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产业研究丨英国燃煤电厂掺烧生物质实践-以Drax电厂为例

发布于： 2024-11-07 10:32

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2024年10月，英国最后一座燃煤发电厂关闭，标志着其历时142年的燃煤发电时代正式终结，英国成为全球最早实现零煤发电的国家。在实现这一目标的过程中，生物质发电扮演了举足轻重的角色，而燃煤电厂掺烧生物质作为一种过渡性技术在这一进程中留下了浓墨重彩的一笔。

一、英国燃煤电厂掺烧生物质政策框架

自《1989 年电力法》（Electricity Act 1989），特别是该法案第32和第33条中制定的《非化石燃料义务公约》（Non-Fossil Fuel Obligation，NFFO），颁布以来，英国制定了一系列政策来激励可再生能源发展。NFFO允许政府要求私营能源部门在能源生产中提供一定比例的可再生能源和核能。最初，NFFO的设立是为了鼓励可再生电力的收购和创造税收，进而为国有核设施提供资金。2002年，可再生能源义务证书制度（Renewable Obligation，RO）正式取代 NFFO，重点转向了支持可再生能源发展。政府规定能源供应商必须向英国天然气和电力市场办公室（Office of Gas and Electricity Markets，OFGEM）提交一定数量的可再生能源义务证书（Renewable Obligation Credits，ROCs），否则将面临罚款。同时向可以提供一定比例可再生电力的发电企业颁发相应的ROCs，具体的，每生产一兆瓦时（MWh）可再生电力可获得一张ROC。这些信用证书随后被交易至能源供应商供其履行可再生能源义务。ROCs的引入推动了英国燃煤电厂掺烧生物质的快速发展。2005年，全国燃煤电厂掺烧生物质发电量达到2533 GWh，相比2002年增长480%，占英国可再生电力比例达到14.95%。这一数值在经历几年波动后于2011年达到2964 GWh的历史峰值。

2009年，英国政府开始对可再生电力来源开展分级，规定不同技术路径所生产的可再生电力获得不同数量的ROC支持。随后几年，又针对燃煤电厂部分或全部使用生物质发电进行了详细规定，具体见下表1。大型燃煤电厂开始逐步转向纯生物质发电，以获得更多的ROC支持。

表1 英国燃煤电厂掺烧不同比例生物质情况下的激励政策
掺烧级别	掺烧比例C	支持程度（ROC/MWh）
低比例掺烧	＜50%	0.5
中比例掺烧	50%≤C＜85%	0.6
高比例掺烧	85%≤C＜100%	0.7
纯生物质	100%	1.0

随着英国在温室气体减排方面的努力，多元化的低碳/可再生能源投资已经成为主流。2017年，OFGEM正式宣布停止接受任何新发电产能的可再生能源义务计划申请，但部分已有设施可获得若干年的宽限期，差价合约计划（Contract For Difference，CFD）被用于替代RO支持新的大型可再生电力设施。

二、Drax电厂掺烧生物质实践

Drax电厂位于英国英格兰约克郡，于1967年开始建设，至20世纪80年代步入鼎盛时期，成为欧洲最大的燃煤电站。英国能源部门私有化后，德拉克斯几经易手，直至2005年被德拉克斯集团收购后才逐步重回正轨。

Drax的工厂基础设施价值数十亿英镑，经过数十年发展，已建立起一套完整的原料运输、储存和生产体系。21世纪初，随着英国政府绿色能源政策的不断出台，Drax决定转型生物质发电来升级现有基础设施以适应时代变化。2003年，Drax开始在其所有6台机组上开展生物质掺烧试验，使用的燃料为5%生物质和95%煤的混合物；2008年，正式开展生物质掺烧；2018年，4台660MW机组成功改造为100%纯燃生物质锅炉。具体时间节点见下表2。

