1、展生物質(zhì)發(fā)電的重要意義
(1)利用生物質(zhì)發(fā)電是解決能源短缺途徑之
我國(guó)是一個(gè)大國(guó)，但一次能源儲(chǔ)量少，其中煤的儲(chǔ)量為全世界的1/10，石油儲(chǔ)量為全世界的1/40，天然氣儲(chǔ)量為世界的1/100。相比之下，我國(guó)一次能源資源貧乏，人均占有量相當(dāng)?shù)汀ｋS著我國(guó)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，對(duì)能源需求量日益增加，到2006年底，我國(guó)發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到6.22×108kW，其中火電4.84×108 kW，占75%，發(fā)電2.357×1012 kW·h，消耗煤炭12億t。我國(guó)探明的煤炭可采儲(chǔ)量為618億t，不到26年就用盡，富通新能源專業(yè)生產(chǎn)銷售
生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒
木屑顆粒機(jī)、
秸稈顆粒機(jī)、
秸稈壓塊機(jī)壓制的
生物質(zhì)顆粒燃料。
因一次能源緊缺，各國(guó)都在研究可再生能源的利用，如太陽(yáng)能、風(fēng)能、垃圾廢料、生物秸稈。由秸稈的熱值可知，每2t秸稈相當(dāng)1t標(biāo)煤，我國(guó)可開發(fā)的生物質(zhì)資源總量近期約為5億t標(biāo)煤，遠(yuǎn)期可達(dá)到10億t標(biāo)煤。按近期考慮就可解決我國(guó)能源消耗的20%以上。利用生物秸稈發(fā)電是我國(guó)的迫切需要。
(2)生物質(zhì)發(fā)電可以減少大氣污染
2006年我國(guó)利用煤炭發(fā)電的機(jī)組裝機(jī)容量已達(dá)4. 84×10s kW，每年用煤12億t，S02的排放量達(dá)2 000萬(wàn)t（按煤含硫量1%計(jì)，沒(méi)有考慮脫硫設(shè)備投用），粉塵排放也在300萬(wàn)t左右。根據(jù)國(guó)家環(huán)保局計(jì)算，我國(guó)排放空間有限，全國(guó)每年燒7億t煤，S02對(duì)大氣污染就已到上限，而我國(guó)今年將消耗16億t煤，大氣污染已經(jīng)到了不可承受的地步。由于S02的污染，產(chǎn)生的酸雨已危害30%國(guó)土面積。2006年8月國(guó)家環(huán)保總局公布的數(shù)據(jù)表明，中國(guó)每排放1t SO2造成的經(jīng)濟(jì)損失約2萬(wàn)元，這就意味著2005年我國(guó)因S02造成經(jīng)濟(jì)損失5098億元。
利用生物質(zhì)發(fā)電可以大量減少S02的排放，秸稈中硫的含量?jī)H為0.125%，相當(dāng)于燃煤含量的1/10。世界上丹麥、芬蘭等國(guó)家大量利用生物能發(fā)電，基本上不燒煤。如果我國(guó)北方和西北II個(gè)省份每個(gè)省建30個(gè)24 MW的秸稈發(fā)電站，裝機(jī)容量可達(dá)8 000 MW，相當(dāng)于2020年規(guī)劃裝機(jī)容量的1/100，每年可減少S02的排放量達(dá)20萬(wàn)t。
目前我國(guó)大多數(shù)地區(qū)秸稈利用率低，農(nóng)民以焚燒方式處理秸稈，造成煙氣污染公路和機(jī)場(chǎng)，增加了不少交通事故，也引起過(guò)機(jī)場(chǎng)關(guān)閉。
利用秸稈發(fā)電既減少了燃煤電廠帶來(lái)的S02、NO。對(duì)大氣污染，減少煤灰粉塵排放，也控制了隨地燃燒秸稈造成交通事故，是利國(guó)利民的大好事。
(3)生物質(zhì)能發(fā)電可增加農(nóng)民收入
我國(guó)年產(chǎn)秸稈6億t左右，造肥還田、家庭燃灶消耗約35%，剩余4億t秸稈沒(méi)有利用。若秸稈以150元／t收購(gòu)，農(nóng)民可增加收入600億元，對(duì)增加農(nóng)民收入，提高農(nóng)民生活水平大有好處。河南省年產(chǎn)秸稈6000萬(wàn)t，有4000萬(wàn)t尚未利用。如果將4000萬(wàn)t秸稈用來(lái)發(fā)電，節(jié)省下來(lái)的發(fā)電燃煤量相當(dāng)于一個(gè)大煤礦的產(chǎn)量，農(nóng)民收入也將增加60億元。
