欧洲固体生物质能源的现状和趋势
根据 Eurobserv’ER 收集的数据,欧盟的热能和电力产量中越来越多来自固体生物质,包括木材、废木料、木屑颗粒和其它动植物废弃物。在欧盟内部,自2000年起源自固体生物质一次能源产量为平均每年增加3.8%,2000年为52.5Mtep,2012年达到了82.3Mtep。2011年的产量下降的原因,是由于于该年冬天气候异常温和。2012年,固体生物质又恢复了增长,产量提高了5.4%,增加了4.2Mtep。Eurobserv’ER 估计,2012年一次能源的总消费量为85.7Mtep,该数据已考虑进出口。首先,从加拿大、美国和俄国木屑颗粒的进口,造成产量与消费量不一致。Eurobserv’ER 的调查披露了,2012年生物质消费量增加涉及能源加工行业的热能生产,其结果是2011年至2012年之间增加了12.9%,等于7.9Mtep。
2011年的消费量异常的低,北欧国家远程供热管网的需求量因冬季气候温和而减少,故此部分的增长可归因于经济复苏。在此期间,奥地利和波兰的热能产量再次大增。
能源加工行业只占热能生产的一部分。2012年,生物质所产热能的88.3%直接用于家居和工业领域,总消费量达到68Mtep,相当于增加了4.6%。
生物质发电量受年气温变化的影响不像供热那么敏感。按照 Eurobserv’ER 的数据,欧洲在2012年达到了79.5TWh,比前一年增加了7.8%,波兰和英国的情况特别好,德国、瑞典和西班牙也不错。图1所示表明了欧盟国家内一次能源的产量、生物质的总发电量和总热能产量。以下,较详细地分析了欧盟内主要市场的情况。
瑞典和挪威
2012年,瑞典恢复到了2010年的生产水平。按照瑞典统计局的数据,生物质能源的产量超过了9.4Mtep,与2011年相比增加了5.8%。特别是,固体生物质的总消费量达到了人均1Tep,相当于该国的固体生物质的产量。
生物质能源大部分被能源加工行业利用,通过远程供热管网向外销售(在2011年至2012年间增加了15%,相当于308ktep),但是也用于电力生产(增加了6.2%, 即增加了599GWh)。能源加工行业之外的热能消费量仅增加了1%,涉及木柴和木屑颗粒为林业、纸浆业和家庭工业系统所直接消费。
2012年1月,瑞典和挪威启动了与绿色证书对应的新能源共同市场,以促进对可再生能源发电,特别是生物质热电联产的投资,其意图是在2012年至2020年之间将各自国家的可再生能源发电量分别从26.4TWh提高到13.2TWh。
对于瑞典,除2002-2020年阶段这个规定目标之外,还拟另增25TWh。该制度规定,按照法律,无论是直接电力消费者(在市场上批发购电的各个行业)还是间接电力消费者(向电力供应商购电的商业公司和家庭)都要取得绿色证书。在瑞典市场上,2013年这部分比例确定为13.5%,以后逐渐提高至2020年达到19.5%。
英国
英国能源和气候变化部(DECC)确信,英国在2012年内消费了2.5Mtep(但同年只生产了1.8Mtep)。就是说,增长的10.4%基本上都用于发电了,故2011年 – 2013年发电量足足增加了25.7%(或1.4TWh)。之所以达到这样的增长程度,是因为2011年底 Tilbury–B 燃煤电站(750MW)进行了能源转换,使一台锅炉改烧木屑颗粒,但是2013年8月这台锅炉停用了。
英国准备从2014年以后实施一种新的市场机制“差价合约”,支持减碳发电(采用可再生能源和核电)。这项制度是电力市场改革的要点之一,将与可再生能源义务证书制度(ROC)一起推行到2017年3月,至时并轨为一种促进可再生能源电力生产的唯一机制。
在基于这种差价合约的制度下,生产商以批发价出售电力。如果价格低于预定的报酬价,则生产商可获得额外奖励;如果价格高于该数值,则生产商相反须向购买者偿还差价。
相反,对于投资人来讲,该项制度的条款仍然有不确定性,因为,对于2014 ~ 2018阶段来说,所谓的报酬价决定着该制度的吸引力。
