木熱值高、產(chǎn)量大,輪伐周期短,生長壽期長。瑞典農(nóng)業(yè)大學(xué)利用柳屬雜交無性系建立了灌木柳的短期輪伐制度Short Rotation Willow Coppice(SRWC)體系。國內(nèi)種植生物發(fā)電能源林尚未形成規(guī)模,有公司從國外引種了無性系灌木柳,品質(zhì)優(yōu),產(chǎn)量明顯高于國內(nèi)傳統(tǒng)柳樹的產(chǎn)量。國內(nèi)研究院所也在開展相關(guān)研究。有研究資料表明,以灌木型雜交柳營建的灌木林為例,每年可形成生物質(zhì)約20噸/公頃,其熱值約4500kcal/kg,是優(yōu)良的生物質(zhì)燃料,可以3-5年平茬收獲一次,種植一次可以平茬經(jīng)營20-30年,甚至更長。

生物質(zhì)能源林資源利用。生物質(zhì)能源林作為燃料的最大優(yōu)點(diǎn)是熱值高,以灌木柳為例,與秸稈、稻殼相比,它的單位體積熱值高83.33%。規(guī)?;玫某墒旆绞绞巧镔|(zhì)發(fā)電,高效多聯(lián)產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈開發(fā)是未來方向。生物質(zhì)發(fā)電方式有多種途徑,如單純?nèi)紵l(fā)電,建設(shè)小型熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組;與垃圾處理、畜禽養(yǎng)殖廢棄物和農(nóng)林剩余生物質(zhì)處理耦合發(fā)電,作為分布式能源;與燃煤耦合燃燒發(fā)電,即大型煤電機(jī)組摻燒一定比例的生物質(zhì)燃料,減少煤炭消耗和減排CO2。生物質(zhì)經(jīng)過高溫裂解,氣化、液化可以生產(chǎn)生物炭、木焦油、木醋酸,氣化合成燃料甲醇或二甲醚。

種植生物質(zhì)能源林的重要利用途徑之一是與利用植物修復(fù)(Phytoremediation)技術(shù)開展土壤與水環(huán)境治理結(jié)合。植物修復(fù)就是采用種植灌木柳等植物,通過植物的吸收、揮發(fā)、根濾、降解、穩(wěn)定等作用,凈化土壤或水體中的污染物,如重金屬、有機(jī)物或放射性元素等,達(dá)到凈化環(huán)境的目的。植物修復(fù)是一種很有潛力、正在發(fā)展的清除環(huán)境污染的綠色技術(shù)。在被污染的土地或水體的潮間帶大規(guī)模種植灌木柳可以起到植物修復(fù)作用,同時通過間作和短周期輪伐(SRWC)又可以大批量生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)生物質(zhì)燃料,發(fā)展包括發(fā)電在內(nèi)的下游產(chǎn)業(yè),在改善環(huán)境的同時,產(chǎn)出經(jīng)濟(jì)效益,實(shí)現(xiàn)一舉多得。這個概念也可以引入被重金屬污染的農(nóng)田進(jìn)行休耕輪作。

種植生物質(zhì)能源林發(fā)展前景。目前我國生物質(zhì)資源總量每年約4.6億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,如果每年有50%的生物質(zhì)用于發(fā)電,那么可發(fā)電量約7200億千瓦時,是2016年全國發(fā)電量的12%。折算成裝機(jī)容量約1.8億千瓦。預(yù)計2020年,燃煤裝機(jī)容量達(dá)到11億千瓦,如果其中50%與生物質(zhì)摻燒,那么燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電機(jī)組總?cè)萘靠梢赃_(dá)到5.5億kW,按平均摻燒量為10%估算,折算生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī)容量可達(dá)到5500萬千瓦。國家發(fā)改委、能源局發(fā)布的《能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命戰(zhàn)略(2016-2030)》(發(fā)改基礎(chǔ)[2016]2795號),提出了非化石能源跨越發(fā)展行動,到2030年,非化石能源發(fā)電量占全部發(fā)電量的比重力爭要達(dá)到50%,并明確提出要大力推進(jìn)生物質(zhì)能原料基地建設(shè),擴(kuò)大生物質(zhì)能利用規(guī)模。因此,生物質(zhì)發(fā)電具有較大的發(fā)展空間,加快發(fā)展種植生物質(zhì)能源林正逢其時。