表2 Drax生物质转化时间表
时间	事件
2003	主要原料矿塞尔比煤田关闭，Drax开始试验生物质掺烧。
2008	正式开展生物质掺烧。
2009	设定了12.5%的掺烧目标。
2012	宣布开展燃煤机组向纯生物质机组改造，并获得资金审批。
2013	1号机组改造完成。
2014	2号机组改造完成。
2016	3号机组改造完成。
2018	4号机组改造完成。
2021	开始尝试以35%比例耦合农业废弃物以减轻燃料供应压力.
2023	最后一个燃煤机组关闭。
2027	补贴终止。

目前，Drax的四台生物质锅炉机组可以提供英国4%的电力，主要通过差价合约和现已停止对新建电厂开放的可再生能源义务计划从英国政府获得补贴，后者将于2027年到期。

然而，值得注意的是，Drax电厂的生物质燃料主要为来自美国等地的木屑颗粒，其可持续性一直面临各种争议。据美国自然资源保护委员会称，Drax对木材的需求导致了树木的大量砍伐，这同我国一直倡导的“被动型”生物质（人类生产生活过程中产生的废弃物或剩余物，如秸秆）利用有所区别。

国际上燃煤机组掺烧生物质的技术发展如何？典型案例还有哪些？对我国有何启示？2024年11月21-22日，中国产业发展促进会生物质能产业分会联合中国华电科工集团有限公司、华电湖北发电有限公司，在湖北省襄阳市组织召开“燃煤机组掺烧生物质低碳化技术路径与发展策略高级研讨会”，会上，华北电力大学新能源学院副院长陆强将针对这些问题为您答疑解惑！

陆强

华北电力大学新能源学院副院长

工学博士，华北电力大学教授，博士生导师，新能源学院副院长，入选国家级高层次人才。陆强长期从事生物质能开发利用、有机固废和复合材料高效热转化、大气污染物治理等领域教学和科研工作。先后主持了国家、省部级和企业委托项目40余项；以第一/通讯作者发表SCI论文200余篇，以第一发明人授权国家发明专利60余项，其中2项专利获中国专利优秀奖；自主研发的多源生物质和有机固废分质热解多联产关键技术及装备、平板式多温区多功能SCR脱硝催化剂和脱硝技术等均已经实现了规模化应用。

以下为研讨会详细信息：

燃煤机组掺烧生物质低碳化技术路径与发展策略高级研讨会

会议议题及部分嘉宾介绍

（持续更新中）

9:10-9:45

议题1：国内外燃煤机组掺烧生物质技术的发展趋势与案例分享

陆强

华北电力大学新能源学院副院长

9:45-10:20

议题2：我国燃煤机组掺烧生物质减碳潜力评估

本报告重点介绍中国和欧盟碳市场对生物质掺烧发电机组碳排放的核算方法以及欧盟对生物质的认证要求，对我国生物质能源认证提出政策建议。

张丽欣

中国质量认证中心研究员

中国质量认证中心副处长、研究员，多年从事环境管理体系认证、环境标志认证、温室气体审定与核查以及应对气候变化研究工作。中国环境科学学会碳排放交易专业委员会常务委员。国际标准化组织ISO/TC207/WG6、ISO/TC309 ESG AHG6 I作组专家，参与气候变化国际标准的制定。“主持世界银行"中国碳市场监测、报告和核查体系的建立、科技部科技支撑计划“典型工业企业碳排放核查关键技术研究、国家重点研发计划“生物腐植酸还田利用等典型减排固碳技术评价及减排量核算方法学研究与试点应用"等数十项课题的研究;先后参与国家发改委和生态环境部全国碳排放权交易市场和中国自愿减排项貝 MRV体系的建设工作;作为技术负责人先后对数百个重点排放单位和 CDM、CCER、VCS 温室气体减排项目的审定与核查报告进行了技术评审。"

