生物质能发展现状与前景
我国生物质成型燃料仍处于发展初期,受限于农村市场,专业化程度不高,大型企业主体较少,市场体系不完善,尚未成功开拓高价值商业化市场。迄今,生物质能一直处于“一入能源深似海,从此碰壁是常态”的尬尴局面。但事实上,生物质能是新兴的生态能源,包含任何可再生或可循环有机物质,科学合理地对其开发和利用,能够拥有千亿级的产业市场。
与传统能源行业相比,生物质能具有可再生、污染低、分布广等特性。严酷的现实已经倒逼着人类社会必须寻找和发展可再生清洁能源,我们中国尤其如此。生物质能源可以覆盖化石能源的全品类,因此这个产业兴旺发展的时机已经成熟。国家能源局此前发布的《生物质能发展“十三五”规划》明确,全国可作为能源利用的农作物秸秆及农产品加工剩余物、生活垃圾与有机废弃物等生物质资源总量每年约4.6亿吨标准煤。截至2020年“十三五”规划末,生物质能在可再生能源中占比将达到30%,超过光伏和风电的总和。据了解,我国生物质重点产业将实现规模化发展,成为带动新型城镇化建设、农村经济发展的新型产业。
生物质能是自然界中有生命的植物提供的能量。这些植物以生物质作为媒介储存太阳能。属再生能源。据计算,生物质储存的能量为270亿千瓦,比目前世界能源消费总量大2倍。人类历史上最早使用的能源是生物质能。19世纪后半期以前,人类利用的能源以薪柴为主。当前较为有效地利用生物质能的方式有: (1) 制取沼气。主要是利用城乡有机垃圾、秸秆、水、人畜粪便,通过厌氧消化产生可燃气体甲烷,供生活、生产之用。(2) 利用生物质制取酒精。当前的世界能源结构中,生物质能所占比重微乎其微。
生物质发电作为重要的可再生能源,具有高效、环保、节能、惠农、二氧化碳减排等优点,是全球继石油、煤炭、天然气之后的第四大能源。生物质具有取之不尽、用之不竭的特点。同时生物质能技术成熟、应用广泛、污染小、安全性高,对于应对全球气候变化、能源供需矛盾、保护生态环境、惠及民生等方面发挥重要的作用,是能源转型的重要力量。根据国家能源局数据显示,截至2019年底,我国生物质发电装机容量达到2254万千瓦,同比增长26.6%2019年生物质发电量为1111亿千瓦时,同比增长20.4%。
从各省的生物质发电产业发展情况来看,东部沿海和广东地区装机容量处于领先地位。截至2019年底,山东省生物质发电装机容量达到324.3万千瓦,安徽省和江苏省分别为195.4万千瓦和203.1万千瓦,广东省装机容量达到239.4万千瓦。截至2019年底,全国25个省(区、市)农林生物质发电累计装机容量973万千瓦,较2018年增长21%,2019年新增装机容量170万千瓦。截至2019年底,农林生物质发电累计装机容量排名前五的省份分别是山东省、安徽省、黑龙江省、湖北省和江苏省,五省份合计装机容量占全国累计装机容量的54.3%。
目前我国生物质能源的总体利用局势是多集中在东部沿海地区,中部西部的比例较低目前总装机量较低但环比增长较高。根据最新国家发改委的文件,未来国家会加大对生物质能源发电的补贴力度,进一步落实全面禁煤的政策,生物质能源在未来仍有巨大的市场潜力并会逐渐发展为成熟的产业。
国家发改委曾专门下发《关于加强和规范生物质发电项目管理有关要求的通知》,促进生物质发电可持续健康发展。发改委特别指出,鼓励发展生物质热电联产,并下放热电联产项目的核准权限;严禁掺烧化石能源,违者将追究法律责任。
国内生物质发电主要有农林生物质发电、垃圾焚烧发电、沼气发电三类,以农林生物质发电为主,占全国生物质装机容量的比例超过一半。
