我國(guó)發(fā)展生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)的綜述與分析

1、我國(guó)發(fā)展生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)的綜述與分析（二八年七月二十二日）派友財(cái)務(wù) 龔大興目 錄1. 我國(guó)發(fā)展生物質(zhì)發(fā)電的必要性11.1 發(fā)展生物質(zhì)發(fā)電是國(guó)家能源戰(zhàn)略和能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的需要11.2 發(fā)展生物質(zhì)發(fā)電是建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村、服務(wù)“三農(nóng)”的需要11.3 發(fā)展生物質(zhì)發(fā)電是環(huán)境保護(hù)的需要12 我國(guó)發(fā)展生物質(zhì)發(fā)電已具備的條件22.1 具有豐富的生物質(zhì)資源22.2 生物質(zhì)發(fā)電的技術(shù)已成熟22.3 有關(guān)國(guó)家鼓勵(lì)生物質(zhì)發(fā)電的各項(xiàng)政策的支持33 生物質(zhì)發(fā)電的主要技術(shù)33.1 生物質(zhì)焚燒發(fā)電33.2 生物質(zhì)氣化發(fā)電33.3 沼氣發(fā)電（厭氧消化技術(shù)）34 生物質(zhì)發(fā)電裝備中的關(guān)鍵設(shè)備45 生物質(zhì)發(fā)電存在的問題及解決方法45.

2、1 缺乏核心技術(shù)和設(shè)備45.2 發(fā)電運(yùn)營(yíng)成本偏高45.3 生物質(zhì)秸稈燃料組織較困難55.3.1 收購(gòu)難55.3.2 儲(chǔ)存難55.3.3 運(yùn)輸難56. 分析與建議6- 6 -生物質(zhì)能是太陽(yáng)能以化學(xué)能形式儲(chǔ)存在生物質(zhì)中的能量。生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)是將生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化為電能的一種技術(shù)，主要采用農(nóng)作物秸稈和林業(yè)廢棄物作為發(fā)電燃料，因此常將生物質(zhì)發(fā)電稱為秸稈發(fā)電。作為一種可持續(xù)發(fā)展的能源，生物質(zhì)發(fā)電在國(guó)際上越來越受到重視，在國(guó)內(nèi)也越來越受到政府的關(guān)注和民間的擁護(hù)。我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整、農(nóng)村環(huán)境的保護(hù)及社會(huì)主義新農(nóng)村的建設(shè)等宏觀政策將有利于生物質(zhì)能源的發(fā)展?！笆晃濉逼陂g我國(guó)生物質(zhì)發(fā)電的發(fā)展必將進(jìn)入快速發(fā)展期。1.

3、 我國(guó)發(fā)展生物質(zhì)發(fā)電的必要性1.1 發(fā)展生物質(zhì)發(fā)電是國(guó)家能源戰(zhàn)略和能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的需要。近年來，不可再生化石能源的緊張嚴(yán)重影響和波及丁業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸以及人民生活等各個(gè)方面，國(guó)民經(jīng)濟(jì)整體運(yùn)行成本的增加嚴(yán)重影響中國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)穩(wěn)定健康發(fā)展危及國(guó)家經(jīng)濟(jì)安全。生物質(zhì)能資源豐富，可循環(huán)使用，而且無污染，因此必將取代化石能源成為能源供應(yīng)的主體。用清潔可再生能源替代煤炭、石油，調(diào)整能源結(jié)構(gòu)是我國(guó)近期的重要任務(wù)，而利用風(fēng)能、生物質(zhì)能等可再生能源發(fā)電正是我國(guó)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整最現(xiàn)實(shí)、最主要的方向。1.2 發(fā)展生物質(zhì)發(fā)電是建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村、服務(wù)“三農(nóng)”的需要。中國(guó)80%人口生活在農(nóng)村，秸稈和薪柴等生物質(zhì)能是農(nóng)村的主要

