熱電聯產，是一種建立在能量梯級利用概念基礎上，將供熱和發電過程一體化的系統,在一定條件下還可以延展出冷熱電聯產三重供能的模式

熱電聯產，是一種建立在能量梯級利用概念基礎上，將供熱和發電過程一體化的系統,在一定條件下還可以延展出冷熱電聯產三重供能的模式。熱電聯產的電站鍋爐熱效率可以達到80%～90%之間，同時，還可以通過回收冷卻塔余熱供熱，增加供熱能力，實現不同品質能量的梯級利用，不僅提高了能源的利用效率，而且減少了碳化物和有害氣體的排放，可以做為燃煤小鍋爐的替代，達到良好的經濟效益和社會效益。
目前我國生物質能發電領域主要包括農林生物質發電、垃圾焚燒發電和沼氣發電。根據中國產業發展促進會生物質能產業分會最新統計，截止至2017 年12 月31 日，全國已投產生物質發電項目744 個，并網裝機容量1475.83萬千瓦，年發電量達794.57億千瓦時，年上網電量約679.48 億千瓦時。
最新數據顯示，2018年第一季，我國生物質發電新增裝機99萬千瓦，累計裝機容量達到1575萬千瓦，發電量達到178.6億千瓦時。
產業規模穩步增長的同時，如何提高生物質利用能效成為關鍵問題。為積極探索提高能源利用效率和綜合效益，今年1月國家能源局部署了全國范圍內的生物質熱電聯產縣域供熱，在20個省（區、市）及新疆生產建設兵團開展了“百個城鎮”生物質熱電聯產縣域清潔供熱示范，共核準了136個示范項目，裝機容量380萬千瓦，年消耗農林廢棄物和城鎮生活垃圾約3600萬噸，總投資約406億元。其中新建項目119個，技術改造項目17個。
示范項目的開展也標志著生物質發電產業正逐漸轉向熱電聯產。

圖1.“百個城鎮”各類生物質熱電聯產縣域清潔供熱示范項目數量（單位：個）
生物質供熱現狀
我國生物質能資源廣泛，農作物秸稈、農產品加工剩余物、林木采伐及森林撫育剩余物、木材加工剩余物、畜禽養殖剩余物、城市生活垃圾和生活污水、工業有機廢棄物和高濃度有機廢水等都可以做為生物質能量的來源。

圖2.我國生物質相關燃料年產量（單位：億噸）
圖2中的生物質相關燃料外，畜禽養殖和工業有機廢水理論上可年產沼氣約800億立方米，都可以做為生物質能源燃料，每年可供能源化利用約相當于4億噸標煤。今后隨著造林面積的擴大和經濟社會的發展，生物質資源轉換為能源的潛力還在繼續增長，生物質能利用潛力巨大。
目前生物質能供熱主要包括生物質鍋爐供熱和生物質熱電聯產，生物質能供熱與煤炭、天然氣等化石能源相比可以做到更大程度的綠色低碳，且可以用于中小型城鎮、工業企業、中小型工業園區，布局靈活，適用范圍廣，適合城鎮民用清潔供暖以及替代中小型工業燃煤燃油鍋爐。
近年來，我國生物質燃料技術的應用和燃料的生產已初步形成了一定的規模，在成型燃料機械制造、生物質專用鍋爐制造和生物質燃料燃燒技術等方面已經取得了比較大的進展，生物質供熱的項目建設和運營模式也得到發展。

表1.生物質供熱項目主要運營模式
目前生物質供熱項目可以在酒店、學校、醫院、居民小區、商業辦公區、工業園區等領域得到應用，行業涵蓋食品、醫藥、機械、化工等。最大單臺鍋爐可以達到80噸，單個項目年供應蒸汽量可以達到數萬噸。
生物質能供熱發展還處在初期，市場培育不完善，產業體系不健全，政策支持不夠。為有效治理農村散煤污染，以及為新型城鎮化建設提供清潔供熱，應加大支持力度，加快生物質能供熱產業化發展，形成清潔供熱能力，目前政策導向是在縣域規模化替代燃煤供熱。

