前言
在當(dāng)今全球積極應(yīng)對氣候變化、加速邁向綠色低碳發(fā)展之路的大背景下,能源轉(zhuǎn)型與固體廢物處理成為我國可持續(xù)發(fā)展進程中兩大關(guān)鍵議題。一方面,傳統(tǒng)燃煤發(fā)電作為能源供應(yīng)主力,面臨著碳減排的巨大壓力;另一方面,海量固體廢物的堆積與處置難題亟待破解。
在此雙重挑戰(zhàn)下,燃煤耦合摻燒固廢替代燃料行業(yè)應(yīng)運而生,成為備受矚目的焦點領(lǐng)域。它宛如一把鑰匙,有望同時開啟能源清潔高效利用與固廢資源化的大門。這一行業(yè)承載著眾多期望,不僅關(guān)乎能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級,更與環(huán)境保護、資源循環(huán)利用緊密相連。接下來,讓我們深入探尋這一行業(yè)的發(fā)展全貌,剖析其政策導(dǎo)向、技術(shù)突破、應(yīng)用拓展、效益呈現(xiàn)以及面臨的挑戰(zhàn)與未來走向,全方位展現(xiàn)它在我國可持續(xù)發(fā)展征程中的關(guān)鍵角色與蓬勃潛力。
行業(yè)現(xiàn)狀
政策支持:國家發(fā)展改革委等部門發(fā)布的《關(guān)于大力實施可再生能源替代行動的指導(dǎo)意見》為多源固廢替代燃料和燃煤耦合發(fā)電市場的發(fā)展提供了清晰的政策導(dǎo)向。《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄 (2024 年本)》將火電摻燒低碳燃料列入鼓勵類項目電力板塊。《煤電低碳化改造建設(shè)行動方案 (2024-2027 年)》明確提出實施煤電機組耦合生物質(zhì)發(fā)電,并將摻燒比例定在 10% 以上。
技術(shù)與應(yīng)用
耦合技術(shù)多元化:常見的生物質(zhì)用于煤電機組發(fā)電的技術(shù)方式有直燃耦合、間接耦合和并聯(lián)耦合發(fā)電三種,其中循環(huán)流化床鍋爐摻燒技術(shù)發(fā)展良好,燃料適應(yīng)性廣,熱容量大,燃燒穩(wěn)定,抗沖擊,負荷調(diào)節(jié)范圍廣,能夠摻燒各種各樣的城市固廢垃圾,如生物質(zhì)、皮革邊角料、廢紡織、生活垃圾輕物質(zhì)、裝修垃圾輕物質(zhì)等,熱耦合摻燒技術(shù)成熟,可直燃摻燒,鍋爐設(shè)備改造投資非常低。
替代燃料制備技術(shù)精細化:如中山斯瑞德環(huán)保科技推出的集成化、模塊化、智能化的 RDF 替代燃料制備系統(tǒng),通過 “破碎 + 篩分 + 分選” 等精細化處理工藝,使最終得到的 RDF 替代燃料在出料尺寸、除雜率上都有提升,入爐燃燒的熱損失系數(shù)更低,有害物質(zhì)更少,熱值更高。
應(yīng)用范圍逐步擴大
在燃煤電廠中的應(yīng)用:固體替代燃料如垃圾衍生燃料(RDF)、固體回收燃料(SRF)等已在燃煤電廠中得到應(yīng)用。例如華能長江環(huán)保科技有限公司的項目可適應(yīng)多種固廢處置,新中港公司計劃通過鍋爐改造擴大固廢燃料的耦合比例,預(yù)計將在未來幾年內(nèi)將這一比例提升至 5%-10%。
在水泥廠中的應(yīng)用:鑒于水泥窯高溫煅燒等優(yōu)勢,利用其協(xié)同處置各類廢物逐漸成為另一種新的垃圾焚燒方式。廣東奧創(chuàng)公司的 “OHCAN-WTR 固廢資源化協(xié)同處置耦合發(fā)電” 處理技術(shù),可實現(xiàn)城市生活垃圾、一般工業(yè)固廢等的 “無害化、減量化、資源化、能源化” 的綜合利用處理,其生產(chǎn)的 RDF 燃料棒可用于水泥廠。
成本與效益優(yōu)勢初顯
成本降低:利用各類多源固廢制備而成的替代燃料,如垃圾衍生燃料(RDF)和固體回收燃料(SRF),成本相對較低,通常僅 300-500 元一噸,而一噸優(yōu)質(zhì)煤價格動輒 1500-2000 元。以一個年耗煤量 100 萬噸的中型電廠為例,若其中 30% 的燃煤被固廢替代燃料取代,僅燃料采購成本一項,每年就能節(jié)省約 3.6 億元。這種成本效益優(yōu)勢將促使更多企業(yè)選擇多源固廢作為燃煤摻燒原料,從而推動市場規(guī)模的擴大。