4、生活燃料盡管煤炭、液化氣等商業(yè)能源在農(nóng)村的使用迅速增加，但生物質(zhì)能仍占有重要地位。1998年農(nóng)村生活剛能總量為3.65億T標(biāo)準(zhǔn)煤(以下簡(jiǎn)稱標(biāo)煤)，其中秸稈和薪柴為2.07億T標(biāo)煤，占56.7%，發(fā)展生物質(zhì)發(fā)電可增加農(nóng)民收入，生物質(zhì)發(fā)電使生物質(zhì)秸稈變廢為寶，1臺(tái)裝機(jī)容量為25 MW 的機(jī)組年消耗生物質(zhì)秸稈約20萬T。如果按150元T價(jià)格計(jì)算，則每年可給當(dāng)?shù)剞r(nóng)民帶來3000萬元收入。同時(shí)，生物質(zhì)秸稈燃料的收、儲(chǔ)、運(yùn)工作可給農(nóng)村造就成若干個(gè)新的就業(yè)崗位。因此，發(fā)展生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)，為農(nóng)村地區(qū)提供生活和生產(chǎn)用電能，是幫助這些地區(qū)脫貧致富實(shí)現(xiàn)小康目標(biāo)的一項(xiàng)重要任務(wù)。1.3 發(fā)展生物質(zhì)發(fā)電是環(huán)境保護(hù)的需要。

5、與火電大量排放對(duì)大氣環(huán)境造成嚴(yán)重污染的二氧化硫和氮氧化物相比，生物質(zhì)發(fā)電基本無排放污染是國(guó)際上發(fā)達(dá)國(guó)家普遍推行的清潔發(fā)展機(jī)制（CDM）項(xiàng)目，裝機(jī)容量為12 MW 的生物質(zhì)發(fā)電機(jī)組每年可減排17.8萬T 二氧化碳當(dāng)量，可大幅度降低全球溫室氣體排放。隨著農(nóng)村農(nóng)民燃料結(jié)構(gòu)和肥料結(jié)構(gòu)的改變，現(xiàn)在全國(guó)農(nóng)村絕大多數(shù)的農(nóng)作物秸稈，如麥稈、稻稈、棉花稈、玉米稈等基本都被推入河中或被就地焚燒，不僅污染了河水，使河水變黑、發(fā)臭，而且燃燒秸稈到處濃煙滾滾，許多地方由于焚燒秸稈甚至釀成飛機(jī)、汽車等交通事故和火災(zāi)事故。因此，生物質(zhì)發(fā)電可消除農(nóng)村河流污染和大氣污染2 我國(guó)發(fā)展生物質(zhì)發(fā)電已具備的條件2.1 具有豐富的生物質(zhì)

6、資源根據(jù)科學(xué)規(guī)律，隨著農(nóng)作物糧食畝產(chǎn)量的不斷提高，農(nóng)作物秸稈畝產(chǎn)量也不斷增加。我國(guó)幅員廣闊，有大面積不宜耕種的土地，種植速生能源林不僅可為生物質(zhì)發(fā)電提供新的資源，666.67M2能源林每年可提供約3T以上的生物質(zhì)燃料，而且可以起到防風(fēng)、防沙、固土的作用，減少自然災(zāi)害同時(shí)還可以創(chuàng)造較大的經(jīng)濟(jì)效益。2.2 生物質(zhì)發(fā)電的技術(shù)已成熟國(guó)外生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)開發(fā)從20世紀(jì)70年代末期開始，現(xiàn)在已成熟。目前，直接燃燒秸稈的先進(jìn)設(shè)備已投放市場(chǎng)，生物質(zhì)供熱、發(fā)電或熱電聯(lián)供已成為現(xiàn)實(shí)。丹麥BWE公司所研發(fā)生產(chǎn)的秸稈焚燒發(fā)電機(jī)組已在丹麥、兩班牙、瑞典、德國(guó)等國(guó)投產(chǎn)運(yùn)行多年。目前，美國(guó)有350多座生物質(zhì)發(fā)電站，裝機(jī)容量達(dá)

7、7000MW，提供了大約66000個(gè)工作崗位，預(yù)計(jì)到2010年美國(guó)生物質(zhì)發(fā)電將達(dá)到l3000 MW 裝機(jī)容量。北京龍基電力有限公司是BWE公司在中國(guó)電力領(lǐng)域的項(xiàng)目發(fā)展公司和窗口公司，主要負(fù)責(zé)將BWE公司秸稈發(fā)電技術(shù)的引進(jìn)、消化和吸收，目前已將BWE公司秸稈發(fā)電技術(shù)成功引進(jìn)到山東國(guó)能單縣生物發(fā)電有限公司，于2006年9月底建成發(fā)電。2002年，我國(guó)可再生能源發(fā)電裝機(jī)容量為3234.6萬KW，生物質(zhì)能發(fā)電裝機(jī)容量為80萬KW，在眾多新能源、可再生能源發(fā)電中僅次于小水電（3100萬KW），生物質(zhì)能發(fā)電將與風(fēng)力發(fā)電同居可再生能源發(fā)電的第2位。國(guó)務(wù)院發(fā)展研究中心牽頭的中國(guó)能源發(fā)展戰(zhàn)略預(yù)計(jì)到2020年我國(guó)

