中国农村能源行业协会民用清洁炉具专委会秘书处

2024欧洲生物质供暖考察总结与启发

中国炉具网    作者:管理员    日期:2024-04-07 09:26:49    浏览:632
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为推动中国生物质清洁供热高质量发展,促进行业技术创新与国际交流合作,助力企业走出去引进来,应世界生物能源协会和奥地利颗粒协会的邀请,受中国农村能源行业协会民用清洁炉具专委会委托,炉具网组织中国生物质清洁供暖企业代表一行17人,于2024年2月29日至3月7日对意大利、奥地利等国的生物质供暖行业发展现状进行了考察。

代表团参观了奥地利的KWB公司、Polytechnik公司及其社区供热项目、BLT检测中心和BAE生物能源研究所、Sturmberger颗粒厂;参观了意大利Progetto Fuoco和奥地利WEBUILD Energie Sparmesse Wels两个展览会,参加了欧洲颗粒大会European Pellet Conference;并与世界生物能源协会、欧洲颗粒协会、意大利农林能源协会、希腊生物能源协会、西班牙颗粒协会等NGO机构进行了交流。

一,欧洲生物质供暖发展现状

本次参观考察的重点是奥地利,因此以奥地利生物质供暖发展现状为主进行总结。

奥地利是一个森林资源丰富的国家,森林覆盖率约占总国土面积50%,生物质能利用有着悠久的历史传统。近年来,在俄乌冲突影响下,为减少对俄罗斯天然气进口的依赖,解决能源供应和安全问题,奥地利倾向于能源自给自足,因此生物能源在奥地利能源结构中占比很高。目前,奥地利的生物质固体燃料以木柴、木片和颗粒燃料为主,特别是木片、木柴是最为常见的燃料,占到奥地利生物质固体燃料市场的85%以上。上世纪八十年代,奥地利也是以粗放式燃烧木柴为主要用能方式,后来政府意识到造成的空气污染严重才采取了一系列举措,逐步提高炉具的排放标准。同时,奥地利农业部发起了木柴炉具供暖竞赛,促进企业之间展开了一场不断提高炉具热效率和降低污染物排放的技术革新竞赛,从而推动了奥地利生物质炉具的技术进步。1997年,奥地利发现木质颗粒比木柴能量密度更高、储存空间更小,并且能够更精确地控制燃烧状态。为此,奥地利开发出了欧洲第一台颗粒炉具。经过40多年发展,奥地利生物质炉具技术不断迭代,热效率不断提升,污染物排放量不断降低,配套的颗粒燃料的原料也由原来的杂木、树枝、树皮等掺杂物,逐步发展到现在标准的6mm纯木质颗粒。目前,各类生物质固体燃料配套专用燃烧设备供暖在奥地利已发展成为一个成熟的产业链。截至2022年,奥地利颗粒燃料消费量达到127.25万吨,与2021年相比,消费量增长6.9%。奥地利颗粒燃料生产商的数量也从2009年的15家增加到2022年35家,拥有年产204万吨的生产能力。

欧洲的生物质供暖设备类型较多,其中颗粒炉具(5~15kW)主要应用于农村独栋房屋供暖;木柴炉具(20~40kW)主要应用于一些面积稍大的农村建筑供暖;小型木片锅炉(50~150kW)主要应用于单一的公共及商业建筑供暖;大型木片锅炉(100kW~3MW)主要用于社区、商业及公共建筑的供暖和热水。


欧盟对生物质供暖的排放要求相对宽松,大多数欧洲国家根据燃烧设备的功率以及燃料种类的不同,排放限值有所差异,但总体来看,功率越小的设备排放要求越松,这样既鼓励了企业和用户开发和使用小型供暖设备,也促进了小型生物质燃烧技术的创新发展和推广应用。

1、企业注重研发,技术先进。作为国际小型生物质供暖领域的领先者,奥地利保持技术领先的原因主要有3种模式:一是企业与检测中心紧密合作,企业经常会送检产品,检测中心的实验员在测试过程中能够清楚地发现产品存在的问题,并及时反馈给企业,促使企业进一步改进产品;二是企业与奥地利诸多技术领先的研究机构或私人研究所保持长期合作,利用CFD软件对锅炉燃烧区燃烧反应和气体流动进行大量模拟仿真试验,并不断改进提升炉具技术。三是企业自建产品测试中心,工程师通过测试、设计和改进相结合的方式不断提升产品性能。如Polytechnik公司的大型生物质锅炉热效率可达90%~92%;KWB公司的小型生物质锅炉热效率达94%,其最新产品的氮氧化物排放低至90mg/m³。

