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庄会永 | 碳中和:生物质及生物质能不应该缺席

中国炉具网    作者:庄会永    来源:庄会永    日期:2021-08-13 09:08:29    浏览:768
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       炉具网讯:“放弃积极发展生物质及生物质能产业,是一个对当前及子孙后代极其不负责任的、非常错误的选项;放弃积极发展生物质及生物质能产业,无论中国乃至全球,都无法最终实现人类碳中和。放弃积极发展生物质及生物质能产业,与全球世界各国主流技术路线及发展方向相悖,不利于中国可再生能源事业健康发展。放弃积极发展生物质及生物质能产业,对中国是弊在当今,贻害千秋。”

       与风光的火热相比,生物质在可再生能源及碳中和目标实现中似乎声音越来越小,越来越不被重视。

       与光伏和储能(化学、氢能、水能、空气储能及物理重力储能等诸多储能路线 )的积极推动者沟通时,好多人认为以后不需要发展生物质及生物质能,仅仅光伏和风电及氢能,就会替代所有的化石能源,实现绝对的零排放,完成我们的碳中和目标。

       对此观点,我认为过于乐观甚至偏颇了。尤其是对于光伏、风电制绿氢而言,只是一个二次或者多次能源转化的“能源的搬运工”,其间不但并没有生产新的能源,过程中还会额外损失不低于50%可观的能源。

       与风光的火热相比,生物质在可再生能源及碳中和目标实现中似乎声音越来越小,越来越不被重视。本人认为不能忽视、不能错误地放弃了生物质及生物质能;积极发展风电光伏,与发展生物质及生物质能之间不矛盾、不冲突,是“不同的腿,协调走向同一个目标,互不或缺”。

       本文开头那四句话,是希望提醒我国技术开发、政策研究、产业投资及政府决策部门要清楚认识生物质及生物质能事业对于我们国家实现碳中和目标的重大意义和决定性作用。商榷如下:

       一、光伏风电完全替代火力发电及燃煤,尚有一段非常艰难而遥远的路要走。碳中和目标的实现,不应该、也不可能完全押宝在风光身上。光伏风电的间歇性、储能成本高这个问题无法回避,宏观政策决策者必须要认真、正视对待。除了巨额的投资、全社会资本的沉淀固化之外(主要以央企国企国有资产、银行低成本信贷、股市对社会资本募集和沉淀等 ),储能和输电成本会随着装机比例增加,成本会越来越高。科学决策,理性发展,这是对己、对人、对社会和对未来负责任。

       与光伏和储能(化学、氢能、水能、空气储能及物理重力储能等诸多储能路线 )的一些积极推动者沟通时,好多人认为以后不需要发展生物质及生物质能,仅仅光伏和风电及氢能,就会替代所有的化石能源,就能够实现绝对的零排放,完成我们的碳中和目标。对于这个观点,我认为过于乐观了。尤其是对于光伏风电制绿氢而言,只是一个二次或者多次能源转化,期间不但并没有生产新的能源,其过程中还会额外损失数量可观的新能源,只是一个效率不高的“能源的搬运工”。

       风电光伏全产业链如果达到碳中和,那是需要全产业链的碳中和:需要钢铁冶炼制造、矿石材料开采加工、石油等交通运输燃料、石油基多种塑料材料、储运安装等全过程都实现碳中和,这个全过程如果都要全部以风电光伏制取氢能来替代全过程的化石燃料和所有的材料,是需要大量的金钱和时间的。

       这基本上是二百年来的工业革命所有成果的推翻、重新构建!这可是一个巨大且艰难的工程!这可能不仅仅是成本及合理性的问题,而且要考虑时间、现实、人力物力等最终能不能实现的问题。 

       我上一篇文章《碳中和目标之下的“无限风光”和“电动汽车”的绿色液体燃料化工机遇》就曾讲过:“至少我们也要考虑人类已有资产投入及产业积累的现状和发展,来寻求一个更加节约、高效、低碳的解决方案。”对于氢能和储能的产业投资、规模化发展及成本效益,需要一个实践、发展、检验的过程,我们不可能短时间就吃成胖子。

       因此,除了可能性,我们还不得不考虑必要性、经济性,加在一起才是可行性。“骑着自行车是可以上月球的,但前提是要做出来一辆能上月球的自行车”。

       二、要理性认识光伏风电的“平价”。随着光伏风电规模逐渐扩大,单位造价成本随之下降,提效降价取得了巨大的成果。但是我们一定要清楚看到并科学判断:要保障全社会稳定安全的电力能源供应,随着间歇性电力占比增加,储能和输电及电力调度的压力和成本会急剧增加,这是个无法回避的客观事实。与火力发电相比(燃煤、燃生物质及混合燃烧),全生命周期以同等的发电量计算(火力发电运行寿命是光伏的两倍以上,此时还不计算光伏发电的发电衰减问题),光伏发电总投资要二至三倍于火力发电。这个增加数倍的投资成本,是需要依靠股市等全社会资本化并且成本共担来消化,这是一个需要全民、全社会买单的事情,考察全生命周期的成本并不低。