8、生物質(zhì)能發(fā)電容量將達(dá)1000萬KW。在2005年北京國(guó)際科技博覽會(huì)上，國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)能源所專家估計(jì)：可再生能源發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到1.21億KW，其中生物質(zhì)能發(fā)電2000萬KW，其余為小水電8000萬KW，風(fēng)力發(fā)電2000萬KW，太陽(yáng)能發(fā)電100萬KW。2.3 有關(guān)國(guó)家鼓勵(lì)生物質(zhì)發(fā)電的各項(xiàng)政策的支持2005年2月28日第十屆全國(guó)人民代表大會(huì)常務(wù)委員會(huì)第十四次會(huì)議通過中華人民共和國(guó)可再生能源法，并于2006年1月1日正式實(shí)施，比原先立法規(guī)劃提前一年。同時(shí)，國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)等相關(guān)部委以最快的速度相繼出臺(tái)了相關(guān)配套法規(guī)，據(jù)國(guó)家發(fā)展與改革委員會(huì)介紹，與中華人民共和國(guó)可再生能源法相配套的法規(guī)將達(dá)1

9、2個(gè)之多，這些舉措充分表明了中國(guó)政府鼓勵(lì)大力發(fā)展可再生能源發(fā)電的決心和力度。另外，為了有效調(diào)整我國(guó)電源結(jié)構(gòu)，促進(jìn)可再生能源發(fā)電，國(guó)家將采用國(guó)際通行的做法，即可再生能源配額制規(guī)定各發(fā)電企業(yè)每新增1000萬KW火力發(fā)電裝機(jī)容量，必須按照5的配額發(fā)展50萬KW 可再生能源發(fā)電項(xiàng)目這其中只有生物質(zhì)發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電能擔(dān)任此項(xiàng)配額任務(wù)。3 生物質(zhì)發(fā)電的主要技術(shù)3.1 生物質(zhì)焚燒發(fā)電該技術(shù)代表為丹麥BWE公司，在國(guó)內(nèi)利用此技術(shù)大力發(fā)展生物質(zhì)發(fā)電的公司為國(guó)能生物發(fā)電有限公司，其他如中國(guó)節(jié)能投資公司、江蘇國(guó)信集團(tuán)公司等也正在尋求此類技術(shù)以大力發(fā)展生物質(zhì)發(fā)電。此技術(shù)機(jī)組容量較大（現(xiàn)在國(guó)內(nèi)在建或擬建機(jī)組一般為次高溫次

10、高壓15 MW 和高溫高壓30 MW機(jī)組，國(guó)外已達(dá)到單臺(tái)100 MW 機(jī)組水平），熱效率較高，受環(huán)境影響較?。墒褂玫纳镔|(zhì)燃料范圍較寬，加工要求較低），便于單獨(dú)作為公用電源點(diǎn)建設(shè)及大力推廣。3.2 生物質(zhì)氣化發(fā)電生物質(zhì)氣化發(fā)電機(jī)組容量較?。ㄒ话銉H幾百kW至幾千kW，目前最大僅為2 MW），對(duì)燃料要求較為苛刻（一般僅能使用木屑、稻殼等細(xì)顆粒生物質(zhì)燃料），故只宜建在木材加工廠、米廠等周圍，一般作為此類工廠的自備電站建設(shè)，不便于大范圍推廣。同時(shí)，秸稈氣化熱值低，在穩(wěn)定運(yùn)行、焦油清除、氣體凈化等技術(shù)上仍需要進(jìn)一步提高。3.3 沼氣發(fā)電（厭氧消化技術(shù)）該技術(shù)自20世紀(jì)7080年代在我國(guó)農(nóng)村曾多次推廣，

