“小木条”如何释放大能量?

2018年12月07日08:53  来源:中国环境报
 

不到12月,生活在斯德哥尔摩的瑞典小伙Jonas Blomberg就早早穿上了厚厚的冬装,取暖是生活的刚需。Jonas家里使用的采暖设备是生物质成型燃料专用壁炉。每周五下班后,他都会去家附近的超市买上一袋圆柱形的“小木条”(由锯末、木条和刨花等林业剩余物压制而成的生物质成型燃料),只需每日加料1次~2次,就能满足全天的供暖需求。

近日,由国际能源署和生物质能产业促进会主办的生物质能区域供热国际高峰论坛在湖北武汉举行。论坛上,来自国际能源署、瑞典、丹麦和中国的多位专家学者分享了生物质能的国际发展趋势以及中国面临的现状。

我们为什么忽略了生物质能

国际能源署(以下简称“IEA”)可再生能源处高级能源分析员Adam Brown告诉记者,提到可再生能源,人们最先想到的是太阳能和风能所带来的绿色电力消费。实际上,现代生物质能在2017年消费的各类可再生能源中占比达50%,是太阳能光伏和风能总和的4倍,其在供热和交通运输领域的应用尤其广泛。

IEA发布的《2018年可再生能源发展报告》也证实了这一点。由于太阳能、光伏主导的可再生能源发电装机容量在2017年再创新高,电力行业成为可再生能源发展的最大亮点。相比之下,可持续生物质能的贡献成为全球可再生能源中被忽视的闪光点。

虽然风头被太阳能和光伏盖过,但是生物质能在欧洲国家,尤其是瑞典、丹麦等北欧地区的能源体系中,占据了主导地位,形成了一套完整的技术及产业体系。

以瑞典为例,其生物质能消费占全国一次能源消费量的36%,排名第一。 全国有超过10万个大中小型生物质能供热站,供热对象涵盖机场、写字楼、工业园区、居民小区、商场等几乎所有类型的热水和蒸汽用户。

生物质能在瑞典蓬勃发展的原因

生物质成型燃料壁炉之所以在瑞典千家万户落地生根,不仅是因为其燃料节能环保、价廉易得,还在于其人性化的操作。对Jonas而言,回家前用手机操作,就能开启壁炉的自动控制系统,做到提前加热。回到家能立即感受到春天般的温暖,用他的话来说,“This is very nice。”

Jonas家仅仅是瑞典庞大生物质供热网络的一个点,每个点连接形成的巨大供热网络,背后的支撑得益于瑞典丰富的森林资源储备量。据了解,瑞典林业覆盖面积约为2642万hm2,占国土面积的64%。通过科学有效的经营,瑞典林地每年生长量比开发量多出20%。基于林业可持续发展的基础,瑞典政府鼓励对森林资源进行科学综合利用。

“瑞典的森林只有5%作为自然保护区,不用做任何开发利用。其余95%的森林资源所衍生出的林业产业主要包括木材加工、造纸等,每年产生约1652万m3林业加工剩余物(如锯末、木条和刨花等),成为生物质能源(颗粒成型燃料等)生产的主要来源。” 瑞典生物能源协会(Svebi)首席执行官Gustav Melin告诉记者。

充足的燃料来源是瑞典生物质能蓬勃发展的原因之一,Gustav Melin表示,除此以外,还离不开瑞典完善的法律、法规以及鼓励政策,颗粒成型燃料相关标准不断完善、燃烧技术及燃烧设备成熟以及完备的质量保障体系。

“为保证颗粒成型燃料、燃烧设备产品质量,瑞典政府规定,在颗粒成型燃料、燃烧设备进入市场前,必须获得第三方的检测认证,即P-Mark认证体系认证。” Gustav Melin说。

生物质能在中国发展趋势及难点

尽管我国的森林资源较为匮乏,但在华北、东北、华中和华东地区,农作物年产量约7亿吨左右,使得农作物秸秆资源数量十分可观。秸秆也是发展生物质能的重要原料。

近几年,由于国家对农林生物质发电产业的扶持力度不断加大,通过电价补贴等方式,吸引了众多企业、科研院所等进行投资和研发,生物质发电装机容量由2003年的150万千瓦,发展到2017年的近1500万千瓦。中国节能环保集团政策研究室主任袁宝荣表示,生物质能在中国的发展是显而易见的。

