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第10章 煤電低碳化改造中生物質摻燒的深度分析報告(2 / 2)

——環保效益:?排放量較純煤降低12年減排約1.5萬噸),so?降至35gn3下降18),nox降至50gn3下降12),遠超環保標準;

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——資源效益:年利用秸稈6.5萬噸,減少農田焚燒汙染,同時替代燃煤3.2萬噸;

——經濟效益:享受國家度電補貼0.04元千瓦時、地方設備投資補貼10,投資回收期從8年縮短至5.5年,具備商業可行性。

該案例印證了政策支持對項目經濟性的關鍵作用,也為同類煤電企業提供了“預處理+機組改造+補貼申請”的完整操作模板。

五、生物質摻燒麵臨的挑戰與應對策略:從痛點破解到體係完善

儘管生物質摻燒優勢顯著,但在實際推廣中仍麵臨資源供應、成本控製、技術成熟度三大瓶頸,需通過“政策+市場+技術”協同破解。

一)資源供應穩定性:破解季節性與分散性難題

1.核心挑戰:生物質原料受農業生產周期影響大如秸稈集中在夏、秋收割,冬季供應斷檔),且分布分散,收集成本高,直接影響機組連續運行。

2.應對策略:

——構建多元供應網絡:與項目周邊50公裡內3——5個農業合作社簽訂長期協議,同時開發木屑、能源植物如甜高粱)等補充原料,降低單一依賴;

——建設規模化儲備庫:采用封閉恒溫倉儲,儲備量滿足3個月以上用量,在豐收季加大收購,保障冬季供應;

——政策引導供應鏈優化:建議地方政府對生物質收儲運企業給予每噸50——80元補貼,鼓勵“企業+經紀人”模式整合分散資源,降低收集成本。

二)成本效益平衡:構建多元資金支持體係

1.核心挑戰:項目成本集中在三方麵——原料成本200——250元噸)、設備改造投資300機組約8000——萬元)、運維成本年500——800萬元),初期投入壓力大。

2.應對策略:依托“國家+地方+市場”三級資金體係,降低企業負擔:

1)國家層麵專項補貼:依據《煤電低碳化改造建設行動方案20242027年)》中“加大資金支持力度”的要求,國家發改委、能源局設立煤電低碳化改造專項基金,對符合條件的耦合發電項目實施分檔補貼:

——摻燒比例1012的項目,給予度電0.03元千瓦時補貼,補貼期限3年;

——摻燒比例1215的項目,給予度電0.04元千瓦時補貼,補貼期限4年;

——摻燒比例15以上的項目,給予度電0.05元千瓦時補貼,補貼期限5年。

同時,項目可享受企業所得稅“三免三減半”優惠改造完成後前3年免征企業所得稅,第46年按25的法定稅率減半征收),且改造過程中購置的專用設備如生物質給料機、堿金屬吸附裝置)可享受固定資產加速折舊政策折舊年限縮短至5年)

2)地方層麵配套支持:各地方政府結合區域實際出台補充政策,例如:以下中小型機組改造項目,給予設備投資10的一次性補貼;

華東地區:設立生物質原料補貼資金,對項目采購本地農林廢棄物的,額外給予每噸30元的原料補貼;

華中地區:對耦合發電項目產生的碳減排量,優先納入區域碳交易市場,允許企業通過出售碳配額獲得額外收益目前區域碳價約6080元噸?)。

3.市場化融資創新:

專項貸款:國家開發銀行提供利率下浮15——20個基點的低碳貸款,期限15年寬限期2年);

綠色債券:發行專項綠債,享受央行再貸款優惠;

ppp模式:政府通過特許經營吸引社會資本,分擔初期投資。

4.企業成本優化:通過“以量換價”降低原料采購成本年采購超5萬噸降價10——15),將燃燒灰渣加工為有機肥售價800——1200元噸),挖掘附加收益。

三)技術成熟度與運維:從攻關到標準化

1.核心挑戰:高比例摻燒>15)、複雜原料適應性如高水分生物質)仍存技術瓶頸,運行中易出現給料堵塞、爐膛結渣等問題,運維難度大。

2.應對策略:

