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“生态环境效益”是我国生物质能源化工作的出发点
2018-03-06


北极星环保网讯:2017年12月4日,国家能源局、环境保护部联合下发《关于开展燃煤耦合生物质发电技改试点工作的通知》,旨在依托现役煤电高效发电系统和污染物集中治理设施,兜底消纳农林废弃残余物、生活垃圾以及污泥等富含生物质的废弃物,破解农林废弃物露天焚烧、垃圾污泥围城等环境治理顽疾,强调了能源化消纳生物质的“生态环境效益”。


2017年8月4日,国家能源局正式发布《关于开展生物质热电联产县域清洁供热示范项目建设的通知》,旨在用绿色环保的生物质能替代传统化石能源,为治理县域特别是农村地区的散煤工作开辟新路子。强调了生物质的“能源效益”。


在我国,以焚烧发电为代表的生物质能源化行业,到底是立足“能源效益”解决能源问题,还是应该立足“环境效益”解决环境问题,是个事关这一产业发展根本的问题。综合生物质定义、作用及行业实践,笔者认为生物质发电行业更应该定位为环境产业,能源化消纳生物质废弃物是生物质发电的主要手段,其根本目的是实现环保效益。


一、没有一克生物质是专为“能源”而生的


根据国际能源机构(IEA)给出的定义,生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体,包括所有的动植物和微生物。生物质能就是太阳能以化学能形式储存在生物质中的能量形式,是仅次于煤炭、石油、天然气之后第四大能源。


从这个权威的定义来看,“生物质”是一个从能源开发利用角度给出的概念,对生物质在转化和储存太阳能工作中的重要作用进行了权威阐述,强调了生物质的能源用途,但忽略了生物体生命活动本身价值,及其在生态链、食物链中的更高价值。“能源化”,突出生物质的能源效益,对生物质本身会造成具有不可逆的毁灭作用,不仅会影响生物质作为有机物的功能充分发挥,还会干扰人类食物链运行,甚至会危及生物系统的支撑体系。


生物质其实就是“物化”的生命体,生命体生命活动是构成地球生物系统的基础,缺少或没有了生命体生命活动,整个生态系统将会日趋凋敝,甚至变成死寂,所以生命体生命活动本身的价值是支撑地球生态系统的正常运行,对人类和地球上其他物种来说,这一价值怎么保护都不会过分。封山育林、禁止滥砍滥伐和禁止滥捕滥捞就是我国政府对生命体生命活动价值和意义的尊重和保护。


同时,微生物、植物和动物等生物体之间还是循环共生的食物链关系。作为食物链的顶端,人类无法像微生物和植物一样通过光合作用将无机物合成有机物,只能通过其他生物体来汲取食物和养分,维系自身生命运转。健全和夯实食物链必然成为人类生存优先考虑的问题,只有这样才能保证食物安全性、多样性和质量。我国确定农林生物质利用顺序为肥料化、饲料化、基料化和能源化,前面的“三化”就是考虑食物安全、多样和质量方面的问题。


另外,经验和常识也告诉我们,不改变分子结构的物质利用手段是效率最高、耗能最少、最经济最环保的,有机生物质的开发利用首先应该在物质分子结构不改变或改变较小的物理方法中选择,也就是所谓的“原料化”,如将农林生物质做成家具、板材和建材等。


“燃烧自己,温暖大地”可视为生物质能源化的拟人表达,应是生命体失去生命后以毁灭有机肉体的方式释放能量对地球生态系统和人类做出的终结贡献。无论从支撑生态系统要尊重生命,还是从保障人类食物安全,以及资源循环综合利用的角度看,生物质能源化应是物质利用的最后手段,甚至是不得已的手段。台湾地区明确要求病死牲畜要经垃圾焚化厂处理及现代文明人选择火化终结消灭肉体残留对自然生态影响,是将能源化作为处理消纳生物质的一种手段。


到底将生物质发电定位于“能源化”处理消纳生物质废弃物,还是生物质资源“化能源”利用,确实存在争议,但笔者认为没有一克生物质是为“能源”而生,以获得“能源”为目的而大量消耗生物质的做法要慎之又慎。


二、“能源化”是生物质废弃物处理消纳的优先手段


没有一克生物质为“能源”而生,是反对从“能源”的角度来看待、开发和利用生物质资源,担心不当地主动开发利用会终结有机生物质的生态价值、食物链循环和其他更高综合利用价值。


