在當(dāng)今全球能源轉(zhuǎn)型的大浪潮之下，電廠行業(yè)正站在變革的十字路口，面臨著前所未有的挑戰(zhàn)與機(jī)遇。為了應(yīng)對環(huán)保與效益的雙重壓力，不少國外電廠先一步踏上探索之路，其中典型生物質(zhì)耦合案例為解決這一難題提供了新的思路，為國內(nèi)電廠照亮前行的方向。讓我們一同深入剖析這些案例，探尋它們能為國內(nèi)電廠實(shí)踐帶來哪些寶貴的借鑒。

國外三大耦合案例

1、英國Drax電廠：生物質(zhì)耦合的逆襲之路

　　英國Drax電廠，這個(gè)曾經(jīng)西歐最大的碳排放項(xiàng)目，始建于20世紀(jì)70年代，擁有6臺(tái)660MW燃煤機(jī)組。在英國降煤降碳政策的推動(dòng)下，2003年，Drax電廠在煤場進(jìn)行生物質(zhì)燃料的摻配混燒實(shí)驗(yàn)，自此開啟了它的逆襲之旅。2004年，3號機(jī)率先進(jìn)行5%比例生物質(zhì)耦合燃燒發(fā)電;2009年，全部6臺(tái)機(jī)組進(jìn)行10%比例生物質(zhì)耦合燃燒發(fā)電;2011年，中高生物質(zhì)耦合比例燃燒達(dá)到40%甚至100%;2012-2018年，4臺(tái)機(jī)組完成100%生物質(zhì)燃料轉(zhuǎn)換。通過一系列改造，碳排放量從燃煤發(fā)電的882g/kwh降低至生物質(zhì)發(fā)電的80g/kwh，成為歐洲碳排放最低的發(fā)電廠之一。2021年上半年，Drax電廠4臺(tái)660MW機(jī)組的生物質(zhì)供電量達(dá)到76億度，在這一年，它更是成為一個(gè)純可再生發(fā)電公司。

2、丹麥Avedore電廠：蒸汽耦合的獨(dú)特模式

　　丹麥Avedore電廠隸屬于Orested集團(tuán)，其中2號機(jī)是燃煤鍋爐蒸汽耦合技術(shù)路線的杰出代表。2號機(jī)于2001年投產(chǎn)，裝機(jī)容量570MWe，其設(shè)計(jì)采用兩爐一機(jī)的獨(dú)特模式，兩臺(tái)鍋爐的主蒸汽合并后進(jìn)入汽輪機(jī)，實(shí)現(xiàn)蒸汽耦合，同時(shí)還配備了2套55MWe的燃?xì)廨啓C(jī)。兩臺(tái)鍋爐中，大鍋爐為800MWth煤粉爐(現(xiàn)已改為生物質(zhì)耦合燃燒鍋爐)，小鍋爐為144tph的純生物質(zhì)燃料105MWth鍋爐，主蒸汽溫度583°C，生物質(zhì)燃料消耗量26.5tph，年消耗生物質(zhì)燃料量約15萬噸，可對外提供35MWe的發(fā)電功率加50MJ/s的熱量。該項(xiàng)目充分發(fā)揮了生物質(zhì)爐排爐的技術(shù)優(yōu)勢，用生物質(zhì)鍋爐處理結(jié)焦腐蝕性較強(qiáng)的小麥稈原料，同時(shí)借助大型汽輪發(fā)電機(jī)的高效率，與煤粉爐在蒸汽側(cè)耦合，實(shí)現(xiàn)了生物質(zhì)燃料的高效率發(fā)電與供熱。

3、英國Lynemouth電廠：順應(yīng)趨勢的轉(zhuǎn)型典范

　　英國Lynemouth電廠建于1972年3月，最初作為當(dāng)?shù)匾睙拸S的配套供電廠投運(yùn)，裝機(jī)配3臺(tái)煤粉爐機(jī)組，每臺(tái)配140MW汽輪發(fā)電機(jī)，合計(jì)420MW。2003年，在英國鼓勵(lì)大型燃煤電廠生物質(zhì)耦合發(fā)電的政策推動(dòng)下，Lynemouth電廠開始了生物質(zhì)耦合發(fā)電的嘗試。2004年，電廠采用磨煤機(jī)耦合技術(shù)，即生物質(zhì)燃料和煤共同在磨煤機(jī)制粉，使用了鋸沫、生物質(zhì)顆粒和橄欖渣3種生物質(zhì)燃料，全年使用約1.1萬噸生物質(zhì)燃料，生物質(zhì)耦合比例不到1%。2016年，電廠開始對3臺(tái)140MW煤粉爐機(jī)組進(jìn)行100%生物質(zhì)燃料轉(zhuǎn)換改造，改造完成后，每年消耗約140萬噸生物質(zhì)燃料，成功轉(zhuǎn)變?yōu)橐患壹儫镔|(zhì)燃料的電廠。自從生物質(zhì)燃料轉(zhuǎn)換以來，鍋爐排放的NOx排放量減少了2/3，SOx排放量更是減少了90%以上，極大地改善了當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境質(zhì)量。