与此同时,英国政府已决定宁可将现有的燃煤电站转换成生物质电站,而不是新建燃煤电厂。2012年10月,这项政策又得到了按照可再生能源义务证书引入新奖金的支持,确定新建生物质电厂的发电能力上限为400MW,在2013年又将此上限提高到了500MW。
英国政府与荷兰政府对于采用可再生能源生产热能共同采用补贴价格制度。这种制度名为可再生热能激励机制(Rhi),在2011年11月被采用,适用于公用事业领域、工业领域和商业领域,包括热电联产设施。这些设施必须配备热量表,以保可以在20年内按生产能力计费。
对于2013年4月1日至2014年3月31日阶段,费率作了如下调整:设施能力低到200kW,费率为8.6p(便士)(0.076€/kWh);设施能力为200kW~1MW,费率为5.3p/kWh(0.063€)。低费率适用于较大规模的设施,而对于能力超过1MW的设施,费率为1p/kWh(0.012€)。1MW以下的设施满载运行超过1,314小时/年(相当于负载因数15%)只能获得2.2p/kWh(0.026€)。这其中涉及保护措施,以避免在不需要供热时设备无效空转。
在 Rhi 生效运行的第一年里(2011年11月至2013年3月),英国能源和气候变化部确认共计1,238个供热设施的总供热能力为266MW。生物质锅炉为主要的获利者(92.1%),其余依次为太阳能热电厂(3.9%)、地热泵(3.4%)、水热泵(0.4% )、沼气和生物甲烷设施。
2013年3月,Rhi 机制的补贴总计达763万英镑(921万欧元),相当于167.8GWh的热能产量。Rhi 机制的第二阶段从2014年开始,涉及家庭应用。在2013年7月间,英国政府根据理论设备效率,提出了12.2p/kWh(0.146€)的补贴费率,以避免必须安装热量表。
法国
2012年冬季的气候条件变得更严酷了,导致固体生物质能源的消费和生产得到了恢复。法国可持续发展部的监测统计办公室公布了固体生物质一次能源生产的初步统计数据后,建议增产15.1%,恢复到上限产量10Mtep(若包括其海外省,则为10.5Mtep)。
家庭木材能源的消费增长了1Mtep,从2011年的6.2Mtep上升到了2012年的7.2Mtep。公用事业领域和服务行业的增长率为30.7%,计460ktep,而工业领域增长10.2%,计1.9Mtep。
按照法国可持续发展部的分析,这些领域内最终能源消费都应归因于“温暖基金”项目的实施。自2008年设立该基金以来,法国环境和能源管理署(ADEME)针对农业、工业和服务业,发布了有关生物质项目的5个招标公告,允许启动总供热能力1,150MW、每年能源总产量585,000tep的109个项目。2013年11月,选定的38个项目已经完工并投入运行,热能总产量达150,000tep/年。
第五次的项目招标(BCIAT 2012)的结果选定了22个项目,总产量为104,130tep/年。2013年9月,ADEME 发颁布了第六个招标公告,确定以单个最低产量为1000tep、指令性指标为12,000tep/年,以支持设施建设。在这次招标公告中,ADEME 修改了提供补贴的条件,因为这些项目在中标时接受40%预付款(而迄今为止为25%),而其余60%将在4年内提供(而之前为5年)。必须在2014年1月之前提出投标申请,中标结果将在同年7月宣布,以便让设施不迟于2016年9月投入运行。
然而,对较小的项目(100-500tep)规定了每 tep 的承包补贴,免去了投资人必须呈交项目供经济分析。热能生产也得益于在能源监管委员会 CRE 发布的竞标公告范围内实现的项目。
CRE2和 CRE3招标公告允许建造由林木生物质热电联产厂供给的十个都市远程供热管网。现在,这些公告是能够增加生物质发电量的唯一机制,因为行业适用的补贴费率得利不多。在以后的年份中,生物质发电量会因根据第四个 CRE 公告选中的15个项目增加,总发电量可达420MW。
