顆粒在線訊:由不斷更新的來源生產(chǎn)的木質(zhì)顆粒燃料現(xiàn)在是,將來也將是向脫碳未來過渡的重要組成部分。本文主要關(guān)注發(fā)電行業(yè),但顆粒燃料在供暖市場中的作用亦不容忽視。
隨著煤炭、取暖油和天然氣最終成為不被允許的碳排放能源,用于取暖的顆粒燃料在許多國家的使用將繼續(xù)增加。但木屑顆粒行業(yè)具有不可跨越的可持續(xù)性界限。如果它被認為是一種可再生能源,它就必須更新。
如圖1所示,截至2018年,供熱顆粒市場規(guī)模大于工業(yè)(發(fā)電)顆粒市場,之后工業(yè)顆粒開始反超。
電力部門脫碳
在向可再生能源過渡的過程中,降低發(fā)電部門二氧化碳排放強度的務實政策必須與保持電力輸送的可靠性和穩(wěn)定性的需要相調(diào)和。
轉(zhuǎn)向增加可再生能源發(fā)電比簡單地建造大量風力渦輪機和太陽能發(fā)電廠要復雜得多。為適應具有間歇性和可變性的風能和太陽能,電池或儲氫往往是提供的解決方案。未來的發(fā)電主要依賴于風力渦輪機和太陽能發(fā)電廠的能源,這是一個值得追求的目標。但部署更多的風力渦輪機和太陽能發(fā)電廠將需要大量的儲能來配套,其規(guī)模與我們現(xiàn)在的水平幾乎相差一個數(shù)量級。
電網(wǎng)級儲能足以支持脫碳電力部門的可靠電力供應,達到無需按需供電,即所謂的熱發(fā)電至少還需要幾十年的時間。向該目標過渡需要很長時間,需要不斷改進儲能技術(shù)和密度,以及對容量進行大量投資。
從我們今天的狀態(tài)到不依賴燃燒發(fā)電的長期過渡期間,維持電網(wǎng)可靠性和按需、負載跟隨、頻率穩(wěn)定發(fā)電的基本策略在許多國家已經(jīng)實施。這就是通過使用林業(yè)產(chǎn)生的、可持續(xù)生產(chǎn)的木屑顆粒燃料來代替發(fā)電廠中的煤炭。
圖2顯示了英國最近一周的電力輸出情況
值得注意的是,英國Drax電廠四個650-MW機組和Lynemouth電廠的420MW機組全部使用顆粒燃料,滿足了英國總需求的近9%。注意箭頭所指的地方,太陽能沒有輸出(夜間),而且?guī)缀鯖]有風。在此期間,Drax和Lynemouth發(fā)電站的發(fā)電量占英國用電總量的近14%,碳排放量比燃煤發(fā)電低近90%。
使用木質(zhì)生物質(zhì)的可持續(xù)來源制成固體顆粒燃料并不是一個新穎的想法。到2021年,大約2300萬噸工業(yè)顆粒燃料將在發(fā)電中作為煤的高效益替代品。
這一策略在幾個國家被證明是有效和經(jīng)濟的。它馬上就可以部署在現(xiàn)有的燃煤發(fā)電站。不需要投資新一代基礎(chǔ)設施、新的互聯(lián)基礎(chǔ)設施,也不需要等待儲能容量、效率和密度的持續(xù)改善。
要實現(xiàn)碳效益,可持續(xù)性必須是工業(yè)顆粒燃料的基礎(chǔ)。當涉及到木質(zhì)生物質(zhì)來源的管理時,存在著不能跨越的可持續(xù)性界限?;竞徒^對必要的條件是,森林中所儲存的凈碳存量不能因采伐率超過增長率、毀林或不適當?shù)耐恋乩米兓萁摺?/p>
“運作中的森林(Working forests)”是一個術(shù)語,指管理和種植那些為許多行業(yè)生產(chǎn)原材料的森林。主要產(chǎn)業(yè)是木材和其他建筑材料、家具、地板、紙張、包裝材料和紙巾。這些商品的生產(chǎn)和為獲得最佳生產(chǎn)力而對森林的管理產(chǎn)生了用于顆粒生產(chǎn)的原材料。
證明原料來源是可持續(xù)的,因此森林中的凈碳儲量沒有被耗盡,是使用顆粒燃料代替煤炭發(fā)電的國家政策和規(guī)則的基礎(chǔ),是一個簡單但必要的條件。
政策的作用
政策可以保護森林資源及其碳儲量,支持向無碳未來的能源過渡。不能允許依賴于顆粒燃料的持續(xù)供應戰(zhàn)略而導致森林枯竭。但也不能允許錯誤的信息影響決策。
在大型管理森林內(nèi)收獲單個成熟或高等級林木可能會產(chǎn)生情感上引人注目且焦點狹窄的照片,暗示森林正在被大肆破壞。但這種觀點并沒有得到基本商業(yè)意識的支持。如果工業(yè)木顆粒生產(chǎn)商希望在2021年將其2300萬噸的顆粒燃料銷售到他們的市場,那么它并沒有得到完善且備受尊重的嚴格獨立審計的支持。而且它也沒有得到數(shù)據(jù)的支持,數(shù)據(jù)顯示管理的森林的固碳儲量在持續(xù)增加。
如果政策的目標是向消除二氧化碳排放的未來過渡,那么該戰(zhàn)略出口計劃的近中期關(guān)鍵組成部分應該是支持用高碳效益的顆粒燃料替代煤炭。
通過碳捕獲+儲存與顆粒燃料的生物能源(BECCS)相結(jié)合,該策略得到了提升,這打開了一條產(chǎn)生顯著負二氧化碳排放的途徑,同時產(chǎn)生了補償風能和太陽能間歇性和可變性所需的基本負荷或負荷跟隨功率。如果將燃煤電廠轉(zhuǎn)換為使用顆粒燃料,BECCS還能延長其壽命,并從大氣中減少二氧化碳。在大規(guī)模發(fā)電的同時,實現(xiàn)負碳排放的唯一途徑是用顆粒燃料取代煤炭,并部署B(yǎng)ECCS。
一項理性、務實和對環(huán)境負責的戰(zhàn)略應確保建立起法規(guī),以支持可持續(xù)生產(chǎn)的工業(yè)木顆粒在通往未來脫碳的道路上發(fā)揮其重要作用。
作者:威廉·施特勞斯,F(xiàn)utureMetrics總裁
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