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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)中國煤電的低碳轉(zhuǎn)型
報告人：倪維斗院士
報告單位：中國工程院
講座時長：14:22
內(nèi)容簡介: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
發(fā)展生物質(zhì)耦合及轉(zhuǎn)換發(fā)電，促進(jìn)中國煤電的低碳轉(zhuǎn)型
中國工程院院士/清華大學(xué)能源與動力工程系/原副校長倪維斗
去年在天津召開的《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》的基礎(chǔ)上，今年我們又在石家莊召開了第二屆研討會，作為會議主席，我首先感謝各位代表的熱情參與和各位專家將要在會議上的精彩發(fā)言，并祝賀這次會議的成功召開。
大家知道，應(yīng)對氣候變化，推進(jìn)綠色低碳發(fā)展是我國生態(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，同時也對未來煤炭的使用提出了嚴(yán)格的限制。就在剛剛過去的2018年11月，聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）又發(fā)布了《全球升溫1.5℃特別報告》，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。這無疑對以煤炭為主的我國的能源發(fā)展提出了更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。
在應(yīng)對氣候變化和實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的雙重目標(biāo)下，我國能源實(shí)現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型的過程實(shí)際上是非化石能源與煤炭賽跑的過程。目前在我國的煤炭消費(fèi)量中，電煤消耗約占一半，未來煤炭還會向煤電集中，因此，在未來幾十年內(nèi)，煤電工業(yè)面臨的減碳壓力最大。
煤電目前的排放水平約為850-1000g/kWh，盡管通過提高效率，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題。
除了提高效率以外，碳捕捉和儲存(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)適宜角度來說，采用CCS后的煤電更宜用于穩(wěn)定基本負(fù)荷，無法實(shí)現(xiàn)靈活調(diào)節(jié)來配合可再生能源的大量使用，因此，煤電采用CCS并不是我國煤電低碳化的優(yōu)化選擇。
因此，煤和生物質(zhì)耦合發(fā)電，并逐步過渡到完全燃用生物質(zhì)發(fā)電，認(rèn)為這是一個惠而不費(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)。
正是因為這種惠而不費(fèi)的特點(diǎn),煤電改、摻燒生物質(zhì)也已經(jīng)成為國際趨勢。《巴黎協(xié)定》后，歐盟國家在積累20年燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電經(jīng)驗的基礎(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)電過渡。
基于我國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，國家的政策推動和激勵是關(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?，F(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Drax電站已經(jīng)成功地從摻燒開始，逐漸將6臺中的4臺66萬千瓦煤電機(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，2018年6月國家能源局和生態(tài)環(huán)境部也批準(zhǔn)了84項燃煤火電廠生物質(zhì)耦合發(fā)電試點(diǎn)工程，標(biāo)志著我國較大規(guī)模地開展煤電生物質(zhì)耦合發(fā)電改造工程的開始。
然而，不言而喻，要支撐我國超過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，開展建設(shè)生物質(zhì)燃料的全國性產(chǎn)業(yè)的頂層設(shè)計，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)展全國性生物質(zhì)燃料產(chǎn)業(yè)，作為國家生態(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，迅速扭轉(zhuǎn)我國出口煤電技術(shù)造成帶路國家高碳鎖定的批評輿論。
第四，開展一系列的戰(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，判斷未來生物質(zhì)能生產(chǎn)的潛力，并研究國際生物質(zhì)燃料市場情況和未來大規(guī)模進(jìn)口生物質(zhì)前景。
綜上，我國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)燃料的全國性產(chǎn)業(yè)，通過政策推動實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)逐步替代煤炭，實(shí)現(xiàn)我國綠色低碳和經(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，我們的這次會議能夠?qū)Πl(fā)展我國生物質(zhì)耦合及轉(zhuǎn)換發(fā)電，促進(jìn)中國煤電的低碳轉(zhuǎn)型做出貢獻(xiàn)。最后，預(yù)祝會議圓滿成功。謝謝大家！