然而,从处理消纳生物质废弃物的角度看,“能源化”确是一种优先选项。生物质废弃物是一个人设概念,一般而言,有机生命体在生命终结后应该以食物或肥料的形式进入食物链这个大自然本身设定的生物质快速消纳降解循环系统,其中剩下的一部分被人类用作生产生活资料(如草做纸、木质家具工具等),另一部分则是被剩下的不可利用和快速自然降解的,与被淘汰的生产生活资料的生物质就是残余物,因为这些残余物富含有机质会在一定的条件下滋生病虫害、腐烂变质、产生毒臭气体,进而影响当地人为生态和人类食物链高效循环,就被人视为“去无可去,留而有碍”的生物质废弃物。这就需要及时处理。


很明显,只有当某些生物质的不当存在对人类的生产生活造成妨碍时才会被视为废弃物,需要被及时处理消纳。以焚烧发电为代表的“能源化”处理,可以充分利用生物质自身富含的能量产生高温除菌灭害的效果,将大分子有机物变成小分子无机物,实现最大限度的减量,并可获得能量,也就是实现废弃物处理利用的最高目标即无害化、减量化和资源化。


我国无论是较早的综合利用政策,还是近期的可再生能源发电政策,均将生物质发电(包括农林废弃物直接燃烧和气化发电、垃圾焚烧和垃圾填埋气发电、沼气发电)视为生物质废弃物处理消纳的有效手段。


三、生态环境效益是我国生物质发电产业立足之本


用生物质生产能源与能源化处理生物质废弃物,文字相近,意思却大相径庭。前者是主动开发消耗生物质生产能源,追求的是能源效益;后者是被动处理消纳生物质废弃物回收能源,立足的是生态环境效益。二者的出发点有着本质不同。


有人会说,生物质燃料具有“碳中性”的标签,其生产的能源是可再生能源,用生物质生产能源也具有生态环境效益,但按此逻辑出现的“烧了森林发了电或废了粮食生产燃料酒精”这样的生态环境效益肯定是得不偿失的。他山之石,可以攻玉。例如,欧洲是世界上生物质发电产业的先行者,也是我国生物质发电行业学习借鉴的典范,但2016年,美国东南部的沿海州北卡罗莱纳的森林地区向欧洲生物质电厂输出生物质燃料达到650万吨,导致美国65位科学家向参议院联名上书,反对美国为生物质燃料贴上“碳中性”标签,认为这会带来森林资源的严重破坏,加重温室气体的排放带来的诸多环境影响。


能源化消纳处理生物质废弃物则不同,未将能源效益放在首位,而是立足生态环境效益。这一处理方式尽管也产生可再生能源,但遵循类似热电联产机组“以热定电”的原则,有多少生物质废弃物发多少电,不会翻山越岭到处收罗生物质资源,也不会无中生有制造生物质废弃物,其出发点是处理生物质废弃物,且将生物质废弃物处理好。


我国一直对生物质废弃物能源化工作持鼓励支持态度,但对放开发展生物质能源化工作却慎之又慎。2000年,国家经贸委以国经贸资源[2000]660号文下发了《资源综合利用电厂(机组)认定管理办法》。城市垃圾和农林废弃物发电与其他适合能源化处理利用的生产和生活废弃物被列入鼓励支持范围。


2012年,国家发展改革委、农业部、财政部在《“十二五”农作物秸秆综合利用实施方案》中列出了秸秆综合利用的顺序为肥料化、饲料化、基料化、原料化、燃料化,燃料化排在最后的位置,其实质就是处理“去无可去,留而有碍”的秸秆。


国家发改委在2006年出台的《可再生能源发电有关管理规定》,以及2007年出台的《可再生能源电价附加收入调配暂行办法》,和财政部在2012年出台的《可再生能源电价附加补助资金暂行管理办法》等政策性文件,均统一将生物质发电表述为“生物质发电(包括农林废弃物直接燃烧和气化发电、垃圾焚烧和垃圾填埋气发电、沼气发电)”,从括弧中列举的生物质发电种类来看,事实上就是废弃生物质发电。


2017年12月,国家能源局、环境保护部联合下发《关于开展燃煤耦合生物质发电技改试点工作的通知》,明确将“生态环境效益”列为能源化处理消纳生物质的目的。


从政府层面出台的一系列文件政策可以看出,以焚烧发电为代表的生物质能源化行业,更应注重生态环保效益。


四、突出“能源效益”让我国生物质发电左右为难


我国一直对生物质发电实行按环保定位立项、按能源项目管理、用能源政策鼓励的模式,但是没有兑现其“生态环境效益”的环保政策,因此生物质发电产业只能举着“生态环境效益”大旗,靠“能源效益”收益生存。其中滋味,只有企业知道。