11、主要用于大型養(yǎng)殖場(chǎng)及各家農(nóng)戶，原料主要為禽畜類糞便。此技術(shù)發(fā)電容量較小，雖然有在農(nóng)戶家庭大力推廣，使農(nóng)戶用電自給，解決糞便類垃圾等作用，但不宜作為公用電源點(diǎn)建設(shè)。同時(shí)，厭氧消化產(chǎn)氣率低、不穩(wěn)定，系統(tǒng)運(yùn)行和管理自動(dòng)化水平不高，產(chǎn)業(yè)化發(fā)展緩慢，不便于大規(guī)模市場(chǎng)推廣。4 生物質(zhì)發(fā)電裝備中的關(guān)鍵設(shè)備生物質(zhì)發(fā)電裝備中鍋爐是關(guān)鍵設(shè)備，世界上生物質(zhì)發(fā)電較發(fā)達(dá)的幾個(gè)國(guó)家目前均使用的是振動(dòng)爐排鍋爐，技術(shù)較為成熟，熱效率也很高，達(dá)到91以上。循環(huán)流化床鍋爐因生物質(zhì)秸稈流化性質(zhì)不好，含一定量的 SiO2，對(duì)鍋爐受熱面磨損大（循環(huán)流化床鍋爐本身磨損問題仍很突出），且易有結(jié)焦和腐蝕問題，不宜作為生物質(zhì)發(fā)電鍋爐。5 生物

12、質(zhì)發(fā)電存在的問題及解決方法5.1 缺乏核心技術(shù)和設(shè)備到目前為止，用于生物質(zhì)焚燒發(fā)電的鍋爐及燃料輸送系統(tǒng)的技術(shù)和設(shè)備均產(chǎn)自國(guó)外，國(guó)內(nèi)尚無制造廠家，因此成為制約我國(guó)發(fā)展生物質(zhì)發(fā)電事業(yè)的關(guān)鍵因素。同時(shí)，由于國(guó)外生產(chǎn)運(yùn)輸方式、工作習(xí)慣和文化的差異，對(duì)引進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備不能完全吸收及高效使用，使機(jī)組無法安全穩(wěn)發(fā)、滿發(fā)。另外，由于缺乏核心技術(shù)及備品配件，投產(chǎn)后的生物質(zhì)發(fā)電企業(yè)很有可能將長(zhǎng)時(shí)間受制于國(guó)外企業(yè)。解決這些問題的方法為：（1）在引進(jìn)國(guó)外技術(shù)和設(shè)備的同時(shí)，積極進(jìn)行消化吸收，并適當(dāng)進(jìn)行改進(jìn)；（2）加大對(duì)生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)和設(shè)備的研究和投入力度，實(shí)現(xiàn)裝備制造本地化、國(guó)產(chǎn)化，以擺脫對(duì)國(guó)外技術(shù)和設(shè)備的依賴。5.2

13、 發(fā)電運(yùn)營(yíng)成本偏高據(jù)國(guó)外生物質(zhì)發(fā)電廠運(yùn)行實(shí)績(jī)統(tǒng)計(jì)和國(guó)內(nèi)權(quán)威部門測(cè)算，生物質(zhì)發(fā)電成本遠(yuǎn)高于常規(guī)能源發(fā)電成本，約為煤電的1.5倍。成本高的原因來自：（1）初期投入高，生物質(zhì)發(fā)電投入成本為10000元KW 左右，而常規(guī)火電投資僅為6000元KW 左右；（2）機(jī)組熱效率低于常規(guī)火電，現(xiàn)在新建的常規(guī)火電機(jī)組容量一般都在300 MW 以上，而國(guó)內(nèi)可建的生物質(zhì)發(fā)電機(jī)組最大容量?jī)H為30 MW ；（3）燃料成本較高，由于生物質(zhì)秸稈燃料發(fā)熱量大大低于煤炭，且因密度小，巨大的運(yùn)輸成本導(dǎo)致燃料成本偏高。解決這一問題的辦法為：（1）靠國(guó)家政策的保護(hù)、扶持和激勵(lì)。如較高的保護(hù)電價(jià)、減免稅政策、財(cái)政補(bǔ)貼、貼息貸款、運(yùn)輸環(huán)節(jié)