環(huán)境效益突出:多源固廢替代燃料屬于可再生能源,是一種新型非煤低碳燃料,替代部分燃煤可降低發(fā)電廠碳排放量。同時,使用 RDF 替代燃料后,還可降低 SO?、NOx、顆粒物、灰渣的產(chǎn)生量,有助于減少環(huán)境污染,實現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。
注意事項
燃料質(zhì)量控制:在摻燒多源固廢時,需要對固廢進行預(yù)處理,如破碎、篩分、干燥等,以保證固廢的粒度、水分等符合鍋爐燃燒的要求。同時,還需要對固廢的成分進行分析,避免摻入有害物質(zhì),如重金屬、氯等,以免對鍋爐設(shè)備和環(huán)境造成損害。
燃燒調(diào)整:由于多源固廢的熱值、揮發(fā)分、灰分等特性與煤炭不同,因此在摻燒過程中需要對鍋爐的燃燒參數(shù)進行調(diào)整,如風(fēng)量、氧量、溫度等,以保證鍋爐的穩(wěn)定燃燒和高效運行。同時,還需要加強對鍋爐的監(jiān)控和調(diào)整,及時發(fā)現(xiàn)和處理燃燒過程中出現(xiàn)的問題。
環(huán)保措施:雖然多源固廢作為燃煤摻燒原料可以降低污染物的排放,但在摻燒過程中仍需要采取有效的環(huán)保措施,如脫硫、脫硝、除塵等,以確保污染物的排放符合國家和地方的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。同時,還需要加強對固廢儲存、運輸和燃燒過程中的環(huán)境管理,避免對環(huán)境造成二次污染。
環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展方面
減少污染物排放:多源固廢替代燃料屬于可再生能源,是一種新型非煤低碳燃料,替代部分燃煤可降低發(fā)電廠碳排放量,同時使用 RDF 替代燃料后,還可降低 SO?、NOx、顆粒物、灰渣的產(chǎn)生量,有助于減少環(huán)境污染,實現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo),契合國家綠色低碳發(fā)展的戰(zhàn)略需求1。
促進固廢資源化利用:我國是世界上固體廢物產(chǎn)生量最大的國家之一,每年新增固體廢物 100 多億噸,歷史堆存總量高達 600 億噸至 700 億噸,大量固廢亟待有效處理和資源化利用。燃煤耦合摻燒替代燃料行業(yè)的發(fā)展為固廢處理提供了新的途徑,實現(xiàn)了固廢的減量化、資源化和能源化利用,緩解了固廢處理壓力。
國際經(jīng)驗可供借鑒
歐洲國家在生物質(zhì)燃料摻燒等多源固廢替代燃料與燃煤耦合發(fā)電方面有著豐富的經(jīng)驗和先進的技術(shù)。例如,英國采用大型燃煤電廠直燃耦合路線,在 2018 年實現(xiàn)了多個 100% 生物質(zhì)燃燒火電廠;德國的生物質(zhì)燃料在水泥行業(yè)應(yīng)用廣泛,2019 年其生物質(zhì)替代燃料摻燒占比達 22.3%。我國可以借鑒國外的先進技術(shù)和管理經(jīng)驗,結(jié)合自身的資源優(yōu)勢和市場需求,加快推進多源固廢替代燃料和燃煤耦合發(fā)電技術(shù)的發(fā)展。
面臨挑戰(zhàn)與機遇
技術(shù)完善需求:在多源固廢替代燃料的深度處理、燃燒過程中的污染物協(xié)同控制等方面,還需要持續(xù)的研發(fā)和創(chuàng)新,以提高技術(shù)的可靠性和穩(wěn)定性,進一步降低污染物排放。
原料供應(yīng)穩(wěn)定性:多源固廢的來源分散,受到季節(jié)、政策等因素影響較大,需要建立完善的固廢收集、運輸和儲存體系,確保原料的穩(wěn)定供應(yīng)。
市場認知和接受度提升:部分企業(yè)和社會公眾對該技術(shù)的了解和接受程度有限,需要加強宣傳和推廣,提高市場認知度和接受度。
初始投資和運營成本控制:企業(yè)在進行技術(shù)改造和項目建設(shè)時,需要投入一定的資金,同時運營過程中的成本也需要合理控制,以提高項目的經(jīng)濟效益和競爭力。
行業(yè)趨勢
智能化與自動化發(fā)展趨勢明顯