10:20-10:55

议题3：燃煤机组耦合协同处置多源有机固废关键技术和实践——响应《煤电低碳化改造建设行动方案(2024-2027年)》

2024年7月以来《煤电低碳化改造建设行动方案(2024-2027年)》和《燃煤锅炉协同处理固体废物污染控制标准(征求意见稿)》等关键文件相继颁布，将燃煤火电机组(锅炉)耦合协同处理工艺从政策和技术层面推上有机固废低成本处置的舞台。目前污泥耦合协同处置已经形成良好的商业模式和成熟的技术体系；但是，生物质耦合和垃圾协同处置的项目大多仍处在工业试验和示范阶段，没有形成成熟的商业盈利模式并且技术上仍存一定问题，而这些实践问题并未引起学术界足够关注。报告将重点介绍我国燃煤火电机组耦合生物质的典型实践案例，指出生物质掺烧仍亟待解决的关键技术难题；介绍团队合作实施的200t/d生活垃圾无氧热解示范项目及煤粉电站锅炉掺烧垃圾热解产物的工业试验、二噁英排放、工程实施方案和技术优势。

王学斌

西安交通大学教授、博士生导师

西安交通大学能源与动力工程学院教授、博士生导师。国家级青年人才，国家重点研发计划青年科学家项目负责人，陕西省杰出青年基金获得者，山东省泰山产业领军人才，江苏省双创计划人才，西安交通大学青年拔尖人才，美国加州大学伯克利分校联合培养博士、美国圣路易斯华盛顿大学博士后。担任SCI期刊Frontiers in Energy Research副主编、《洁净煤技术》编委、《煤炭学报》青年编委、中国工程院院刊Engineering青年通讯专家。以第一/通讯作者发表高水平期刊论文100余篇，入选Elsevier-斯坦福大学全球2%顶尖科学家“终身影响力”榜单，授权发明专利20余项，主持国家和省部级课题20余项，获得省部级科技奖励和荣誉5项。完成国内首个300MW以上火电机组直接耦合生物质示范项目和首个生活垃圾无氧热解碳化耦合煤粉电站锅炉工业化试验。

10:55-11:30

议题4：碳基燃料（煤炭和生物质）及产物在线检测技术

面向传统化石能源碳减排和数字化需求，围绕煤炭和生物质等碳基燃料及其燃烧产物的在线检测关键问题，开展基于先进光谱原理的检测技术研究，自主研发一系列碳基燃料、碳排放、NOx浓度分布等在线仪器。

姚顺春

华南理工大学电力学院副院长、教授

博导，入选国家高层次青年人才，任广东省能源高效清洁利用重点实验室主任、广东省工程热物理学会副理事长、中国工业节能与清洁生产协会低碳能源专委会副主任委员、中国光学工程学会LIBS专业委员会常务委员，《工程热物理学报》、《洁净煤技术》期刊青年编委。从事能源转化过程的智能感知和调控研究，主持国家重点研发计划、国家自然科学基金重点类和产业攻关项目等30余项。发表论文130余篇，授权发明专利24件，参与制定国家和行业标准各1项。

11:30-12:05

议题5：煤电机组生物质气化与煤间接混燃低碳化技术开发及案例分析

生物质与大型燃煤锅炉耦合发电可以提升生物质电转化效率，同时减少CO2排放，采用生物质气化耦合间接掺烧方式实用性和通用性更强。本次演讲介绍生物质气化耦合发电案例和工程经验。

冯冰

中国华电科工集团有限公司生物质能分公司技术研究院院长

中国华电科工集团有限公司生物质能分公司技术研究院院长，高级工程师。毕业于华北电力大学热能工程专业，从事生物质能技术研发及工程设计工作15余年。担任国家重点计划及华电集团课题技术负责人，先后完成了有机废弃物干式厌氧发酵研究、生物质气化与燃煤电厂耦合技术研究、规模沼气提质生物天然气技术研究和生物燃气一步法制绿氢绿甲醇技术研究等项目的科技攻关；在生物质制备燃气以及高值利用技术方面取得一定的科技成果。曾获华电集团科技进步一等奖、二等奖各一项，电力科技创新二等奖一项。

