在過去十年間, 全球木屑顆粒市場有了顯著的增長. 聯合國糧食及農業組織的數據顯示, 最近五年的增長率每年約為9.3% : 從2012年約1950萬噸增加到2016年約2860萬噸. 歐洲仍然是全球最大的木屑顆粒生產地.
預計2016年用於替代煤炭發電的工業顆粒總需求量約為1420萬噸. 這相當於散貨船每天4萬噸的運載量.
預計2019年以後大部分木屑顆粒的需求增長將來自日本和韓國.
日本與韓國
日本和韓國的工業木屑顆粒市場都是由不同政策推動的. 然而, 這些政策都使工業木屑顆粒用作發電廠煤炭替代品的需求增加.
每個國家如何保證這些木屑顆粒的供應也是完全不同的.
日本買家在長期上網電價 (FIT) 的支援下, 更傾向於長期承購合同, 並簽訂定價格條款. 日本政策的基礎是電力行業的脫碳, 要求供應商表明, 顆粒供應鏈符合可持續性標準. 因此, 日本買家更願意與法制健全國家的供應商進行交易 (為了滿足供應協議的持久性, 一致性和安全性) , 強有力的森林管理措施以及穩定的宏觀經濟條件.
韓國買家要遵守由可再生能源組合標準 (RPS) 支援的韓國可再生能源證書 (RECs) , 以及韓國排放交易體系 (KETs) 的碳交易. 他們目前正尋求最低成本的合規途徑. 一些RPS的比例由風能和太陽能發電滿足, 另外一些則通過共燒顆粒滿足. 迄今為止, 韓國已經通過短期招標策略採購顆粒燃料, 生產商每年進行數次競標, 以贏得個別公用事業買家的供應投標. 韓國買家更偏向低成本生產商的短期供應合同.
日本的政策
日本正在制定其發電行業的四個相關的政策:
·碳減排
· '2030年最佳能源結構'
·發電效率要求
·上網電價
唯一提供財政激勵的政策工具是FIT.
碳排放目標 - 日本已經實現了二氧化碳減排的目標, 要求所有電力公司在2030年前將CO2/kWh減少35% , 二氧化碳排放量從0.57千克CO2/kWh減少到0.37千克CO2/kWh. 目前這是一個自願的目標, 但幾個主要的公用事業單位已經在共燒木屑顆粒.
日本目前有幾個煤粉 (PC) 發電廠共燒木屑顆粒, 還有一些正與主要生產商就顆粒燃料供應進行商議. 目前正在共燒或討論燃料供應的發電廠總計約為18,700 MWs. 圖表顯示了這些發電廠在三個共燒率下的顆粒需求量. 在較高的共燃率下, 工廠可能需要對粉碎機, 燃燒器, 氣動燃料輸送系統和一些其他部件進行改進和/或改造.
大型公用事業發電機組的共燒比率不太可能超過15% , 這一點將在FIT章節有更詳細的討論.
碳減排的自願性政策可能會改變所要求的減排. 日本已經承諾就二氧化碳減排達成國際協議. 這個目標是到2030年減少27% .
一些二氧化碳減排將通過可再生能源和核能來實現. 政府的能源組合目標顯示了如何實現這一目標.
最佳能源結構 - 日本政府 (來自METI) 的分析預計, 到2030年, 國家需求約10.65 億MWhs. 政府的戰略計劃包括2030年期望能源結構的細分. 預計國家將根據圖表所示的細目發電.
在可再生能源領域, 每年生物質能占可再生能源2.45億MWhs配額的4.3% . 如圖表所示.
為了滿足2030年的需求, 日本生物質發電裝機容量不得不超過6,000MWs. 如果這6,150MWs中的30% (即1,845 MWs) 是由顆粒產生的話, 那麼日本每年將消耗約740萬噸顆粒. 這一水平與10% 的共燒比率是一致的.
最低發電效率要求 - 日本監管機構已經為所有大型燃煤發電廠設定了最低發電效率要求. 最低要求為41% , 到2030年將達到要求. 目前只有超超臨界煤粉機組符合這一要求.
日本經濟產業省 (METI) 允許修改計算效率的公式, 以鼓勵使用木屑顆粒作為煤炭的替代品來 '改變' 效率計算. 通常, 效率 (或熱耗率) 是基於能量輸出與能量輸入的關係. 例如, 如果將100 MWs的能源投入鍋爐, 產生35 MWs的電力, 則效率為35% .