1)產學研協同攻關:組建“發電企業+高校+科研機構”技術聯盟,重點突破高比例摻燒燃燒優化、高水分原料預處理等技術,目標2026年實現20摻燒工業化應用;

2)專業化運維體係:開展運維人員專項培訓覆蓋生物質特性、故障處理),與設備廠家簽訂“7x24小時技術服務協議”,縮短故障響應時間;

3.智能化監測:安裝溫度、壓力、振動傳感器,建立設備健康管理係統,通過大數據預測故障,實現預防性維護;

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4.政策激勵創新:設立技術創新獎勵基金,對突破關鍵瓶頸的團隊給予500—1000萬元獎勵,激發研發積極性。

六、生物質摻燒技術的國內外應用案例

一)國外應用案例

1.英國drax電廠:生物質耦合的逆襲之路

英國drax電廠始建於20世紀70年代,曾是西歐最大的碳排放項目,擁有6台660燃煤機組。在英國降煤降碳政策推動下,2003年開啟生物質燃料摻配混燒實驗。2004年,3號機率先進行5比例生物質耦合燃燒發電;2009年,全部6台機組實現10比例生物質耦合燃燒發電;2011年,中高生物質耦合比例燃燒達到40甚至100;20122018年,4台機組完成100生物質燃料轉換。改造後,碳排放量從燃煤發電的882gkh降至生物質發電的80gkh,成為歐洲碳排放最低的發電廠之一。2021年上半年,其4台660機組的生物質供電量達76億度,並於當年轉型為純可再生發電公司。該電廠通過循序漸進的改造策略與長期技術研發投入,實現生物質摻燒比例的逐步提升,還通過收購生物質燃料生產商穩定燃料供應渠道,降低采購成本。

2.丹麥avedore電廠:蒸汽耦合的獨特模式

隸屬於orested集團的丹麥avedore電廠,其2號機是燃煤鍋爐蒸汽耦合技術路線的典範。2號機於2001年投產,裝機容量570e,設計采用兩爐一機模式,兩台鍋爐主蒸汽合並後進入汽輪機實現蒸汽耦合,還配備2套55e的燃氣輪機。大鍋爐為800th煤粉爐現已改為生物質耦合燃燒鍋爐),小鍋爐為144tph的純生物質燃料105th鍋爐,主蒸汽溫度583°c,生物質燃料消耗量26.5tph,年消耗約15萬噸,可對外提供35e發電功率及50js熱量。此項目發揮了生物質爐排爐技術優勢,用生物質鍋爐處理結焦腐蝕性強的小麥稈原料,借助大型汽輪發電機高效率,與煤粉爐在蒸汽側耦合,實現高效發電與供熱,同時通過優化設備材質和結構設計,有效減輕設備腐蝕。outyneouth電廠建於1972年3月,最初為當地冶煉廠配套供電廠,裝機配3台煤粉爐機組,合計420。2003年,在政策推動下開始生物質耦合發電嘗試。2004年采用磨煤機耦合技術,使用鋸沫、生物質顆粒和橄欖渣3種生物質燃料,全年使用約1.1萬噸,耦合比例不到1。2016年對3台140煤粉爐機組進行100生物質燃料轉換改造,完成後每年消耗約140萬噸生物質燃料,成功轉型為純燒生物質燃料電廠。轉型後,鍋爐排放的nox排放量減少23,sox排放量減少90以上,顯著改善當地環境質量。二)國內應用案例

1.華電國際十裡泉發電廠:我國首個秸稈與煤粉混燒項目

2005年12月,華電國際十裡泉發電廠的秸稈與煤粉混燒發電項目竣工投產,這是我國在該領域的首次嘗試,為後續生物質摻燒項目積累了寶貴的運行經驗,驗證了生物質與煤粉混燒在技術和設備運行上的可行性,為國內其他電廠開展類似項目提供了初步參考,在生物質燃料選擇、摻燒比例摸索、設備改造適配等方麵起到了先行示範作用。

2.國電荊門電廠:依托大型煤電機組的生物質發電項目

2012年,國電荊門電廠依托64萬千瓦煤電機組建設燃煤耦合生物質發電項目,折合生物質發電容量1.08萬千瓦。該項目探索了大型煤電機組如何高效耦合生物質發電,在保障原有機組發電穩定性的同時,實現生物質的有效摻燒,為同類型大容量機組開展生物質摻燒改造提供了實踐藍本,在機組運行調度、生物質輸送與燃燒控製等方麵形成了可借鑒的模式。

