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國際觀察:全球生物質能發展這些趨勢值得關注

中國爐具網    作者:生物質能    來源:生物質能觀察    日期:2021-12-02 10:45:03    瀏覽:867
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        爐具網訊:近日,國際能源署生物質能執行委員會(IEA Bioenergy Executive Committee)發布了《2021 IEA生物質能國家報告》。報告統計了截止到2019年IEA各成員國生物質能的發展情況,包括了中國、歐盟、美國、德國、英國、巴西、印度、日本、加拿大等共計27個國家和地區。內容涵蓋了可再生能源(生物質能、核能、水能、太陽能、風能)各自的占比,以及各國生物質能在電力、供熱和交通各應用中的發展情況。中國產業發展促進會生物質能產業分會將基于本報告進行國家系列專題報道,就主要國家的生物質能發展情況進行詳盡的剖析。本篇將介紹全球生物質能整體發展情況,供行業人士參考。

        總體情況

        在總體能源供應中,煤炭、石油和天然氣等化石能源在大多數國家仍然占據主導地位(如圖一黑色部分所示)。例如大部分的亞洲國家,澳大利亞和南非。在發達國家特別是歐洲和北美國家,煤炭的消耗量逐年下降,取而代之的是天然氣(淺灰色所示)的大量使用。天然氣的增加彌補了部分煤炭的減少的壓力。

        在過去的十年里,可再生能源的比例在全球能源消耗中逐年上升。除了水電資源較豐富的國家(挪威、加拿大、新西蘭和瑞士)外,在大多數國家,生物質能占可再生能源供應的一半以上。巴西和芬蘭的生物質能供應量已占總體能源供應量的30%以上(圖二所示)。

        生物質能類型

        截止到2019年,可再生能源在總能源供應中的占比最高的國家是挪威(48%)、巴西(46%)和瑞典 (41%)。據統計,生物質能源占可再生能源供應的一半以上。生物質能可分為固體生物質、生物液體燃料、可再生廢物(城市固體廢物)和沼氣/生物天然氣。其中固體生物質是所有國家用于能源的主要生物質類型(如圖二綠色所示)。固體生物質能源使用率最高的國家往往擁有較高的國內森林面積,如加拿大,愛沙尼亞和芬蘭。近些年來,可再生廢物,生物液體燃料和沼氣/生物天然氣也有了長足的發展。可再生廢物一般用于發電和/或供熱。西歐國家建立了相當先進的管理發展理念,并且已實施高性能收集系統。生物液體燃料主要用作運輸燃料,在巴西和瑞典,使用生物液體燃料已經相當于化石石油使用量的 15% 以上。沼氣過去主要用于直接用于熱電聯產,德國在沼氣/生物天然氣的使用方面最為先進(紅色部分所示)。此外,丹麥最近在沼氣/生物天然氣方面采取了重大舉措,瑞典的沼氣/生物天然氣使用量達到總體天然氣使用量的20%以上。

        2.1 固體生物質

        固體生物質主要包括農作物殘留物和木材及其相關的衍生品如木屑、樹皮等。圖三顯示了自 2005 年以來固體生物質能源使用的演變。固體生物質的最高水平芬蘭、瑞典、愛沙尼亞、奧地利和丹麥。特別是芬蘭,2019年人均固體生物質能接近70GJ。

        2.2 可再生廢物

        可再生廢物包括家庭、工業、醫院和第三產業產生的廢物,收集處理在特定設施焚燒用于產生能源(發電和/或供熱)。圖四(條形圖)可以看出,丹麥和瑞典有最高的人均消費可再生廢物能源接近4GJ/人。大多數利用可再生廢物生產能源的國家的廢物能量保持在每噸3 至 5 GJ。瑞典的水平甚至更高,每噸 8 GJ(點狀圖)。

        2.3 沼氣/生物天然氣

        沼氣通常是通過對農業廢棄物、城市垃圾和污水污泥等原材料進行厭氧消化產生的。

        從圖五可以看出,德國在沼氣使用方面最為先進,人均使用量接近 4GJ(柱狀圖)。丹麥在過去一年中對沼氣生產進行大力的扶持,也達到了人均3GJ的使用量。絕大部分國家維持在人均1GJ。

        2.4 生物液體燃料

        生物液體燃料包括燃料乙醇、生物柴油和其他液體生物燃料。圖六顯示了主要國家液體生物燃料的演變。可以看出瑞典、美國和巴西近幾年人均液體生物燃料的消耗逐年上漲。由此可見各國正在逐步淘汰化石燃料。

        各領域的應用

        從行業上來看,生物質能源主要集中在發電,供熱和運輸。其中在供熱和運輸,生物質能源占據了主導地位。主要的可再生的電力來源于水電和風電,其次是太陽能發電以及生物質發電(圖七所示)。例如丹麥,芬蘭和愛沙尼亞生物質發電只占據了總體可再生能源發電的2%-15%(綠色部分)。對于大多數國家來說,固體生物質是生產生物質電力的主要燃料。然而,在德國,意大利和克羅地亞的生物質電力主要來自沼氣(圖八紅色部分所示)。在瑞士,可再生廢物是生物質電力的主要燃料(圖八灰色部分所示)。

        從供熱結構上來看,化石燃料在大多數國家的供熱方面仍然占據主導地位,通常占總供熱量的75%,而生物質是可再生供熱的主要類型。一些國家,如丹麥、愛沙尼亞、瑞典、芬蘭的區域供熱在可再生供熱方面取得了進展(如圖五綠色部分所示)。

        在交通運輸能源消耗上,化石燃料仍占全球運輸能源消耗的95% 以上。而巴西和瑞典的可再生能源運輸份額分別為 25% 和 21%(如圖十所示)。生物柴油和燃料乙醇是主要的生物燃料類型,目前,燃料乙醇主要在汽油車比例高的國家主要集中在巴西、美國和加拿大。考慮到未來電動汽車的大力發展,可再生燃料將會是替代化石燃料的重要途經。

        總結

        從總體上來看,世界各國在發展生物質能源上不遺余力。固體生物質能依舊是主要的生物質能源形式,然而,近些年來各國也在加大對生物液體燃料、可再生廢物和沼氣/生物天然氣的生產開發投入,以替代傳統的化石能源。

        原標題:【國際觀察】全球生物質能發展這些趨勢值得關注——總覽篇

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