中國農村能源行業協會民用清潔爐具專委會秘書處

2024歐洲生物質供暖考察總結與啟發

中國爐具網    作者:管理員    日期:2024-04-07 09:26:49    瀏覽:654
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為推動中國生物質清潔供熱高質量發展,促進行業技術創新與國際交流合作,助力企業走出去引進來,應世界生物能源協會和奧地利顆粒協會的邀請,受中國農村能源行業協會民用清潔爐具專委會委托,爐具網組織中國生物質清潔供暖企業代表一行17人,于2024年2月29日至3月7日對意大利、奧地利等國的生物質供暖行業發展現狀進行了考察。

代表團參觀了奧地利的KWB公司、Polytechnik公司及其社區供熱項目、BLT檢測中心和BAE生物能源研究所、Sturmberger顆粒廠;參觀了意大利Progetto Fuoco和奧地利WEBUILD Energie Sparmesse Wels兩個展覽會,參加了歐洲顆粒大會European Pellet Conference;并與世界生物能源協會、歐洲顆粒協會、意大利農林能源協會、希臘生物能源協會、西班牙顆粒協會等NGO機構進行了交流。

一,歐洲生物質供暖發展現狀

本次參觀考察的重點是奧地利,因此以奧地利生物質供暖發展現狀為主進行總結。

奧地利是一個森林資源豐富的國家,森林覆蓋率約占總國土面積50%,生物質能利用有著悠久的歷史傳統。近年來,在俄烏沖突影響下,為減少對俄羅斯天然氣進口的依賴,解決能源供應和安全問題,奧地利傾向于能源自給自足,因此生物能源在奧地利能源結構中占比很高。目前,奧地利的生物質固體燃料以木柴、木片和顆粒燃料為主,特別是木片、木柴是最為常見的燃料,占到奧地利生物質固體燃料市場的85%以上。上世紀八十年代,奧地利也是以粗放式燃燒木柴為主要用能方式,后來政府意識到造成的空氣污染嚴重才采取了一系列舉措,逐步提高爐具的排放標準。同時,奧地利農業部發起了木柴爐具供暖競賽,促進企業之間展開了一場不斷提高爐具熱效率和降低污染物排放的技術革新競賽,從而推動了奧地利生物質爐具的技術進步。1997年,奧地利發現木質顆粒比木柴能量密度更高、儲存空間更小,并且能夠更精確地控制燃燒狀態。為此,奧地利開發出了歐洲第一臺顆粒爐具。經過40多年發展,奧地利生物質爐具技術不斷迭代,熱效率不斷提升,污染物排放量不斷降低,配套的顆粒燃料的原料也由原來的雜木、樹枝、樹皮等摻雜物,逐步發展到現在標準的6mm純木質顆粒。目前,各類生物質固體燃料配套專用燃燒設備供暖在奧地利已發展成為一個成熟的產業鏈。截至2022年,奧地利顆粒燃料消費量達到127.25萬噸,與2021年相比,消費量增長6.9%。奧地利顆粒燃料生產商的數量也從2009年的15家增加到2022年35家,擁有年產204萬噸的生產能力。

歐洲的生物質供暖設備類型較多,其中顆粒爐具(5~15kW)主要應用于農村獨棟房屋供暖;木柴爐具(20~40kW)主要應用于一些面積稍大的農村建筑供暖;小型木片鍋爐(50~150kW)主要應用于單一的公共及商業建筑供暖;大型木片鍋爐(100kW~3MW)主要用于社區、商業及公共建筑的供暖和熱水。


歐盟對生物質供暖的排放要求相對寬松,大多數歐洲國家根據燃燒設備的功率以及燃料種類的不同,排放限值有所差異,但總體來看,功率越小的設備排放要求越松,這樣既鼓勵了企業和用戶開發和使用小型供暖設備,也促進了小型生物質燃燒技術的創新發展和推廣應用。

1、企業注重研發,技術先進。作為國際小型生物質供暖領域的領先者,奧地利保持技術領先的原因主要有3種模式:一是企業與檢測中心緊密合作,企業經常會送檢產品,檢測中心的實驗員在測試過程中能夠清楚地發現產品存在的問題,并及時反饋給企業,促使企業進一步改進產品;二是企業與奧地利諸多技術領先的研究機構或私人研究所保持長期合作,利用CFD軟件對鍋爐燃燒區燃燒反應和氣體流動進行大量模擬仿真試驗,并不斷改進提升爐具技術。三是企業自建產品測試中心,工程師通過測試、設計和改進相結合的方式不斷提升產品性能。如Polytechnik公司的大型生物質鍋爐熱效率可達90%~92%;KWB公司的小型生物質鍋爐熱效率達94%,其最新產品的氮氧化物排放低至90mg/m³。