生物质成型燃料经过专用锅炉燃烧后,其排放水平优于天然气锅炉。“颗粒物10.97mg/m3,二氧化硫49mg/m3,氮氧化物150mg/m3。”这是武汉市环保局提供的一份对蒙牛(武汉)园区供热项目的生物质专用锅炉污染物排放检测数据,也是武汉光谷蓝焰新能源股份有限公司(以下简称“光谷蓝焰”)与丹麦JUSTEN公司合作研发的生物质专用锅炉技术的应用效果。

光谷蓝焰董事长熊建表示,这项技术正在走向国产化,将在武汉沌口开发区食品工业园中继续应用。一期项目建设的两台25蒸吨/小时生物质供热锅炉,年供热量30万蒸吨,热效率达到93%,比天然气年可节省费用1000余万元,替代标煤30万吨,减排二氧化碳8万吨。据了解,我国在用燃煤工业锅炉约47万台,总容量180万蒸吨/小时,年消耗原煤约7亿吨、散煤两亿吨,生物质能在中小园区工业供热领域应用空间将非常广泛。

不过,要想在我国大范围推行生物质能供热,当下依然存在瓶颈。如税收优惠政策不够完善、具体项目存在多头管理等种种问题。华中科技大学能源学院教授陈汉平说:“目前,生物质成型燃料质量标准尚不明确,生物质锅炉排放标准也存在缺失,这使得有些企业鱼目混珠,不达标的锅炉会导致污染物排放超标,损害行业的长期健康发展。”

袁宝荣认为,进一步推动生物质能在中国的健康发展,除了借鉴其他国家的成功经验和先进技术以加快我国的产业化进程之外,还离不开政府的政策支持、生物质锅炉污染物排放标准的制定以及健全的生物质能供热行业统计、评价和监管体系,如此才能让“小木条”释放出大能量。

□ 专家访谈

Gustav Melin

Adam Brown

为进一步了解生物质能的国际发展情况以及在中国推广可借鉴的经验,记者采访了IEA可再生能源处高级能源分析员Adam Brown和瑞典生物能源协会(Svebi)首席执行官Gustav Melin。

中国环境报:您如何看待生物质能在中国的发展情况?

Adam Brown:中国拥有世界上最大的区域供暖系统,管网长度超过20万公里,供暖面积将近90亿平方米。随着中国城镇化的快速发展和对热舒适需求的增加,未来供暖和供冷系统的能源消费也将增加。

生物质能近些年在中国的发展势头强劲,由于其自身的碳中和性,它是低碳发展中重要的部分。中国的发展可以鼓励和带动其他亚洲国家,形成示范效应。

中国环境报:欧洲国家发展生物质能的经验,哪些可供中国借鉴?

Gustav Melin:瑞典出台的相关政策对生物质能的快速健康发展起到促进作用。如1991年颁布的二氧化碳排放税,使得石油燃料成本大幅上涨,可再生能源因而具备竞争力,大量区域供热中心采用的原料由石油转变为颗粒成型燃料。

2003年推出绿色电力认证系统,鼓励电力生产商或供应商采用可再生能源生产。获得“绿色电力”认证的电力生产商,可免除碳税,同时绿电指标还可进行交易。

此外,供热系统的高度自动化和科技化吸引了大量用户使用,完备的颗粒成型燃料研发体系和标准体系则规范了燃料的使用和排放问题。

中国环境报:您对未来生物质能在中国的发展有什么建议?

Adam Brown:应根据本地可用资源促进可再生能源的发展,本地具有生物质资源,可作为集中供暖系统中替代煤炭的一种方案。目前,生物质能主要应用在工业领域。事实上,乡镇和农村的集中供暖管网也可以采用附近的生物质资源。

虽然固体生物质燃料排放的二氧化硫和氮氧化物比煤炭少,但生物质锅炉必须要提供有效的燃烧和过程排放控制设备,以控制颗粒物排放。

知识小链接

所谓生物质能燃料是指将农作物秸秆、林业剩余物压制而成的成型燃料,在专用锅炉里清洁燃烧,产生的蒸汽、热水可满足工业企业用热及城乡居民采暖需求。(记者王珊)

(责编:初梓瑞、庄红韬)