清华大学毛健雄教授：中国煤电低碳转型之路——国外生物质发电政策/技术的综述及启示
清华大学毛健雄教授：中国煤电低碳转型之路——国外生物质发电政策/技术的综述及启示中国煤电低碳转型之路——国外生物质发电政策/
中国煤电低碳转型之路
——国外生物质发电政策/技术的综述及启示
清华大学毛健雄教授团队系统综述了国外燃煤耦合生物质发电技术现状，对其成功经验进行总结，对我国未来发展生物质耦合发电技术方向及应对措施进行了深入探讨。分析表明煤电升级改造+生物质混烧+CCUS的技术路径对我国最终实现碳中和具有重要的战略意义。未来的生物质利用发展应注重3个方面，其一是制定国家法规政策对混烧生物质进行约束和支持；其二是着力发展生物质燃料产业，建立可靠的燃料供给市场；其三是开发先进可行的高比例生物质混烧技术。
中国煤电低碳转型之路
——国外生物质发电政策/技术的综述及启示
毛健雄，郭慧娜，吴玉新
清华大学 能源与动力工程系 热科学与动力工程教育部重点实验室
研究背景
燃煤发电技术的降碳甚至零碳排放是3060大背景下非常值得研究的问题。目前我国燃煤机组发电能效水平已显著提升，通过继续改进燃烧技术提升能效的发展潜力不能满足降碳实际需求。因此，燃煤发电碳减排需要原料减碳和尾气固碳两方面着手进行。在此背景下，燃煤耦合生物质发电技术作为一种原料减碳的有效措施，成为关键的技术选择，有待深入研究。
研究内容
生物质在燃煤机组中的大规模耦合利用，既有技术难题，也依赖于整体产业生态的建立。笔者对国外燃煤耦合生物质发电技术的发展水平、激励政策及运营经验进行了综述。尤其对欧洲各国在原料供应、生物质研磨燃烧、装置改造、政策制定等领域的研究和实践进行了梳理，证实了燃煤机组可以实现从低比例掺烧过渡到纯燃生物质，在煤粉炉和CFB锅炉上均得到了可靠性利用。在此基础上，结合我国生物质资源水平和利用现状，进一步提出了我国利用生物质实现燃煤低碳发电的短期、中期和长期发展方向。
研究结论
1)生物质混烧发电是一种技术成熟的低碳利用方式，对保障新能源电力生产，构建低碳发电体系具有重要支撑作用，我国短期内最适合的生物质利用模式是对现有在役的煤电机组进行升级改造，发展生物质掺混技术，并不断提高生物质混烧比例。而中长期对生物质利用的建议发展路线图是：低碳-零碳-负碳，适时推动生物质发电-碳捕集利用和封存（BECCUS）技术的创新研发示范和应用。
2)生物质成功利用的关键包括：适合的国家法规政策，对燃煤电厂混烧生物质进行约束和支持；稳定可靠的生物质燃料的供给市场；以及先进的生物质与煤混烧，乃至100%燃烧生物质技术开发。
3)未来生物质低碳能源系统能否建立的关键在于制定系列的激励政策，建立稳定的生物质燃料供应链。为此，需要推进在边际土地上种植如超级芦竹等灌木、草类等能源植物以及现有林地的改造，建立农、林废弃物和能源植物收、储、运和初加工的产业链，推动建立全国性的生物质燃料供需市场。
创新点
1）通过对国外生物质耦合发电政策、产业链及技术的发展分析，提出了我国利用生物质实现燃煤低碳发电的短期、中期和长期发展方向。
2）发展大比例生物质掺烧是燃煤发电低碳排放的重要措施，在技术上具备可行性，而我国生物质混燃取得成功的核心是需要制定合理的国家法规政策和激励措施，建立可靠的生物质燃料供给市场。
重要图表
（a）
（b）
图1 2005年以来各国生物能源种类变化（a）及可再生能源电力来源（b）
图2 CO2排放量随发电效率及生物质掺混比例的变化关系
引用格式：毛健雄，郭慧娜，吴玉新.中国煤电低碳转型之路：国外生物质发电政策/技术的综述及启示[J/OL].洁净煤技术:1-13 [2022-03-24].https://doi.org/10.13226/j.issn.1006-6772.
MAO Jianxiong, GUO Huina, WU Yuxin.Road to low carbon Transformation ofcoal power in China:A review of biomass co-firing policies and technologies for coal powerabroad and its inspiration on biomass utilization[J/OL].Clean Coal Technology:1-13 [2022-03-24].https://doi.org/10.13226/j.issn.1006-6772.
作者简介
毛健雄，清华大学教授，曾任清华大学能源与动力工程系副主任，长期从事热能工程和清洁煤燃烧发电技术等方面的教学、科研和国际交流工作，至今已有50多年。他于1993年被聘为英国煤炭科学研究院顾问，1995年被英国De Montfort大学授予荣誉技术博士学位称号，1999年被选为英国皇家能源学会高级会员。2000应邀在英国伦敦“2000年度煤科学讲座”进行有关“洁净煤技术”的讲学，并荣获英国煤炭研究及利用学会颁发的该年度煤科学讲座金质奖章。主要著作有《工程热力学》《燃烧理论和燃烧设备》《煤的清洁燃烧》等，参与清华大学合作编写和出版的教材有《锅炉原理和计算》及《循环流化床燃烧锅炉》等，发表论文百余篇。
