生物質顆粒機

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樓主 2019-07-02 14:58:00
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立陶宛依賴俄羅斯進口化石燃料是一項經濟和政治挑戰。與此同時,國內生物質資源仍然充足。從2000年到2015年,用于區域集中供熱(DH)的生物質使用量從2%增長至61% - 區域集中供熱使用的生物質份額首次超過了進口天然氣的份額。立陶宛已達到歐盟對其的可再生能源消費激勵指令目標,即到2020年將這一比率提高到23

這種增長的主要原因是立陶宛擁有巨大的可再生能源資源(例如,立陶宛森林覆蓋率為33.2%,即約220萬公頃?),使用生物質供熱的價格也比天然氣價格低3倍)。立陶宛的生物質人均占有率是歐盟最高的國家之一,據估計,到2020年,立陶宛將根據現有用于滿足能源所需的生物質數量,實現在歐盟領先。



立陶宛集中供熱方式發展?

供熱一直是生活在像立陶宛這樣的高海拔的人們面臨的最重要問題,也是全球問題之一。在每年有6-7個月的時間,當夜間溫度低于0°C(有時甚至低于-30°C)時,只有準備充分的人(家庭、社區、城市、國家)才能生存下來。



立陶宛是統一的議會共和國,僅有約300萬人口。它是歐洲所謂的“北歐波羅的海”地區的一部分,占地面積65300平方公里,首都是維爾紐斯。1009年,德國人在書中第一次提及 “立陶宛”一詞,這也是迄今能找到的最早的“立陶宛”國名的書面記載。該國歷史悠久:在15-18世紀,立陶宛大公國是波蘭-立陶宛王國的一部分,統治領土從波羅的海到黑海。



立陶宛曾是蘇聯的一部分(1940-1990),自1990年3月11日該國恢復獨立以來,能源供應和安全問題變得非常重要。蘇聯時代的能源體系的發展方式與所有其他共和國一樣:電力供應體系以大型發電機為基礎,包括核能(立陶宛在伊格納林納核電站有兩座堆,每座1600MW),城市的供熱是基于天然氣的熱量產生的,并通過發達的但缺乏維護的集中供熱系統供應。另外,所有的天然氣供應都是由俄羅斯的管道設計的,所有的電力系統只與鄰近的白俄羅斯和拉脫維亞(所謂的BRELL環,與西方沒有聯系)連接。因此,這種“繼承”的轉變是不可避免的,問題只是如何擺脫這種情


當你回顧過去,掌握所有必要的信息,了解“錯誤”,“優點”以及某種方式的不同方面時,我們可以無休止地討論模型和改革。但我希望將此留給其他人,而不是簡單介紹立陶宛改革后的能源體系,重點關注立陶宛集中供熱系統中的生物質能源開發的主題。



目前立陶宛是一個國家,每年的終端用電量約為10 TWh,供熱需要約20 TWh,液體燃料用于運輸20 TWh。伊格納林納核電廠已關閉(2009年),但仍需要大量人力、投資和公共資金用于關閉和確保其安全。國內發電仍以改進的燃氣利用技術為基礎,但其可再生能源市場份額約為15%(風能、水電和生物質能發電量的約2.5%)。但電網已與瑞典(NordBalt,700MW)連接,并與波蘭(LitPolLink,500MW)連接完成,因此立陶宛將成為波羅的海新電力環網的一部分。當然,由于電力行業的轉型(不存在大型無效的舊式工廠),從1990年電力消費也開始顯著下降,這也是因為電力消費的效益日益增強。



當我們談到立陶宛的供熱問題時,我們需要了解,城市(包括小城鎮和農村更大的村莊)普遍采用的供熱模式是集中供熱,因為它是在蘇維埃政權時期發展起來的。55%的熱量用戶由集中供熱公司提供服務。



為此,我們在立陶宛擁有2683公里的集中供熱管道,478座裝機容量為8200MW的鍋爐房,其中有1530MW的生物質鍋爐房。有41家市政公司和12家私營公司參與了向消費者供熱和供應的過程,有7家私營公司只作為獨立的熱量生產者參與發電。每年產生高達10TWh的熱量并供應給消費者,平均損耗約為15%。(另有7-9 TWh在私人住宅及其他并非與集中供熱有關連的地方生產及消費)。集中供熱模型對于建筑物供熱是一種非常有效、干凈且消費友好的方式,但僅限于這種情況,這種熱量很便宜時。這是立陶宛發展生物質能的主要問題和機遇。