水电水利规划设计总院数据显示,截至2013年底,全国已有28个省开展生物质发电项目建设,全国累计核准装机容量1223万千瓦,同比增加39%;并网容量为779万千瓦。
按照能源“十二五”规划,2015年生物质能发电装机规模达到1300万千瓦,其中城市生活垃圾发电装机容量达到300万千瓦,现有并网容量与规划目标差距较大,一些项目核准后并未建设。
进入21世纪以来,我国面临的能源安全和环境生态保护问题日趋严峻,可再生能源已经成为能源发展战略的重要组成部分以及能源转型的重要发展方向。根据可再生能源应用的不同领域,电力系统建设正在发生结构性转变,可再生能源发电已开始成为电源建设的主流。生物质发电技术是目前生物质能应用方式中最普遍、最有效的方法之一。
装机容量世界第一
生物质能是重要的可再生能源,开发利用生物质能,是能源生产和消费革命的重要内容,是改善环境质量、发展循环经济的重要任务。为推进生物质能分布式开发利用,扩大市场规模,完善产业体系,加快生物质能专业化多元化产业化发展步伐。截至2020年底,全国已经投产生物质发电项目有1353个。
在国家大力鼓励和支持发展可再生能源,以及生物质能发电投资热情高涨,各类生物质发电项目纷纷建设投产等推动下,我国生物质能发电技术产业呈现出全面加速的发展态势。2020年,生物质发电新增装机543万千瓦,累计装机达2952万千瓦。我国生物质发电装机容量已经是连续三年列世界第一。
生物质发电主要包括农林生物质发电、垃圾焚烧发电和沼气发电。2020在,在我国生物质发电结构中,垃圾焚烧发电累计装机容量占比最大,达到51.9%其次是农林生物质发电,累计装机容量占比为45.1%沼气发展累计装机容量占比仅为3.0%。
生物质能发电量稳定增长
近年来,我国生物质能发电量保持稳步增长态势。2020年,中国生物质年发电量达到1326亿千瓦时,同比增长19.35%。
从发电量结构来看,垃圾焚烧发电量最大,2020年中国垃圾焚烧发电量为778亿千瓦时,占比为58.6%农林生物质发电量为510亿千瓦时,占比为38.5%2020年沼气发电量为37.8亿千瓦时,占比为2.9%。
随着生物质发电快速发展,生物质发电在我国可再生能源发电中的比重呈逐年稳步上升态势。截至2020年底,我国生物质发电累计装机容量占可再生能源发电装机容量的3.2%总发电量占比上升至6.0%。生物质能发电的地位不断上升,反映生物质能发电正逐渐成为我国可再生能源利用中的新生力量。
垃圾焚烧发电量将持续增长
在我国生物质发电结构中,垃圾焚烧发电累计装机容量占比最大。国内生活垃圾清运量和无害化处理率保持持续增长,对于垃圾焚烧的需求也在日益增加。为满足垃圾焚烧消纳生活垃圾的需求,随着垃圾焚烧发电市场从东部地区向中西部地区和乡镇转移,垃圾焚烧发电量将持续增长。
农林生物质发电项目利用小时数从2018年开始逐年走低,主要原因是可再生能源补贴拖欠对农林生物质发电项目影响较大。根据统计,2019年农林生物质发电利用小时数超过5000h的项目未188个,总装机为526万千瓦。据此判断约50%的项目在承受电价补贴拖欠的压力下,仍坚持项目运营。2020年农林生物质发电新增装机容量也有所下降,为217万千瓦。
山东生物质发电全国领先
总体上来看,生物质发电整体呈现东强西弱的局面。东部和南部沿海地区发展较好。
2020年,全国生物质发电量排名前五位的省份是山东、广东、江苏、浙江和安徽,发电量分别为365.5万千瓦、282.4万千瓦、242.0万千瓦、240.1万千瓦和213.8万千瓦。
2020年,全国生物质发电新增装机容量排名前五位的省份是广东、山东、江苏、浙江和安徽,分别为67.7万千瓦、64.6万千瓦、41.7万千瓦、38.9万千瓦和36.0万千瓦。