國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人民生活水平的提高，能源緊缺的解決，都必須走可持續(xù)發(fā)展的道路，秸稈發(fā)電正是解決這些問(wèn)題的關(guān)鍵之一。
2、秸稈發(fā)電應(yīng)用實(shí)例
以某市建設(shè)2x12MW中溫中壓抽汽凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組為例。
該市為國(guó)家糧食、煙葉出口生產(chǎn)基地，是河南省棉花、芝麻生產(chǎn)重點(diǎn)市，糧食產(chǎn)量70萬(wàn)t，棉花產(chǎn)量3.5萬(wàn)t，秸稈產(chǎn)量近150萬(wàn)t。農(nóng)戶用于灶燒僅占30%，飼料15%，剩余80萬(wàn)t以上可供電廠發(fā)電。電廠周圍30 km半徑范圍內(nèi)棉花秸稈年產(chǎn)量36. 34萬(wàn)t，玉米秸稈年產(chǎn)量27. 62萬(wàn)t，合計(jì)63. 96萬(wàn)t；電廠年燃用23. 71萬(wàn)t，占此范圍內(nèi)秸稈產(chǎn)量的37%，可見秸稈供應(yīng)是有保證的。
本項(xiàng)目工程建設(shè)2×12 MW汽輪發(fā)電機(jī)組，配3×75 t/h燃用秸稈的中溫中壓爐。本項(xiàng)目總投資額為16 796.9萬(wàn)元。
利用秸稈發(fā)電，既解決了農(nóng)民廢棄的難以處理的秸稈，節(jié)省了一次能源，又增加了全縣電能供應(yīng)，增加了農(nóng)民收入，改善了農(nóng)民生活水平，改善了生態(tài)環(huán)境。本工程的經(jīng)濟(jì)效益較好，全投資的財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率為11.02%．全投資的回收期為8. 59年，財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值為901. 21萬(wàn)元，貸款償還期7.55年，投資利潤(rùn)率8.12%，投資利稅率8.87%，敏感性分析表明該項(xiàng)目具有較好的抗風(fēng)險(xiǎn)能力。可以看出該項(xiàng)目具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，項(xiàng)目建設(shè)是必要的，也是可行的。
2.1燃料來(lái)源
本項(xiàng)目燃料是采用棉花、玉米秸稈為主要燃料，也可采用少量樹枝、荊條等，平均含硫量為0.125%。
秸稈成分分析資料（主要成分）見表1。
為確保電廠原料供應(yīng)有序，實(shí)現(xiàn)電廠正常運(yùn)行，采取如下措施：
(1)設(shè)立秸稈供應(yīng)總公司。選擇20個(gè)條件優(yōu)越的種植鄉(xiāng)鎮(zhèn)建立分公司，負(fù)責(zé)定點(diǎn)收購(gòu)、現(xiàn)場(chǎng)打包、適量存儲(chǔ)和運(yùn)輸。掌握全市秸稈種植面積、價(jià)格變動(dòng)、政策落實(shí)情況以及預(yù)測(cè)供應(yīng)能力等，及時(shí)反映動(dòng)態(tài)。協(xié)調(diào)各分公司秸稈儲(chǔ)存場(chǎng)地，解決秸稈收購(gòu)過(guò)程中遇到的各種問(wèn)題。
(2)政府出臺(tái)相關(guān)政策，為電廠生產(chǎn)提供有效保障。禁止焚燒、廢棄秸稈，出臺(tái)定補(bǔ)措施，實(shí)行訂單種植，對(duì)一戶種植20000m2以上的，每一萬(wàn)平方米補(bǔ)助300元，鼓勵(lì)農(nóng)民種植；電廠燃用秸稈作物種植計(jì)劃列入目標(biāo)管理，原料供應(yīng)每噸超過(guò)220元部分，市財(cái)政利用所得稅地方稅留成部分適當(dāng)補(bǔ)貼。