天然氣昂貴

在立陶宛于2004年成為歐盟(EU)成員國(MS)之后,來自俄羅斯的主要和唯一天然氣供應商Gasprom公司開始提高天然氣價格。這個過程在下面的圖1中清晰可見。



圖1.不含增值稅的天然氣價格(包括運輸和產能費)的動態。


天然氣價格在2008年和2012年達到頂峰,當時集中供熱公司必須支付2050 Lt / toe(593 EUR / toe)的天然氣費用,包括輸配電費。



立陶宛成為歐盟的成員國,支付最高的進口天然氣價格。這個價格被認為是“政治”價格,與市場情況沒有什么共同之處。在一些爭端后,Gasprom公司甚至停止向烏克蘭輸送天然氣之后,立陶宛開始感到天然氣供應不安全,天然氣價格高漲加劇了國際貿易的不平衡。由Gasprom公司掌控的天然氣供應和“政治”價格管制也造成了立陶宛2008年嘗試加入歐元區的首次也是唯一的失敗,因為可持續和商定的通貨膨脹率標準未能實現,以及天然氣和熱量價格大幅上漲。



立陶宛就天然氣價格的調控開始了一些針對Gasprom公司的國際法律案件,并且已經贏得了其中一個。此外,液化天然氣終端(標志性名稱為“獨立”)建成并于2014年開始運營。



圖2顯示了熱量消費者的價格上漲。

Price increase for heat consumers is indicated in figure No.2.


圖2. 1996年,1998 - 2014年平均集中供熱價格(不含增值稅)。


在獨立之前,立陶宛也有機會利用生物質產生熱量。例如,1988年,一個生物質鍋爐安裝在一個地區小鎮Birzai。然而,自獨立恢復以來,這一進程與北歐國家合作并利用立陶宛援助方案資金(Phare等)獲得了勢頭。生物質鍋爐房(主要使用木片和森林采伐剩余物)的數量和裝機容量開始迅速增長。但仍有許多工作需要做:2004年(立陶宛進入歐盟的那一年),集中供熱生產的熱量不到10%。



當外國能源公司(例如來自法國的Dalkia和芬蘭的Fortum)進入立陶宛的集中供熱市場時,加速了從天然氣向生物質過渡的過程。他們帶來了集中供熱方式的轉型以及與西方(斯堪的納維亞)技術公司關系的明確愿景。



當地企業也發現了對投資感興趣的行業。當時建立了專門的生物質生產和供應公司。他們的主要活動領域是收集、加工、儲存和運輸,確保向鍋爐房連續供應生物質。值得注意的是,新興的生物質能源行業不僅解決供熱問題,而且解決了生態問題:木材行業,鋸木廠積累了大量未使用的木材廢物和殘留物,這些都給這些公司的管理人員帶來了很大的麻煩。生物質能源的發展提出了一個全面的可接受的解決方案 - 使用這種廢料作為燃料,并取代進口化石燃料。第一批當地公司,生物質能設備生產商---鍋爐和完整的鍋爐房---也在當時建立。


立陶宛生物質能協會成立

很明顯,這種情況需要對各種相關機構的生物質資源和生物質生產過程采取新的方法:經濟部、能源部、農業與環境部、國有林業企業、私人林場和能源公司等。需要對生物質資源及其開發前景采取系統科學的方法,這必須在立法體系中反映出來。2003年6月4日開始計劃創建生物質能協會,最終于2004年底成立并組建。除了處理公司重要的商業問題之外,它開始建立生物質能視角的方法。一些最重要的未來任務包括發展生物質能市場、研究生物質資源、發展涵蓋整個生物質能源鏈的協會成員、建立立陶宛與外國合作伙伴關系、在立陶宛截取和傳播國外經驗。此外,活動和操作方法已被確認用于:組織會議和研討會、在雜志和報紙上撰寫文章、采訪和參與公開討論、作為專家參與決策過程、促進生物質能源公共活動、發起科學研究以及傳播最佳做法和實例等。


立陶宛生物質能協會(Litbioma)創立于2004年。為了實現發展目標,立陶宛生物質能協會在國內外建立了廣泛的關系網絡,充當“智囊團”,產生愿景和想法,收集和傳播信息,并作為游說組織。立陶宛生物質能協會于2006年成為歐洲生物質協會(AEBIOM)的成員,并于2015年加入世界生物質能協會(WBA)。我們還是世界能源委員會、立陶宛工業家聯合會、陶宛可再生能源聯合會以及歐洲顆粒委員會(European pellet council)成員。立陶宛生物質能協會已經與國家森林總局、立陶宛森林所有者協會、立陶宛集中供熱協會以及立陶宛能源交易所BALTPOOL運營商建立了合作關系。我們還與烏克蘭生物質能協會(UABIO)達成了合作協議。通過這種方式,立陶宛生物質能協會有能力不斷參與全球生物質能行業相關的信息流動。該協會的成員人數也在不斷增長,到2014年達到57家,覆蓋生物質能源的所有領域(研發、生物質生產及設備生產)。如上所述,生物質能源生產企業與立陶宛集中供熱協會是合作伙伴


