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講座名稱：發(fā)展生物質(zhì)耦合及轉(zhuǎn)換發(fā)電，促進(jìn)中國(guó)煤電的低碳轉(zhuǎn)型
報(bào)告人：倪維斗院士
報(bào)告單位：中國(guó)工程院
講座時(shí)長(zhǎng)：14:22
內(nèi)容簡(jiǎn)介:第二屆燃煤鍋爐耦合生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)應(yīng)用研討會(huì)
發(fā)展生物質(zhì)耦合及轉(zhuǎn)換發(fā)電，促進(jìn)中國(guó)煤電的低碳轉(zhuǎn)型
中國(guó)工程院院士/清華大學(xué)能源與動(dòng)力工程系/原副校長(zhǎng)倪維斗
去年在天津召開(kāi)的《第一屆燃煤鍋爐耦合生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)應(yīng)用研討會(huì)》的基礎(chǔ)上，今年我們又在石家莊召開(kāi)了第二屆研討會(huì)，作為會(huì)議主席，我首先感謝各位代表的熱情參與和各位專家將要在會(huì)議上的精彩發(fā)言，并祝賀這次會(huì)議的成功召開(kāi)。
大家知道，應(yīng)對(duì)氣候變化，推進(jìn)綠色低碳發(fā)展是我國(guó)生態(tài)文明建設(shè)的重要內(nèi)容，也是加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式、調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的重大機(jī)遇。
2015年簽署的《巴黎協(xié)定》塑造了全球能源低碳發(fā)展的方向，同時(shí)也對(duì)未來(lái)煤炭的使用提出了嚴(yán)格的限制。就在剛剛過(guò)去的2018年11月，聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)（IPCC）又發(fā)布了《全球升溫1.5℃特別報(bào)告》，進(jìn)一步提出：要將全球升溫控制在1.5℃，到2050年煤炭在全球電力供應(yīng)中的比例要降低至接近為零。這無(wú)疑對(duì)以煤炭為主的我國(guó)的能源發(fā)展提出了更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。
在應(yīng)對(duì)氣候變化和實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的雙重目標(biāo)下，我國(guó)能源實(shí)現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型的過(guò)程實(shí)際上是非化石能源與煤炭賽跑的過(guò)程。目前在我國(guó)的煤炭消費(fèi)量中，電煤消耗約占一半，未來(lái)煤炭還會(huì)向煤電集中，因此，在未來(lái)幾十年內(nèi)，煤電工業(yè)面臨的減碳?jí)毫ψ畲蟆?/span>
煤電目前的排放水平約為850-1000g/kWh，盡管通過(guò)提高效率，例如采用最先進(jìn)的兩次再熱技術(shù)，碳排放可以下降到670g/kWh，但這同巴黎協(xié)定要求的100g/kWh相差甚遠(yuǎn)，單純依靠提高效率不能解決煤電的低碳問(wèn)題。
除了提高效率以外，碳捕捉和儲(chǔ)存(CCS)技術(shù)，也是一種可能的選擇方案。但CCS技術(shù)面臨著高能耗、高水耗、高成本和高占地要求的難題，而且從技術(shù)適宜角度來(lái)說(shuō)，采用CCS后的煤電更宜用于穩(wěn)定基本負(fù)荷，無(wú)法實(shí)現(xiàn)靈活調(diào)節(jié)來(lái)配合可再生能源的大量使用，因此，煤電采用CCS并不是我國(guó)煤電低碳化的優(yōu)化選擇。
