中国生物质供热市场评估及发展政策建议
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生物天然气等发展迅速,商业化开发利用已初具规模,相关技术基本成熟。在党的十九大报告中,明确指出“推进能源生产和消费革命;构建清洁低碳、安全高效的能源体系;发展清洁能源产业,促进绿发展,建设健康可持续的生态环境”。2017年12月,国家发展和改革委员会、国家能源局根据中央财经领导小组第十四次会议提出的要求发布《北方地区冬季清洁取暖规划(2017-2021年)》和《关于促进生物质能供热发展的指导意见》。这两项政策为生物质供热的进一步发展,提供了强有力的政策支持和良好的发展机遇[2]。
一、我国生物质供热市场竞争力分析
目前,我国生物质供热模式主要包括生物质热电联产、生物质成型燃料(BMF )、生物质气化和沼气/生物甲烷[3]。BMF 具有运输和储存方便、燃料利用率高的特点,因此我国大部分生物质供热项目使用BMF 作为原料[4]。截至2019年底,BMF 在我国年利用量约为1200万t ,主要用于工业、商业设施和住宅供暖。生物质能供热项目的数量超过1000个,供热面积约8000万m 2,供热量约2.3×108GJ 。主要供热方式有热水供应、蒸汽供应、热电联产等[5]。
(一)BMF 供热经济性分析
生物质锅炉是BMF 供热的核心装备,技术已成熟,效率指标与燃煤锅炉相当,但烟气排放指标明显优于燃煤锅炉,因此生物质锅炉具有良好的环保性能。在环保法规要求较高的地区,煤炭已经被禁止或限制使用,BMF 有望成为理想的替代燃料。目前,南方地区使用生物质颗粒燃料较多,主要由林业剩余物加工而成,价格约为每吨1000元;在北方地区,BMF 通常使用秸秆为原料,价格为每吨550~850元。因此,如果分别按生物质颗粒燃料900元/t 和600元/t 计算,单位供暖成本分别约为66.4元/GJ 和56.7元/GJ ,这意味着供热成本远低于天然气、燃油和商业用电。然而,在目前煤炭价格较低的情况下,燃煤锅炉的供热成本甚至低至约为51元/GJ 。随着对清洁供热需求的增加,燃煤锅炉受到限制,BMF 供热正在成为燃煤供热的有力补充[6]。
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综上所述,BMF 供热技术是成熟的,在清洁能源需求较高的地区,煤炭的使用会受到限制,因此BMF 可能会成为最好的选择,而且经济性较好。然而,在煤炭价格相对较低的地区,BMF 竞争力较弱,推广难度大,需要政府政策支持。
表1 BMF
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供热与其他供热源的经济性比较
(二)生物质气化供热经济性分析
生物质气化供热技术门槛较低,能量转换过程对环境的危害较小。此外,其硫含量(<0.3%)和灰分含量(<10%)远低于煤炭[7]。因此,生物质经气化后是一种相对清洁的燃料。生物质气化无需脱硫,
只需配备简单、成本较低的飞灰处理设备即可满足目前行业排放标准。在现有市场环境下,生物质燃料已经达到了与传统化石能源相竞争的供热水平。生物质气化供热比石油和天然气更经济,但比煤略差[8]。
表2
生物质气化与化石燃料供热的经济性比较(三)沼气/生物甲烷供热的经济性分析
随着生物质原料收集体系的完善,原料供应服务标准和体系的进一步提高,原料收集将变得更加有效,收集成本将得到有效控制。生物甲烷的成本通常是以沼气的成本为基础来计算的,即每增加1 m 3
沼气,净化成本就增加0.3~0.5元。从表3可以看出,未来生物质燃料的生产成本将低于天然气。随着生物甲烷成本的降低,天然气将逐渐被替代用于供热。据统计,生物甲烷在2030年后将明显更加经济,并将成为未来供热的主要驱动力。
