双碳背景下农林生物质利用新趋势.pdf
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1、中国科技信息 2024 年第 2 期CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Jan.2024-122-科技工作1.直接燃烧:通过在炉排型锅炉或循环流化床锅炉中将生物质直接燃烧,产生蒸汽。根据蒸汽的用途,可以分为直接燃烧发电、直接燃烧供热以及直接燃烧热电联产等不同形式。目前,生物质的直接燃烧是主要的利用方式。2.生物质气化:生物质气化利用固定床气化炉、流化床气化炉或炭化管炉等设备,在特定的热力学条件下,对生物质进行热解、氧化和重组,从而生成 CO2、H2以及低分子烃等可燃气体。通过与燃气锅炉和发电机组配合使用,实现热、电、炭三联产。此外,生物质气化还可以
2、生产初级炭,进一步进行活化加工,生产高附加值的活性炭。3.生物液体燃料:生物液体燃料主要分为生物柴油和燃料乙醇两类。第一代生物液体燃料使用植物油脂或动物油脂作为原料制造生物柴油,适用于柴油发动机的交通工具。同时,以甘蔗、玉米等糖和淀粉为原料生产燃料乙醇,可以添加到汽油中改善其质量。第二代生物液体燃料正在积极发展,采用纤维素类非粮食生物质作为原料,生产新型醇类和合成燃料。农林生物质利用的政策变化政策变化近年来,我国农林生物质利用政策发生了显著变化。其中一项重要调整是从 2021 年开始,生物质发电项目改用通过竞争方式,电价也在网上统一规定。这一政策的调整将迫使企业改变和创新技术模式和商业模式。新
3、政策体系对行业的发展产生了深远影响,主要体现在以下几个方面。由固定电价补贴转变为竞争性配置补贴由固定电价补贴转变为竞争性配置补贴的政策调整包括两方面:1.从固定电价补贴转变为竞争性配置补贴,通过市场竞争的方式选择补贴强度低、技术水平高的项目;2.生物质发电项目建设运营方面进行调整,避免重复支出并提高市场竞争性,新项目将通过竞争方式进行配置。这些政策调整将推动生物质发电行业向竞争配置补贴的模式转变,并促使企业在技术和商业模式上进行创新,确保资源的合理利用。由中央补贴转变为央地分担补贴根据2021 年生物质发电项目建设工作方案,自2020 年 9 月 11 日起,中央和地方共同分担所有机组并网项目
4、的补贴资金。不同地区根据实际情况确定了中央补贴的类型,并通过多种渠道解决地方的支持资金问题。此外,“十四五”生物经济发展规划鼓励地方政府建立健全生双碳背景下农林生物质利用新趋势洪 瑜 邬 晨 王润煜 李超然 朱锦远 朱颖颖 竺新波 张俊俊洪 瑜1,2,3 邬 晨1 王润煜1 李超然3 朱锦远3 朱颖颖3 竺新波3 张俊俊11.宁波能源集团股份有限公司2.宁波诺丁汉新材料研究院有限公司3.宁波大学海运学院洪瑜(1990),女,研发中心副经理,研究方向:生物质能源的利用方法。基金项目:宁波市重大科技任务攻关项目;项目编号 2022Z161。绿色和低碳已经成为全球能源发展的重要趋势。在国际社会对可持
5、续发展的迫切需求下,节流(减少化石能源消耗)和开源(大力开发可再生清洁能源)已经成为一项重要任务。2020 年,我国提出了“3060”双碳目标,进一步加强了对绿色、低碳、清洁和可再生能源发展的要求。在这一背景下,生物质(本文中指农林生物质,不包括垃圾和沼气)作为一种具有天然碳中和属性的可再生燃料,具有在碳减排方面发挥作用的巨大潜力。充分利用生物质资源来替代传统能源形式,是实现大规模二氧化碳减排最经济有效的方法之一。由于生物质发电项目竞价上网和 82 500 补贴小时数的政策出台,生物质发电项目的发展受到了极大限制。然而,这也催生了生物质能的新兴发展趋势。在发展模式上,生物质能呈现出多联产、多元