因此，煤和生物質(zhì)耦合發(fā)電，并逐步過(guò)渡到完全燃用生物質(zhì)發(fā)電，認(rèn)為這是一個(gè)惠而不費(fèi)、快速可靠地解決煤電低碳發(fā)展的優(yōu)化方案，其原因和依據(jù)有三：一是由于摻燒生物質(zhì)可以顯著降低煤電的碳排放，而純燒生物質(zhì)甚至可以幾乎做到碳近零排放，二是煤電摻燒以及100%燃用生物質(zhì)，不僅可以最大限度地保留煤電的主要設(shè)備，經(jīng)濟(jì)性好，而且保留煤電可靠、穩(wěn)定和靈活可調(diào)的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，可以作為可再生能源大規(guī)摸發(fā)電的可靠靈活調(diào)度電源；三是在燃用生物質(zhì)的基礎(chǔ)上，如果再采用二氧化碳捕集和埋存，即所謂的BECCS，可以實(shí)現(xiàn)負(fù)碳排放，使得煤電不僅不再是碳排放的負(fù)擔(dān)，而且成為碳調(diào)節(jié)器和減碳救星。IPCC1.5度報(bào)告中，認(rèn)為要實(shí)現(xiàn)2050年溫室氣體凈零排放，必須使用BECCS技術(shù)。
正是因?yàn)檫@種惠而不費(fèi)的特點(diǎn),煤電改、摻燒生物質(zhì)也已經(jīng)成為國(guó)際趨勢(shì)?！栋屠鑵f(xié)定》后，歐盟國(guó)家在積累20年燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，正在從燃煤生物質(zhì)耦合發(fā)電向燃煤生物質(zhì)轉(zhuǎn)換發(fā)電過(guò)渡。
基于我國(guó)能源仍然以煤為主的現(xiàn)狀，要實(shí)現(xiàn)煤電的生物質(zhì)燃料的耦合和轉(zhuǎn)換，國(guó)家的政策推動(dòng)和激勵(lì)是關(guān)鍵，巨大的生物質(zhì)燃料供應(yīng)產(chǎn)業(yè)是支撐，可靠的混燒以及生物質(zhì)燃煤技術(shù)是基礎(chǔ)。
目前，煤電和生物質(zhì)耦合發(fā)電及生物質(zhì)轉(zhuǎn)換發(fā)電從技術(shù)上已經(jīng)成熟。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，煤粉爐和循環(huán)流化床鍋爐電廠均可改造發(fā)展成為與生物質(zhì)耦合摻燒直至轉(zhuǎn)換成100%燃燒生物質(zhì)的火電廠。現(xiàn)在全世界共有150多套大容量燃煤電廠煤與生物質(zhì)耦合混燒發(fā)電的實(shí)例，英國(guó)Drax電站已經(jīng)成功地從摻燒開(kāi)始，逐漸將6臺(tái)中的4臺(tái)66萬(wàn)千瓦煤電機(jī)組改造成100%燃用生物質(zhì),而且建立和發(fā)展了完整的供應(yīng)鏈及燃料生產(chǎn)、運(yùn)輸、處理、燃燒技術(shù)。
在我國(guó)，2018年6月國(guó)家能源局和生態(tài)環(huán)境部也批準(zhǔn)了84項(xiàng)燃煤火電廠生物質(zhì)耦合發(fā)電試點(diǎn)工程，標(biāo)志著我國(guó)較大規(guī)模地開(kāi)展煤電生物質(zhì)耦合發(fā)電改造工程的開(kāi)始。
然而，不言而喻，要支撐我國(guó)超過(guò)10億千瓦的煤電的低碳轉(zhuǎn)型，所需要的生物質(zhì)數(shù)量是巨大的，傳統(tǒng)僅靠自然產(chǎn)生的農(nóng)林生物質(zhì)以及城市垃圾用作燃料的做法，不可能支撐轉(zhuǎn)型發(fā)展，因此需要在政策強(qiáng)有力的支持和激勵(lì)下，規(guī)劃和建立生物質(zhì)燃料保障體系。為此，我們提出以下建議:
第一，重視煤電工業(yè)低碳轉(zhuǎn)型問(wèn)題，確定把用生物質(zhì)逐步替代煤炭、將煤電轉(zhuǎn)變?yōu)榈吞蓟痣姷陌l(fā)展路徑,作為實(shí)現(xiàn)我煤電低碳轉(zhuǎn)型的戰(zhàn)略途徑。
第二，開(kāi)展建設(shè)生物質(zhì)燃料的全國(guó)性產(chǎn)業(yè)的頂層設(shè)計(jì)，將其與解決“三農(nóng)”、大氣污染、荒漠化治理、能源發(fā)展、經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展等重要問(wèn)題以及循環(huán)經(jīng)濟(jì)、綠水青山理念綜合在一起全面考慮和規(guī)劃，將發(fā)展全國(guó)性生物質(zhì)燃料產(chǎn)業(yè)，作為國(guó)家生態(tài)文明建設(shè)和低碳發(fā)展戰(zhàn)略的橫貫性組成部分。