立陶宛生物質潛力的估算成為立陶宛生物質能協會的核心問題。只有可持續使用生物質和科學證明的資源,在討論生物質能是否有發展限制以及它們從哪獲取作為一個嚴肅的論點。由立陶宛生物質能協會、立陶宛森林研究所、國家森林總局和私營森林所有發起的研究為保護生物質能日益增長的木材消耗提供了可能。



“立陶宛的生物質潛力評估、生物質價格預測、使用生物質的社會效益評估以及國家干預措施促進生物質利用的建議”,這項工作于2013年完成。(auth.M.Nagevi?ius )已成功介紹給市場和政治家的所有參與者。它清楚地表明,立陶宛擁有足夠多的木質生物質,并有額外的儲量,來自城市垃圾、農業和泥炭,作為當地燃料。事實上,2012根據耶魯大學,立陶宛國家森林被公認為全球森林保護最好的,每年發布環境績效指數,向我們所有人表明,立陶宛在發展國家林業以滿足生物質能需求方面也處于正確的道路上。市場很早就表明了這一積極趨勢:盡管立陶宛的天然氣價格波動很大(圖3),但從2004年快速生物質能發展之初,生物質價格便宜3倍。



圖3.不含增值稅的天然氣和生物質價格(包括運輸和產能費)的比較。



立陶宛生物質能協會的下一個重要工作是積極參與制定立陶宛國家能源戰略(2007年的一項法律),并參與制定可再生能源法和相關文件(2009-2011)。 生物質能的潛力首次被評估并被列為最重要的法律行為!



生物質集中供熱穩步發展


2014年初,經過10年的積極發展,立陶宛生物質能協會得出結論,集中供熱從天然氣轉為生物質能成為國家現代化的成功案例和非常積極的例子。2014年,立陶宛集中供熱系統中約49%的熱量來自生物質,這是首次克服進口天然氣,2015-2016年采暖季節生物質達到61%(圖4)。



圖4. 2015-2016年在立陶宛集中供熱完成從天然氣向生物質的轉變。



幾乎所有的城市、城鎮和更大的村莊現在都有生物質能集中供熱,能夠覆蓋基本負荷和供熱和供熱水。很多時候,生物質能涵蓋了100%的必要熱量(在小城鎮中)。實際上,只有在立陶宛首都維爾紐斯,這種轉型仍在進行中。



2017年,新建生物質能熱電聯產項目將在立陶宛完成從天然氣向生物質的轉換。這個令人印象深刻的大型能源機組將能夠生產400GWh的電力(3.7%的立陶宛消費量),將向維爾紐斯的集中供熱電網提供1240 GWh的熱量(提供高達維爾紐斯需求的50%),并將每年減少二氧化碳排放量230000噸。加上現有的維爾紐斯生物質鍋爐房和熱電聯產項目的容量,它將足以覆蓋甚至超過基本負荷,而只有在非常寒冷的日子達到峰值才需要借助燃氣發電機。此后,立陶宛集中供熱的生物質能將達到不低于80%的市場份額。



生物質能也在工業中占有一席之地。木材加工行業傳統上曾經是過程中的“破冰”(顯然要考慮到他們必須處理的主要原材料)。但我們很自豪,來自生物質的便宜清潔的熱量和蒸汽能深受歡迎,如牛奶、漁業,紙和煙草廠,甚至化學工業。 2015年,來自當地企業生產的便宜生物質能產生了1300GWh的熱量,這顯著提高了立陶宛生產商的兼容性,因為他們的工廠都有成本效益和清潔的生物質能源裝置。


過去的十年里,立陶宛的生物質產業在也發展壯大。生物質技術、生產及供應公司雇用了6500多人。技術設備出口在2015年達到5000萬歐元,但預計到2020年將增長到3億歐元。平均工資比立陶宛經濟領域的平均水平高出50%。



總結

因此,立陶宛從進口的化石燃料到當地生物質的轉變降低了消費者的熱量價格,并降低了二氧化碳的排放量。工作崗位數量大幅增加,實現科技研發、企業合作以及規模化技術發展。生物質能有助于改善農村地區的社會和經濟狀況,并在某些情況下提供更好的土地利用解決方案。它還改善了國家的對外貿易平衡,最終實現了能源獨立和改善環境狀況。

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