我國秸稈發(fā)電商品化前景分析報(bào)告

解決浪費(fèi)性生物質(zhì)能資源的唯一出路在于商品化。生物質(zhì)能秸稈發(fā)電技術(shù)，不僅為農(nóng)村提供更多電力，更有意義的是將使生物質(zhì)能資源的商品化成為可能，一方面農(nóng)民可通過出售秸稈獲得更多的收入；另一方面過去農(nóng)村使用直接燃燒秸稈的方式進(jìn)行炊事，要為秸稈的收集、運(yùn)輸、儲(chǔ)存以及在直接燃燒時(shí)花費(fèi)大量的時(shí)間和勞力。如果能使用秸稈發(fā)電，農(nóng)村使用更多的商品能源，農(nóng)民將獲得更多的時(shí)間從事生產(chǎn)性勞動(dòng)，以盡早脫貧致富。因此，將秸稈發(fā)電進(jìn)行能源方式轉(zhuǎn)化，是一件利國利民的好事。    

    1生物質(zhì)能秸稈發(fā)電的工藝流程

    農(nóng)作物秸稈在很久以前就開始作為燃料，直至1973年第一次石油危機(jī)時(shí)丹麥開始研究利用秸稈作為發(fā)電燃料。在這個(gè)領(lǐng)域丹麥BWE公司是世界領(lǐng)先者，第一家秸稈燃燒發(fā)電廠于1998年投入運(yùn)行(Haslev，5Mw)。此后，BWE公司在西歐設(shè)計(jì)并建造了大量的生物發(fā)電廠，其中最大的發(fā)電廠是英國的Elyan發(fā)電廠，裝機(jī)容量為38Mw。

    1.1秸稈的處理、輸送和燃燒

    發(fā)電廠內(nèi)建設(shè)兩個(gè)獨(dú)立的秸稈倉庫。每個(gè)倉庫都有大門，運(yùn)輸貨車可從大門駛?cè)耄缓笸Ｔ诘匕跎戏Q重，秸稈同時(shí)要測試含水量。任何一包秸稈的含水量超過25％，則為不合格。在歐洲的發(fā)電廠中，這項(xiàng)測試由安裝在自動(dòng)起重機(jī)上的紅外傳感器來實(shí)現(xiàn)。在國內(nèi)，可以手動(dòng)將探測器插入每一個(gè)秸稈捆中測試水分，該探測器能存儲(chǔ)99組測量值，測量完所有秸稈捆之后，測量結(jié)果可以存入連接至地磅的計(jì)算機(jī)。然后使用叉車卸貨，并將運(yùn)輸貨車的空車重量輸入計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)可根據(jù)前后的重量以及含水量計(jì)算出秸稈的凈重。

    貨車卸貨時(shí)，叉車將秸稈包放入預(yù)先確定的位置；在倉庫的另一端，叉車將秸稈包放在進(jìn)料輸送機(jī)上；進(jìn)料輸送機(jī)有一個(gè)緩沖臺(tái)，可保留秸稈5分鐘；秸稈從進(jìn)料臺(tái)通過帶密封閘門(防火)的進(jìn)料輸送機(jī)傳送至進(jìn)料系統(tǒng)；秸稈包被推壓到兩個(gè)立式螺桿上，通過螺桿的旋轉(zhuǎn)扯碎秸稈，然后將秸稈傳送給螺旋自動(dòng)給料機(jī)，通過給料機(jī)將秸稈壓入密封的進(jìn)料通道，然后輸送到爐床。爐床為水冷式振動(dòng)爐，是專門為秸稈燃燒發(fā)電廠而開發(fā)的設(shè)備。

    1.2鍋爐系統(tǒng)