第三，研發(fā)和示范大型煤電摻燒和100%燃用生物質(zhì)的技術(shù)，并將其作為“一帶一路”煤電技術(shù)出口的新選項(xiàng)，迅速扭轉(zhuǎn)我國(guó)出口煤電技術(shù)造成帶路國(guó)家高碳鎖定的批評(píng)輿論。
第四，開(kāi)展一系列的戰(zhàn)略研究：一方面，摸清2050年實(shí)現(xiàn)電力工業(yè)低碳轉(zhuǎn)型所需要的作為基礎(chǔ)、穩(wěn)定和靈活性電源的火電的容量，以及因此所需保證的生物質(zhì)燃料需求量;另一方面,摸清中國(guó)生物能源資源的現(xiàn)狀，土地資源狀況，生物能源的技術(shù)和前景，判斷未來(lái)生物質(zhì)能生產(chǎn)的潛力，并研究國(guó)際生物質(zhì)燃料市場(chǎng)情況和未來(lái)大規(guī)模進(jìn)口生物質(zhì)前景。
綜上，我國(guó)能源體系和煤電工業(yè)正處在低碳轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵期，應(yīng)該抓住這一難得的歷史機(jī)遇，全面建立生物質(zhì)燃料的全國(guó)性產(chǎn)業(yè)，通過(guò)政策推動(dòng)實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)逐步替代煤炭，實(shí)現(xiàn)我國(guó)綠色低碳和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的雙重目標(biāo)，成為全球生態(tài)文明建設(shè)的重要參與者、貢獻(xiàn)者和引領(lǐng)者。
因此，我希望，我們的這次會(huì)議能夠?qū)Πl(fā)展我國(guó)生物質(zhì)耦合及轉(zhuǎn)換發(fā)電，促進(jìn)中國(guó)煤電的低碳轉(zhuǎn)型做出貢獻(xiàn)。最后，預(yù)祝會(huì)議圓滿成功。謝謝大家！
報(bào)告人：倪維斗院士
報(bào)告單位：中國(guó)工程院
講座時(shí)長(zhǎng)：14:22
內(nèi)容簡(jiǎn)介:第二屆燃煤鍋爐耦合生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)應(yīng)用研討會(huì)
發(fā)展生物質(zhì)耦合及轉(zhuǎn)換發(fā)電，促進(jìn)中國(guó)煤電的低碳轉(zhuǎn)型
中國(guó)工程院院士/清華大學(xué)能源與動(dòng)力工程系/原副校長(zhǎng)倪維斗
去年在天津召開(kāi)的《第一屆燃煤鍋爐耦合生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)應(yīng)用研討會(huì)》的基礎(chǔ)上，今年我們又在石家莊召開(kāi)了第二屆研討會(huì)，作為會(huì)議主席，我首先感謝各位代表的熱情參與和各位專家將要在會(huì)議上的精彩發(fā)言，并祝賀這次會(huì)議的成功召開(kāi)。
大家知道，應(yīng)對(duì)氣候變化，推進(jìn)綠色低碳發(fā)展是我國(guó)生態(tài)文明建設(shè)的重要內(nèi)容，也是加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式、調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的重大機(jī)遇。
2015年簽署的《巴黎協(xié)定》塑造了全球能源低碳發(fā)展的方向，同時(shí)也對(duì)未來(lái)煤炭的使用提出了嚴(yán)格的限制。就在剛剛過(guò)去的2018年11月，聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)（IPCC）又發(fā)布了《全球升溫1.5℃特別報(bào)告》，進(jìn)一步提出：要將全球升溫控制在1.5℃，到2050年煤炭在全球電力供應(yīng)中的比例要降低至接近為零。這無(wú)疑對(duì)以煤炭為主的我國(guó)的能源發(fā)展提出了更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。
