

在全球能源转型的背景下,传统燃煤电厂正面临着巨大挑战与机遇。燃煤电厂掺烧生物质(Biomass Co-firing)成为一种应对政策与市场变动的关键过渡技术,因其不仅能利用现有的煤电基础设施,还能大大降低碳排放,受到业界广泛关注。然而,掺烧生物质的经济性并非一成不变,其受多重因素的影响,需做全面的成本、收益、政策支持与技术经济性分析。
生物质的采购成本依赖于多种因素,包括种类(如秸秆、木屑、稻壳)、产地、季节性以及供应链的稳定性。与煤炭相比,生物质的单位体积内的包含的能量较低,运输成本相比来说较高。因此,最佳做法是在就近区域内建立稳定的供应链以降低物流费用。此外,生物质的预处理也必不可少,需进行破碎、干燥和成型,以使其适应燃煤锅炉,而预处理所需的设备投资和能耗成本逐渐上升。
燃煤锅炉在掺烧生物质时,常常要对燃烧器、给料系统及除尘设施进行适当改造。改造成本与掺烧比例紧密关联,例如,当掺烧比例低于10%时,改造需求较低,而一旦掺烧比例超过20%,则需要投入更多资金。有关数据显示,设备改造的费用可能占到整体项目投资的30%至50%。
生物质的燃烧随之而来的锅炉腐蚀、积灰和结渣风险也提示我们,维护的频率与成本有可能上升。同时,还需配置生物质储存设施以应对季节性供应的波动,仓储及管理成本也应纳入预算。
碳排放权的交易收益是掺烧生物质的一个明显优势。通过降低单位发电量的CO₂排放,企业得以从碳交易市场中获益。此外,部分国家对燃煤电厂的生物质掺烧发电提供电价补贴或税收减免,其中燃料成本的节约在煤价较高时尤为显著,反之亦然。
掺烧生物质的另一大好处是延长电厂的常规使用的寿命,能保证企业满足一直在变化的环保政策要求,从而避免因政策限制而被迫关停。而企业的环境、社会和治理(ESG)评级也可能因低碳化运营而提升,从而吸引更加多的绿色投资。
碳税或碳交易价格必然的联系到掺烧生物质的经济性。例如,一旦欧盟碳价突破80欧元/吨,掺烧生物质的减排收益便会大幅提升。
部分国家要求电厂一定要使用特殊的比例的可再次生产的能源以满足配额,这使得掺烧生物质成为合规的重要手段,有助于避免罚款。
在中国的一些地区,针对生物质收储和运输环节的政策补贴大大降低了燃料成本。此外,日本通过固定饲养制度(FIT)也保障了生物质的电价。已然成为推动掺烧生物质经济性的重要因素。
经过多项研究,经济上最优的掺烧比例需权衡改造成本与减排收益,通常10%-20%的掺烧比例具备比较好的性价比。而要在此范围内找到平衡点,依然需要市场和政策的配合。
高热值生物质(如木质颗粒)虽然有助于减少燃料用量,但其价格也较为昂贵;而低热值生物质(如秸秆)相对便宜,但处理的难度和运输的限制却提高了总费用。
大型电厂能够因为规模效应与更高的燃料效率摊薄改造成本,而剩余寿命短的电厂则可能因投入回收期不足,经济性相对不佳。
生物质供应链可能受到天气变化、农业政策乃至国际贸易的影响。因此,建立长期的采购协议,以保障价格与供应的稳定,是企业规避风险的重要策略。
随着可再次生产的能源补贴政策的变化,收益将面临削减的风险。同时,欧盟对生物质可持续性认证趋严,也无疑在增加合规成本。
未来碳捕集(CCUS)技术的成本若一下子就下降,可能会削弱掺烧生物质的相对竞争力。
欧洲国家在燃煤电厂掺烧生物质方面走在全球前列。例如,英国的Drax电厂成功实现100%的生物质发电,并正在开展生物质加碳捕获(BECCS)项目,收益丰厚。
华能集团在国内的试点项目显示,尽管存在较高的生物质收储成本及补贴不足等问题,但坚持探索仍显得很关键。
总体而言,燃煤电厂掺烧生物质的经济性受政策、碳市场机制与当地资源条件的高度影响。预期未来随着供应链规模化的发展、预处理技术的进步及碳定价机制的完善,掺烧生物质的成本竞争力将有所提升。然而,同时需警惕“与粮争地”的可持续性问题对长远发展的制约。
为此,经济分析需要配合动态情景模拟,例如燃料价格波动及政策调整,以便为决策者提供更为灵活的评估框架。值得期待的是,在即将召开的双碳背景下固态废料能源化利用交流论坛上,有关政策与技术的分享将促进这一领域的深入探讨与可持续发展。返回搜狐,查看更加多