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建立,区域集中收储体系和价格体系得到了很大改善。与此同时,随着生物质气化技术的深入研究,生物质气化效率将大幅提高,与环保和节能相关的问题将得到妥善解决。在市场机制形成、产业和技术创新、国内政策方向逐步明确等有利因素的驱动下,生物质气化技术制热系统替代燃煤和燃油制热,已成为一种趋势。预计从2020年至2050年,生物质气化供热项目将在生物质技术成熟和生物质能系统改善的推动下全面推进商业化。
(三)沼气/生物甲烷规模化和商业化开发潜力
生物甲烷主要用于家用燃料、汽车燃料和发电,同时也可用作供热燃料。因此,生物甲烷作为城市天然气、发电、工业和交通燃料的使用与天然气在同一市场的使用相似。考虑到天然气在这些领域的广泛应用,生物甲烷未来市场的发展应更多地关注天然气市场的新需求。对上述新市场需求估算表明,生物甲烷的未来市场需求约为980亿m 3,主要包括:
城市燃气:预计新增需求171亿m 3。这主要有助于“新型城镇化”的建设。由于其适合城市燃气的生产特点,这将成为生物甲烷开发的关键领域。
发电用天然气:在这些市场中,生物甲烷主要用作热电联产或分布式能源,这两类市场的新需求为355亿m 3。对于大规模天然气发电来说,由于生物甲烷的生产规模有限,因此很难用生物甲烷完全替代。因此,尽管这类市场的需求巨大,但要满足这种需求,在技术上还存在一些困难。
工业燃料:替代燃煤锅炉和供暖锅炉的燃料是这一市场的主要特征,对这种燃料的新需求为294亿m 3。在大气污染防治行动计划的实施和北方地区清洁供暖政策的推动下,用生物甲烷在此类市场进行替代将更加重要。但因工业和住宅供暖使用的能源需要安全稳定的供应,生物甲烷在该地区的使用仍需与传统化石能源相结合,并与当地能源供应系统充分整合,以实现安全稳定的供应。
三、政策建议
(一)BMF 供热建议
第一,建议BMF 纳入国家环境保护战略。有必要将生物质成型燃料归类为清洁能源,并明确推广“生物质替代煤”项目。加强环保和能源部门
表3 生物质燃气成本分析
单位:元/m
3
二、我国生物质能商业化发展潜力分析
(一)BMF 规模化和商业化发展潜力根据我国《可再生能源中长期发展规划》,到2020年,生物能源的利用将基本实现商业化和规模化,年利用量预计达到5000万t 。到2030年,生物能源的利用量可能超过1亿t ,这可能替代约8000万t 煤、减少1亿t 以上的露天焚烧秸秆、减少400亿m 3的天然气进口。
在1亿t BMF 中,有7000万t 用于工业用途,每年可提供3.5亿t 清洁蒸汽;其余3000万t 用于供热,可为10亿m 2的民用和商用建筑提供清洁供暖。如果每年增加1500万t BMF ,意味着到2030年将累计减少1.5亿t 二氧化碳排放量。
我国BMF 产业始于2005年,到2010年的年产量仅为50万t 左右。从2013年开始,随着国内环保政策的日益严格,煤炭替代的趋势日益明显,到2015年BMF 产能达到800万t 。然而,生物质供热总体规模仍偏小,仅占供热行业的1%~2%。相比之下,瑞典的生物能源产业比较成熟,2015年生物能源在能源利用结构中的比重超过34%,而60%的生物能源用于供热。至2019年,中国生物能源年利用量相当于5100万tce ,而BMF 仅生产了不足1200万t ,仅占总能耗的11.7%,因此BMF 还有巨大的发展潜力。(二)生物质气化规模化和商业化发展潜力生物质经气化后作为能源工业发展的一种新型能源,在供热领域具有巨大的市场潜力。经过十几年的发展,生物质气化供热产业因其原料的灵活性、产品的碳平衡和可持续性而迎来了一个新时代。随着煤炭的使用,给环境保护带来越来越大的压力,生物质气化有望为供热领域提供有效的解决方案,成为替代煤炭用于城市供热和工业园供热的重要发展方向,为新城市、城镇和农村提供清洁能源。
与此同时,随着生物质资源市场秩序的逐步
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(三)沼气/生物甲烷供热建议
第一,建立多部门协作主导体系,共同推动产业发展。在财政、改革发展、农业、环境保护、能源、住房和城乡建设、税收、质量管理等多个部门的参与下,共同确定和制定行业发展的目标、规划、政策和标准,形成合力共同促进行业发展。