在應(yīng)對(duì)氣候變化和實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的雙重目標(biāo)下，我國(guó)能源實(shí)現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型的過(guò)程實(shí)際上是非化石能源與煤炭賽跑的過(guò)程。目前在我國(guó)的煤炭消費(fèi)量中，電煤消耗約占一半，未來(lái)煤炭還會(huì)向煤電集中，因此，在未來(lái)幾十年內(nèi)，煤電工業(yè)面臨的減碳?jí)毫ψ畲蟆?/span>
煤電目前的排放水平約為850-1000g/kWh，盡管通過(guò)提高效率，例如采用最先進(jìn)的兩次再熱技術(shù)，碳排放可以下降到670g/kWh，但這同巴黎協(xié)定要求的100g/kWh相差甚遠(yuǎn)，單純依靠提高效率不能解決煤電的低碳問(wèn)題。
除了提高效率以外，碳捕捉和儲(chǔ)存(CCS)技術(shù)，也是一種可能的選擇方案。但CCS技術(shù)面臨著高能耗、高水耗、高成本和高占地要求的難題，而且從技術(shù)適宜角度來(lái)說(shuō)，采用CCS后的煤電更宜用于穩(wěn)定基本負(fù)荷，無(wú)法實(shí)現(xiàn)靈活調(diào)節(jié)來(lái)配合可再生能源的大量使用，因此，煤電采用CCS并不是我國(guó)煤電低碳化的優(yōu)化選擇。
因此，煤和生物質(zhì)耦合發(fā)電，并逐步過(guò)渡到完全燃用生物質(zhì)發(fā)電，認(rèn)為這是一個(gè)惠而不費(fèi)、快速可靠地解決煤電低碳發(fā)展的優(yōu)化方案，其原因和依據(jù)有三：一是由于摻燒生物質(zhì)可以顯著降低煤電的碳排放，而純燒生物質(zhì)甚至可以幾乎做到碳近零排放，二是煤電摻燒以及100%燃用生物質(zhì)，不僅可以最大限度地保留煤電的主要設(shè)備，經(jīng)濟(jì)性好，而且保留煤電可靠、穩(wěn)定和靈活可調(diào)的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，可以作為可再生能源大規(guī)摸發(fā)電的可靠靈活調(diào)度電源；三是在燃用生物質(zhì)的基礎(chǔ)上，如果再采用二氧化碳捕集和埋存，即所謂的BECCS，可以實(shí)現(xiàn)負(fù)碳排放，使得煤電不僅不再是碳排放的負(fù)擔(dān)，而且成為碳調(diào)節(jié)器和減碳救星。IPCC1.5度報(bào)告中，認(rèn)為要實(shí)現(xiàn)2050年溫室氣體凈零排放，必須使用BECCS技術(shù)。
正是因?yàn)檫@種惠而不費(fèi)的特點(diǎn),煤電改、摻燒生物質(zhì)也已經(jīng)成為國(guó)際趨勢(shì)?！栋屠鑵f(xié)定》后，歐盟國(guó)家在積累20年燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，正在從燃煤生物質(zhì)耦合發(fā)電向燃煤生物質(zhì)轉(zhuǎn)換發(fā)電過(guò)渡。
基于我國(guó)能源仍然以煤為主的現(xiàn)狀，要實(shí)現(xiàn)煤電的生物質(zhì)燃料的耦合和轉(zhuǎn)換，國(guó)家的政策推動(dòng)和激勵(lì)是關(guān)鍵，巨大的生物質(zhì)燃料供應(yīng)產(chǎn)業(yè)是支撐，可靠的混燒以及生物質(zhì)燃煤技術(shù)是基礎(chǔ)。