    鍋爐采用自然循環(huán)的汽包鍋爐，過熱器分兩級(jí)布置在煙道中，煙道尾部布置省煤器和空氣預(yù)熱器。由于秸稈灰中堿金屬的含量相對(duì)較高，因此，煙氣在高溫時(shí)(450℃以上)具有較高的腐蝕性。此外，飛灰的熔點(diǎn)較低，易產(chǎn)生結(jié)渣的問題。如果灰分變成固體和半流體，運(yùn)行中就很難清除，就會(huì)阻礙管道中從煙氣至蒸汽的熱量傳輸。嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)耆氯麩煔馔ǖ溃瑢煔舛略阱仩t中。由于存在這些問題，因此，專門設(shè)計(jì)了過熱器系統(tǒng)，已經(jīng)用在最新的發(fā)電廠中。

    1.3汽輪機(jī)系統(tǒng)

    1.3.1汽輪機(jī)系統(tǒng)

    渦輪機(jī)和鍋爐必須在啟動(dòng)、部分負(fù)荷和停止操作等方面保持一致，汽輪機(jī)和鍋爐，協(xié)調(diào)鍋爐、汽輪機(jī)和空冷凝汽器的工作非常重要。

    1.3.2空冷凝汽器

    丹麥的所有發(fā)電廠都是海水冷卻的，西班牙的Sanguesa發(fā)電廠是河水冷卻，英國的Ely發(fā)電廠裝有空氣冷凝器。

在中國，空氣冷凝器是一種很成熟的產(chǎn)品，可以在秸稈發(fā)電廠中采用。
    1.4環(huán)境保護(hù)系統(tǒng)

    在濕法煙氣凈化系統(tǒng)之后，安裝一個(gè)布袋除塵器，以便收集煙氣中的飛灰。布袋除塵器的排放低于25mg/Nm3，大大低于中國燒煤發(fā)電廠的煙灰排放水平。布袋除塵器為脈動(dòng)噴射式，容器由壓縮空氣脈沖清潔。

    1.5副產(chǎn)物

    秸稈通常含有3％～5％的灰分。這種灰以鍋爐飛灰和灰渣/爐底灰的形式被收集，這種灰分含有豐富的營養(yǎng)成分如鉀、鎂、磷和鈣，可用作高效農(nóng)業(yè)肥料。    

    2我國農(nóng)村推廣秸稈發(fā)電技術(shù)意義重大

    我國生物質(zhì)能資源非常豐富，農(nóng)作物秸稈資源量超過7.2億t，其中6.04億t可作能源使用。國家通過引進(jìn)、消化、吸收國外先進(jìn)技術(shù)，嫁接商品化、集約化、規(guī)模化的管理經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合中國國情，在農(nóng)村推廣實(shí)施秸稈發(fā)電技術(shù)，在節(jié)省不可再生資源、緩解電力供應(yīng)緊張等方面都具有特別重要的意義。

    2.1秸稈資源是新能源中最具開發(fā)利用規(guī)模的一種綠色可再生能源

    秸稈為低碳燃料，且硫含量、灰含量均比目前大量使用的煤炭低，是一種較為“清潔”的燃料，在有效的排污保護(hù)措施下發(fā)展秸稈發(fā)電，會(huì)大大地改善環(huán)境質(zhì)量，對(duì)環(huán)境保護(hù)非常有利。

    秸稈資源是新能源中最具開發(fā)利用規(guī)模的一種綠色可再生能源。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，我國在用作能源的農(nóng)作物秸稈中，其中用于畜牧飼料為1.45億t，還田肥料0.91億t，工業(yè)原料0.14億t，作為農(nóng)民傳統(tǒng)的生活燃料的秸稈為2.8億t，分別占總量的24％、15％、2.3％和40％。除了上述用途外，還有18.7％約1.13億t剩余秸稈沒有任何用途，成為真正的廢棄物，大部分被農(nóng)民或農(nóng)場主在田野焚燒了，這不僅嚴(yán)重污染環(huán)境，影響交通，而且造成生物質(zhì)能源的極大浪費(fèi)。

