全球生物质能发展这些趋势值得关注——芬兰篇

时间:2022-02-17 08:36 作者:admin 分享到:

2019年,可再生能源占芬兰能源供应总量的35%,可再生能源在最终能源消耗中的份额为43%。大约85%的可再生能源来自生物质能。

芬兰人口密度低,人均森林面积高,固体生物质资源量潜力大。大部分生物质能源(90%)来自固体生物质。生物质能源在芬兰的主要应用是可再生能源供热,包括直接供热(主要是工业用热)和地区供暖。固体生物质在工业中的使用正在稳步增加,而化石燃料却在下降。

芬兰大约有一半的电力生产是基于可再生能源,而生物质发电(主要是热电联产CHP)和水电的同等重要。风力发电仍处于较低水平,但在稳步上升。另外三分之一是通过核能产生的,而化石产生的电量仅占15%。芬兰的电力消耗的重要组成部分来自电力进口(2019年为23%)。

生物液体燃料在交通领域的使用量相当高,占总交通能源消耗的10%。2019年,生物柴油占柴油消耗的13%,生物燃料乙醇占汽油消耗的6.5%。

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国家概况

芬兰国土总面积30.4万平方公里,550 万人口。芬兰大约四分之三的土地面积是森林,农业用地仅占7%,因此芬兰林业生物质资源比较丰富。

从能源消费结构上看,芬兰的人均最终能源消耗约为4.6 吨油当量 (toe),约为IEA生物质能成员国人均能源消费平均值的两倍。芬兰工业基础比较发达,工业占能源总消耗的比例高达49%。住宅能源消耗约为能源总消耗的20%,高于交通运输的16%。(如表1所示)。

 


表1. 2019年芬兰全行业人均能源最终消费分布。

在政策方面上,芬兰政府于 2019 年 12月启动碳中和目标,包含:将在 2035 年实现碳中和;成为世界上第一个无化石能源的国家;在短期和长期强化碳汇和碳存量。另外政府表示计划最迟到 2029 年 5 月将逐步淘汰煤炭的能源使用。

2014年,芬兰发布了第一个芬兰生物经济战略。根据战略中制定的愿景,芬兰的就业和竞争力将以可持续的生物经济解决方案为基础。到2025年,将芬兰的生物经济产出提高到1000亿欧元,并创造10万个新就业岗位。

如图1所示,2019 年芬兰的总能源供应为 1388 PJ,在过去的十年中,芬兰的能源总消耗量趋于稳定。芬兰的能源结构多元化,化石能源占能源总消耗量不到一半,其中油品占四分之一(321 PJ),煤炭产品占7%(90 PJ),天然气占6%(89 PJ)。与 2010 年相比,化石燃料在能源消耗总量的份额逐渐从的55%下降到40%。在同一时期,可再生能源的份额从 26% 增加到35%。2019年可再生能源对能源供应的贡献超过了三分之一,约为487PJ,并且有逐年增长的趋势。可再生能源供应总量仍以生物质为主,在过去 10 年中生物质能从340PJ增加到420PJ。,水电在45到60PJ之间波动,并且风电从 2014 年的4PJ增加到2019年的22PJ。

 


图1:2000年至2019年芬兰能源供应量及组成

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生物质能总体发展

如图2所示,生物质能供应量逐年稳步增长。生物质固体燃料(绿色部分)占据了芬兰生物质能的绝大部分(377PJ),生物沼气和生物液体燃料的在生物质能中的占比不大,分别为7.9PJ和19.9PJ。在生物质固体燃料中,工业用生物质固体燃料又占据着绝大多数,用于热电联产的生物质使用量也在逐年增加。在过去 10 年中,工业中固体生物燃料的使用量从 120 PJ 持续增长到 170 PJ。在住宅中应用则稳定在60 至70 PJ之间。用于热电联产的固体生物燃料也稳定在 130 到 145 PJ之间。生物柴油于 2007 年推出,并在 2015 年增加到 18 PJ,之后稳定在 14 PJ左右。生物燃料乙醇在过去 10 年间维持在 2.5 和 4 PJ 之间波动。

 


图2:2000年至2019年芬兰生物质能供应量及组成

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芬兰生物质能在不同部门的使用

2019年,可再生能源在电力、交通和供热行业的总能源消耗中所占的总体份额为43%,其中生物质能源占比近37%。从各行业角度来看,生物质能在电力、交通和供热等终端能源消费中的占比分别为15.6%,10.3%,55.9%。

3.1 电力

芬兰的可再生电力份额相对较高,约占国内电力消耗量的37%。水力和生物质发电(主要是热电联产)总用电量的 15%,风电的份额在7%。核能在芬兰电力能源中发挥重要作用,约占电力总消耗的 28%。化石燃料(煤和天然气)的份额正在逐年稳步下降,至2019年约为11%。芬兰的电力供应远小于其电力消耗,因此电力需要进口。芬兰的电力进口量从 2010 年的15% 增加到2019 年的 23%。