第二,地方政府要严格控制生物质能开发利用项目的建设和规划,避免生物质资源的恶性竞争。根据生物质能利用现状和项目实施情况,在国家和省级生物质能综合利用规划前,应对农业、工业和城市有机废弃物进行资源调查。计划中的生物甲烷项目应妥善安排,不得允许超出此范围的项目实施,以防止对生物质资源的恶性 竞争。
第三,将社会资本引入农业有机废物的收集、储存和运输中,建立新的商业模式。关于政府的创新投资模式,建议一方面政府利用秸秆焚烧禁令基金、畜牧场废弃物排放费/环境税以及投资补贴、股权投资、采购服务和PPP 等多种方式,引入社会资本用于农业有机废弃物的收集、储存和运输。另一方面,
政府应完善税收优惠政策,尽快将农业有机废弃物的收集和处理服务,纳入增值税退税和所得税减免范围。
第四,建立生物质产业统计、监测和评价体系,加强产业管理。建立生物甲烷信息平台,跟踪计划项目的进展。根据大数据技术在科学选址和风险预测方面的优势,为产业发展提供理论依据。努力改变“建设重于经营”的现状,建立生物甲烷行业“后评价体系”和统计、监测、评价体系;建立项目评级评估机制,根据环境影响、技术进步、可持续运营和创新能力对已完成项目进行评级。评级将影响对项目的补贴和税收激励,以确保项目完工后质量和绩效达到标准。
第五,强化绩效评估体系。中国需要将农业有机废弃物的利用和生物甲烷的开发作为关键指标,并将其纳入地方政府的绩效评估体系。此外,各相关管理部门需要共同对已发布和实施的沼气扶持政策,进行定期绩效评估,并根据政策的实施效果适时调整政策中的扶持领域和重点。参考文献:
[1] National Energy Administration. Guidance on Clean Heating in
Winter in Northern China (2017-2021)[ER/OL]. v/2017-12/27/c_136854721.htm.
(下转第31页)
之间的协调,摒弃对BMF 的传统看法,在BMF 锅炉供热的情景下,明确将其界定为清洁可再生能源。
这也是防止空气污染和控制秸秆露天焚烧的一个重要解决方案。
第二,建立BMF 清洁和可再生能源特点的排放标准。配备了燃烧技术和相应除尘设备的BMF 锅炉,是可以满足天然气排放标准的。因此,政府有必要为BMF 锅炉制定排放标准,体现BMF 清洁和可再生的特点,以确保BMF 产业的健康发展。
第三,制定BMF 行业标准。行业标准包括收集、储存、运输等机械设备标准、生产加工技术标准、BMF 产品标准、BMF 锅炉设计、制造和安装标准、生物质锅炉供热运行管理质量体系认证标准、生物质锅炉供热排放标准等。
第四,应提供促进BMF 和天然气之间公平竞争的政策。在引进替代和改造燃煤锅炉的政策方面,对煤制气项目给予了大量支持,但对BMF 供热支持甚微,这使得后者无法享有与天然气供暖同等的市场准入和政策。因此,建议完善法律法规,提供适合BMF 供热的政策。(二)生物质气化供热建议
第一,加强扶持政策,编制生物质气化供热产业发展规划,作为项目审批、建设和监管的指导。相关部门在政府部门的指导和协调下,制定严格要求的生物质气化供热产业指导规划,确保产业健康有序发展。
第二,制定生物质气化供热的标准和规范。该行业缺乏完善的标准化体系,难以监管,因此需要改进
标准和规范以促进该领域的监管。制定生物质气化行业污染物排放标准,设定排放限值,控制排放密度和总量。
第三,建立生物质气化供热优先利用机制,扩大生物质利用补贴范围。我们应制定政策,支持生物质气化供热的优先利用和对生产者的补贴,使该行业能够获得其他分布式能源部门长期以来一直享有的利益。扩大所得税减免、增值税即征即退等财税优惠政策覆盖面,纳入以农业废弃物和下脚料、余水、余渣为原料的气化供热项目。
第四,建立政府主导、多元投入的商业化发展机制。要建立中央政府引导、企业带动、社会参与,以吸引民间投资的多元投融资机制,为整个行业提供更广泛的融资渠道,促进生物质气化供热的商业化发展。
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