2.2灰渣處理
電廠建成后，全年燃用秸稈23.7萬(wàn)t，混合秸稈灰分為4%，全年灰渣量約為9 500 t。灰渣全部為草木灰，是很好的鉀肥，可以返回給農(nóng)村用于農(nóng)作物施肥，全部綜合利用。
2.3裝機(jī)方案
目前世界上已有不少國(guó)家利用秸稈、甘蔗渣、谷殼、木屑等進(jìn)行發(fā)電，丹麥、芬蘭等國(guó)家利用秸稈發(fā)電已初具規(guī)模，我國(guó)秸稈發(fā)電設(shè)備制造尚在起步階段。完全靠引進(jìn)購(gòu)買國(guó)外秸稈發(fā)電燃燒爐不是長(zhǎng)遠(yuǎn)之計(jì)，投資大大高于國(guó)產(chǎn)設(shè)備，長(zhǎng)期運(yùn)行產(chǎn)品備件也難以解決，只有加速制造出國(guó)產(chǎn)秸稈爐才符合國(guó)情，走出自己良性循環(huán)發(fā)展道路。
我國(guó)目前鍋爐廠已制造出各種型號(hào)的垃圾爐，燃燒甘蔗渣爐、木屑燃燒爐等特種鍋爐，取得一定運(yùn)行業(yè)績(jī)。當(dāng)前也有制造廠引進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)燃用秸稈鍋爐，運(yùn)行時(shí)間短，尚需考察。下面推薦燃用甘蔗渣鍋爐作為替代品。
2.3.1 燃用甘蔗渣鍋爐和其它特種鍋爐業(yè)績(jī)
(1) 1999年安裝在廣西2臺(tái)75 t/h室燃爐可全部燃用甘蔗渣，發(fā)熱量8 400 kj/kg，也可燃用煤粉。1999 - 2004年，運(yùn)行狀況良好，基本上無(wú)腐蝕和結(jié)焦現(xiàn)象，熱效率達(dá)86%~87%，4年無(wú)大修。
(2) 1999年安裝在廣西的男2臺(tái)75t/h鍋爐，為固定水冷傾斜爐排爐，100%燃用甘蔗渣，燃用甘蔗渣水分達(dá)48%～52%，發(fā)熱量8 400 t/kg。1999～2004年，每年在榨糖季節(jié)運(yùn)行4-5個(gè)月，運(yùn)行良好，無(wú)結(jié)渣結(jié)焦的現(xiàn)象，也未發(fā)現(xiàn)過(guò)熱器管腐蝕。鍋爐效率86%～87%，出力75～83t/h。4年無(wú)大修，效益很好。
2.3.2甘蔗渣和秸稈燃料的差別
2.3.3秸稈灰熔點(diǎn)（見表3）
2. 3.4燃用甘蔗渣爐改造成燃用秸稈的措施
在防止結(jié)焦結(jié)渣、防止高溫腐蝕和防止堿金屬破壞方面采取一些措施后，燃用秸稈是可行的。
2.4燃燒系統(tǒng)
鍋爐燃燒系統(tǒng)由給料機(jī)、送、引風(fēng)機(jī)和料斗組成。秸稈經(jīng)破碎機(jī)破碎成5 ~10 mm顆粒進(jìn)入料倉(cāng)，料倉(cāng)下來(lái)的碎秸稈經(jīng)一臺(tái)出力為15 t/h刮板給料機(jī)進(jìn)入爐膛，燃盡的灰渣直接放入灰斗內(nèi)，用小車送至臨時(shí)灰場(chǎng)，煙氣中灰分經(jīng)除塵器除塵后排人大氣。干灰經(jīng)倉(cāng)泵打入灰?guī)靸?chǔ)存。
2.5全廠主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
2.6秸桿熱電廠大氣污染物治理方案及環(huán)境影
響分析
(1)治理方案
綜合考慮廠址地理位置、環(huán)境保護(hù)目標(biāo)、國(guó)家有關(guān)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)及今后的發(fā)展趨勢(shì)、灰渣綜合利用等因素，初步擬定采用脈沖布袋除塵器和80m煙囪排放，大氣擴(kuò)散稀釋的治理方案。
(2)大氣污染
大氣污染計(jì)算結(jié)果見表5。
(3)環(huán)境影響分析
由上述計(jì)算可知，當(dāng)全部燃用含硫量和灰分較大的玉米稈時(shí)，各項(xiàng)排放指標(biāo)均能達(dá)標(biāo)。所以在實(shí)際混合燃燒過(guò)程中，各項(xiàng)指標(biāo)均能達(dá)標(biāo)。另外尚可減少CO2排放7.7萬(wàn)t。