—— 更多数据请参考前瞻产业研究院《中国生物质能发电产业市场前瞻与投资战略规划分析报告》
我国清洁能源(新能源)的发展现状
(一)太阳能
我国地大物博,拥有丰富的太阳能资源,当前我国太阳能产业规模位居全球首位。
截至2021年9月底,光伏发电累计装机2.78亿千瓦。2021年1-9月,全国光伏新增装机2556万千瓦,其中,集中式光伏电站915万千瓦、分布式光伏电站1641万千瓦。从新增装机布局看,装机占比较高的区域为华北、华东和华中地区,分别占全国新增装机的44%、19%和17%。
(二)风能
我国风能资源非常丰富,资源总量在33.26亿千瓦左右。其中,大概有31.33%的风能资源可以被利用,很大一部分是海洋中的风能资源,大概在75%左右;其余部分风能资源在陆地上,占据了可用资源的25%。
据国家能源局消息,截至2021年11月中旬,我国风电并网装机容量达到30015万千瓦,突破3亿千瓦大关,较2016年底实现翻番,是2020年底欧盟风电总装机的1.4倍、是美国的2.6倍,已连续12年稳居全球第一。
(三)生物质能
我国的生物能源储存量特别丰厚,主要是田间的秸秆以及薪炭林等可以大量利用的生物能,这种能源分布范围广、可利用率高,并且生物能在基础设施的建设可以很容易形成。在实际的生物能利用过程中,前期的准备建设工作比较简单,生物能在我国具有很大的开发潜力。
2021年1-9月,生物质发电新增装机554.7万千瓦,累计装机达3536.1万千瓦,生物质发电量1206亿千瓦时。累计装机排名前五位的省份是山东、广东、浙江、江苏和安徽,年发电量排名前六位的省份是广东、山东、浙江、江苏、安徽和河南。
(四)核能
核能利用的主要方式是核裂变和核聚变。我国对核电研究及利用起步较晚,在20世纪80年代建立第一座核电站。中国核能行业协会2021年11月14日发布的蓝皮书显示,截至2020年12月底,我国在建核电机组17台,在建机组装机容量连续多年保持全球第一。
2020年,国内核电主设备交付31台套,实现了批量化成套交付,涵盖反应堆压力容器、蒸汽发生器、堆内构件等各类产品,我国已全面掌握先进核电装备制造核心技术。
(五)海洋能
海洋能指依附在海水中的可再生能源。海洋通过各种物理过程储存和散发能量,这一部分能量通过潮汐、波浪和盐度梯度等形式存在于海洋之中。
我国海洋能开发具有较长的历史,在解放初期便兴建了潮汐电站。伴随多年的不断实践,海洋发电技术实现新的突破,针对小型潮汐发电站技术趋于成熟化及规范化,同时具备中型潮汐发电站技术要求。
(六)地热能
我国已经明确将地热能作为可再生能源发电、供暖的重要方式。2021年9月,国家能源局等八部门印发的《关于促进地热能开发利用的若干意见》指出,到2025年,全国地热能供暖(制冷)面积比2020年增加50%,在资源条件好的地区建设一批地热能发电示范项目,全国地热能发电装机容量比2020年翻一番;到2035年,地热能供暖(制冷)面积及地热能发电装机容量力争比2025年翻一番。
根据国家地热能中心公布的数据,截至2020年底,我国地热能供暖(制冷)面积累计达到13.9亿平方米。其中,水热型地热能供暖5.8亿平方米,浅层地热能供暖(制冷)8.1亿平方米,每年可替代标煤4100万吨,减排二氧化碳1.08亿吨。
结 语
根据上述情况可知,我国的新能源发展依托国家政策支持,前景极为光明。为了落实碳达峰、碳中和目标,我国将构建以新能源为主体的新型电力系统。这就要求全社会同心协力,提高新能源企业的核心竞争力,大力发展新能源产业,助力双碳目标的实现。