3.華能日照電廠:國內首台大型燃煤機組耦合生物質發電示範項目

2022年,華能日照電廠68萬千瓦機組耦合生物質發電示範項目完成試運行,作為國內首台此類示範項目,設計生物質發電容量3.4萬千瓦。該項目在技術創新、設備優化、係統集成等方麵取得顯著成果,其成功運行標誌著我國大型燃煤機組在生物質耦合發電技術應用上達到新高度,為後續更多大型機組改造提供了成熟的技術方案與工程範例,推動了生物質摻燒技術在大型燃煤機組中的規模化應用。

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4.國電電力勝利電廠:全國首例煤電機組摻燒牛糞試驗

2024年8月14日,國電電力勝利電廠摻燒牛糞試驗成功,利用錫林郭勒草原牛糞,通過現有上煤係統,摻燒36.2噸,比例達13.45。這一創新實踐開辟了生物質燃料新來源,牛糞資源豐富且低成本,為草原地區電廠提供了獨特的生物質摻燒路徑,在資源利用、生態保護減少牛糞堆積汙染)、降低碳排放等方麵具有多重效益,也為其他地區挖掘特色生物質資源提供了思路。

5.湖北華電襄陽發電有限公司:生物質氣化耦合燃煤鍋爐發電

該公司將生物質原料破碎或壓塊後,利用空氣氣化,產生可燃氣體與燃煤混合燃燒。摻燒生物質發電的機組每年發電5900萬千瓦時,消納約5萬噸農林廢棄物,節約標準煤1.8萬噸,減排二氧化碳5萬噸。項目依托燃煤機組高效環保治理平台處理煙氣,實現淨排放,有效解決農林廢棄物棄置、焚燒汙染問題,帶動周邊農民增收,提供就業崗位,形成了從生物質原料利用、發電到環境改善、經濟帶動的良性循環,為生物質氣化耦合技術在煤電領域的應用樹立了標杆。

6.南陽天益發電有限責任公司:生物質直燃耦合技術示範項目

中聖科技旗下山東省陽光工程設計院有限公司中標南陽天益發電有限責任公司3機組生物質摻燒發電示範項目ep合同。該項目對現有一、二期生物質係統優化改造,新建生物質製備、輸送、直燃係統,采用大型煤電機組生物質直燃耦合技術,需實現每小時不少於40噸生物質散料入爐正常摻燒,並確保煙氣達標排放。中聖陽光院憑借技術積累攻克燃燒控製難題,實現係統與環保設施協同,保障項目投產後排放優於標準,打造國內領先示範工程,為生物質直燃耦合技術的推廣應用提供了工程實踐樣板。

通過國內外案例對比,國外項目在政策激勵下起步早,部分已實現高比例甚至100生物質燃料轉換,在技術研發、運營管理、燃料供應鏈建設上更為成熟;國內項目近年來發展迅速,在挖掘特色生物質資源如牛糞)、結合地方實際形成產業帶動如襄陽項目)方麵獨具特色,且在政策推動下,正加速技術創新與項目落地,不斷縮小與國際先進水平差距,未來有望在全球生物質摻燒技術應用領域發揮更大影響力。

七、結論與建議:推動生物質摻燒從“試點”到“規模化”

一)結論

綜合來看,煤電機組耦合生物質發電作為煤電低碳化改造的核心技術路徑,既符合《加快構建新型電力係統行動方案20242027年)》《煤電低碳化改造建設行動方案20242027年)》的政策導向,又能通過資源循環利用、碳排放削減實現環境效益與能源安全的雙重提升。從實踐案例來看,在政策引導與資金支持下,300級機組通過針對性改造可穩定實現12以上生物質摻燒比例,年減排二氧化碳超萬噸,同時降低燃煤消耗,具備良好的可行性與推廣價值。然而,項目推進中仍麵臨生物質資源供應波動、初期投資成本高、高比例摻燒技術待突破等問題,需通過政策細化、資金加碼、技術攻關形成合力,推動該技術從“試點應用”向“規模化推廣”邁進。