6、化、高附加值、梯级利用和技术革新等特点。在发展方向上,生物质能朝着生物质直燃热电联产、生物质气化多联产、耦合燃煤等方向发展。同时,生物液体燃料和塑料中间体等新兴方向也在持续突破。因此,本文对于“双碳”背景下生物质能利用的新趋势进行细致梳理和深入调研具有非常重要的意义。这将帮助公司更好地把握“双碳”目标导向和行业发展趋势,为未来的发展提供指导和借鉴。农林生物质的利用形式概述我国拥有丰富的农林生物质资源,根据不同种类的农林生物质及其物质组成的特点,已经形成了固体、液态和气态生物质能产物的梯级利用形式。目前,主要存在以下几种利用形式。-123-CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY
7、 INFORMATION Jan.2024中国科技信息 2024 年第 2 期科技工作物质能财政补贴政策,以促进该行业的发展。这些调整意味着中央和地方政府共同承担了生物质发电项目的补贴资金责任,并根据地区实际情况灵活确定中央的支持比例。同时,地方政府也被鼓励制定更完善的财政补贴政策,以推动生物质能行业的发展。这些措施旨在保障中央补贴的同时,促进地方的积极参与和自主发展,降低重复率,提高补贴资金的使用效率。限制发电项目的补贴总周期2020 年 9 月,根据关于促进非水可再生能源发电健康发展的若干意见的补充通知,中央财政补贴生物质发电项目的总周期限制为 82 500 小时或自并网之日起满 15 年
8、。这一政策旨在合理利用补贴资金,鼓励企业在补贴期限内高效建设和运营生物质发电项目,降低重复申请补贴的情况,并提高补贴资金的使用效率。政策的目标是促进非水可再生能源发电行业健康发展,确保补贴的合理分配和利用,平衡补贴资金的使用和项目周期,推动行业的可持续发展。无补贴项目推行绿色电力证书交易2022 年,国家发展改革委等三部委发布了关于新增可再生能源消费不纳入能源消费总量控制的通知,将绿证核发范围扩大至包括生物质发电在内的所有可再生能源发电项目,并规定新增可再生能源电力消费量不计入能源消费总量控制。对生物质发电企业而言,有两个好处:一是可以通过绿证交易获取额外补贴;二是新增可再生能源电力消费不再受
9、总量控制,将刺激消费者对绿证的需求。2023 年,国家发展改革委、财政部、国家能源局发布了关于做好可再生能源绿色电力证书全覆盖工作促进可再生能源电力消费的通知【发改能源20231044 号】,明确对生物质发电、地热能发电、海洋能发电等可再生能源发电项目的上网电量进行核发可交易的绿证。这一政策旨在通过市场化机制激励企业投资和发展非水可再生能源发电项目,推动经济的绿色转型。同时,引入市场化机制可以有效降低政府财政负担,提高资源配置的效率和灵活性。大力推进生物质热电联产关于因地制宜做好可再生能源供暖相关工作的通知提出了有序发展生物质热电联产的政策,加快生物质发电向热电联产转型升级,为具备资源条件的县
10、城和人口集中的农村提供民用供暖,同时为中小工业园区提供集中供热。该通知呼吁研发高附加值产品和经济型项目,降低发电成本,减少补贴依赖。随后,关于“十四五”大宗固体废弃物综合利用的指导意见指出扩大清洁能源生产利用规模,鼓励生物质能源供热、气、暖,优化农村用能结构,推进生物质天然气在工业领域应用。此外,“十四五”生物经济发展规划明确了有序发展生物质发电,推动向热电联产转型升级,建立生物质燃烧掺混标准,并鼓励建设以生物质热电联产、成型燃料及其他可再生能源为主要能源的产业园区。该规划支持有条件的县域开展生物质能清洁供暖替代燃煤,稳步发展城镇生活垃圾焚烧热电联产,推进沼气、生物质成型燃料等其他生物质能清洁
11、取暖。总之,当前政策鼓励大力推进生物质热电联产,实现宜气则气、宜热则热、宜电则电的原则,提高项目经济性和产品附加值,减少补贴依赖,同时优化农村用能结构,为中小工业园区和相关资源丰富的县城、农村提供民用供暖。拓宽秸秆原料化利用途径关于“十四五”大宗固体废弃物综合利用的指导意见提出了将秸秆转化为高附加值绿色产品的措施,以实现秸秆资源的有效转化。指导意见鼓励创新和拓宽秸秆的利用方式,通过技术和工艺进步,将秸秆用于环保板材、聚乳酸和纸浆等产品的生产,提高秸秆的附加值和利用效率。这一举措有助于促进可持续发展,实现废弃物资源化利用的目标,并对环境保护做出积极贡献。未来政策预测隔墙售电2017年,关于开展分
