昨天有同行在我的朋友圈留一下了靈魂一問，生物質(zhì)為何要單獨(dú)建廠，而不是和大型火電放一起？

恰好近期，燃煤機(jī)組耦合生物質(zhì)發(fā)電突然登上了行業(yè)熱搜，起因是國內(nèi)兩臺(tái)燃煤機(jī)組完成了耦合生物質(zhì)發(fā)電的改造，并實(shí)現(xiàn)了投產(chǎn)，我們借此也談?wù)勥@個(gè)話題。

而很多人誤解的是，率先完成改造的某電廠號(hào)稱國內(nèi)首臺(tái)，裝機(jī)是680MW，而稍后完成改造的某電廠裝機(jī)是660MW，卻號(hào)稱國內(nèi)最大。

我仔細(xì)研究了兩家新聞的報(bào)道，680MW機(jī)組是完成了試運(yùn)行，而660MW機(jī)組是完成了投產(chǎn)。不管是投產(chǎn)還是試運(yùn)行，大家都在努力爭取行業(yè)第一。

其中的動(dòng)力，除了燃煤機(jī)組越來越難完成的運(yùn)營經(jīng)濟(jì)指標(biāo)外，最重要的應(yīng)該是雙碳目標(biāo)下的幾份重磅文件。2017年12月份，國家能源局和原國家環(huán)境保護(hù)部聯(lián)合下發(fā)《關(guān)于開展燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電技改試點(diǎn)工作的通知》（國能發(fā)電力[2017]75號(hào)）文件，文件明確指出為構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系，持續(xù)實(shí)施大氣污染防治行動(dòng)，將在全國范圍內(nèi)開展燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電技改試點(diǎn)工作。

此外，某政協(xié)提案中提出的“燃煤+生物質(zhì)”的方案，也得到了國家能源局的證明回應(yīng)。

在各種政策加持下，各種燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電的新聞層出不窮。

比如，河北某公司將經(jīng)過破碎后的核桃殼伴隨著燃煤，共同進(jìn)入龍山電廠1號(hào)機(jī)組的鍋爐內(nèi)作為燃料燃燒發(fā)電。

比如，上海石化推進(jìn)生物質(zhì)耦合發(fā)電項(xiàng)目。

比如，華電湖北公司燃煤耦合生物質(zhì)可燃?xì)獍l(fā)電項(xiàng)目。

有資料顯示，早在2019年華能太倉電廠就實(shí)現(xiàn)了“燃煤+生物質(zhì)”的嘗試，只是那次是耦合的城市污泥。

我在知網(wǎng)檢索了一下，最近兩年"耦合生物質(zhì)發(fā)電"的文章數(shù)量逐漸多了起來，說明學(xué)術(shù)界也在密切關(guān)注這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展。

燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)，是國家政策體系“燃煤+”的一種表現(xiàn)形式，是在雙探目標(biāo)之下對(duì)于節(jié)能減排的一種重要探索形式。所以，在每家完成改造的新聞后面，都會(huì)附上一句可以可以減排多少噸二氧化碳，實(shí)現(xiàn)什么目標(biāo)之類的字眼。

但是燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)的前端其實(shí)是生物質(zhì)發(fā)電，主要包括垃圾發(fā)電和農(nóng)林廢棄物發(fā)電，而“燃煤+”的主要耦合對(duì)象是農(nóng)林廢棄物發(fā)電，而實(shí)際利用中主要是農(nóng)作物秸稈。當(dāng)然上述新聞中有與城市污泥耦合的例子，但是我尚未收到關(guān)于這個(gè)項(xiàng)目最新的進(jìn)展，所以不好說這個(gè)項(xiàng)目當(dāng)前的運(yùn)轉(zhuǎn)情況如何。

之所以要與農(nóng)林廢棄物耦合，一是可以有效利用秸稈這一可再生資源，作為減少化石能源的一種有效手段，其次秸稈粉碎形成的顆粒熱值更高更穩(wěn)定，對(duì)燃煤機(jī)組的影響相對(duì)減少。

國內(nèi)對(duì)于農(nóng)林廢棄物使用的手段，最早是直燃發(fā)電和供暖、供汽，鍋爐采用的形式主要是循環(huán)流化床、水冷振動(dòng)爐排、往復(fù)式鏈條爐等，這些技術(shù)都是主要是從歐洲引進(jìn)，并在中國生根發(fā)芽。