       对于中国目前农林生物质发电而言,如果除去燃料成本,十年前早就已经实现了平价上网。一个30MW电厂,以一年处理农林废弃物燃料25万吨、每吨燃料260元计算,合计支付给农民燃料收集和处理费用每年6500万元,折合每度电0.30元/kWh,基本上与可再生能源补贴价格持平(电网收购基础电价低的地方,补贴占比略高;基础电价高的地方,补贴略低,大致在0.15元/kWh至0.47元/kWh之间,总体平均0.30元/kWh左右)。从这个意义上,可再生能源电价补贴,实际上都给了农民作为燃料收集成本及农机应用补贴,实际上是中央财政对农林业固废剩余物的一种转移支付,还额外获得了绿色电力、减少燃煤、清洁热源、灰渣还田、农民增收、村镇环保、工业反哺农业、基层工业园区驱动等等好处!在我国城乡,这样的“一举数得、一旦多鸟”的项目凤毛麟角、弥足珍贵。这样的一个好项目却一直被压缩、被压制发展规模,国家财政和业务有关部门被一些一知半解的夹带私货的所谓专家、咨询机构误导,一直在斤斤计较、心疼算计给了农民口里的那几个小钱,实在是格局太小,令人心酸不解。

       这种方式处置农林剩余物,具有处理规模大、工业化程度高、标准化、环保可控、项目稳定存续时间长、清洁电力和热力供应品质高、稳定可靠数量大等等优势,项目就地发展、分布式应用,电能热能质量高不需要储能调峰,这是低成本、规模化、可持续发展项目的典型案例。从另外一个角度讲,如果没有这个转移支付去处置这些生物质废弃物,国家和农民还需要额外掏钱去做这个工作。以秸秆还田为例,按照三亩地出一吨秸秆计算,还田每亩需要额外投资粉碎、深耕等费用40元到90元不等,折合每吨秸秆处置费用120元到270元不等。这与生物质电厂从农民手中收集秸秆费用花费差不多,但是效果完全不一样。前者只是埋在地里,后者增加了农民和农业的现金流,附带产出多种产品,实现碳减排等多重效益。

       这个“扶贫”是真扶贫;这个“平价”是真平价!

       这样的一个好项目却一直被人为压缩、压制发展规模。国家财政和业务有关部门被极个别一知半解的、夹带私货的所谓专家、咨询机构误导,一直在斤斤计较心疼算计给了农民口里的那几个小钱,实在是令人心酸不解和不齿。

       三、装机容量是虚的,发电量、上网电量才是实的。光伏风电的规模无论是官方还是企业界,言之必提“装机容量”,很少提“发电量”。这种间歇式电力生产,一年最大可能的满负荷利用小时数只是火力发电的七分之一甚至是八分之一,也就是说同等容量,实际发电量只是火力发电的七分之一甚至是八分之一,这还不算因为间歇性电力无法完全上网而影响的发电量。仅以实际发电量只有同等装机容量火力发电的12.5%到14.3%的 “装机容量”说事,给行业内外和政府决策者带来一种虚假的繁荣和过热,并不利于该产业实事求是发展。

       风电光伏的“装机容量”跟煤电、生物质发电等火力发电“装机容量”根本不是一回事!这两个装机容量放在一起谈占比,是非常低级、常识性的错误。起码要折合成同等最大利用小时的装机容量,才有混在一起谈“占比”的可比条件啊,否则那个占比是一个可比的占比么?

       四、先立后破。不要用描绘中的理想、展望中的画饼,掀翻了眼前的锅碗瓢盆,砸锅卖铁大炼钢铁我们曾经吃过亏。无论碳达峰还是碳中和,建议我们的能源供应来源不能过于单一,更不能仅发展风光电“靠天吃饭”。区域气候变化、自然灾害及国家和区域能源安全,都提醒我们要避免“鸡蛋放在一个篮子里”。不同路线的、不同来源的、一定规模的能源生产与能源储存,是非常有必要的。

       一个30MW的生物质热电项目,可以稳定运行30年以上。含供热每年可以减排大约40多万吨以上二氧化碳。按照欧盟的碳市场价格60欧元每吨计算,每年碳排放收益将达2400万欧元,按照今天的货币兑换汇率1欧元=7.6026人民币计算,折合1.8246亿元人民币,折算每度电0.879元/kWh。此时基本上可实现“零”元上网、“零”元供热。按照目前中国未来碳市场价格发展趋势,以每吨二氧化碳减排量交易价格200元人民币计算,每年碳排放收益将达8000万元人民币,折合额外收入0.38元/kWh,完全可以实现“平价上网和供热”。

       中国有丰富的农林生物质资源,有广阔的空间和边际土地可以发展生物质植物,可以用于材料、饲料、油料、肥料、碳汇、生态修复等多种用途。

人类碳减排、碳中和的关键是两点:一是化石能源替代,二是维护和发展森林资源。这两条无论是化石能源的替代还是森林的管护与发展,都离不开生物质上下游产业的开发和带动,都与发展生物质和生物质能息息相关。

       关键是,不搞生物质,怎么获得低成本的负碳?拿什么低成本的负碳来中和部分超排的碳?不开发和管护森林,坐等森林大火么?没有生物质,哪里来的绿水青山?具体内容限于篇幅此处暂按下不表,下篇再谈。

总结

       “积极发展生物质及生物质能产业,是一个对当前及子孙后代负责任的、非常正确 的选项;积极发展生物质及生物质能产业,是中国乃至全球,最终实现人类碳中和的主要手段,没有之一。积极发展生物质及生物质能产业,与全球世界各国主流技术路线及发展方向相向,有利于中国可再生能源事业健康发展。积极发展生物质及生物质能产业,对中国是利在当今,功在千秋。

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原标题:碳中和:生物质及生物质能不应该缺席

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