前言

　　在全球能源转型的大背景下，我国积极探索能源清洁低碳高效利用的新路径，以实现碳达峰碳中和的目标。电力行业作为能源生产和消费的核心领域，其绿色低碳转型至关重要。煤电作为我国的主力电源之一，在保障电力安全稳定供应方面长期发挥着基础性作用，但同时也面临着碳排放和环境压力等诸多挑战。
 

　　为应对这些挑战，国家发改委和国家能源局联合印发《煤电低碳化改造建设行动方案(2024—2027 年)》，明确将生物质掺烧列为煤电低碳化改造建设的首要方式，为煤电行业的低碳发展指明了新方向。这一方案的实施，不仅为丰富的生物质资源提供了新的利用途径，提高其利用率，减少资源浪费和环境污染，还为推动煤电的绿色低碳转型提供了重要契机。

　　煤与生物质耦合混烧发电技术作为一种创新的能源利用方式，具有显著的优势和广阔的应用前景。它可以在不影响燃煤电厂正常运行的前提下，利用生物质部分替代煤炭，实现稳定的电力供应，同时降低碳排放和污染物排放，优化能源结构。此外，该技术在资源综合利用、工业供热、农村能源建设等多个领域也展现出巨大的潜力，对于促进循环经济发展、助力乡村振兴等具有重要意义。

　　电力供应领域

　　稳定电力输出：煤电作为我国电力的 “压舱石”，在当前能源结构中仍占据重要地位。生物质与煤耦合混烧发电，可在不影响燃煤电厂正常运行的前提下，利用生物质部分替代煤炭，保障稳定的电力供应。例如，在用电高峰时期，既能发挥煤电的大容量、高稳定性优势，又能通过掺烧生物质实现一定程度的节能减排。

　　优化能源结构：随着新能源发电的不断发展，燃煤机组装机容量虽有所降低，但截至 2023 年上半年，燃煤发电量占全口径发电量比例依然接近 60%。生物质作为可再生的 “零碳” 能源，与煤耦合混烧有助于逐步降低对传统煤炭的依赖，优化我国的能源结构，推动能源向清洁、低碳方向转型。

　　节能减排领域

　　降低碳排放：在全球 “双碳” 目标的大背景下，电力行业减排任务艰巨。生物质燃烧的碳排放强度极低，仅为燃煤的 1.8% 左右。通过生物质与煤耦合混烧，可显著降低煤电的碳排放水平，是实现 “双碳” 目标的有效方法之一。例如湖北华电襄阳发电有限公司的掺烧生物质发电的机组，每年可实现减排二氧化碳 5 万吨，为我国的碳减排事业做出了积极贡献。

　　减少污染物排放：生物质原料中的硫、氮含量相对较低，燃烧过程中生成的二氧化硫、氮氧化物较少，与煤混烧可在一定程度上稀释煤燃烧产生的污染物浓度，减少对大气环境的污染，有助于改善空气质量，实现环境效益与经济效益的双赢。

　　资源综合利用领域

　　解决生物质废弃物处理难题：我国每年产生大量的农作物秸秆、畜禽粪便、林业废弃物等生物质资源，但目前利用率较低，部分甚至被随意丢弃或露天焚烧，造成环境污染和资源浪费。煤与生物质耦合混烧发电项目，如华能日照电厂 68 万千瓦机组耦合生物质发电示范项目，每年能够消纳大量的生物质废弃物，实现了资源的循环利用和环境的保护，为生物质废弃物提供了一条高效、环保的处理途径。

　　提升土地资源利用效率：部分生物质的种植，如能源作物的种植，可以在一些不适宜种植粮食作物的边际土地上进行，既不与粮食生产争地，又能增加土地的产出和利用效率，同时为煤与生物质耦合混烧发电提供稳定的原料来源。

　　工业供热领域

　　满足工业用热需求：在一些工业园区或工业集中区，存在大量的工业企业对蒸汽或热水等热能有持续稳定的需求。煤与生物质耦合混烧产生的热能，既可以用于发电，也可以通过热电联产的方式满足工业企业的供热需求，实现能源的梯级利用，提高能源利用效率，降低企业的用热成本。

　　促进循环经济发展：工业企业在生产过程中产生的一些有机废弃物，如废木材、废塑料等，可作为生物质的补充原料参与耦合混烧发电，形成工业废弃物与生物质资源的循环利用链条，促进区域循环经济的发展。