14、收費(fèi)減免等，將來經(jīng)過一段時(shí)期的發(fā)展，通過科技進(jìn)步、企業(yè)挖潛降耗等手段，最終達(dá)到能與火電等常規(guī)能源發(fā)電相競(jìng)爭(zhēng)；（2）在條件許可的地方將生物質(zhì)發(fā)電與熱電聯(lián)產(chǎn)有機(jī)結(jié)合起來，盡量將廠址選擇在熱負(fù)荷集中點(diǎn)。實(shí)行熱電聯(lián)產(chǎn)，提高機(jī)組總熱效率，降低成本。5.3 生物質(zhì)秸稈燃料組織較困難5.3.1 收購(gòu)難。農(nóng)民出售秸稈的意識(shí)不強(qiáng)，存在惜售心理，尤其是經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)的地區(qū)，因秸稈收購(gòu)價(jià)格不可能較高，往往達(dá)不到農(nóng)民的期望價(jià)格，影響農(nóng)民出售秸稈積極性；農(nóng)村收集秸稈的力量不足，農(nóng)作物秸稈收購(gòu)?fù)性谵r(nóng)忙季節(jié)，農(nóng)民忙于收種，加上大量農(nóng)村青壯年勞動(dòng)力已轉(zhuǎn)移到城市務(wù)工，僅剩下老弱婦幼，農(nóng)村剩余勞動(dòng)力不足，所以農(nóng)民較多地將秸稈在

15、田間焚燒或推下河道；液化氣燃料價(jià)格偏高，農(nóng)民不愿進(jìn)行生活燃料結(jié)構(gòu)調(diào)整。部分布點(diǎn)不當(dāng)、對(duì)生物質(zhì)秸稈選擇不合理的企業(yè)與農(nóng)民目前所使用的生活燃料或可用于其他工業(yè)用途的生物質(zhì)秸稈存在爭(zhēng)資源現(xiàn)象；農(nóng)村缺乏秸稈收購(gòu)組織機(jī)構(gòu)或有一定經(jīng)濟(jì)實(shí)力的農(nóng)民經(jīng)紀(jì)人，且無成熟模式或經(jīng)驗(yàn)可循，看不到其中蘊(yùn)藏的經(jīng)濟(jì)利益。5.3.2 儲(chǔ)存難。由于農(nóng)作物秸稈收購(gòu)具有很強(qiáng)的季節(jié)性要求，不能做到均衡連續(xù)收購(gòu)。生物質(zhì)發(fā)電企業(yè)一般至少需儲(chǔ)存半年的秸稈量，如1臺(tái)30 MW的機(jī)組需儲(chǔ)存15萬T 秸稈燃料。同時(shí)，農(nóng)作物秸稈密度較小，堆放存儲(chǔ)場(chǎng)地要求較大，還需進(jìn)行防雨、防潮濕、防火和防雷設(shè)施建設(shè)，故占用土地多，投資建設(shè)費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用大。5.3.

16、3 運(yùn)輸難。生物質(zhì)秸稈密度小，運(yùn)輸量巨大，對(duì)公路運(yùn)輸容量會(huì)形成壓力。為方便運(yùn)輸、節(jié)約費(fèi)用，需在田間地頭對(duì)秸稈打包，必須投入大量資金購(gòu)買較大量的打包機(jī)。且所打包塊需符合鍋爐燃料系統(tǒng)的技術(shù)要求。我國(guó)農(nóng)村運(yùn)輸工具多為小型拖拉機(jī)和農(nóng)用運(yùn)輸車，對(duì)國(guó)外燃料系統(tǒng)設(shè)計(jì)使用所要求的大型包塊難以運(yùn)輸。同時(shí)，打包用的打包帶為生物質(zhì)材料，可能經(jīng)受不住多次倒運(yùn)的需要。6. 分析與建議生物質(zhì)發(fā)電成功與否的關(guān)鍵在生物質(zhì)秸稈燃料的組織和管理，解決這一問題應(yīng)分兩步。（1）初期需依靠地方政府行政引導(dǎo)、組織和政策支持，使廣大農(nóng)村和農(nóng)民理解生物質(zhì)發(fā)電對(duì)國(guó)家、社會(huì)和個(gè)人的巨大作用，理解生物質(zhì)秸稈的出售不同于普通自由化競(jìng)爭(zhēng)的商品，鼓勵(lì)農(nóng)民積極出售秸稈，增收去廢。政府應(yīng)負(fù)責(zé)科學(xué)地組織建立起整個(gè)收購(gòu)、儲(chǔ)存和運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)，保證充足的生物質(zhì)秸稈燃料(合理的價(jià)格)供應(yīng)。（2）條件成熟時(shí)逐