 


图3:2000年至2019年芬兰电力供应量及组成

3.2 供热和燃料领域应用

如图4所示,过去二十年里,生物质直接作为原料或供热占比超过40%,并于2019年达到42%(绿色部分)。而化石能源在燃料和供热方面的作用正在逐年减少,目前约占总热能供应的25%。煤炭在供热领域的作用在逐年降低。

 


图4:2000年至2019年芬兰供热和燃料供应量及组成

3.3 交通运输业的应用

如图5所示,芬兰交通运输燃油消耗整体相对稳定,其中柴油是芬兰的主要运输燃料,其消耗量近些年来趋于平稳,目前占交通运输总燃料消耗的50%左右。而汽油的份额在过去 10 年中不断萎缩,从2000年的50%一路下降到目前的33%左右。

生物液体燃料于 2008 年推出,其使用量在最初几年逐渐增加。从 2013 年到 2014 年,生物柴油从 6 PJ 增加到 18 PJ,2019 年生物柴油占柴油燃料消耗的 13%。生物燃料乙醇在过去 10 年中在 2.5 到 3.5 PJ 之间波动,占当前汽油消耗的6.5%。

 


图5:2000年至2019年芬兰交通运输业供应量及组成

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芬兰生物质能研究重点

2014年公布的《芬兰生物经济战略》,其目标是通过生物经济业务的增加和高附加值的产品和服务,创造新的经济增长和新的就业机会,同时确保自然生态系统的运行条件。旨在减少芬兰对化石自然资源的依赖,防止生物多样性的丧失,并根据可持续发展的原则创造新的经济增长和就业机会。

《2035年芬兰全球产品市场生物经济》强调,有必要从系统的角度,将有限的的生物质资源转向更有价值的用途,特别关注工业用途,以及其他难以脱碳的部门,如海运和航空。另外强调了生物质能源通过碳捕获和存储成为负排放概念的推动者。

在芬兰,经济事务和就业部为新能源投资项目和能源审计提供援助。从生物能源的角度来看,有资格获得支持的是基于木材燃料的加热工厂项目、小型热电联产方案项目和沼气项目。在2019年和2020年,支持的示范项目有:利用不同原料生产沼气项目,纸浆原料生产生物燃料乙醇项目。

芬兰Neste公司致力于开发可持续的和全球可扩展的技术解决方案,从废物或残留物原材料中生产运输燃料和化学品,如林业或农业残留物、城市废物、废物塑料和二氧化碳。

UPM公司是近年来研究了使用松木油作为可再生柴油的原料,位于UPMKaukas纸浆和造纸厂旁边的生物精炼厂自2015年开始生产可再生的木基柴油和石脑油。

St1生物燃料公司在Kajaani 每年用锯末生产1000万升纤维素燃料乙醇。计划在Pietarsaari.投资5000万升的项目。

St1能源公司和食Valio品公司正在成立一家合资企业,利用奶牛场粪便和其他农业副产品生产沼气,作为重型运输的燃料。其目标是在2030年产生1000千瓦时的沼气。

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总结

芬兰生物质能在可再生能源中占主导地位,占比高达85%,在全国的能源消耗中占比达到37%。其发展离不开芬兰政府的政策支持。

在热力消耗方面,生物质供热占比达到57%。通过对供暖中的化石燃料征收碳税,促进可再生能源长期发展。2018 年对用于热能生产的化石燃料碳税增加至 62 欧元/吨,而对热电联产项目的碳税进行减半。

在电力消耗方面,生物质发电占比为15.6%。芬兰于2011年建立上网电价制度,规定了持续12 年支付其上网溢价。其中规定上网溢价根据电力市场三个月平均价格和目标价格差额确定。比如电力市场最低为30 欧元/兆瓦时,目标价为 83.5 欧元/兆瓦时,这意味着最大溢价为 53.5 欧元/兆瓦时。不过自2019年1月1日起,以沼气和木质生物质为燃料的生物质发电,其电价溢价取消。以森林木片为原料的上网电价溢价也于2021年3月15日取消。现在开始推行通过竞争性招标对不同可再生能源投资的溢价体系。

在交通运输方面,生物柴油占比为13%,生物燃料乙醇占比为6.5%。芬兰政府在交通领域有一个雄心勃勃的目标,2011年制定了促进生物质燃料运输使用法案,规定到2020年生物燃料份额增加到20%。设定了交通领域到 2030 年温室气体排放量将比2005 年至少减少50%的目标。(NECP)计划确定了一系列广泛措施:增加运输燃料税;生物燃料在公路运输中的使用提高到30%;支持替代燃料;提高车辆运输系统的能源效率。目前有关生物燃料配额法案于2019年4月1日生效。


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