我國如何借鑒？

1、技術(shù)層面的取經(jīng)

　　就生物質(zhì)摻燒比例提升而言，英國Drax電廠從最初的低比例生物質(zhì)耦合燃燒，逐步實(shí)現(xiàn)了部分機(jī)組100%生物質(zhì)燃料轉(zhuǎn)換，Lynemouth電廠從2004年不到1%的生物質(zhì)耦合比例，到2016年完成100%生物質(zhì)燃料轉(zhuǎn)換改造，其循序漸進(jìn)的改造策略和長期的技術(shù)研發(fā)投入，為提升生物質(zhì)摻燒比例奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。在應(yīng)對設(shè)備腐蝕問題上，丹麥Avedore電廠在蒸汽耦合過程中，通過優(yōu)化設(shè)備材質(zhì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，有效減輕了設(shè)備腐蝕程度。

2、政策與運(yùn)營的啟示

　　國外相關(guān)政策對國內(nèi)具有重要的借鑒意義。以英國為例，其為推動(dòng)生物質(zhì)耦合發(fā)電，出臺(tái)了一系列補(bǔ)貼政策和碳排放交易機(jī)制。政府對生物質(zhì)發(fā)電給予高額補(bǔ)貼，使得電廠在經(jīng)濟(jì)上更有動(dòng)力進(jìn)行技術(shù)改造和轉(zhuǎn)型。碳排放交易機(jī)制則促使電廠積極降低碳排放，通過減少碳排放來獲取經(jīng)濟(jì)收益，從而推動(dòng)了生物質(zhì)耦合發(fā)電技術(shù)的廣泛應(yīng)用。在電廠運(yùn)營管理方面，國外電廠注重精細(xì)化管理和成本控制。英國Drax電廠通過收購生物質(zhì)燃料生產(chǎn)商，建立起穩(wěn)定的燃料供應(yīng)渠道，降低了燃料采購成本。同時(shí)，優(yōu)化生產(chǎn)流程，提高設(shè)備運(yùn)行效率，減少了能源消耗和運(yùn)營成本。燃料供應(yīng)體系建設(shè)方面，國外電廠構(gòu)建了完善的生物質(zhì)燃料供應(yīng)鏈。從生物質(zhì)原料的收集、運(yùn)輸、儲(chǔ)存到加工，形成了一套高效的運(yùn)作體系。

3、未來方向展望和建議

　　總體而言，國內(nèi)電廠短期內(nèi)應(yīng)積極開展小型耦合項(xiàng)目試點(diǎn)工作。選取部分有條件的電廠，嘗試進(jìn)行生物質(zhì)耦合、垃圾耦合等小型項(xiàng)目，積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。組織技術(shù)人員參加國內(nèi)外專業(yè)培訓(xùn)課程和研討會(huì)，邀請行業(yè)專家進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)，提高技術(shù)人員對耦合技術(shù)的理解和掌握程度。長期來看，應(yīng)在多個(gè)方面進(jìn)行規(guī)劃與布局。加大投入力度，與科研機(jī)構(gòu)、高校等合作。加強(qiáng)與上下游企業(yè)的合作，形成從燃料供應(yīng)、設(shè)備制造、項(xiàng)目建設(shè)到運(yùn)營管理的完整產(chǎn)業(yè)鏈。加強(qiáng)對電廠周邊環(huán)境的保護(hù)和治理，開展生態(tài)修復(fù)工作，實(shí)現(xiàn)電廠與環(huán)境的和諧共生。

　　國外典型耦合案例就像一把把鑰匙，為國內(nèi)電廠打開了通往能源轉(zhuǎn)型與可持續(xù)發(fā)展的大門。它們在技術(shù)創(chuàng)新、政策推動(dòng)和運(yùn)營管理等方面的成功經(jīng)驗(yàn)，為國內(nèi)電廠提供了清晰的思路和方向。國內(nèi)電廠應(yīng)積極行動(dòng)起來，以這些案例為借鑒，結(jié)合自身實(shí)際情況，大膽探索，勇于實(shí)踐。

　　來源：生物質(zhì)能觀察