12、布式发电市场化交易试点的通知首次提出了“隔墙售电”,但至今推进缓慢。“隔墙售电”是指分布式能源项目将电力直接销售给消费者,提高投资主体的回报。自 2022 年以来,国家层面频繁发布文件推动隔墙售电,例如加快农村能源转型发展助力乡村振兴的实施意见能源领域深化“放管服”改革优化营商环境实施意见关于完善能源绿色低碳转型体制机制和政策措施的意见关于加快建设全国统一电力市场体系的指导意见等。隔墙售电可以增加发电企业的现金流收入,降低工商企业的用电成本,同时消费侧的绿色电力不占用能耗指标,实现多方共赢。绿证交易自 2017 年起,我国开始试行绿色证书制度,并推出全国绿色电力证书自愿认购交易平台。符合条件的
13、陆上风电和光伏发电企业可以出售绿色证书,而未完成可再生能源电力消纳指标的市场主体可以通过自愿认购绿色电力证书来完成消纳任务。此外,任何企业和社会公众都可以自愿认购绿色证书,以证明他们消费绿色电力并支持绿色电力发展(图1)。当发电企业享受国家可再生能源电价附加资金的补贴仅在拥有绿证时获得。因此,可再生能源发电企业通过销售绿证来对冲补贴拖欠的风险是可行的。绿电交易2021 年 9 月,绿色电力交易试点工作方案批复后,我国在北京电力交易中心进行了绿色电力交易试点首次交易。根据该方案,绿色电力产品被引入电力中长期市场体系框架,用于满足电力用户购买和消费绿色电力的需求,并提供相应的绿色电力消费认证(图
14、2)。这一交易方式是全新的交易品种。图 1 20172023 年全国绿色电力证书自愿认购交易平台的交易数据中国科技信息 2024 年第 2 期CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Jan.2024-124-科技工作绿色电力消费证明是企业实现自身碳中和目标的有利证明,主要适用于跨国企业、高科技企业、出口型企业和转型升级企业等致力于推动绿色电力生产的企业。绿电交易作为一种新型的电力中长期交易方式,在引导和促进新能源发展方面发挥着市场激励的作用。目前,绿电交易市场的参与主体主要集中在风电和光伏发电领域,未来将逐步扩大到水电等其他可再生能源领域。不过,值得注
15、意的是,尚未将生物质发电纳入到被认可的“绿色电力”范畴中。为了推动生物质发电的纳入,需要市场培育和政策支持的共同努力。碳排放权交易碳排放权交易机制是建立在碳排放总量控制下的交易市场。政府通过实施碳排放限额来控制企业的碳排放总量,并要求超出限额的企业在碳交易市场购买排放配额。我国一些城市已经开始进行碳排放权交易的试点工作,全国范围的碳排放权交易市场于 2021 年 7 月正式开市(图 3)。重点排放单位可以使用自愿减排量(CCER)抵消其应清缴的碳排放配额,而新能源项目可以开发并在碳排放交易市场上销售CCER。目前,我国备案和签发的 CCER 主要集中在风电和光伏发电项目上,而生物质发电项目的比
16、例相对较低。一个 30 兆瓦的生物质发电项目每年大约可以开发出 12 万吨的CCER。CCER 的制度建设、方法学遴选以及交易平台筹备等工作进展顺利,预计将在今年年底前全面重启 CCER。农林生物质利用的市场变化煤炭价格居高不下,生物质经济性凸显通常情况下,全背压燃煤热电的煤价水平大约是 0.124元/大卡,配合 60 元/GJ 的供热价格,能够实现设计基准收益率的 8%。然而,自 2020 年年底以来,煤价波动较大、涨幅较大。从5 500大卡秦皇岛港动力煤平仓价的走势图(图4)中可以看出,在 2021 年之后,5 500 大卡动力煤的平仓价一直维持在 1 000 元/吨以上(0.182 元/
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