因考虑到2015年以后暂定建设生物质热电厂,故2012年和2013年中断了 CRE 公告的发布。2013年9月底,法国国内已建成28处生物质热电厂,总生产能力为291MW。
丹麦
丹麦的生物质能源消费量超过其产量(2012年,消费量约2.5Mtep,产量1.5Mtep)。大部分生物质专用于热电联产厂发电,而整个丹麦国内热电联产厂2012年的发电量达到3.2TWh,相当于10%的总发电量。
此外,供给远程供热管网的热能产量获得了很大发展,2012年达到了943ktep,比2011年增长12%。生物质行业中的这两大块应用具有最佳的成长前景,因为2012年3月22日丹麦议会通过了“能源协议”,规定以2006年作为参考年份,减少12%的能源消费,以35%的可再生能源和50%的风电满足最终能源消费。
此协议是2050年达到以100%可再生能源满足能源需求(供电、供热、工业、运输)的既定目标的一部分。另外,丹麦政府还打算将大型燃煤电厂转换成生物质电厂。
能源协议还引入了禁令,2013年之后禁止在新建筑和现有建筑(在远程供热管网服务的地区)中安装燃油锅炉和燃气锅炉。此禁令自2016年起生效。
为促进化石燃料锅炉的替代工作,丹麦政府制定了一项自2012年至2015年的融资补贴计划,拨款4千2百万 Skr(瑞典克郎)(560€)。
此外,为支持在工业领域里提高能效和使用可再生能源,还将在2014 ~ 2020年间每年拨款500Skr。
德国
2012年,德国是欧盟内部固体生物质能源生产和消费达到11,8Mtep的第一个生产国和消费国。德国环境部可再生能源统计处(AGEE-Stat)证实生物质发电量增长了6.8%左右(0.9TWh),总计为12.2TWh。
基于补贴费率对现有激励机制实施的修订,部分反映了这样的变化情况。实际上,默克尔的联合政府在谈判过程中,正在可再生能源方面计划制定重大的改革措施(可再生能源法案),其目的是在短时间内降低能源转化的成本。
尤其是,谈判者希望确定离岸风能的目标,减少陆上风能设备的补贴,限制对面向垃圾和废弃物能源开发的生物质设施项目的支持。从中期来看,此改革意图是使可再生能源发电的生产商直接面对市场风险。
一种可能的途径就是强制能力超过5MW的生产商以市场价直接出售所产电力,藉此交换附加补贴。2012年,涉及电力生产的有关可再生能源的法令已经规定了这种可能性作为补贴费率机制的替代方案。这一机制规定了根据市场价格变动按月评估奖励补贴。
针对工业领域和远程供热管网的热能生产促进措施,基本上是依靠热电联产的发展。如要获得有利的费率,生产商必须通过热电联产生产60%的电力,否则补贴费率会降低到市场价。
对于建筑领域,有关可再生能源生产热能的法令(可再生能源热力法)规定新建筑的业主须利用一定比例的可再生能源供热和供冷,具体取决于所采用的技术。对于生物质来说,此比例定为50%,另外锅炉必须采用高性能的(对于能力低于50 kW的系统用于生产卫浴热水的最低效率为86%)。
自颁布该法令至2009年年初,已有5-7%的新建筑(住宅和非住宅)已安装了生物质锅炉或燃烧器,尤其是以木屑颗粒为燃料的。
然而,对于现存的建筑来讲,2012年“市场激励计划”对所安装的30,635台生物质锅炉进行了补贴。自这项激励计划制订以来,已安装了304,000台生物质锅炉,花费了5亿8百万欧元。
2013年,5–100kW的木屑颗粒锅炉接受了36€/kW的财政补贴,最高金额为2,400€。这种补贴还涉及创新技术或特殊技术,而采用这类技术的5–100kW的木屑锅炉或气化木屑锅炉,奖励补贴可达每台1,400€。将生物质系统与太阳能设备组合起来,能获得附加补贴500€,而将生物质系统安装在一座建筑中并采取最佳的隔热保温措施, 更可以获得等于一半基本奖励的能效奖励。
参考文献
Eurobserv’ER, 固体生物质的晴雨表, 2013年