14:00-14:30

议题6：生物质燃料预处理技术与质量控制对掺烧效率的影响

王彪

全联新能源商会生物质能专委会秘书长

14:30-15:00

议题7：不同热解气化技术类型在生物质掺烧领域的应用潜力评估及案例分享

王勤辉

浙江大学能源清洁利用国家重点实验室教授

现任浙江大学热能工程研究所暨能源高效清洁利用全国重点实验室教授、博导生导师，国家能源煤炭清洁转换利用技术研发（实验）中心副主任，煤炭分级转化清洁发电协同创新中心副主任，中国颗粒学会常务理事理事,流态化专业委员会副主任；中国化工学会工程热化学委员会副主任委员；中国电机工程学会热电专业委员会委员，中国煤炭学会煤化工专业委员会委员；入选教育部新世纪人才计划，浙江省151计划第一层次人才。

主要从事煤/生物质循环流化床燃烧及气化技术、煤热解气化燃烧分级转化多联产技术、煤及生物质化学链气化制氢技术、污染物控制以及气固多相流等方向的研究。已获省部级科技进步奖7项，发表论文200余篇，国家发明专利50余项。

15:00-15:30

议题8：生物质掺烧对锅炉的影响分析及典型案例介绍

本报告将阐述掺烧生物质相关政策及技术背景，分析生物质掺烧的主要技术路线及其优缺点，以及生物质掺烧低碳化改造对锅炉的影响，介绍生物质掺烧典型改造项目案例。

闫凯

上海锅炉厂有限公司资深研究员

博士，高级工程师。主要研究方向为低碳燃烧、超临界二氧化碳循环发电、太阳能光热和固废处理。在相关研究领域申获专利近70项；发表核心期刊以上及重要学术会议论文31篇；先后承担了公司级及以上科研项目36项。获得上海市优秀发明选拔赛优秀发明奖金奖、上海市青年科技启明星、闵行领军人才、锅炉科学技术奖一等奖和多项上海电气科技创新奖。

15:50-16:20

议题9：燃煤耦合生活污泥掺烧技术的工程案例分析

主要演讲如何将污泥处置与现役电厂结合，充分利用现役燃煤电厂锅炉、蒸汽、烟气处理系统，以最低投入实现污泥的稳定化、无害化、减量化，解决污泥围城的社会问题，同时充分利用污泥中潜在的热值，实现资源化，减少新的污染物产生，避免二次污染。

刘政艳

南京中电环保集团有限公司技术部部长

主要从事污泥及其他一般固废处理处置技术研发和设计工作，负责及参与多个污泥处理处置工程项目的设计实施、调试及验收工作，组织完成固废处置领域的新技术、新工艺研发并进行成果转化。获得多项科技奖项，包括度南京市科学技术进步奖、南京生态环境科学技术奖、江苏省科技创新奖、广东电网科技进步奖、中国南方电网科技进步奖、广东电力科学技术奖、河南省科技进步奖等。作为主要完成人员，获得有发明专利5项，实用新型专利近20项，发表专业论文9篇。

16:20-16:50

议题10：生物质气炭联产技术在煤电掺烧与绿醇原料供应中的双向解决方案

全面介绍热解气化技术装备的特点与优势，详细介绍该技术的成功应用业绩及诸多应用场景。阐述其在煤电掺烧场景中的两种不同的应用模式，并展示在煤电掺烧应用中燃气及生物炭的各项参数，重点突出生物炭在煤电掺烧和绿色甲醇两种利用途径的现实意义。