經(jīng)過近二十年的發(fā)展，農(nóng)林廢棄物發(fā)電在中國產(chǎn)生了新的問題，盡管我們有廣大的農(nóng)林廢棄物可以利用，但是中國自南向北地理環(huán)境差異非常大，燃料品類變得非常復(fù)雜。而各個(gè)的確至今未形成完善的燃料收儲(chǔ)體系、加工體系，頭部企業(yè)未能起到很好的帶頭作用，因此造成了農(nóng)林廢棄物發(fā)電發(fā)展在過去幾年時(shí)間出現(xiàn)了瓶頸期。

正是在這種情況下，伴隨著雙探目標(biāo)的提出，燃煤電廠開始為自己的發(fā)展尋求新的渠道，耦合生物質(zhì)的利用方式就應(yīng)運(yùn)而生。而這項(xiàng)技術(shù)，同樣也最早在歐洲實(shí)現(xiàn)，之前我提到過的英國約克郡的德拉克斯發(fā)電站目前就是燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電的案例。

燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電的方式主要有三種，直燃耦合、氣化耦合和蒸汽耦合。通俗點(diǎn)，直燃耦合就是把生物質(zhì)和燃煤一起摻燒，氣化耦合是將生物質(zhì)加工成可燃?xì)忉尫诺藉仩t燃燒，蒸汽耦合是新建一臺(tái)鍋爐，將生物質(zhì)燃燒后加熱蒸汽與燃煤鍋爐并汽使用。

這三種方式中，直燃耦合是目前最常用的方式，氣化耦合的工藝較為復(fù)雜，上文華電湖北的項(xiàng)目就是這種方式。而蒸汽耦合嚴(yán)格意義上并不是燃煤+生物質(zhì)的利用方式，甚至我都懷疑是鉆了概念的漏洞。

我們主要探討直燃耦合的方式，根據(jù)相關(guān)專家的數(shù)據(jù)，這種方式的投資最小，可行性最高，在未來可能會(huì)大力推廣。（下圖成本以美元計(jì)，數(shù)據(jù)來源網(wǎng)絡(luò)）

而直燃耦合，也根據(jù)生物質(zhì)燃料的介入方式，也有不同的方案。包括磨煤機(jī)耦合、送粉管道耦合、煤粉燃燒器耦合、獨(dú)立生物質(zhì)燃燒器爐內(nèi)耦合，目前采用最多的事送粉管道耦合的方案。如下圖。

根據(jù)圖中示意，該方案需要新增燃料存儲(chǔ)場(chǎng)地、上料系統(tǒng)、燃料輸送系統(tǒng)、燃料破碎系統(tǒng)、燃料磨粉系統(tǒng)、燃料烘干系統(tǒng)等。

根據(jù)相關(guān)資料，350MW機(jī)組鍋爐按熱量10%比例摻燒生物質(zhì)，相當(dāng)于代替一臺(tái)35MW純?nèi)忌镔|(zhì)發(fā)電機(jī)組，靜態(tài)投資在6000萬元左右。我看了一下相關(guān)資料，還有一種是顆粒料的投資方案，就是說采購的燃料是加工好的生物質(zhì)顆粒，現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)過磨粉后進(jìn)入到鍋爐燃燒。

總之，經(jīng)過一番操作得出結(jié)論，燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電投資更小、收益更高，可以有效實(shí)現(xiàn)碳減排，還能增加農(nóng)民收入。

這是一種純學(xué)術(shù)手段的推演路徑，當(dāng)然資料也提到了，這種方式會(huì)降低機(jī)組效率1%，燃料成本會(huì)更高，需要依托國家的補(bǔ)貼政策。

筆者曾在燃煤和生物質(zhì)發(fā)電行業(yè)都有一定的從業(yè)經(jīng)驗(yàn)，那么對(duì)于燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電，我有以下幾個(gè)疑問。

第一，前文提到的近期兩家并網(wǎng)的燃煤機(jī)組，在耦合生物質(zhì)之后，整體的燃料成本計(jì)算結(jié)果如何？根據(jù)現(xiàn)有的技術(shù)分析，上述兩家機(jī)組如果都需要將生物質(zhì)燃料磨粉進(jìn)行摻燒，那么燃料在制料環(huán)節(jié)的二次費(fèi)用是多少？

作為傳統(tǒng)的生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)，無論采用循環(huán)流化床鍋爐還是水冷振動(dòng)爐排鍋爐，燃料只需要進(jìn)行簡單的破碎即可，無需達(dá)到磨粉的程度。如果將生物質(zhì)燃料先制成顆粒，再進(jìn)行磨粉處理，那么整個(gè)的燃料成本會(huì)變成一個(gè)不可估量的天文數(shù)字。