表2.生物質能供熱支持政策
生物質發電向熱電聯產全面轉型
熱電聯產在全球正呈現增長趨勢，預計2025年前世界熱電聯產裝機年均增長率將維持在2.8%的水平。
在我國，熱電聯產也正在成為能源界關注的熱點。具體到生物質能源熱點聯產，存在三個驅動因素。
1、首先是能源供給側改革。隨著國民經濟增速調整，能源消費增速放緩，實體經濟用電需求降溫，而電力供應增速不減，造成了供過于求的局面，電力供給的過剩進入調整期。生物質等清潔能源發電量在電力市場競爭中也需要調整戰略。
2、其次，基于節能減排和大氣污染治理的總體需求，國內清潔供熱逐漸興起，清潔熱源需求增長。而在清潔能源供熱中應用相對較成熟和便利的天然氣供熱由于受到氣源緊缺的限制，發展遇到阻礙。生物質能由于成本較低和應用靈活等優勢可以起到替代燃煤小鍋爐等熱源的作用。
3、同時，熱電聯產可以使生物質能源應用的綜合效率明顯提升，增強企業的盈利能力。資料顯示，平均熱負荷20t/h、裝機容量30MW的生物質熱點聯產機組比單純發電的生物質純凝電廠熱效率可以提高近11%，銷售收入也有所增加。具體如表3所示。

表3.30MW生物質發電與生物質熱電聯產項目各項指標比較
2017年8月，發改委、能源局《生物質能發展“十三五”規劃》明確指出，推進生物質直燃發電全面轉向熱電聯產。
2018年1月，發改委、能源局《關于促進生物質能供熱發展的指導意見》中指出，加快生物質發電向熱電聯產轉型升級，包括大力發展縣域農林生物質熱電聯產、穩步發展城鎮生活垃圾焚燒熱電聯產、加快常規生物質發電項目供熱改造、推進小火電改生物質熱電聯產、加快生物質熱電聯產技術進步等。
2018年1月，國家能源局在20個省（區、市）及新疆生產建設兵團開展了“百個城鎮”生物質熱電聯產縣域清潔供熱示范項目。

圖3.各省區生物質熱電聯產示范項目分部（單位：萬千瓦）
待解決的問題
全面轉向熱點聯產后，生物質能源應用將開啟新的局面，形成新的增長模式，同時也將面臨新的問題。
明確分布式發展思路。從全球熱電聯產發展趨勢來看，使用清潔能源的小型熱電聯產項目將成為主流。據介紹，目前丹麥63%的家庭是區域供熱，約60%的電力來自效率高達92%的熱電聯產。使用熱電聯產發熱和發電，其整體能源效率遠高于分別發熱、發電——效率可高達85-90%，與單獨發熱、發電相比，可節約30%的燃料，其中包括了大量的生物質能源項目。我國正在開展的生物質熱電聯產縣域清潔供熱示范項目的開展也指向了分布式供熱。
盈利能力的挑戰。新建農林生物質發電項目實行熱電聯產，原有的冷凝純發電項目也要通過技術改造形成熱電聯產，對于生物質項目業主來說，要增加一筆技術改造和基礎設施建設的投入，外部還存在原材料和人工成本不斷上漲的壓力。而目前我國生物質能源行業整體處于起步階段，國內生物質項目收入約有50%來源于國家可再生能源補貼，補貼依賴度較高。以風電、光伏等行業經驗來看，生物質能源也將面臨補貼退坡的問題，如何在多重因素夾擊的環境下，探索高效、高附加值的經營模式，對于生物質能源行業來說是一個艱難的挑戰。
管理能力的考驗。生物質能源項目燃料產能的形式決定了存在廢氣、廢水排放等問題，隨著環保進程的發展，國家對生物質能源項目的排放標準將不斷提高，針對生物質項目排放的監管體系將逐步完善。其次，雖然目前熱電聯改造技術基本完善，但在燃料收集、設備可靠性和保障下游用氣安全等方面需要嚴加管控。

圖4.生物質熱電聯產裝機容量目標（單位：萬千瓦）

圖5.生物質燃氣年利用量預計（單位：億立方米）
此外，預計到2020年，生物質熱電聯產供熱合計折合供暖面積約10億平方米，年直接替代燃煤約3000萬噸，2035年則達到20億平方米，年直接替代燃煤約6000萬噸。
生物質全面轉向熱電聯產后，將有可能出現多供熱、少發電，甚至以供熱為主、發電為輔的局面。

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