袁英江

北京乡电电力有限公司董事长

潜心研究生物质热解气化技术及燃气内燃机发电技术十余年，拥有生物质热解气化行业多项发明专利、实用新型、外观专利证书，尤其是几项发明专利填补了国内空白，解决了生物质气化行业“卡脖子”的技术难题。促进了热解气化技术装备在国内外的广泛使用。提出了以生物质为原料的煤电掺烧和绿色甲醇两个行业可以融合发展的新理念，让生物质体内的挥发份和固定碳经热解气化分离后价值利用最大化。

16:50-17:20

议题11：燃煤机组耦合生物质燃料计量与溯源机制探究

刘洪荣

中国产业发展促进会生物质能产业分会常务副秘书长兼北京松杉低碳技术研究院院长

高级工程师，中国能源研究会绿色低碳技术专委会高级专家。长期致力于生物质能产业政策、发展规划、标准规范、低碳技术、双碳策略等研究工作，作为有机固废能源化利用领域专家为政府主管部门政策制定、行业发展规划、企业投资决策等提供智库服务；主持或参与多项国家、行业及团体标准的制定；我国“零碳能源证书自愿核证平台”奠基者之一。

17:20-17:35

议题12：华电科工CCUS技术研发与工程示范进展情况

本演讲从碳减排成因、碳减排面临的问题和集团燃煤燃机装机容量等出发，介绍了环保分公司在碳捕集、碳转化和碳封存等技术方面的开发和示范情况，主要从吸收剂产品研发、核心工艺、关键装备开发和示范工程建设等方面做分享介绍。

王凯亮

中国华电科工集团有限公司环保分公司副总经理兼总工程师

正高级工程师，一直从事CCUS、电力环保和节能技术工作，目前为国家科学技术奖评审专家、国家能源装备项目评审专家、清华大学、浙江大学研究生校外导师，电力行业环境保护标准化委员会委员。发表论文15篇，获得专利90余项，参与编制行业标准3项、团体标准10项、。荣获中国中国电力科学技术奖1项，电力科技创新奖3项，全国电力行业管理创新成果奖1项，华电集团科技进步奖8项。

— 特邀嘉宾 —

张中亮

中国华电科工集团有限公司生物质能分公司党支部书记、执行董事、总经理

曾先后担任华电水处理公司总经理助理、河北分公司总经理，华电水务副总经理、中国华电科工集团有限公司市场营销部副主任。曾获中国华电集团公司科技进步一等奖、管理创新成果一等奖，中国电力企业联合会中国电力创新奖三等奖，天津市科学技术进步三等奖、中国华电集团有限公司科技进步三等奖、中国华电科工集团有限公司科技进步三等奖等奖项。

部分参会机构及企业

（持续更新中）

国家能源集团

中国华能集团有限公司

中国华电集团有限公司

中国大唐集团有限公司

国家电力投资集团有限公司

华润电力控股有限公司

中国质量认证中心

华北电力大学新能源学院

华南理工大学电力学院

西安交通大学能源与动力工程学院

浙江大学能源清洁利用国家重点实验室

中国科学院大学

中国华电科工集团有限公司生物质能分公司

中国华电科工集团有限公司环保分公司

中国能源研究会绿色低碳技术专委会

全联新能源商会生物质能专委会

上海锅炉厂有限公司

无锡华光环保能源集团股份有限公司

北京巴布科克·威尔科克斯有限公司

南京中电环保集团有限公司

北京乡电电力有限公司

中广核吉马电厂

四川绿能泓辉新能源科技有限公司

北京奥科瑞丰新能源股份有限公司

新能能源有限公司

河北天太生物质能源开发有限公司

郑州众安环保技术有限公司

会议时间

2024年11月21-22日

会议地点

湖北襄阳国投嘉悦酒店：三层襄阳厅

（湖北省襄阳市樊城区江山北路7号）

会议议程

参会人员

行业主管部门、燃煤耦合生物质能领域专家、火电行业专家、燃煤和生物质锅炉（含热解气化炉）制造、改造和上下游配套设备制造企业，生物质原料预处理企业、收储运企业，科研院所、投融资机构、行业协会等相关机构。