種植生物質(zhì)能源林的思考與建議。

1、推廣種植園模式,規(guī)?;a(chǎn),最好與生態(tài)修復(fù)和環(huán)境治理相結(jié)合,即解決了規(guī)?;N植的土地需求,也可改變生態(tài)環(huán)境治理只有投入沒有產(chǎn)出的窘境。研究開發(fā)適宜間作、輪伐的移動式生產(chǎn)加工設(shè)備,使燃料收集處理實(shí)現(xiàn)本地化,減少生物質(zhì)燃料在收集、運(yùn)輸過程中的損耗,減少中間環(huán)節(jié),提高保障度。

2、保護(hù)樹種,重視利用先進(jìn)的生物技術(shù)選育高抗逆、速生、高產(chǎn)的新品種。學(xué)習(xí)瑞典經(jīng)驗(yàn),有針對性的培育短周期速生生物能源柳,在能源林示范基地加強(qiáng)栽培工藝與轉(zhuǎn)化利用技術(shù)的研究,確保能源林熱值、產(chǎn)量滿足發(fā)電或其他下游生產(chǎn)要求。

3、生物質(zhì)能源林培育生產(chǎn)周期長、初期成本較高,要實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,需要依靠各方面資金的支持和推動,需要加強(qiáng)政策研究,應(yīng)積極呼吁國家以及各級政府給予優(yōu)惠政策,例如盡早明確燃煤生物質(zhì)耦合發(fā)電中的生物質(zhì)發(fā)電量與已確定的鼓勵生物質(zhì)發(fā)電享受相同政策,可以享受國家可再生能源發(fā)展基金的補(bǔ)貼等。建議政府主管部門制定核定生物質(zhì)燃燒能量,折算發(fā)電量的具體規(guī)則。

4、推進(jìn)生物質(zhì)能源林基地建設(shè)與生物燃料轉(zhuǎn)化利用相結(jié)合,形成除“林油一體化”外的“林電一體化”產(chǎn)業(yè)模式,推動生物燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展,促進(jìn)林業(yè)生物能源資源的進(jìn)一步開發(fā)利用。

5、將種植能源林與國內(nèi)和國際碳市場交易、可再生能源綠色電力證書機(jī)制相結(jié)合,建立碳交易,實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)能源林生產(chǎn)價值的市場化。此舉有利于改善投資環(huán)境、拓寬融資渠道,吸引國內(nèi)外資金促進(jìn)生物質(zhì)能源資源開發(fā),也有利于加快生物質(zhì)能源的利用和轉(zhuǎn)化技術(shù)引進(jìn)消化再創(chuàng)新,從而提高能源資源轉(zhuǎn)化利用的技術(shù)水平。

6、目前地方政府和發(fā)電集團(tuán)都面臨煤炭消耗總量控制和碳減排壓力,推廣種植生物質(zhì)能源林,加大生物質(zhì)能源利用的比重,加快發(fā)展燃煤與生物質(zhì)耦合發(fā)電,令摻燒煤電機(jī)組在電力現(xiàn)貨市場中處于報價優(yōu)先地位,提高發(fā)電利用小時,是完成減排任務(wù),實(shí)現(xiàn)健康可持續(xù)發(fā)展的積極舉措。考慮到植物生長周期,應(yīng)因地制宜盡早將推廣種植生物質(zhì)能源林提上日程。

7、環(huán)保公司應(yīng)該加快業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型,從單一從事物理化學(xué)技術(shù)治理污染物到多種技術(shù)融合發(fā)展,加大生物技術(shù),如植物修復(fù)技術(shù)的研究與應(yīng)用,以循環(huán)經(jīng)濟(jì)的方式走出一條新路。

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