　　农村能源建设领域

　　助力乡村振兴：在农村地区建设煤与生物质耦合混烧发电项目，可就地取材利用丰富的农林废弃物等生物质资源，将其转化为电能和热能，不仅能满足农村居民的生活用电和取暖需求，还能为农村产业发展提供能源支持，促进农村经济的发展，助力乡村振兴战略的实施。

　　改善农村环境：减少农村地区生物质废弃物的露天焚烧现象，降低空气污染，改善农村居住环境，同时通过项目建设和运营，还能为当地农民提供就业机会，增加农民收入。

　　具体实施过程中问题

　　燃料特性方面

　　燃烧特性差异：生物质的挥发分 / 固定碳比例更高，热解温度和着火温度更低，热解和燃点都会提前，且挥发分燃烧的热量贡献比显著增加，导致生物质火焰更接近燃烧器。同时，生物质单位质量热值低，氧含量高，燃烧后火焰温度较低，易出现残碳量偏高的问题，需要针对其特点充分考虑燃烧组织。

　　成分差异：生物质普遍具有高水分、高氯含量等特点，其灰分中的碱和碱土金属含量较高，更易造成炉内腐蚀、沾污和结渣现象，影响锅炉的正常运行和使用寿命。

　　技术改造方面

　　改造建设压力大：煤电企业在短时间内面临较大的改造建设压力，如到明年首批改造建设项目就须全部开工，且要实现 “度电碳排放较 2023 年同类煤电机组平均碳排放水平降低 20% 左右” 的目标，2027 年的度电碳排放更要求比 2023 年降低 50% 左右，这对技术应用和项目改造建设进度都是很大考验。

　　生物质掺烧技术不成熟：目前国内现有生物质气化技术尚不成熟，在转化效率、成本控制、催化剂寿命等方面还存在不足，有待加大研发力度。

　　行业监管方面

　　监管机制不完善：如何精准实施监测计量、由谁负责计量掺烧比例、控制原料成分质量等细节问题，都有待在实践中进一步摸索。如果缺乏有效的监管机制和标准规范，以及监测、计量、上报、审核等一系列协同配合机制，政策很难落地执行，容易出现执行效果适得其反的情况。

　　经济成本方面

　　运行成本高：煤电机组掺烧生物质运行成本大幅提高。从成本角度看，目前的上网电价水平难以支撑掺烧项目的收支平衡，除非通过碳市场去弥补，但碳配额价格的不确定性较大。

　　燃料供应不稳定：生物质燃料的收集具有明显的季节性，燃料来源不稳定，存储占用空间大，很难完成大规模替代燃煤，其产业链还不成熟，缺乏集中的统一规划。

　　行业竞争方面

　　煤电的改造建设引入生物质，可能会哄抬生物质原料市场价格，从而进一步加大近年来本就受国补退坡及拖欠等问题困扰的生物质发电企业的经营成本，部分项目盈利空间将不断缩小甚至陷入亏损境地。这样一来，市场投资者将对生物质发电项目的投资回报持更为谨慎的态度，从而影响行业投资规模和发展速度。

　　煤与生物质耦合混烧发电技术具有多方面的应用场景和显著的优势，对于我国实现能源转型、节能减排、资源综合利用和乡村振兴等目标具有重要的推动作用。但在具体实施过程中，仍需关注并解决燃料特性差异、技术改造、行业监管、经济成本等诸多问题，以确保该技术的健康、可持续发展。

　　发展前景与应对策略

　　尽管面临诸多问题，但煤与生物质颗粒耦合混烧发电的发展前景依然广阔。我国生物质资源丰富，每年产生的农作物秸秆、畜禽粪便、林业废弃物等总量巨大，该方案的实施将为这些生物质资源提供新的利用途径，提高其利用率，减少资源浪费，同时有助于缓解我国废弃物处理带来的环境压力，实现资源的循环利用。

　　为推动煤与生物质颗粒耦合掺烧发电的健康发展，需要政府、企业和科研机构等各方共同努力。政府应加强政策引导和监管，完善相关标准和规范，加大对生物质掺烧技术研发的支持力度;企业应积极探索适合自身的技术路线和商业模式，加强与科研机构的合作，提高技术水平和管理能力;科研机构应加大对生物质掺烧技术的研发投入，攻克关键技术难题，为产业发展提供技术支撑。

　　相信在各方的共同努力下，煤与生物质颗粒耦合混烧发电技术将不断完善和成熟，为我国实现碳达峰碳中和目标和能源转型做出重要贡献。

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