收费标准

1、收费标准：3580 元/人。包含：会议期间免费提供自助午餐及晚宴餐叙；22日项目参观活动。

2、会员企业参会享受会员权益：（1）常务理事单位免4位费用，其余享7折；（2）理事单位免2位费用，其余享8折；（3）会员单位免1位费用（1次/年），其余享 9 折；详情请咨询会务人员；

3、参会人员往返交通费及住宿费自理，会议酒店参考价：300元/间（含早餐），预订电话：刘经理 13797718222。

付款方式

公对公支付请将“参会回执.docx（点击下载）”及“付费凭证（截图）”发送至邮箱（swznhz@126.com）。个人支付请点击下方小程序填入信息并付费即可。

1、公对公支付

账户名称：中国产业发展促进会

账号：333766455526

开户行：中国银行月坛支行

2、个人支付（点击下方小程序）

＊为保证发票开具，请务必在缴费后，填写开票信息（电子发票于会后15个工作日内发送至邮箱）。点击进入小程序，请授权登录，然后点击个人报名（如下图）

其他

1、本次会议规模控制在150人之内，报名截至11月18日。在人数较多情况下，会员企业优先参会；

2、此次研讨会面向全社会征集燃煤掺混、耦合生物质技术，生物质预处理技术，燃煤锅炉改造生物质技术、案例，烟气净化、碳捕集等燃煤耦合生物质产业链上中下游新技术、新工艺、新装备和新模式。

联系方式

报名缴费：曲女士 17810397097 会议咨询：李先生 13752530279 会员权益：汪女士 13263493513

参观项目介绍

中国华电科工集团有限公司是中国华电集团有限公司所属全资企业。华电科工多年来打造了高端装备及系统工程、环保水务、电站投资建设和清洁能源四大核心业务板块，拥有国内外电站投资建设、海上风电、新能源、分布式能源、水处理、物料输送、热能工程、噪声治理、供热改造、电力工程监理监造等多个优势传统专业，并创新开展了氢能、生物质能、储能、新型岸桥、CCUS等节能环保产业、综合智慧能源、海洋能源及工程、新能源+氢储氨醇投建营一体化产业、机器人产业等多个战略性新型产业。华电科工生物质能分公司致力于畜禽养殖粪污、农林废弃物、污泥等有机废弃物的综合处理和高值化利用，以“建设具有全球影响力的生物质能领军企业”为愿景目标，坚持科技创新和资本运营“两轮驱动”、开发国内和国际“两个市场”、强化研发中心、装备基地、现代化企业“三个建设”、夯实高端产品、投资运营、工程总包、检测服务“四种业务”，创新奋进、奋勇争先，助力集团公司建设世界一流的能源企业。湖北华电襄阳电厂生物质气化耦合发电项目是国内首个生物质混合原料热解气化耦合燃煤锅炉发电项目，占地面积46亩，燃料消耗量8t/h，年处理生物质原料5.14万吨，本项目平均电功率为10.8MW，主设备年利用小时数为5500小时，年发电量5900万度，处于国际领先水平。该项目通过中国电力企业联合会鉴定，技术达到国际先进水平，获得中国华电集团有限公司2019年科技进步一等奖。2023年第二十八届联合国气候变化大会（COP28）将本项目列为火电机组节能降碳典型案例。

往届回顾

• 往期精彩

2024年以来，我会已陆续举办了绿色甲醇、生物柴油、生物天然气等不同主题的系列研讨会，累计吸引来自行业主管部门、生物质能源领域知名专家和学者、科研院所、投融资机构、行业协会以及生物质能上下游相关企业代表近千人参会，行业同仁齐聚一堂为产业发展建言献策，成果斐然，已成为生物质能领域标志性和具有风向标意义的系列盛会。