澳洲5号

澳洲5号
>新聞資訊>行業資訊
生物質能有望成為碳中和利器
  碳中和既是我國應對氣候變化行動的莊嚴承諾,也是實現我國經濟社會環境根本性變革的重要國策,更是我國探索人類新文明之路、實現和平發展的一大創舉。

制造業大發展推升碳排放

  能源活動是碳排放主要來源之一,發達國家90%以上的碳排放和75%的溫室氣體排放來源于能源生產和消費活動。
  改革開放后,我國在西方訂立的規則下發展了30年,成為工業門類最齊全的制造業第一大國和世界第二大經濟體。數據顯示,2013-2018年,我國制造業能耗占總能耗的比重為68.4%-65.95%,制造業能耗總量從2013年的約20億噸標煤增加到約30億噸標煤。
  也就是說,隨著我國制造業不斷走強,能耗也在持續增加。發達國家通過調整產業結構、輸出高能耗制造業來接近碳中和,而我國無法復制這樣的道路。預計我國制造業將繼續走強,在全球占比會繼續提升,如果能源結構不變,意味著碳排放增加將成必然。

低碳能源需滿足制造業發展需求

  既要滿足我國制造業持續發展的能源需求又要控制碳排放,是我國實現碳中和的主要矛盾。
  我國制造業的能源需求結構,即電熱比約由2013年的3: 7變為2018年4:6,電力占比上升明顯,但并未改變用熱大于用電的基本事實。也就是說,制造業六成多的能源需求是熱力。熱電聯產燃料主要是煤炭,其價格相對便宜,能夠實現低成本供熱。因此,選用何種可再生能源取代燃煤,滿足制造業的熱力需求是解決矛盾的關鍵。
  目前,常規能源中有天然氣、光熱、氫能、核能可以作為備選。其中,天然氣響應快、能量密度大,但有三大劣勢: 總量不足,全球天然氣每年貿易總量12000億立方米,我國2019年表觀天然氣消費量3064億立方米,占能耗總量的8.1%,理論推算全球天然氣即使全部給我國,也只能解決能耗總量的32%;成本過高,天然氣價格各地雖不同,但總體上是燃煤的2-3倍,如果全部采用天然氣,制造業成本瞬間上升,為降碳而增加必要成本可以理解,但增加幅度過大必然導致制造業競爭力下降或外移;三是天然氣本身是高碳化石能源,雖然碳排放強度低于燃煤,但碳排放問題只是緩解但并未解決。因此,天然氣難以成為主要替代選項。
  相比之下,光熱的能量密度無法滿足大量蒸汽等高能量密度用戶需求,也無法保障制造業用熱連續穩定,從技術角度不能勝任。核能用于連續穩定的發電較有優勢,對于北方供暖需求也可作為備選,但對于多樣化、多元化的制造業供熱需求,其技術性和經濟性都難以匹配。氫能在交通領域的優勢正在顯現,對于特殊供熱需求如煉鋼代煤雖有成功案例,但對于廣泛的制造業供熱需求的經濟性還需時間驗證。此外,以上能源種類即使實現經濟性,仍有一個共同短板——現有的燃煤能源基礎設施面臨廢棄。

歐盟思路: 重用生物質能

  歐盟是全球最早致力于低碳發展的地區,已完成碳達峰,正邁向碳中和,其經驗值得學習和借鑒。
  歐盟GDP占全球的比重為 22.54%,同期能耗占比為8%,碳排放占比為8.79 %,實現能源系統碳中和采用的是以生物質能為主的可再生能源替代化石能源。從歐盟27國的能源總體結構來看,生物質能占可再生能源的比重高達65%;從碳減排的貢獻來看,生物質能占比達43%,位居第一。
  究其原因: 生物質能是化學能,也是唯一的可再生燃料,可儲存、運輸,面對多樣化、多時段的供熱需求,生物質燃料均可靈活滿足,且生物質資源多、分布廣,經濟性強,用于供熱競爭力強于化石能源,如北歐的丹麥、瑞典、芬蘭基于廣泛的農林廢棄物構建了具有競爭力的生物質能產業鏈,并成為能源市場中占比第一的能源品種;生物質能與現有的化石能源基礎設施相容,如英國最大的燃煤電廠Drax 6臺660MW燃煤機組全部改燃生物質,實現零碳排放,并獲得巨大的碳減排收益;生物質能是唯一可以全面取代化石能源的可再生能源品種,不僅可以滿足能源三大終端動力、電力、熱力的需求,還可以生產生物基材料,取代石油基材料,這是其他可再生能源無法實現的。目前,基于生物質資源的生物煉制(Biorefinery)在歐盟正成為取代石油煉制的新行業。

多維度助力碳中和

  總體來說,我國碳中和的三條路徑——電力碳中和、熱力碳中和、動力碳中和,生物質能均可以發揮重要作用。
  其中,在電力碳中和方面,未來電力系統將以可再生能源為主,目前風能、光伏具有競爭優勢,但發電小時數低(每年約2000小時)、不穩定,主要的解決方案為興建儲能電站,為風光場站調峰。但需要注意的是,我國有大量燃煤發電機組,如果將燃煤改為燃生物質,為風光發電調峰,既節省了新建儲能電站投資,也有利于燃煤機組在減碳的前提下實現最大限度利用,減少原有能源系統直接淘汰而造成的巨大社會財富浪費。
  在熱力碳中和方面,我國制造業的供熱需求完全可以采用生物質能來滿足,分布式供熱需求可以通過成型燃料配套專業生物質熱能裝備實現。當然,以我國能源消耗的體量,僅靠自身資源難以滿足需求。因此,可以建立以生物質可再生燃料為核心、“一帶一路”可再生能源合作為目標的架構。對我國而言,大量進口可再生燃料取代化石燃料,既可維持制造業競爭力,又能解決碳排放的約束難題,并有利于推動能源裝備與服務出口。同時,幫助“一帶一路”國家和地區建立綠色能源基礎設施,實現互利共贏,構建綠色發展的命運共同體。
  在動力碳中和方面,目前交通動力的解決方案有電動、氫能、生物質燃料三大類,建議由市場選擇而非過多的行政干預。行政資源應更多投入市場保障體系建設,如碳市場建設和運行,屆時,會有適應國情的碳中和動力方案脫穎而出。

澳洲5号