我國作為能源綜合利用大國，農(nóng)作物秸稈及農(nóng)產(chǎn)品加工剩余物、林業(yè)剩余物和能源作物等生物質(zhì)資源每年總量約4.6億噸標準煤。目前，我國生物質(zhì)能年利用量約3500萬噸標準煤，利用率僅為7.6%。

        截止至2016年，我國生物質(zhì)發(fā)電裝機容量達1214萬kW,其中農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電裝機容量為605萬kW,垃圾焚燒發(fā)電容量為574萬kW,沼氣發(fā)電容量為35萬kW,各種生物質(zhì)發(fā)電幾乎全為純燒生物質(zhì)發(fā)電，而且其裝機容量多為1-3萬kW蒸汽參數(shù)不高的低效率小機組，純燒生物質(zhì)發(fā)電項目的供電效率一般低于30%。因此，純燒生物質(zhì)的小容量低效率發(fā)電不是生物質(zhì)發(fā)電的主要發(fā)展方向。

        到2020年，我國燃煤裝機容量將達到11億kW,如果能夠有50%的生物質(zhì)用于燃煤電廠的摻燒發(fā)電，那么燃煤藕合生物質(zhì)發(fā)電機組總?cè)萘靠梢赃_到5.5億kW,按平均摻燒量為10%估算，則折算生物質(zhì)發(fā)電裝機容量可達到5500萬kW。

        如果我國每年有50%的生物質(zhì)用于發(fā)電，那么可發(fā)電量約7200億kW/h,折算成裝機容量約為1.8億kW,是2016年全國發(fā)電量的12%，也就是說，可較大幅度降低煤電的CO2排放。因此，大容量高效煤電廠采用燃煤藕合生物質(zhì)發(fā)電，應該是現(xiàn)階段我國煤電大幅度降低碳非放的主要措施。

        結(jié)構(gòu)中的占比達到36.6%，但在發(fā)電量中的占比則僅為28.9%。其中生物質(zhì)發(fā)電裝機容量占比則不到1%，因而生物質(zhì)發(fā)電具有較大的發(fā)展空間。

燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電的優(yōu)點

1、燃煤藕合生物質(zhì)發(fā)電可充分利用現(xiàn)有燃煤電廠原有的設施和系統(tǒng)，包括鍋爐、汽輪機及輔助系統(tǒng)來實現(xiàn)生物質(zhì)發(fā)電，而僅需新增生物質(zhì)燃料處理系統(tǒng)，并對鍋爐燃燒器進行部分改動，因此初投資低。

2、燃煤藕合生物質(zhì)發(fā)電項目一般不需要在電廠圍墻之外新增占地，純燒生物質(zhì)發(fā)電項目則需要新征用地。舉例來說，對于2X 1.5萬kW純燒生物質(zhì)機組的占地面積約6.8萬m2,按此計算，則前述的1.8億kW機組若全部采用純燒生物質(zhì)機組，占地面積將高達4億m2。

3、可充分利用原有燃煤電廠已經(jīng)存在的供電和供熱市場。

4、純燒生物質(zhì)發(fā)電項目，機組能否持續(xù)運行取決于生物質(zhì)燃料的供應情況，而燃煤藕合生物質(zhì)發(fā)電機組的運行則不依賴于生物質(zhì)燃料的供立,因而生物質(zhì)混燃方式在生物質(zhì)收集市場具有更強的議價能力。由此可見，燃煤藕合生物質(zhì)發(fā)電可降低生物質(zhì)燃料供應風險的燃料靈活性，和純燒生物質(zhì)發(fā)電相比，混燒生物質(zhì)發(fā)電的投資和運行費用更低。

5、燃煤藕合生物質(zhì)發(fā)電可充分利用燃煤電廠大容量、高蒸汽參數(shù)達到高效率的優(yōu)點，可在更大容量水平上使生物質(zhì)發(fā)電的效率可達到今天燃煤電廠能夠達到的更高水平。因此，混燒生物質(zhì)的電廠實際不受鍋爐容量和蒸汽參數(shù)限制的。

        綜上所述，在大型高效燃煤電廠進行燃煤藕合生物質(zhì)發(fā)電，是燃煤電廠在大容量和高效率的基礎上實現(xiàn)CO2減排經(jīng)濟的技術選擇。

        生物質(zhì)發(fā)電顆粒是由生物質(zhì)顆粒機磨合碾壓成型的燃料顆粒，具有高熱值、高密度、零排放等優(yōu)點。

生物質(zhì)顆粒機

(作者毛健雄，清華大學熱能工程系教授，研究方向為熱能工程和潔凈煤發(fā)電技術)