對計算的修改是允許從分母中減去由木屑顆粒產生的任何MWhs. 因此, 這個例子的計算現在是:
如果電廠生產35MWhs, 總功率為100MWhs, 但顆粒發電量為15MWhs, 電廠效率為35 / (100-15) = 41% . 換句話說, 效率低於41% 的PC電廠可以共燒木屑顆粒以達到最低的效率要求.
圖表顯示了估計達到最低效率要求所需的估計木屑顆粒數量. 如果沒有其他原因, 繼續運行的超臨界和亞臨界發電廠將不得不使用顆粒燃料來滿足這一要求.
以17GJ/噸的顆粒計算, 這些選定的發電廠將不得不消耗約213萬噸顆粒燃料.
上網電價 - 在日本的四項政策工具中, FIT為發電企業提供直接的財政支援, 以補償他們使用顆粒燃料發電的較高成本.
FIT政策於2012年7月啟動. 根據FIT, 電力傳輸和配電公司有義務以固定價格按固定期限購買可再生能源發電. 購買可再生能源的成本由電力用戶以全國平均電費附加費的形式支付.
自2012年以來, 日本經濟產業省對FIT的購買價格進行了複審. 太陽能光伏的FIT價格已經降低, 風能, 水電和生物質能有了一些新的類別.
顆粒燃料發電的FIT將從2017年10月的¥24/kWh降至¥21/ kWh (約0.22美元/千瓦時降至0.19美元/千瓦時) . FIT的使用期將持續開始20年. 但是, FIT並未因通貨膨脹而調整. 這是20年每兆瓦時固定支付費用.
雖然沒有上限限制符合FIT政策的新發電廠規模. 但事實上有一個限制. 如果發電廠的功率小於110MWs, 則不需要全面的環境評估. 對於小型電廠, 評估需要一年或兩年時間. 對於大於110MWs的擬建電廠, 全面評估至少需要五年時間. 目前的和計劃中的大多數FIT項目都是較小的獨立電力生產商 (IPPs) .
由於碳政策, '最佳能源結構' 政策和最低效率要求, 一些主要發電廠將被迫共燒顆粒. 現有發電站的主要發電機組需要共燒顆粒, 可能會受益於FIT (由顆粒產生的MWhs) , 並以高達15-20% 的比率共燒. 但是, 如上所述, 以10% 的共燒比率, 可以達到 '最佳能源組合' 標準.
若主要公用事業電廠的共燒比率為10% , 預計每年木屑顆粒需求量將超過700萬噸.
日本的增長
目前有許多項目正在計劃中, 其中許多項目現在是共燒木屑顆粒, 或使用顆粒, 低等級生物質或棕櫚仁殼 (PKS) 的專用系統.
目前運行的大多數專用系統是相對較小的迴圈流化床 (CFB) 鍋爐, 沒有粉狀燃料系統. 迴圈流化床鍋爐可以燃燒各種生物質燃料, 包括木屑顆粒. 但是, 大多數可能會使用棕櫚仁殼 (PKS) . PKS不可粉碎, 不能用於PC鍋爐 (見日本PKS需求圖表) .
有許多小型的IPP廠正在使用或計劃在迴圈流化床鍋爐中使用PKS或其他非粉碎的燃料. 但也有許多更大的PC發電站, 將共燒木屑顆粒. 圖表顯示了共燒率為1%, 5%和15%時, 每年的顆粒需求量.
圖表顯示了2016年的實際需求和2017年的預測需求. 加拿大繼續是日本木屑顆粒的主要供應國, 預計將成為到2020年的主要供應國.
日本目前的生物質需求量中有相當一部分是通過進口棕櫚仁殼 (PKS) 來滿足的. 進口到日本的PKS如圖表所示. 所有進口到日本的PKS都來自印度尼西亞或馬來西亞.
結論
日本主要公用事業公司所擁有的大型發電廠正按照每兆瓦時二氧化碳排放限值的目標進行脫碳, 符合 '最佳能源組合' 的要求, 並且提高了效率, 使得木屑顆粒產生的總功率輸出部分 '提高' 效率.
FIT的20年期限, 從非常慷慨的利率開始, 是日本平均即期利率的兩倍以上, 將支援對工業木屑顆粒的長期和穩定的需求. (在非常炎熱的夏季, 現貨價格可能會超過¥25/kWh, 一年的平均價格在¥10/kWh以下) . 但是, 由於 FIT政策長達20年, 與日本買家簽訂的長期協議可能會要求已知的起始價格和固定價格.
由於給定的起始價格和每年都有固定的增長, 通貨膨脹風險將由生產者承擔. 了解風險並設定協議條款對交易的持續性至關重要. 儘管如此, 預計日本市場將會是龐大而穩定的市場, 為工業顆粒生產的健康可持續增長帶來巨大的潛力.
