循环流化床与生物质/垃圾发电技术的发展与现状

  2025-07-08         0次

循环流化床与生物质/垃圾发电技术的发展与现状

一、技术概述

循环流化床（CFB）锅炉因其燃料适应性广、低污染排放等优势，在燃煤、生物质及垃圾发电领域广泛应用。根据机组容量可分为：

大机组（≥300MW）：主要用于高效燃煤发电；

小机组（<300MW）：适用于区域供热、工业蒸汽及生物质/垃圾发电。

生物质电厂和垃圾发电厂通过废弃物能源化实现环保与资源循环，CFB技术因其对高水分、低热值燃料的适应性成为主流选择。

二、发展历程

CFB燃煤机组

1980s：小机组（50MW以下）商业化应用，解决高硫煤污染问题；

2000s后：大机组技术突破，如波兰Lagisza 460MW超临界CFB投运（2009年），中国开发350MW超临界CFB（2013年）；

现状：全球最大单机容量达600MW（中国广东），大机组供电效率超43%，但受风光能源挤压，新建燃煤CFB项目减少。

生物质CFB电厂

欧洲引领：丹麦Måbjerg 38MW秸秆电厂（2005年）采用CFB+热电联产；

中国快速发展：2023年生物质装机超4000万千瓦，CFB占比70%以上，但燃料收集成本高制约盈利；

技术趋势：耦合气化（如芬兰Lahti 140MW气化-CFB）提升效率至40%+。

垃圾发电CFB厂

日本先驱：1990年代开发CFB焚烧技术应对低热值垃圾；

中国主导：2023年垃圾焚烧装机超1200万千瓦，CFB占比约30%（如重庆三峰2000t/d项目），但面临二噁英排放争议；

创新方向：预热解+CFB（如韩国Daejeon厂）减少二噁英生成。

三、现状对比分析

指标CFB燃煤大机组CFB燃煤小机组生物质CFB电厂垃圾CFB电厂主流容量300-600MW50-150MW30-100MW15-50MW（处理500-2000t/d）效率40-43%（超临界）35-38%25-33-25%燃料成本中（煤价波动）中高（收集半径限制）负（垃圾处理费补贴）排放水平SO₂<50mg/m³, NOx<100mg需加装SCR碳中和属性二噁英<0.1ng TEQ/m³经济性投资回收期8-10年6-8年依赖补贴（中国0.75元/kWh）补贴依赖型（电价+处理费） 

四、挑战与机遇

燃煤CFB

挑战：碳减排压力下新建项目锐减，欧盟2030年拟淘汰所有燃煤电厂；

机遇：中国推进“煤电+生物质混烧”改造，波兰等东欧国家仍依赖CFB保障能源安全。

生物质/垃圾CFB

挑战：

生物质燃料供应不稳定（中国秸秆利用率不足30%）；

垃圾发电邻避效应显著；

机遇：

欧盟将垃圾能源化纳入循环经济行动计划；

中国“十四五”规划新增生物质装机500万千瓦。

技术融合

挪威Mongstad电厂测试CO₂捕集+CFB焚烧；

英国Drax电厂实现100%生物质CFB改造。

五、未来展望

燃煤CFB将转向灵活性调峰与生物质混烧；

生物质CFB需突破纤维素乙醇预处理等燃料升级技术；

垃圾CFB需开发等离子体辅助燃烧等二噁英控制工艺；

全球趋势显示：到2030年，生物质/垃圾CFB装机占比或从当前12%提升至20%（IEA预测）。

（注：文中数据基于2023年行业报告，具体项目参数可能存在区域性差异）