碳中和背景下的生物质能发展新机遇(二)
阅读 167 次    更新时间:2022-08-03    

在碳中和带来的机遇之下,生物质将可能以不同的形式出现在不同的应用场景中,它在能源品种的阶梯上很可能会实现等级的跨越。尤其是在未来清洁电力、热电联供这两者的共同需求之下,生物质能不仅可以助力清洁发电与清洁供热,更有机会实现负碳排放。在碳中和背景下,生物质能发挥作用的舞台必将更加广大。


生物质能在电力与热力的清洁供应上具有独特作用,不应简单与风光作比较

首先,从性质上来讲,生物质能与风能、太阳能有根本的不同,因而其在电力系统中的作用也会不同。在未来,生物质能并不是要简单追求在整个电力系统中贡献的发电量比例达到多高,而是要在系统中扮演独特的角色。

可再生能源的间歇性特点将会给以风、光为主的新型电力系统的稳定性带来一定挑战。比如,一旦连续几天没有风,或者持续阴天,再抑或赶上冬天枯水期,系统稳定性的问题将凸显出来。当前的电化学储能技术只能应付小时级的削峰填谷,更长时间尺度的储能问题尚未找到在经济性和技术可行性上都已成熟的零碳解决方案。因而,为了电力系统的稳定性,需要保留一定比例的火电——在当前已有和可预见的技术条件背景下,各界在这一点上基本是有共识的。那么,进一步的问题将是,这部分火电的燃料来源是什么?如果以未来零碳的情形作为出发点,可能的选择则包括:煤电加CCS/CCUS(碳捕获与封存/利用),或用绿氢来替代煤,再或者用生物质替代煤。

这也是为什么说生物质能的经济可行性,需要与CCUS、氢能在跨季节储能的利用等技术的经济可行性进行比较。生物质能要承担的任务是在未来的新型电力系统中解决风、光发电所带来的不稳定性问题。目前看,这个问题是电化学储能、抽水蓄能暂时无法解决的。

除了发电外,生物质另一个独特的角色在于供热。供热是实现碳中和过程中最难解决的问题之一。它直接关乎民生,能源需求量极大,必须稳定且有保障。碳中和背景下,未来北方地区的供热问题如何解决,目前的讨论主要涉及两种方式:一种是考虑集中式的供热,用可再生能源发的电通过热泵来供热;另一种是保留现有的热网,如此则仍需保留一部分火电。

目前来看,第一种方式面临几方面的挑战:一是中国的城市人口密度很大,尤其在冬天,即光伏发电与水电处于低谷的时期,可能需要增加非常多的装机量,才能保证供暖所需的电力供给,而这可能会使得电网不堪重负;二是在现有的技术条件下,城市没有足够多的土地空间来安装集中的供热热泵;三是在这种情况下,热网等基础设施存在在未来变为沉没资产的风险。

虽然我们对电气化抱有很高期待,也在南方和北方的农村及小城镇大力支持相关工作。但笔者认为,基于中国的国情,在人口集中的北方大中城市,第二种方式更有可行性优势,即——将来新型电力系统中还需要一部分火电,同时这部分火电还可以发挥供热的作用。在此过程中,生物质能将有机会在供电供热两方面都发挥其零碳的优势。

因此,生物质能在未来整个的新型电力系统中,未必会贡献最大比例的发电量,但它在电力和热力的清洁供应上一定可以发挥独特而关键的作用。(信息来源:中国能源网 节选)