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賦能業務提質增效
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增加。但木屑顆粒行業具有不可跨越的可持續性界限。如果它被認為是一種可再生能源,它就必須更新。
如上圖所示,截至2018年,供熱顆粒市場規模大于工業(發電)顆粒市場,之后工業顆粒開始反超。
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定性的需要相調和。
轉向增加可再生能源發電比簡單地建造大量風力渦輪機和太陽能發電廠要復雜得多。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。未來的發電主要依賴于風力渦輪機和太陽能發電廠的能源,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電廠將需要大量的儲能來配套,其規模與我們現在的水平幾乎相差一個數量級。
電網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和密度,以及對容量進行大量投資。
從我們今天的狀態到不依賴燃燒發電的長期過渡期間,維持電網可靠性和按需、負載跟隨、頻率穩定發電的基本策略在許多國家已經實施。這就是通過使用林業產生的、可持續生產的木屑顆粒燃料來代替發電廠中的煤炭。
上圖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),而且幾乎沒有風。在此期間,Drax和Lynemouth發電站的發電量占英國用電總量的近14%,碳排放量比燃煤發電低近90%。
使用木質生物質的可持續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2300萬噸工業顆粒燃料將在發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濟的。它馬上就可以部署在現有的燃煤發電站。不需要投資新一代基礎設施、新的互聯基礎設施,也不需要等待儲能容量、效率和密度的持續改善。
要實現碳效益,可持續性必須是工業顆粒燃料的基礎。當涉及到木質生物質來源的管理時,存在著不能跨越的可持續性界限。基本和絕對必要的條件是,森林中所儲存的凈碳存量不能因采伐率超過增長率、毀林或不適當的土地利用變化而枯竭。
“運作中的森林(Working forests)”是一個術語,指管理和種植那些為許多行業生產原材料的森林。主要產業是木材和其他建筑材料、家具、地板、紙張、包裝材料和紙巾。這些商品的生產和為獲得最佳生產力而對森林的管理產生了用于顆粒生產的原材料。
證明原料來源是可持續的,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電的國家政策和規則的基礎,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供應戰略而導致森林枯竭。但也不能允許錯誤的信息影響決策。
在大型管理森林內收獲單個成熟或高等級林木可能會產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意識的支持。如果工業木顆粒生產商希望在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據的支持,數據顯示管理的森林的固碳儲量在持續增加。
如果政策的目標是向消除二氧化碳排放的未來過渡,那么該戰略出口計劃的近中期關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)相結合,該策略得到了提升,這打開了一條產生顯著負二氧化碳排放的途徑,同時產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。在大規模發電的同時,實現負碳排放的唯一途徑是用顆粒燃料取代煤炭,并部署BECCS。
一項理性、務實和對環境負責的戰略應確保建立起法規,以支持可持續生產的工業木顆粒在通往未來脫碳的道路上發揮其重要作用。
來源:生物質雜志 全球生物質能源網、新能源網綜合 作者:威廉·施特勞斯,FutureMetrics總裁
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