2.7分析
對(duì)上述采用燃用甘蔗渣鍋爐改造成燒秸稈鍋爐的方案，從技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上都是可取的。由于投資分析取值上偏低，且沒(méi)有考慮電廠外部收購(gòu)站點(diǎn)和設(shè)施的費(fèi)用，因此，在經(jīng)濟(jì)分析上偏于樂(lè)觀。據(jù)有關(guān)資料介紹，建設(shè)一座25 MW秸稈發(fā)電廠，需投資5億元左右，是常規(guī)火電廠的4倍。但在山東國(guó)能單縣生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目l×25 MW機(jī)組，配1臺(tái)燃燒秸稈燃料的130 t/h生物質(zhì)專用振動(dòng)爐排高溫高壓鍋爐，該項(xiàng)目投資約3億元。另外，安陽(yáng)縣永和鄉(xiāng)建設(shè)的1×25 MW機(jī)組的秸稈發(fā)電廠，投資2.5億元。還有國(guó)能5個(gè)生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目一期工程均為建設(shè)1臺(tái)12 MW級(jí)生物質(zhì)直燃發(fā)電機(jī)組，每臺(tái)機(jī)組總投資約1.3億元。所以，采用3 x75t/h中溫中壓鍋爐，配2×12 MW供熱機(jī)組的秸稈發(fā)電廠總投資在2億元左右是可能的。年燃用秸稈23. 71萬(wàn)t，可節(jié)省標(biāo)煤1.75萬(wàn)t，增加農(nóng)民收入3 600萬(wàn)元多，相當(dāng)于農(nóng)民耕種小麥40000 000ｍ2．等于全縣擴(kuò)大1/40土地面積，增加農(nóng)民收入約2.5%，大大改善了農(nóng)民生活。
3、目前存在的問(wèn)題
我國(guó)第1臺(tái)總投資近3 000萬(wàn)元燃用谷殼、木屑、稻草的江蘇興化中科生物質(zhì)能發(fā)電有限公司裝機(jī)容量SMW，目前上網(wǎng)電價(jià)為0.585元／(kW．h)，而江蘇省火電上網(wǎng)電價(jià)大約是0.45元／( kW．h)。運(yùn)行不到1年已經(jīng)虧損100多萬(wàn)元，每月都要虧損10多萬(wàn)元，被迫停產(chǎn)。所以，秸稈發(fā)電工程的發(fā)展，要解決以下幾個(gè)問(wèn)題：
(1)電價(jià)補(bǔ)貼沒(méi)有落實(shí)到位
據(jù)了解，秸稈發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)隨著投資的不同在0. 58 -0.7元／(kW．h)之間。但在《可再生能源法》出臺(tái)后明確規(guī)定國(guó)家給予0. 25元／(kW·h)的電價(jià)補(bǔ)貼，所發(fā)電量電網(wǎng)全額收購(gòu)的政策應(yīng)該得到落實(shí)，不然在競(jìng)價(jià)上網(wǎng)的市場(chǎng)中就失去優(yōu)勢(shì)。當(dāng)前生物質(zhì)發(fā)電處在發(fā)展初期，政策環(huán)境仍不完善，尤其需加強(qiáng)扶持的力度。要加快出臺(tái)一些符合實(shí)際情況、企業(yè)需要的配套政策。據(jù)說(shuō)，一些切合實(shí)際，貼近企業(yè)發(fā)展的財(cái)稅政策將要出臺(tái)，將會(huì)有力地推動(dòng)生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
(2)缺乏專門制造燃用農(nóng)林廢棄物的鍋爐
已有燃用秸稈等的專用鍋爐，但在設(shè)計(jì)和制造上經(jīng)驗(yàn)不足，制造成本高，運(yùn)行可靠性差和配套設(shè)施不完備，使得運(yùn)行成本高，投資過(guò)高，限制了推廣應(yīng)用。
(3)運(yùn)行成本高不利于競(jìng)價(jià)上網(wǎng)