目前，煤電和生物質(zhì)耦合發(fā)電及生物質(zhì)轉(zhuǎn)換發(fā)電從技術(shù)上已經(jīng)成熟。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，煤粉爐和循環(huán)流化床鍋爐電廠均可改造發(fā)展成為與生物質(zhì)耦合摻燒直至轉(zhuǎn)換成100%燃燒生物質(zhì)的火電廠。現(xiàn)在全世界共有150多套大容量燃煤電廠煤與生物質(zhì)耦合混燒發(fā)電的實(shí)例，英國(guó)Drax電站已經(jīng)成功地從摻燒開(kāi)始，逐漸將6臺(tái)中的4臺(tái)66萬(wàn)千瓦煤電機(jī)組改造成100%燃用生物質(zhì),而且建立和發(fā)展了完整的供應(yīng)鏈及燃料生產(chǎn)、運(yùn)輸、處理、燃燒技術(shù)。
在我國(guó)，2018年6月國(guó)家能源局和生態(tài)環(huán)境部也批準(zhǔn)了84項(xiàng)燃煤火電廠生物質(zhì)耦合發(fā)電試點(diǎn)工程，標(biāo)志著我國(guó)較大規(guī)模地開(kāi)展煤電生物質(zhì)耦合發(fā)電改造工程的開(kāi)始。
然而，不言而喻，要支撐我國(guó)超過(guò)10億千瓦的煤電的低碳轉(zhuǎn)型，所需要的生物質(zhì)數(shù)量是巨大的，傳統(tǒng)僅靠自然產(chǎn)生的農(nóng)林生物質(zhì)以及城市垃圾用作燃料的做法，不可能支撐轉(zhuǎn)型發(fā)展，因此需要在政策強(qiáng)有力的支持和激勵(lì)下，規(guī)劃和建立生物質(zhì)燃料保障體系。為此，我們提出以下建議:
第一，重視煤電工業(yè)低碳轉(zhuǎn)型問(wèn)題，確定把用生物質(zhì)逐步替代煤炭、將煤電轉(zhuǎn)變?yōu)榈吞蓟痣姷陌l(fā)展路徑,作為實(shí)現(xiàn)我煤電低碳轉(zhuǎn)型的戰(zhàn)略途徑。
第二，開(kāi)展建設(shè)生物質(zhì)燃料的全國(guó)性產(chǎn)業(yè)的頂層設(shè)計(jì)，將其與解決“三農(nóng)”、大氣污染、荒漠化治理、能源發(fā)展、經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展等重要問(wèn)題以及循環(huán)經(jīng)濟(jì)、綠水青山理念綜合在一起全面考慮和規(guī)劃，將發(fā)展全國(guó)性生物質(zhì)燃料產(chǎn)業(yè)，作為國(guó)家生態(tài)文明建設(shè)和低碳發(fā)展戰(zhàn)略的橫貫性組成部分。
第三，研發(fā)和示范大型煤電摻燒和100%燃用生物質(zhì)的技術(shù)，并將其作為“一帶一路”煤電技術(shù)出口的新選項(xiàng)，迅速扭轉(zhuǎn)我國(guó)出口煤電技術(shù)造成帶路國(guó)家高碳鎖定的批評(píng)輿論。
第四，開(kāi)展一系列的戰(zhàn)略研究：一方面，摸清2050年實(shí)現(xiàn)電力工業(yè)低碳轉(zhuǎn)型所需要的作為基礎(chǔ)、穩(wěn)定和靈活性電源的火電的容量，以及因此所需保證的生物質(zhì)燃料需求量;另一方面,摸清中國(guó)生物能源資源的現(xiàn)狀，土地資源狀況，生物能源的技術(shù)和前景，判斷未來(lái)生物質(zhì)能生產(chǎn)的潛力，并研究國(guó)際生物質(zhì)燃料市場(chǎng)情況和未來(lái)大規(guī)模進(jìn)口生物質(zhì)前景。
綜上，我國(guó)能源體系和煤電工業(yè)正處在低碳轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵期，應(yīng)該抓住這一難得的歷史機(jī)遇，全面建立生物質(zhì)燃料的全國(guó)性產(chǎn)業(yè)，通過(guò)政策推動(dòng)實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)逐步替代煤炭，實(shí)現(xiàn)我國(guó)綠色低碳和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的雙重目標(biāo)，成為全球生態(tài)文明建設(shè)的重要參與者、貢獻(xiàn)者和引領(lǐng)者。
因此，我希望，我們的這次會(huì)議能夠?qū)Πl(fā)展我國(guó)生物質(zhì)耦合及轉(zhuǎn)換發(fā)電，促進(jìn)中國(guó)煤電的低碳轉(zhuǎn)型做出貢獻(xiàn)。最后，預(yù)祝會(huì)議圓滿成功。謝謝大家！