隨著科技的不斷進步,智能化和自動化技術(shù)在燃煤耦合摻燒固廢替代燃料行業(yè)中的應(yīng)用逐漸普及。通過在固廢收集、運輸、預(yù)處理和燃燒等環(huán)節(jié)安裝先進的傳感器和監(jiān)控設(shè)備,實現(xiàn)對整個工藝流程的實時監(jiān)測和精準(zhǔn)控制。例如,[具體企業(yè)名稱] 的燃煤耦合摻燒項目采用了智能控制系統(tǒng),能夠根據(jù)固廢替代燃料的成分、熱值和鍋爐的運行狀態(tài)自動調(diào)整燃燒參數(shù),確保燃燒過程的穩(wěn)定和高效,同時降低了人工操作帶來的誤差和風(fēng)險。此外,大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)的應(yīng)用還可以對設(shè)備的運行數(shù)據(jù)進行分析和預(yù)測,提前發(fā)現(xiàn)潛在的故障隱患,為設(shè)備的維護和管理提供科學(xué)依據(jù),進一步提高了行業(yè)的生產(chǎn)效率和運營安全性。
市場競爭格局逐漸形成
隨著燃煤耦合摻燒固廢替代燃料行業(yè)的發(fā)展,越來越多的企業(yè)開始涉足這一領(lǐng)域,市場競爭格局逐漸形成。一方面,傳統(tǒng)的燃煤電廠為了降低碳排放和燃料成本,紛紛加大對固廢替代燃料的摻燒比例,通過技術(shù)改造和設(shè)備升級,提高自身在市場中的競爭力;另一方面,一些新興的企業(yè)也憑借在固廢處理、替代燃料制備等方面的技術(shù)優(yōu)勢和創(chuàng)新模式,積極進入市場,與傳統(tǒng)企業(yè)展開競爭。在激烈的市場競爭中,企業(yè)之間的并購、合作和重組現(xiàn)象日益頻繁,行業(yè)集中度有望進一步提高,形成一批具有較強競爭力的大型企業(yè)集團,推動整個行業(yè)的規(guī)模化和集約化發(fā)展。
多元化應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展
除了在燃煤電廠中的應(yīng)用不斷擴大外,燃煤耦合摻燒固廢替代燃料技術(shù)在其他領(lǐng)域的應(yīng)用也在積極探索和拓展。例如,在水泥廠、鋼鐵廠等工業(yè)窯爐中,利用其高溫煅燒的條件,將固廢替代燃料與煤炭混合燃燒,不僅可以實現(xiàn)固廢的無害化、減量化和資源化處理,還能夠降低企業(yè)的能源成本和污染物排放。此外,在一些集中供熱項目中,也開始嘗試采用燃煤耦合摻燒固廢替代燃料的方式,為城市居民提供清潔、低碳的熱能。隨著技術(shù)的不斷成熟和應(yīng)用經(jīng)驗的積累,相信這一技術(shù)在更多領(lǐng)域的應(yīng)用將取得突破,為我國的能源轉(zhuǎn)型和固廢處理提供更多的解決方案。
公眾認知和社會接受度持續(xù)提升
通過政府部門、行業(yè)協(xié)會和企業(yè)的共同努力,公眾對燃煤耦合摻燒固廢替代燃料技術(shù)的認知和社會接受度持續(xù)提升。一方面,加強了對這一技術(shù)的宣傳和推廣,通過舉辦科普講座、技術(shù)展覽和媒體報道等多種形式,向公眾普及該技術(shù)的原理、優(yōu)勢和環(huán)境效益,消除公眾對固廢燃燒可能帶來的環(huán)境污染等疑慮;另一方面,積極邀請公眾參與項目的監(jiān)督和評估,增強公眾對項目的信任和支持。例如,[具體地區(qū)名稱] 的燃煤耦合摻燒固廢替代燃料項目在建設(shè)過程中,主動邀請周邊居民代表參觀施工現(xiàn)場和生產(chǎn)流程,并定期公布環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù),得到了當(dāng)?shù)鼐用竦膹V泛認可和好評,為項目的順利實施創(chuàng)造了良好的社會環(huán)境。
燃煤耦合摻燒固廢替代燃料行業(yè)在政策的引領(lǐng)下,正朝著技術(shù)創(chuàng)新、智能化發(fā)展、多元化應(yīng)用和國際合作等多個方向邁進,未來有望在我國的能源轉(zhuǎn)型和固廢處理領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用,實現(xiàn)經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益的多贏。
來源:靈動核心
如需轉(zhuǎn)載必須注明來源作者
版權(quán)聲明