報告人：倪維斗院士
報告單位：中國工程院
講座時長：14:22
內(nèi)容簡介: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
發(fā)展生物質(zhì)耦合及轉(zhuǎn)換發(fā)電，促進(jìn)中國煤電的低碳轉(zhuǎn)型
中國工程院院士/清華大學(xué)能源與動力工程系/原副校長倪維斗
去年在天津召開的《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》的基礎(chǔ)上，今年我們又在石家莊召開了第二屆研討會，作為會議主席，我首先感謝各位代表的熱情參與和各位專家將要在會議上的精彩發(fā)言，并祝賀這次會議的成功召開。
大家知道，應(yīng)對氣候變化，推進(jìn)綠色低碳發(fā)展是我國生態(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，同時也對未來煤炭的使用提出了嚴(yán)格的限制。就在剛剛過去的2018年11月，聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）又發(fā)布了《全球升溫1.5℃特別報告》，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。這無疑對以煤炭為主的我國的能源發(fā)展提出了更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。
在應(yīng)對氣候變化和實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的雙重目標(biāo)下，我國能源實(shí)現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型的過程實(shí)際上是非化石能源與煤炭賽跑的過程。目前在我國的煤炭消費(fèi)量中，電煤消耗約占一半，未來煤炭還會向煤電集中，因此，在未來幾十年內(nèi)，煤電工業(yè)面臨的減碳壓力最大。
煤電目前的排放水平約為850-1000g/kWh，盡管通過提高效率，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題。
除了提高效率以外，碳捕捉和儲存(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)適宜角度來說，采用CCS后的煤電更宜用于穩(wěn)定基本負(fù)荷，無法實(shí)現(xiàn)靈活調(diào)節(jié)來配合可再生能源的大量使用，因此，煤電采用CCS并不是我國煤電低碳化的優(yōu)化選擇。
因此，煤和生物質(zhì)耦合發(fā)電，并逐步過渡到完全燃用生物質(zhì)發(fā)電，認(rèn)為這是一個惠而不費(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)。
正是因為這種惠而不費(fèi)的特點(diǎn),煤電改、摻燒生物質(zhì)也已經(jīng)成為國際趨勢。《巴黎協(xié)定》后，歐盟國家在積累20年燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電經(jīng)驗的基礎(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)電過渡。
基于我國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，國家的政策推動和激勵是關(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?，F(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Drax電站已經(jīng)成功地從摻燒開始，逐漸將6臺中的4臺66萬千瓦煤電機(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，2018年6月國家能源局和生態(tài)環(huán)境部也批準(zhǔn)了84項燃煤火電廠生物質(zhì)耦合發(fā)電試點(diǎn)工程，標(biāo)志著我國較大規(guī)模地開展煤電生物質(zhì)耦合發(fā)電改造工程的開始。
然而，不言而喻，要支撐我國超過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，開展建設(shè)生物質(zhì)燃料的全國性產(chǎn)業(yè)的頂層設(shè)計，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)展全國性生物質(zhì)燃料產(chǎn)業(yè)，作為國家生態(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，迅速扭轉(zhuǎn)我國出口煤電技術(shù)造成帶路國家高碳鎖定的批評輿論。
第四，開展一系列的戰(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，判斷未來生物質(zhì)能生產(chǎn)的潛力，并研究國際生物質(zhì)燃料市場情況和未來大規(guī)模進(jìn)口生物質(zhì)前景。
綜上，我國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)燃料的全國性產(chǎn)業(yè)，通過政策推動實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)逐步替代煤炭，實(shí)現(xiàn)我國綠色低碳和經(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，我們的這次會議能夠?qū)Πl(fā)展我國生物質(zhì)耦合及轉(zhuǎn)換發(fā)電，促進(jìn)中國煤電的低碳轉(zhuǎn)型做出貢獻(xiàn)。最后，預(yù)祝會議圓滿成功。謝謝大家！