由于總投資普遍高于一般火電廠，必然導(dǎo)致發(fā)電成本要高。而一座24 MW燃用秸稈熱電廠，年燃用秸稈23. 71萬(wàn)t。電廠30～50 km半徑范圍內(nèi)，要設(shè)8～10個(gè)收購(gòu)站，到分散的農(nóng)戶收購(gòu)秸稈，集中打包、儲(chǔ)存、運(yùn)輸，分批送到電廠，這個(gè)過(guò)程耗費(fèi)大量的人力物力，秸稈收購(gòu)成本要在200元／t以上，與煤價(jià)相當(dāng)，所以不利于競(jìng)價(jià)上網(wǎng)。值得注意的是秸稈價(jià)格很難控制，會(huì)很快升高，這才是問(wèn)題的所在。前面提到的江蘇興化中科生物質(zhì)發(fā)電有限公司虧損原因就是原稻殼前期調(diào)研時(shí)只有0.05元/kg，現(xiàn)在漲到了0.15元/kg，電價(jià)當(dāng)然也要上浮。
(4)缺少一批這方面的專業(yè)技術(shù)人才
生物質(zhì)燃料多種多樣，性質(zhì)也有很大差別，所以不同生物質(zhì)燃料的爐型和燃燒技術(shù)也不盡相同，需要專業(yè)人員研究開發(fā)和改造，生產(chǎn)運(yùn)行中不斷完善管理和操作方法，只有這樣才能使這一技術(shù)成熟和發(fā)展，制造出不同爐型和配套設(shè)備，并完善燃燒技術(shù)。
(5)可研階段所得結(jié)果過(guò)于理想化
可研報(bào)告所有取值和結(jié)果太理想化，和實(shí)際有較大出入，例如，收購(gòu)的分散性、難度及價(jià)格就是很大的變數(shù)，天氣以及干旱、洪澇災(zāi)害糧食及秸稈減收，都將得不到充足的燃料供應(yīng)，還有技術(shù)及設(shè)備原因等都將造成減產(chǎn)、停產(chǎn)損失，影響回收年限，將對(duì)生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生不利的影響。
(6)生物質(zhì)燃料副作用不可忽視
試圖斷掉或減少對(duì)礦物燃料的需求，將使全球?qū)ι镔|(zhì)燃料需求猛增，比如從玉米或甘蔗中提取乙醇。對(duì)生物質(zhì)燃料的需求越高，水資源的壓力則越大。所以，我國(guó)對(duì)乙醇替代燃料已經(jīng)叫停。我們發(fā)展的是農(nóng)林廢棄物質(zhì)當(dāng)燃料，不能為了得到這種廢棄物而影響糧食生產(chǎn)。鼓勵(lì)和扶持的政策要適度，不要為了得到替代燃料而影響糧食正常生產(chǎn)和過(guò)多地浪費(fèi)水資源，造成新的不利傾向。
4、結(jié)語(yǔ)
生物質(zhì)發(fā)電具有能源替代、環(huán)境保護(hù)、農(nóng)民增收、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)等社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。加快發(fā)展生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)，對(duì)促進(jìn)縣城經(jīng)濟(jì)發(fā)展、解決廣大農(nóng)村的民生問(wèn)題具有重要作用。因此，國(guó)家電網(wǎng)公司今年一次推出5個(gè)生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目同時(shí)開工，其新成立的國(guó)能生物發(fā)電有限公司到“十一五”末將投產(chǎn)120多個(gè)秸稈發(fā)電廠。國(guó)內(nèi)6大電力公司以及地方和民營(yíng)企業(yè)已開始大規(guī)模“跑馬圈地”，紛紛與農(nóng)業(yè)大縣簽訂合作協(xié)議，搶占優(yōu)質(zhì)秸稈發(fā)電資源。當(dāng)前形勢(shì)一片大好，但應(yīng)同時(shí)注意上述幾個(gè)問(wèn)題，盡量避免出現(xiàn)不應(yīng)產(chǎn)生的新問(wèn)題。
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