2、测试、标准及认证体系健全。欧洲的生物质炉具和锅炉通过专业的第三方检测后才允许上市销售,并对产品能效实施等级管理(类似中国家电能效标识),用户可选择符合自身性能需求和价格的产品。欧洲生物质颗粒燃料的标准、质量认证及配送体系比较健全,民用颗粒燃料的质量标准分为A1、A2和B三个等级,其中A1质量最高,灰分≤0.7%,A2质量次之,灰分≤1.2%;B级质量最低,灰分≤2%,欧洲家庭取暖通常使用A1、A2级别的颗粒燃料。工业用颗粒燃料分为I1、I2和I3。除了严格的产品标准外,欧洲还实行了颗粒燃料质量认证体系(权威的第三方机构认证),覆盖了从原料收集、加工生产、运输、贮藏到最终用户整个供应链。

欧洲推行颗粒认证体系基于两个原因,一是欧洲人也认为应该“好料配好炉”,只有使用低灰分、高灰熔点的优质颗粒配套好的锅炉才能保证锅炉的高效低排;第二就是考虑到国际贸易,必须有一个统一的质量标准,颗粒燃料才能在欧洲乃至世界范围去交易。质量认证体系的建立确保生物质颗粒燃料的质量控制,为生物质颗粒燃料市场化运作提供了良好的保障,有效促进了木质颗粒燃料在欧洲乃至世界范围的流通贸易。

3、立法和扶持政策完备。欧盟发展生物质供暖产业的相关立法、规划和扶持政策十分完备,先后出台了一系列有效的目标规划、激励政策和标准体系及认证计划。近期,奥地利出台了新的补贴政策,对使用化石能源改生物质的用户,政府提供整套设备投资75%的补贴,用户只需要承担25%的费用,国家的大力补贴使得生物质炉具及锅炉具备了很大的价格优势,引导了更多的用户选择生物质供暖。目前,奥地利颗粒协会正在向政府提供一项议案,希望在奥地利建立生物质颗粒燃料国家储备系统,把生物质颗粒燃料与油和天然气并列重视。这样一旦遭遇能源危机或者原料短缺,可以通过国家储备系统来调节平衡能源价格。尽管目前政府尚未采纳这一提议,但是奥地利颗粒协会一直在积极努力推动这一倡议。

4、壁炉成为文化象征。生物质壁炉深度融入了欧洲居民生活,成为一种文化象征,没有随着时代发展和科技进步被淘汰或替代。从欧洲的皇室展览馆到现在的乡村民居,生物质壁炉随处可见。欧洲很多的餐馆、酒店等公共场所,也保留了壁炉文化,有些地方即使不使用壁炉也会作为一种装饰或安装一台假壁炉营造一种氛围,或为复古陶瓷壁炉,或为时尚假火壁炉。如世界生物能源协会主席Christian Rakos先生家既保留了传统的自砌燃木壁炉,旁边又安装了一台嵌入式时尚颗粒壁炉,两套取暖系统并列都在使用,家里干净、暖和又温馨。

5、生物质能+太阳能成发展方向。为顺应全球碳中和、碳足迹的发展趋势,欧洲一些生物质锅炉企业开始注重低碳和环保,一方面考虑进一步研发降低污染物排放的技术,并在尾端不加任何处理装置的情况下能使污染物排放符合相关标准;另一方面在探索研究生物质能+太阳能等耦合供暖解决方案。

欧洲考察的思考与意义

欧洲国家生物质供暖产业发展较早,产品技术先进成熟,市场机制和政策制度较为完善。中国的生物质资源丰富,能源化利用空间巨大,生物质供暖产业起步较晚,相比欧洲国家仍有较大的发展差距。

1、思考
欧洲国家生物质能源供热产业发展较早,产品先进技术成熟,政策制度和市场机制较为完善。我国生物质供热行业起步较晚,而且当前面临的问题与障碍较多,相比欧洲国家仍有较大差距。

一是社会认知。在欧洲,生物质能源被明确视为清洁能源的一部分,以生物质能为主的可再生能源替代化石能源已成为实现能源系统碳达峰迈向碳中和的重要手段。我国则对生物质能存在争议,不同部门对于发展生物质供热产业认识不一,一些地方对生物质供热存在偏见,个别地方甚至认为生物质燃料是仅次于散煤的高污染燃料,采取限制政策。