2、測試、標準及認證體系健全。歐洲的生物質爐具和鍋爐通過專業的第三方檢測后才允許上市銷售,并對產品能效實施等級管理(類似中國家電能效標識),用戶可選擇符合自身性能需求和價格的產品。歐洲生物質顆粒燃料的標準、質量認證及配送體系比較健全,民用顆粒燃料的質量標準分為A1、A2和B三個等級,其中A1質量最高,灰分≤0.7%,A2質量次之,灰分≤1.2%;B級質量最低,灰分≤2%,歐洲家庭取暖通常使用A1、A2級別的顆粒燃料。工業用顆粒燃料分為I1、I2和I3。除了嚴格的產品標準外,歐洲還實行了顆粒燃料質量認證體系(權威的第三方機構認證),覆蓋了從原料收集、加工生產、運輸、貯藏到最終用戶整個供應鏈。

歐洲推行顆粒認證體系基于兩個原因,一是歐洲人也認為應該“好料配好爐”,只有使用低灰分、高灰熔點的優質顆粒配套好的鍋爐才能保證鍋爐的高效低排;第二就是考慮到國際貿易,必須有一個統一的質量標準,顆粒燃料才能在歐洲乃至世界范圍去交易。質量認證體系的建立確保生物質顆粒燃料的質量控制,為生物質顆粒燃料市場化運作提供了良好的保障,有效促進了木質顆粒燃料在歐洲乃至世界范圍的流通貿易。

3、立法和扶持政策完備。歐盟發展生物質供暖產業的相關立法、規劃和扶持政策十分完備,先后出臺了一系列有效的目標規劃、激勵政策和標準體系及認證計劃。近期,奧地利出臺了新的補貼政策,對使用化石能源改生物質的用戶,政府提供整套設備投資75%的補貼,用戶只需要承擔25%的費用,國家的大力補貼使得生物質爐具及鍋爐具備了很大的價格優勢,引導了更多的用戶選擇生物質供暖。目前,奧地利顆粒協會正在向政府提供一項議案,希望在奧地利建立生物質顆粒燃料國家儲備系統,把生物質顆粒燃料與油和天然氣并列重視。這樣一旦遭遇能源危機或者原料短缺,可以通過國家儲備系統來調節平衡能源價格。盡管目前政府尚未采納這一提議,但是奧地利顆粒協會一直在積極努力推動這一倡議。

4、壁爐成為文化象征。生物質壁爐深度融入了歐洲居民生活,成為一種文化象征,沒有隨著時代發展和科技進步被淘汰或替代。從歐洲的皇室展覽館到現在的鄉村民居,生物質壁爐隨處可見。歐洲很多的餐館、酒店等公共場所,也保留了壁爐文化,有些地方即使不使用壁爐也會作為一種裝飾或安裝一臺假壁爐營造一種氛圍,或為復古陶瓷壁爐,或為時尚假火壁爐。如世界生物能源協會主席Christian Rakos先生家既保留了傳統的自砌燃木壁爐,旁邊又安裝了一臺嵌入式時尚顆粒壁爐,兩套取暖系統并列都在使用,家里干凈、暖和又溫馨。

5、生物質能+太陽能成發展方向。為順應全球碳中和、碳足跡的發展趨勢,歐洲一些生物質鍋爐企業開始注重低碳和環保,一方面考慮進一步研發降低污染物排放的技術,并在尾端不加任何處理裝置的情況下能使污染物排放符合相關標準;另一方面在探索研究生物質能+太陽能等耦合供暖解決方案。

歐洲考察的思考與意義

歐洲國家生物質供暖產業發展較早,產品技術先進成熟,市場機制和政策制度較為完善。中國的生物質資源豐富,能源化利用空間巨大,生物質供暖產業起步較晚,相比歐洲國家仍有較大的發展差距。

1、思考
歐洲國家生物質能源供熱產業發展較早,產品先進技術成熟,政策制度和市場機制較為完善。我國生物質供熱行業起步較晚,而且當前面臨的問題與障礙較多,相比歐洲國家仍有較大差距。

一是社會認知。在歐洲,生物質能源被明確視為清潔能源的一部分,以生物質能為主的可再生能源替代化石能源已成為實現能源系統碳達峰邁向碳中和的重要手段。我國則對生物質能存在爭議,不同部門對于發展生物質供熱產業認識不一,一些地方對生物質供熱存在偏見,個別地方甚至認為生物質燃料是僅次于散煤的高污染燃料,采取限制政策。

