【行业技术】碳中和背景下的生物质能--深度脱碳绕不开的能源技术

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1、碳中和背景下的生物质能--深度脱碳绕不开的能源技术生物质能源项目具有项目分散、项目类型多、涉及的主体多等特点，造成生物质能项目难以统计，而且许多类型的生物质能未纳入到商品能源，有的也没有纳入到能源统计范畴。从目前来看，同为可再生能源与风力发电和光伏发电相比，生物质能受到关注度不高，只有技术相对成熟的生物质直接发电技术受到关注较多。然而，从降低碳排放的角度来说，生物质能源具有负排放的特性，而且多元化的能源特性在能源领域进入深度脱碳阶段生物质能的价值尤为凸显。1.碳中和背景下的加快进展生物质能的必要性双碳目标提出以来，新型电力系统成为

2、能源领域最为火热的话题之一。风力发电、光伏发电等新型电源被给予了重要的历史使命，当然，生物质能源发电也将在其中发挥重要作用。但是，生物质能不仅仅是在电力系统发挥作用，还有新型能源系统领域和新材料领域。1.1当前能源转型抓手单一，亟需能源技术多元化8长期以来，全世界能源供应主要形式包括煤炭、石油、自然 气和电力，多元化的能源供应支撑了整个社会的运转。为应对气候变化和减缓化石能源使用造成的环境污染，经过近20年的进展，风力发电和光伏发电技术成本快速下降，应用规模快速进展，部分国家可再生能源占比甚至超过了50%。可再生能源的产品主要以电

3、力为主，其他固体、液体和气体形式的能源较少。电力是当前能源转型的主要抓手，生物质能发挥的作用较小。国内外多数讨论机构多数认为，将来能源转型的核心是提高终端的电气化水平，进而大幅提高全社会利用可再生能源的比例。电力的属性是生产与消费必需同步，而实际生产生活中很难实现电力生产与消费的同步，电力储存成为了必不可少的环节。若电力不是主要的能源形式，或者电力在能源系统中占比不高，少量的电力储存不会造成电力成本的显著增加。将来电力系统以风电和光伏发电为主要电源，大量的储能必不可少，势必造成用电成本的增加。另外，与传统能源时代不同，海量的不确定

4、性的电源点给电力系统平安运行带来巨大的挑战，将来电力平安运行形势不容乐观。1.2实现碳中和的难点在碳基材料当今全球绝大多数化学品及下游塑料等制品来源于炼化行业。从碳排放的行业领域来看，电力、钢铁、水泥、有色、石化、煤化工等行业是碳排放的主要来源。电力、钢铁、水泥和有色可以通过调整能源结构来实现减排。而石化和煤化工制备以碳基为原料的工业和生活用品，这些产品必需依靠含碳材料为原料制备，低碳政策推行下碳基材料成为减排面临较大的技术难点。1.3风电和光伏发电仅能实现零碳排放8由于近些年风电、光伏的成本大幅下降，风电光伏仅能替代传统的化石能

5、源发电，这些环境风电、光伏发电都是零碳排放，而生产制造风电、光伏发电设备的过程中仍存在的肯定的排放，若实现产业链全部的零排放短期内尚有难度，或者说全产业链的零碳排放经济性欠佳。然而，生物质能源在生长的过程中始终在汲取二氧化碳，若制备成产品则二氧化碳始终储存在材料，直到通过燃烧等途径才释放到大气中，若燃烧过程中采纳碳捕集的方式，则生物质能的使用属于负碳排放技术。1.4能源零排放与环境治理结合有机废弃物的合理利用可以增加清洁能源的供应，同时可以改善环境，具有减污降碳的双重效应。我国城乡每年产生各类有机废弃物（含农林剩余物、生活垃圾、生

6、活污泥、畜禽粪污、果蔬剩余物和工业有机废渣废液等）约63亿吨，折合标煤约8亿吨。分散式的燃煤取暖方式能源效率低，又造成了环境污染。农作物秸秆、畜禽粪污、餐厨垃圾、农副产品加工废水等各类城乡有机废弃物是生物质能源的主要原料，若不充分利用，则会污染环境。通过采纳生物质能供暖，既可以利用分散的生物质资源，又能削减生物质资料造成的环境。1.5农村地区能源使用条件亟待改善随着农村地区经济条件的改善，人们对能源使用方式和能源使用的质量有了更高的要求。长期以来农村居民以薪柴和散烧煤为主要能源使用方式，能源使用效率低，室内空气污染严峻，不利于居民

7、的身体健康和生活环境的改善。因此，亟需新型技术改进能源使用条件，满意不断增长的能源消费需求。2.生物质能对实现碳中和的优势显著2.1生物质能的多元化能源特性8生物质能源可以制备成为固态、气态和液态等各种易于储存的能源形式，也可以以生物质能源原材料的形式，当然也可以用于最常见的发电。生物质以固体颗粒燃料的形式、或者制备出甲烷、氢气等可燃气体均可以利用既有的锅炉等供热和发电设备，一方面具备储能的功能，另一方面可以用于给电力系统调峰。生物质制备的液体燃料可以满意飞机、汽车和船舶等交通工具使用。特殊是，从减排的角度来说，飞机实现电动化的难

8、度最大，采纳生物质能源制备的航空燃油可以实现航空运输的零碳排放。英国动力系统供应商罗尔斯·罗伊斯大中华区总裁李安（JulianMacCormac）指出，航空业的碳排放量占到全球排放量的2%左右，不算一个排放的‘大户’，但在航空领域实现减排特别困难。