二是思维理念。欧洲产品设计美观、做工精细、用料扎实、燃烧稳定、自动化程度高、故障率低,而且企业产品各具特色,整体制造工艺接近汽车生产工艺水平,采用工业思维和数字化管理,实现了生物质供热项目的高质量运行,锅炉使用寿命可达15年以上。这种思维理念与欧洲企业的工匠精神、良好的营商环境以及对知识产权保护的重视密不可分。我国对知识产权保护较为薄弱,企业更多的为了生存相互抄袭和仿造,用低成本的产品去迎合市场,而不是注重产品质量和创新。

三是研发设计。欧洲企业注重模拟仿真和系统集成,在产品生产之前多采用CFD软件进行模拟仿真试验,并配备高水平的产品检测平台,使得企业能够更准确地评估产品性能,并不断的优化改进产品技术。我国目前仍依赖传统经验来研发产品,缺乏高水平的实验室和检测平台。

四是标准及认证体系。欧洲生物质供热产业发展较早,标准体系较为完善,产品质量认证体系成熟,已形成商业市场化运作模式。相比之下,我国也根据国际标准体系标准制定了一系列行业标准,但目前我国标准属于非强制性,约束力有限,社会认知度低加之缺乏质量认证体系,使得标准执行效果不如预期。

五是补贴方式。欧洲生物质炉具及锅炉实施严格的能效等级管理,能效与价格成正比,能效高的产品价格高,而且政府只补贴能效最高的产品;而中国炉具没有能效等级区分,地方政府通常采用低价招标的方式,轻能效重低价,不利于好产品的推广应用,也阻碍了企业的技术创新和产业高质量发展。

六是原材料和排放要求。欧洲国家多以优质原木作为颗粒燃料的原料,颗粒燃料质量较高,但针对小型生物质燃烧设备的排放标准较为宽松,特别是户用生物质炉具和小型生物质锅炉,欧盟标准只对颗粒物和一氧化碳有要求,对氮氧化物的排放没有具体要求。而我国是农业大国,生物质原料复杂多样,缺乏统一标准和权威认证体系,燃料质量普遍较差,直接影响到了炉具和锅炉的配套开发应用。对标欧盟标准,我国制定的小型生物质锅炉排放标准过于严苛。

2、建议
一是明确生物质能源发展战略地位。将生物质供暖融入到农村能源革命、乡村振兴、生态文明建设、国家能源安全、助力双碳目标实现的大局中考虑,明确战略地位,确认发展目标。加强金融支持、税收减免鼓励生物质清洁供热产业发展。

二是增强国际合作,加大技术创新。我国生物质供热行业起步较晚,技术投资较少,在原料收储运、成型技术、燃烧技术、除渣清灰工艺及排放水平等方面,与欧洲国家相比还有较大差距。应加强与欧洲生物质供暖领域的合作交流,借鉴欧洲的先进燃烧技术、自控技术及技术研发经验,结合中国典型生物质的特性以及市场实际需求,开发适合国情创新技术与装备,推动设备及工艺国产化发展,促进我国生物质锅炉供暖技术革新与产业升级。

三是制定完备的国家标准和认证体系。我国应借鉴欧盟ISO标准体系和ENplus认证体系运行经验,根据中国实际情况,尽快制定出生物质成型燃料质量分级和污染物排放的国家统一强制性标准、建立三方认证机构,强制执行标准。将符合标准的成型燃料与国家目标规划政策相结合,要求企业必须符合国家标准才能在市场销售,以保证生产统一而高质量的生物质成型燃料。

四是适当放宽中小型生物质锅炉排放标准。欧洲排放标准多根据设备规模大小不同而有所不同,越小规模的设备,排放要求越松。目前我国生物质燃烧设备排放要求普遍较高,不利于中小型生物质清洁供热技术的发展和应用。应立足我国国情,根据不同地区的原料特性、设备规模以及现有技术情况,制定科学合理的分级排放标准,特别是要适度放宽中小型生物质锅炉及炉具的排放要求,不搞一刀切。

五是建立“扶优扶强、优胜劣汰”的补贴机制。以生物质炉具/锅炉质量分级作为依据,建立以能效为中心的“扶优扶强、优胜劣汰”补贴机制,对热效率最高、污染物排放最低的能达到一级标准的产品进行大力补贴,激励企业进行技术创新,促进产业升级。

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