按照當(dāng)前生物質(zhì)發(fā)電度電燃料成本0.3~0.4元/千瓦時(shí)計(jì)算，上述方案處理后的成本絕對(duì)會(huì)遠(yuǎn)高于這個(gè)數(shù)據(jù)。那么，根據(jù)燃煤機(jī)組的上網(wǎng)電價(jià)再進(jìn)行計(jì)算，這個(gè)時(shí)候的價(jià)格肯定要大幅度上浮。

第二，燃煤機(jī)組目前都肩負(fù)著尖峰調(diào)節(jié)的使命，尤其是大型超臨界、超超臨界機(jī)組，其主要目的其實(shí)就是發(fā)電。一旦耦合生物質(zhì)之后，有數(shù)據(jù)說整體熱效率會(huì)下降1%，那么對(duì)于2400t/h的鍋爐來粗略計(jì)算，那么蒸汽損失就是24t/h,對(duì)于以發(fā)電為主要目的的企業(yè)，整體效益是否會(huì)進(jìn)一步下降？

第三，對(duì)于燃煤機(jī)組來講，鍋爐燃燒調(diào)整的穩(wěn)定性牽一發(fā)動(dòng)全身，摻燒生物質(zhì)后，會(huì)不會(huì)因?yàn)槿剂蠠嶂档牟▌?dòng)造成燃燒調(diào)整的困難？

第四，燃煤機(jī)組摻燒生物質(zhì)，在高負(fù)荷階段，是否可以繼續(xù)使用？一年的摻燒時(shí)間是否可以保證?尤其是對(duì)于東部地區(qū)的關(guān)鍵機(jī)組，迎峰度夏、過冬的時(shí)候，負(fù)荷會(huì)變的極為緊張，這個(gè)時(shí)候是否還會(huì)繼續(xù)摻燒生物質(zhì)？

第五，農(nóng)林廢棄物不僅包括秸稈，還包括城市園林綠化料、家裝廢棄料等，這些硬質(zhì)料是否可以使用？

第六、原有的燃煤機(jī)組產(chǎn)生的灰渣可以繼續(xù)進(jìn)入到水泥、制磚等行業(yè)進(jìn)行處理，摻燒秸稈后，新的灰渣是否可以繼續(xù)使用？

第七，生物質(zhì)直燃發(fā)電很多都規(guī)劃在工業(yè)園區(qū)，在發(fā)電之外，更重要的是肩負(fù)著園區(qū)供暖、供汽的使命，這些功能，燃煤機(jī)組耦合能否繼續(xù)扛起重?fù)?dān)？

綜上，從燃煤發(fā)電企業(yè)角度講，燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電后的整體效益需要進(jìn)一步測(cè)算，就目前的技術(shù)來講，燃煤耦合比生物質(zhì)直燃發(fā)電的效益不會(huì)高，主要是燃料成本會(huì)大幅提升?？紤]到對(duì)機(jī)組本身的影響，以及全年的運(yùn)行周期，這個(gè)投資回報(bào)周期會(huì)很漫長。

其次，生物質(zhì)直燃發(fā)電經(jīng)過近二十年的發(fā)展，從燃料收儲(chǔ)、機(jī)組運(yùn)行到排廢處理，技術(shù)路線已經(jīng)日臻成熟，現(xiàn)有技術(shù)和項(xiàng)目的運(yùn)營尚未釋放出出全部的潛力。燃煤機(jī)組進(jìn)入這個(gè)賽道后，不僅會(huì)打破原有的體系平衡，而且可能會(huì)有大量的跟風(fēng)建設(shè)，造成資金的浪費(fèi)。

林語堂先生的《蘇東坡傳》提到一個(gè)故事，說蘇東坡與好友文與可之間有個(gè)有個(gè)關(guān)于竹子的討論，大體意思是說想要畫好一棵竹子，首先要通過觀察去了解竹子，然后在體會(huì)竹子的內(nèi)在深意，做到胸有成竹之后，再去畫竹。這是一套體系，不能看完一節(jié)竹子就畫一節(jié)，那最后出現(xiàn)的就不是竹子了。

“世間亦有千尋竹，月落庭空影許長”。

做一件事情、一份工作、一個(gè)行業(yè)，不是想起來就做，而是對(duì)整個(gè)行業(yè)要全面了然于胸后再逐步推進(jìn)。燃煤耦合生物質(zhì)在政策上、技術(shù)上都不是問題，關(guān)鍵是整個(gè)行業(yè)做成之后，他的效益何在，與原有系統(tǒng)的沖突怎么解決，最終的意義又何在？

以上，供大家參考。

2023年1月4日 凌晨 于上海！