二)建議

1.政策層麵:強化協同與細則落地

1)完善政策協同機製:建議國家發改委、能源局牽頭,聯合生態環境部、財政部等部門出台《煤電機組耦合生物質發電專項實施細則》,明確項目申報條件、技術驗收標準、補貼申領流程等,避免地方執行中的政策偏差;同時建立“國家省市”三級政策聯動機製,要求地方政府在國家政策基礎上,結合區域資源稟賦如農林廢棄物產量、煤電機組分布)製定差異化實施方案,例如在西北沙生植物資源豐富地區,可將沙生植物納入生物質原料目錄並給予額外補貼。

2)加強政策執行監督:建立耦合發電項目“全生命周期監管平台”,對項目改造進度、摻燒比例達標情況、補貼資金使用情況進行動態監測,確保政策紅利精準惠及合規項目;對未達到摻燒比例要求或挪用補貼資金的企業,建立“黑名單”製度,取消後續補貼資格並追回已撥付資金,保障政策執行嚴肅性。

2.資金層麵:拓寬渠道與精準扶持

1)擴大國家專項基金規模:建議將煤電低碳化改造專項基金規模從現有500億元提升至1000億元,重點向耦合發電項目傾斜,同時優化補貼分檔機製,對摻燒比例18以上的“示範項目”給予度電0.06元千瓦時補貼,引導企業向高比例摻燒突破;此外,設立“生物質原料供應鏈專項補貼”,對年收儲運生物質原料超10萬噸的企業,按每噸20元給予補貼,穩定原料供應體係。

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2)創新市場化融資工具:鼓勵金融機構開發“碳質押貸款”,允許企業以未來5年預計產生的碳減排量作為質押物申請貸款,貸款額度不超過碳減排量評估價值的70;同時推動耦合發電項目納入“綠色電力交易”範疇,允許項目發電量優先參與綠電交易,通過綠電溢價目前綠電交易溢價約0.030.08元千瓦時)提升項目收益,吸引社會資本投入。

3.技術層麵:聚焦攻關與成果轉化

1)搭建產學研協同平台:建議依托國家能源集團、華能集團等大型發電企業,聯合清華大學、浙江大學等高校及中國電力科學研究院,組建“煤電耦合生物質發電技術創新聯盟”,重點攻關高水分生物質預處理技術如熱泵乾燥技術)、20以上高比例摻燒燃燒優化技術、堿金屬腐蝕防護技術等,目標到2026年實現高比例摻燒技術工業化應用,2027年建立完善的技術標準體係。

2)推廣成熟技術與案例:編製《煤電機組耦合生物質發電技術導則》與《典型案例彙編》,選取前文提及的300機組改造案例等1015個標杆項目,詳細梳理技術路線、設備選型、投資回報等關鍵信息,通過線下推廣會、線上平台如國家能源局官網)等渠道免費發放,為企業提供可參考的技術模板;同時開展“技術對接會”,組織設備廠家、科研機構與煤電企業麵對麵交流,促進技術成果快速轉化。

4.產業層麵:構建全鏈條支撐體係

1)培育生物質原料產業化體係:支持成立“區域生物質資源整合企業”,通過“企業+合作社+農戶”模式,實現生物質原料“統一收集、統一預處理、統一配送”,降低原料成本;同時鼓勵發展能源植物種植產業,在荒地、鹽堿地等非耕地推廣種植甜高粱、柳枝稷等能源作物,建立穩定的原料補充來源,緩解季節性供應壓力。

2)完善配套服務產業:引導第三方機構開展耦合發電項目“一站式服務”,涵蓋技術谘詢、環評編製、設備運維、碳減排量核算等;支持發展生物質灰渣綜合利用產業,鼓勵企業與農業企業合作,將灰渣加工為有機肥料、土壤改良劑等產品,形成“發電灰渣利用農業種植”的循環產業鏈,提升產業整體效益。

通過上述措施,可有效破解煤電機組耦合生物質發電推廣中的痛點難點,推動煤電行業向低碳化、清潔化轉型,可加速生物質摻燒技術的規模化推廣,推動煤電行業從“高碳基荷”向“低碳支撐”轉型,為我國2030年前碳達峰、2060年前碳中和目標的實現注入強勁動力。

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