1、能源成绩并不突出。《中华人民共和国可再生能源法》实施十三年,理应是生物质发电等可再生能源行业发展的黄金阶段。然而,头顶第四大能源光环的生物质发电无论是规模还是能源价格竞争力都不理想,直到2017年才接近1300万装机的“十二五规划”目标,2016年生物质能全年发电量634.1亿千瓦时,仅占全国总发电量的1%左右。同时,农林生物质发电徘徊在盈亏平衡线,在垃圾处置费不断降低的情况下,垃圾焚烧发电电价收入占比越来越大。而风电、太阳能发电均在2015年提前完成“十二五规划”目标,分别为12830万千瓦、4158万千瓦,对电价补贴的依赖性逐渐降低,并计划于2020年实现平价上网。


2、对可再生能源电价补贴依赖没有降低。与风电、太阳能发电开始探讨平价上网时间情况不同,农林生物质发电企业一直在逆势呼吁国家上调电价,垃圾焚烧发电企业则纠结是否说服国家上调280度/吨的限值。总之,生物质发电难以承受电价补贴下降的规定动作,是不符合电价补贴政策的设计初衷。


3、难以适应可再生能源电价补贴目录公布周期。第七批可再生能源电价补贴目录至今没有公布,距2016年8月第六批发布时间差了18个月,意味着一些项目需要投产两年后才能拿到补贴的电价,这让生物质发电企业发展很为难。垃圾处置费过低,燃料收购价格太高,生物质发电基于环保的运营成本太大,负债经营的财务成本往往就覆盖了电价补贴的微薄收益,让整个产业步履维艰。


4、生态环境效益与能源效益冲突。确保炉温超过850度以大幅减少二噁英产生和保证垃圾减量化效果,对垃圾焚烧发电而言是一个重要任务,应穷尽所有办法来实现,添加辅助燃料保证炉温就是一个合适的选项。但从要优先保证某类可再生能源电量纯粹性的角度,添加辅助燃料处理好废弃物的行为就成为了行业禁忌,生态环境效益难以保证。


5、参与电量平衡调度的困惑。2016年开始,“无条件全额收购”生物质电量的政策开始弱化,电力调度要求生物质电厂压减负荷或人为减少机组运行时间。对此,生物质发电企业感到困惑,对生物质电厂而言,机组确实发的是电,炉子处理的却是废弃物,按照能源电力生产的要求来调整焚烧炉的运行,势必会影响废弃物处理的质量,例如垃圾焚烧炉启停次数就是环保部门严格监管的指标。


6、氮氧化物难以执行煤电排放标准。目前,我国农林生物质发电厂排放标准执行(火电厂大气污染物排放标准GB13223-2011),其中规定,农林生物质发电厂排放工艺按煤电标准执行,由于燃料特性存在很大差异,氮氧化物达标排放难度很大。


这些年来,生物质发电就像一个“环保美少女”一样,长期模仿“能源大帅哥”,依靠服用雄性激素来维持自己的生长发育,当“能源大帅哥”借助雄性激素即将长成,游戏规则需要调整的时候,“环保美少女”突然意识到自己根本没有成为大帅哥的“能源”潜质,而雄性激素却早已把自己装扮成要靠“能源”立足的帅哥形象。


五、生物质发电需要来自环境效益方面的认可和支持


习近平总书记指出:“环境就是民生,青山就是美丽,蓝天也是幸福。要像保护眼睛一样保护生态环境,像对待生命一样对待生态环境。”党的十八大以来,生态环境保护已上升为国家战略的高度,生态环境效益的价值也将充分得到认可,为生物质发电争取生态环境效益的合理收益创造了有利条件。


尽管有人认为,能源电价补贴实质上是对生物质发电环境效益的支持,但能源电价补贴的逻辑最终会引导生物质发电过度关注能源效益,而忽略处理生物质废弃物的初心,进而出现本末倒置的情况,甚至会出现“生产了无足轻重的绿色能源却烧了不该烧的生物质资源”的不良后果。为避免生物质发电因“能源效益”而忽略“生态环境效益”的情况和能源电价补贴调整对生物质发电生态环境效益能力的不理影响,应针对生态环境效益制定支持政策,如:


1、可仿照支持火电脱硫脱硝电价,将现行对生物质发电的可再生能源电价补贴政策平移为生物质废弃物消纳电价。


2、对垃圾处置费限低价,对农林废弃物限高价。


基于“生态环境效益”,针对性出台鼓励支持能源化消纳生物质废弃物的产业政策,有助于引导生物质发电行业聚焦处理生物质废弃物,打好蓝天保卫战,建设美丽中国。