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双碳硬指标!未来三年,生物质燃料成水泥厂、煤电厂的必抢“新煤炭”!

日期:2025-06-13    来源:固废环保

国际节能环保网

2025
06/13
15:34
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关键词: 固废环保 固废处理 农林废弃物

“燃煤+生物质”耦合掺烧发电是目前实现燃煤机组降碳发电主要技术之一。

根据联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)发布的数据,生物质的碳排放强度为18g/(kW·h),与风电相当,而与化石能源煤炭、石油、天然气等相比,可忽略不计,因此生物质能源被视为一种理论上“零碳”燃料,且其储量仅次于煤炭、石油、天然气三大能源,被认为是21世纪最有前途的可再生能源之一。

一、时代东风:从 “要我改” 到 “我要改”

由发改委、国家能源局联合印发的《煤电低碳化改造建设行动方案(2024—2027年)》中,将“生物质掺烧”列为改造建设的首要方式。并明确指出,改造建设后,煤电机组应具备掺烧 10% 以上生物质燃料的能力,实现燃煤消耗和碳排放水平显著降低,助力能源结构调整和绿色低碳发展

不仅国内,全世界范围内,生物质掺烧都是低碳绿色能源发展道路上的“掌上明珠”。IPCC 在《全球升温 1.5℃报告》中明确将“生物质能 + 碳捕集(BECCS)”列为实现碳中和的核心技术路径。目前欧盟已将生物质掺烧纳入“绿色能源认证体系”,美国能源部更将循环流化床技术列为生物质掺烧发电的“优先推广装备”。

生物质掺烧技术在时代洪流的推动下,不知不觉成为了能源转型棋局中落子关键的“绿色楔子”。

二、技术破局:从 “不可能” 到 “新常态”

1.生物质掺烧技术的成熟

●直接掺烧:上海电力漕泾电厂通过共磨技术实现百万机组 25% 比例掺烧芦竹,年减排 CO₂ 44 万吨。这种 “煤与生物质同炉共舞” 的模式,改造成本低,是小型工业窑炉/锅炉的主流选择。

●耦合掺烧:重庆海螺水泥窑生物质掺烧项目,采用当地资源丰富的废竹、秸秆等农林废弃物为原料。通过斯瑞德RDF替代燃料制备系统,以高速破碎机进行精细化破碎,再配上除尘、磁选等环保设备,将农林废弃物制备成RDF替代燃料,应用于水泥窑的工业窑炉当中,替代燃煤。

●生物质制沼气/甲醇/乙醇:美国是目前全球最大的燃料乙醇生产国,2018 年实际产量达 4796 万吨,占全球总产量的 56%。而在生物质甲醇领域,中国凭借气化技术突破与绿氢耦合,已成为全球最大生产国,规划 2028 年绿色甲醇产能达 800 万吨。

2.预处理的精密革命

农作物秸秆等生物质原料的 “野性” 需要被驯服:其物理形状不规则,且长短粗细相差较大,如果未经预处理直接掺烧,不仅会导致工业窑炉中给料系统的频繁堵塞,还会因炉内物料流化状态失衡使燃烧效率下降 20% 以上。因此生物质掺烧前,对原料的粒径控制、密度提升与形态规整化是关键前提。

斯瑞德一步式破碎机凭借其高精密的切割系统+新颖独特的切削结构,形成了生物质精细化破碎预处理方案:

动态咬合技术:两组刀轴逆向旋转,如同虎口精准咬住任意形态的秸秆等生物质原料,通过剪切 + 撕扯双重作用切断粗纤维,一次性将生物质原料破碎成30MM以下。

自适应破碎逻辑:遇到不同体积的农林废弃物原料,实时检测输出的推力与刀轴负载电流,不仅规避了物料体积不一的卡料情况,还使设备处于最大进料状态,大大提升了产能效率。

能耗降低30%:斯瑞德根据十多年的市场实践经验,对一步式单轴破碎机的动力系统进行了迭代升级,变频电驱实现能源效率最大化,能耗相比多级破碎生产线,碎一吨料大约能少用 30% 的电。

这种「一步到位」的精细化破碎预处理方案,稳定地将生物质原料一次性破碎至30MM以下,使后续锅炉燃烧效率稳定在 96% 以上。

三、效益重构:从 “环保成本” 到 “绿色资产”

1、环境效益的指数级释放

生物质的碳中和特性正在改写排放账本。燃烧 1 吨秸秆可替代 0.6 吨燃煤,减少 1.2 吨 CO₂排放;国内某电厂实测显示,生物质燃料燃烧的 SO₂排放仅为燃煤的 0.8%,粉尘排放减少 92%。若全国燃煤机组实现 15% 掺烧,每年可减少 SO₂排放 120 万吨,相当于在地球种下 1000 万棵成年阔叶树。

2. 经济效益的乘数效应

化石燃料替代:生物质综合成本较煤炭低 20-25%,每使用 10 万吨生物质燃料,可直接节省燃料成本 1360 万 - 1700 万元(以标准煤单价650元/吨测算),同步替代 6万 - 7.5 万吨标准煤消耗。

碳汇收益: 以某生物质掺烧电厂为例,年消耗 30 万吨秸秆生物质可实现碳减排 45 万吨,以当前 50 元 / 吨碳的交易价格计算,对应碳汇收益超 2250 万元,不仅对冲了燃料收集成本,更形成 “环保效益反哺生产” 的可持续模式

3. 社会效益的协同共振

我国农林废弃物的产生量巨大到已然成为民生处理难题,如秸秆田间焚烧处理是造成空气污染的一个重要方面,如果将秸秆作为生物质燃料进行合理利用,一方面可以有效控制环境污染,减轻环保压力,另一方面还可以在一定程度上增加农民收入,解决农民秸秆处理难题。工业与农业的 “双向奔赴”,正在创造新的生态价值。

从水泥厂窑炉的火焰中,我们看到了生物质废物的重生;在发电厂锅炉的轰鸣里,我们听到了生物质废物的歌唱。生物质掺烧不仅是技术创新,更是一场思维革命 —— 它将工业碳排放转化为农业增收动力,让污染治理变成资源循环,使绿色转型成为企业竞争力。

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