二是思維理念。歐洲產品設計美觀、做工精細、用料扎實、燃燒穩定、自動化程度高、故障率低,而且企業產品各具特色,整體制造工藝接近汽車生產工藝水平,采用工業思維和數字化管理,實現了生物質供熱項目的高質量運行,鍋爐使用壽命可達15年以上。這種思維理念與歐洲企業的工匠精神、良好的營商環境以及對知識產權保護的重視密不可分。我國對知識產權保護較為薄弱,企業更多的為了生存相互抄襲和仿造,用低成本的產品去迎合市場,而不是注重產品質量和創新。

三是研發設計。歐洲企業注重模擬仿真和系統集成,在產品生產之前多采用CFD軟件進行模擬仿真試驗,并配備高水平的產品檢測平臺,使得企業能夠更準確地評估產品性能,并不斷的優化改進產品技術。我國目前仍依賴傳統經驗來研發產品,缺乏高水平的實驗室和檢測平臺。

四是標準及認證體系。歐洲生物質供熱產業發展較早,標準體系較為完善,產品質量認證體系成熟,已形成商業市場化運作模式。相比之下,我國也根據國際標準體系標準制定了一系列行業標準,但目前我國標準屬于非強制性,約束力有限,社會認知度低加之缺乏質量認證體系,使得標準執行效果不如預期。

五是補貼方式。歐洲生物質爐具及鍋爐實施嚴格的能效等級管理,能效與價格成正比,能效高的產品價格高,而且政府只補貼能效最高的產品;而中國爐具沒有能效等級區分,地方政府通常采用低價招標的方式,輕能效重低價,不利于好產品的推廣應用,也阻礙了企業的技術創新和產業高質量發展。

六是原材料和排放要求。歐洲國家多以優質原木作為顆粒燃料的原料,顆粒燃料質量較高,但針對小型生物質燃燒設備的排放標準較為寬松,特別是戶用生物質爐具和小型生物質鍋爐,歐盟標準只對顆粒物和一氧化碳有要求,對氮氧化物的排放沒有具體要求。而我國是農業大國,生物質原料復雜多樣,缺乏統一標準和權威認證體系,燃料質量普遍較差,直接影響到了爐具和鍋爐的配套開發應用。對標歐盟標準,我國制定的小型生物質鍋爐排放標準過于嚴苛。

2、建議
一是明確生物質能源發展戰略地位。將生物質供暖融入到農村能源革命、鄉村振興、生態文明建設、國家能源安全、助力雙碳目標實現的大局中考慮,明確戰略地位,確認發展目標。加強金融支持、稅收減免鼓勵生物質清潔供熱產業發展。

二是增強國際合作,加大技術創新。我國生物質供熱行業起步較晚,技術投資較少,在原料收儲運、成型技術、燃燒技術、除渣清灰工藝及排放水平等方面,與歐洲國家相比還有較大差距。應加強與歐洲生物質供暖領域的合作交流,借鑒歐洲的先進燃燒技術、自控技術及技術研發經驗,結合中國典型生物質的特性以及市場實際需求,開發適合國情創新技術與裝備,推動設備及工藝國產化發展,促進我國生物質鍋爐供暖技術革新與產業升級。

三是制定完備的國家標準和認證體系。我國應借鑒歐盟ISO標準體系和ENplus認證體系運行經驗,根據中國實際情況,盡快制定出生物質成型燃料質量分級和污染物排放的國家統一強制性標準、建立三方認證機構,強制執行標準。將符合標準的成型燃料與國家目標規劃政策相結合,要求企業必須符合國家標準才能在市場銷售,以保證生產統一而高質量的生物質成型燃料。

四是適當放寬中小型生物質鍋爐排放標準。歐洲排放標準多根據設備規模大小不同而有所不同,越小規模的設備,排放要求越松。目前我國生物質燃燒設備排放要求普遍較高,不利于中小型生物質清潔供熱技術的發展和應用。應立足我國國情,根據不同地區的原料特性、設備規模以及現有技術情況,制定科學合理的分級排放標準,特別是要適度放寬中小型生物質鍋爐及爐具的排放要求,不搞一刀切。

五是建立“扶優扶強、優勝劣汰”的補貼機制。以生物質爐具/鍋爐質量分級作為依據,建立以能效為中心的“扶優扶強、優勝劣汰”補貼機制,對熱效率最高、污染物排放最低的能達到一級標準的產品進行大力補貼,激勵企業進行技術創新,促進產業升級。

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