“煤电与生物质的混烧发电，是高碳向低碳燃料的发展与过渡。”在“第二十届世界低碳城市联盟论坛—碳中和与能源绿色转型”上，中国工程院院士倪维斗作了《创新驱动发展中国先进煤电技术》的专题报告。

01 实现煤电能源替代挑战巨大

倪维斗院士在报告中指出，我国能源结构仍然是以煤电为主，且目前仍处于快速工业化、城镇化进程中，电力需求还将刚性增长，能源消费总量仍将持续攀升，中国以煤为主的装机和发电量结构尚未改变，想要实现“30/60”的“双碳”目标，面临着空前巨大的挑战。

关于煤电如何实现低碳发展，倪维斗院士强调，风电、太阳能等新能源由于“大自然赏饭”的随机性、间歇性局限，无法适应“源随荷动”的基本要求，在风、光电能源大规模储能系统未发展壮大之前，风、光发电系统均不具备调峰调频、无功补偿的能力，需要相应的煤电电源提供补偿调节。

数据显示，截至目前，全国风、光电发电装机容量达到煤电装机容量的49.44%，而全年发电量仅为煤电的14.06%。他指出，若没有大容量可靠的调节电源，欠缺稳定性的风能及太阳能发电要成为电源主体的目标是不可能实现的。

“煤电的保底和基础支撑作用，是其他任何储能技术无法替代的。”倪维斗院士表示，尤其是我国煤电生产投入实践历经数十年之久，正当壮年，如果以全新的生产、储能和不稳定的风、光发电系统来替换上述煤电系统的电量生产能力，其投资和运行成本将造成巨大损失，所以，当前的重心在于不断探索风、光发电与煤电协调健康发展的机制。

关于这一思路的实践成果，倪维斗院士举例了申能电力研发的一系列先进煤电创新技术。据介绍，该项目成功覆盖了超超临界、超临界和亚临界的各种煤电机组，已实现大幅度降低煤耗，并于2011年获得国家科技进步二等奖。倪维斗院士称之为中国煤电创新的里程碑之一。

02 生物质能是实现低碳的重要路径

倪维斗院士介绍，根据数据统计与对比，生物质在替代煤炭燃烧过程中产生的碳排放与其生长过程中吸收的二氧化碳可视为相互抵消，实际并不对环境新增二氧化碳，因此掺烧生物质可以显著降低煤电的碳排放。

生物质燃料包括林木生物质、农业废弃物以及各种废燃料，对燃烧设备的影响与煤炭有所不同，且燃料的处理过程偏向复杂。因此，作为低碳能源的生物质燃料，其燃料成本高于煤炭。

对此，倪维斗院士认为，生物质燃料能源的大规模发展，离不开政府的大力支持。”

他举例道，英国之所以能成为全球最早即将实现零煤发电的国家，并且成为目前唯一实现从大型燃煤电厂生物质耦合发电到100%纯烧生物质燃料改造的国家，关键在于政策的推动。

在英国政府的大力支持下，英国Drax电厂于2003年开始了生物质耦合发电的探索，该项目已成为全球最大的生物质发电项目，这是英国燃煤电厂实现低碳燃料转化的典型。

“对我国而言，建设生物质颗粒燃料的供需市场，是实现大容量煤电生物质燃料混烧，达到低碳发展的关键因素。”

倪维斗院士指出，中国是农业大国，农作物秸秆和农产品加工剩余物资源丰富，除却农林废弃物，还有一直被忽略的边际土地上种植的灌木或草类植物，拥有巨大的资源潜力。

值得关注的是，目前武汉兰多公司采用基因改造方法，创新培育出新一代超级芦竹，其年生长量是热带森林的5倍，在多种区域及气候下都可旺盛生长。生长期足够一年的超级芦竹是吸收二氧化碳的优质材料，足够支撑数倍于目前11亿千瓦装机容量的煤电机组向“零碳生物质火电”转型。

“通过创新，大力发展超级能源生物质燃料，将会对双碳目标的建设做出巨大贡献。”倪维斗院士总结道。