秸秆焚烧与生物质燃料的使用

概要：到2030年生物质发电将增加一倍，但在电力、能源供应领域的影响依旧非常小。一般认为煤电机组掺烧生物质有利于扩大利用范围，但在

概要：到2030年生物质发电将增加一倍，但在电力、能源供应领域的影响依旧非常小。一般认为煤电机组掺烧生物质有利于扩大利用范围，但在生物质来源方面还是需要突破性的制度安排。

知乎上关于秸秆焚烧的问题很多。有人认为应该在城市里面烧秸秆。有人认为为什么不让老百姓烧秸秆。总之大部分都还是围绕秸秆能不能自己烧这个题目来展开。

如果把这个题目换成生物质燃料的利用，与减碳结合起来了，就有了更广阔的讨论空间。

单纯说烧秸秆的话，确实是贵。

生物质能源发电相比于常规燃煤发电会增加额 外的经济成本。据估算，煤电发电的经济成本约为 0.41 元 /（kW·h），而秸秆发电的成本达到 0.743 元 / （kW·h）。

然而生物质发电、供热在国内一直都有发展，财政上对新能源发电也有一定的政策。

截止2020年底，我国已投产生物质发电并网装机容量2952万千瓦，年提供的清洁电力超过1100亿千瓦时。（成本远高于风电、光伏）

2017年《关于印发促进生物质能供热发展指导意见的通知》提出“到2020年，生物质热电联产装机容量超过1200万千瓦，生物质能供热合计折合供暖面积约10亿平方米，年直接替代燃煤约3000万吨。”

《3060零碳生物质能发展潜力蓝皮书》^[1]预计，到2030年我国生物质发电总装机容量达到5200万千瓦，提供的清洁电力超过3300亿千瓦时，碳减排量超过2.3亿吨。

这个数量在中国的电力需求中确实不占大头，麦肯锡的电力行业减碳报告中，生物质只占几乎看不到的比例。^[2]

与之相比，我国的燃煤发电的总装机容量到2021年已达11亿千瓦，虽然其占比已经降低至50%以下，但煤电的发电量占比仍然超过60%。

为了扩大生物质的利用范围，有人提出了燃煤锅炉的生物质掺烧技术。这些技术在很多地方都已经有应用，国外有几个地方很激进，比如英国。

最典型的是英国装机容量最大Drax电厂。该电厂共装有6台66万千瓦燃煤机组。从2003年在一台机组上改造混烧5%的生物质开始，不断增加生物质混烧比，直至全部煤电机组均改造成生物质混烧，最终于2018年实现了4台66万千瓦煤电机组100%燃烧生物质颗粒燃料。成为世界上最大的生物质燃料火电厂。

还有在丹麦等国家，对于生物质替代工作是非常激进的，也完成了电厂的转换。我之前的文章里面提到过，丹麦卡伦堡作为生态工业园圣地，其核心的热电厂已经完成了生物质替代。

以丹麦为例。2017年，现代生物能源已经占到可再生能源的近七成(69%)。其最主要的贡献，是在热电联产领域以生物质燃料特别是生物质成型颗粒燃料替代煤炭。由于在技术上解决了多掺富含钾和氯的秸秆易产生锅炉结焦的问题。丹麦能源信息署(EnergiNet) 估计，生物质能已占到全国发电能源消费量的四分之一以上；并预计，随着越来越多的生物质(包括沼气)热电联产项目投产，到2026年这个数字将提高为57%。

当然，这里面提到的富含钾和氯的秸秆易产生锅炉结焦的问题，确实会对锅炉造成一定的影响，锅炉的出力也会下降。

此外还有生物质的来源问题。^[3]

测算，全国每年生产 9.9 亿 t 的农业剩余物和 3.1 亿 t 的林业剩余物。生物 质在空间上分布不均，农业剩余物主要集中在华北平 原和西部地区；而林业剩余物主要集中在南部和东北 地区。当考虑全部利用途径和生物质资源与电厂分布 的不匹配性后，中国每年生物质能源可为电力部门提 供约 1.06 EJ（约 0.36 亿吨标准煤）的能量。但目前 生物质能源化利用率较低，实现利用的生物质不足资 源总量的 8%。

有专家认为，边际土地可以提供更多的生物质来源^[4]：

我国生物质能资源潜力应由两大部分组成，即农林废弃物以及在边际土地(marginal land，指因温度、水分和土壤养分等条件不适宜种植粮、棉、油等农作物的土地)上种植能源植物(灌木和草类)。迄今几乎所有的资源潜力预测研究，都忽略了边际土地种植能源植物的巨大潜力，得出的年资源潜力在3.5亿吨至5亿吨标准煤间的数据，因而造成我国生物质能资源量不够充足的普遍误解。实际上，我国属于边际土地范畴的草地和林地、加上多种有障碍因子(如盐碱、沙)的土地面积数倍于耕地。

不管这个计算是不是对。前提都是“生物质能的机械化生产、收集、产后处理(特别是压缩成型) 储运形成完整产业链、以及强大的相应产业形成后”，这个道路是非常漫长的。

要知道，碳达峰到碳中和的30年期间，电气化将占主导地位，生物质能利用主要集中在难以用电气替代的领域，如航空、生物基材料等，到2060年，将实现温室气体减排超过20亿吨。

以及补贴方面名单经济问题。^[5]

2020 年国家财政部发布《关于促进非水可再生能源发电健康发展的若干意见》有关事项的补充通知，明确了生物质发电项目运行满 15 年或全生命周期合理 利用小时数满 82500 小时，将不再享受国家补贴。

总之，

多方机构研究表明，我国一次能源消费将大概率在2035年前达峰，约60-62亿吨标煤，即较2020年水平再增加10-12亿吨标煤。实现能源领域碳达峰需要能源需求增量全部由低碳和零碳能源满足，其中零碳能源既包括风能、光能、水电、核电、生物质能、地热能等非化石能源，又包括煤炭+CCUS（碳捕获封存与利用）、天然气+CCUS等脱碳后的化石能源。

由于CCUS在近期还不够成熟，未来相当长一段时间我国的新增用能，必须要靠可再生能源来解决。^[6]这里面还有非常的多的工作要去做。