生物质被称为继煤炭、石油、天然气之后的第四大能源,可再生能源取代化石燃料是大势所趋,生物质燃料将成为主要替代能源,目前生物质燃料占可再生能源的73%。
生物质能源为何应用广泛?
生物质资源量大,易得,每年通过光合作用产生的生物质能源高达1730亿吨,相当于全球电力消耗的10-20倍,但目前利用的只有3%,包括木材、农林废弃物、水生植物、油料植物、动物粪便、城市有机垃圾等,还有很大的开发潜力。
生物质燃料的特性满足了市场需求,供暖、电力、交通三大领域都需要用到各种能源,根据全球能源消费结构,供暖占50%,发电占20%,交通占30%,供暖是最大的能源市场。生物质燃料作为唯一的可再生能源,可以储存和运输,满足各种供热市场。
生物质燃料应用
生物质燃料具有较高的能源转换技术和产业化程度,可以在发电、供热、交通等领域替代化石燃料,这是生物质相较于其他可再生能源的独特优势。
生物质能是一种化学能,具有与化石燃料相似的特性,因此在不改变现有能源基础设施的情况下,用生物质燃料替代化石燃料,在这方面,生物质能比其他新能源更经济。
是什么推动了生物质能的使用?
在欧洲,生物质能占据了所有可再生能源中最大的市场。除了生物质能的优势之外,欧洲还采取措施推动生物质能的使用,这样的经验值得其他国家学习。
碳税政策。据欧洲业内人士分析,他们有两种方法来推动生物质能的使用。第一种是补贴和行政法规,以德国为代表。政府对可再生能源给予补贴,同时对生物质发电设定较高的上网电价,并将上网电价分摊到最终消费者身上。但由于越来越多的消费者不愿意承担这些费用,德国的生物质能产业面临萎缩。
另一种方式是市场调节和行政补贴,以瑞典为代表。瑞典对化石燃料征收高额税收,以增加可再生能源的优势。生物质燃料必须在开放的市场上与化石燃料和其他可再生能源竞争。经过几十年的实践,生物质能在瑞典和北欧占据了很大的市场。
行业标准和规范建设。发展第三方,保证行业健康有序发展。瑞典早在20年前就建立了完善的行业标准和法规。欧盟统一了德国、瑞典标准,由第三方机构监督和实施。
与大专院校建立合作关系。生物质能作为一个新兴产业,涉及农业、林业、机械、化工、材料、自动控制等多个领域。因此,有必要构建跨学校、跨学科、跨领域的发展平台。例如,瑞典生物质能创新平台由6所高校和多家公司组成,并取得了丰硕成果。
案例:英国燃煤电厂采用木质颗粒燃料
目前,Drax电厂贡献了英国大部分电力。它拥有6台645MW发电机组,其中4台转换为木质颗粒燃料。此外,396MW的Lynemouth电厂也已从煤炭转换为木质颗粒。
下图显示了英国一周的发电结构。我们可以发现,前几天风力发电量很小,晚上太阳能发电不可用。木质颗粒为峰值负荷做出了一些贡献,从而减少了煤炭和天然气的消耗。这是产生可再生热电的唯一方法,不受不受控制的变化或间歇性的影响。
英国强劲的生物质产量将一些联合循环燃气轮机(CCGT)挤出了发电结构。 Drax 一直在峰值负荷期间扩大产量以获取更高的价格。迄今为止,生物质产量平均为 2.3GW。
随着 Drax 和 Lynemouth 的发电机组从煤炭转换为生物质,安装的生物质容量增加了 1.1GW,达到 3.2GW。CCGT 产量平均为 12.4GW,低于去年的 13.5GW。这些证明生物质颗粒燃料可以提供可靠的基载和峰值容量。