    2.2我國利用秸稈發(fā)電的市場廣闊

    目前生物質(zhì)能秸稈發(fā)電技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用，已引起世界各國政府和科學(xué)家的關(guān)注。許多國家都制定了相應(yīng)的計(jì)劃，如日本的“陽光計(jì)劃”，美國的“能源農(nóng)場”，印度的“綠色能源工廠”等，它們都將生物質(zhì)能秸稈發(fā)電技術(shù)作為21世紀(jì)發(fā)展可再生能源戰(zhàn)略的重點(diǎn)工程。根據(jù)我國新能源和可再生能源發(fā)展綱要提出的目標(biāo)，至2010年，我國生物質(zhì)能發(fā)電裝機(jī)容量要超過：300萬kw。因此，從中央到地方政府都制定了一系列補(bǔ)貼政策支持生物質(zhì)能技術(shù)的發(fā)展，加快了技術(shù)商業(yè)化的進(jìn)程。隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和城鄉(xiāng)人民生活水平的不斷提高，既有經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益，又能保護(hù)環(huán)境的秸稈發(fā)電技術(shù)的利用前景將會(huì)越來越廣闊。

    我國農(nóng)村的秸稈資源相當(dāng)豐富，主要的農(nóng)作物種類有稻谷、小麥、玉米、豆類、薯類油料作物、棉花和甘蔗。根據(jù)我國地理分布和氣候條件，南方地區(qū)水域多、氣溫高，適合水稻、甘蔗、油料等農(nóng)作物生產(chǎn)，北方地區(qū)四季溫差大，適合玉米、豆類和薯類作物生長，故播種面積大于其他地區(qū)。小麥在我國各地區(qū)都普遍種植，播種面積以華中、華東地區(qū)最多；棉花產(chǎn)地主要是華東和華中地區(qū)，其次是華北和西部地區(qū)。

預(yù)計(jì)在2000年到2010年期間，我國每年秸稈資源的可獲得量為3.5億～3.7億t，相當(dāng)于1.7億tce。如果將這些秸稈資源用于發(fā)電，相當(dāng)于0.9億kw火電機(jī)組年平均運(yùn)行5000h，年發(fā)電量為4500億kWh。
    3我國開始引進(jìn)世界先進(jìn)技術(shù)，啟動(dòng)生物質(zhì)能發(fā)電工程示范項(xiàng)目的實(shí)施

    農(nóng)作物秸稈直接燃燒供熱發(fā)電的利用方式，是一條將秸稈轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)能源可行的工藝技術(shù)路線。如果秸稈直接燃燒供熱發(fā)電示范成功，將成為中國最大的支農(nóng)項(xiàng)目、最大的節(jié)能、環(huán)保項(xiàng)目，是我國最可能迅速大面積推廣的可再生能源項(xiàng)目。正是由于秸稈直燃發(fā)電項(xiàng)目擁有以上特點(diǎn)，同時(shí)它又可能解決目前許多企業(yè)面臨的煤炭供應(yīng)趨緊，價(jià)格持續(xù)上升的問題，我國啟動(dòng)實(shí)施秸稈發(fā)電的示范工程引起了國內(nèi)外業(yè)界的極大關(guān)注。

    3.1引進(jìn)的丹麥BWE公司秸稈發(fā)電技術(shù)居世界領(lǐng)先地位

    20世紀(jì)70年代爆發(fā)世界第一次石油危機(jī)后，能源一直依賴進(jìn)口的丹麥，在大力推廣節(jié)能措施的同時(shí)，積極開發(fā)生物質(zhì)能和風(fēng)能等清潔可再生能源，現(xiàn)在以秸稈發(fā)電等可再生能源已占丹麥能源消費(fèi)量的24％以上。丹麥BWE公司是亨譽(yù)世界的發(fā)電廠設(shè)備研發(fā)、制造企業(yè)之一，長期以來在熱電、生物發(fā)電廠鍋爐領(lǐng)域處于全球領(lǐng)先地位。丹麥BWE公司率先研發(fā)的秸稈生物燃燒發(fā)電技術(shù)，迄今在這一領(lǐng)域仍是世界最高水平的保持者。在這家歐洲菩名能源研發(fā)企業(yè)的技術(shù)支撐下，l988年丹麥誕生了世界上第一座秸稈生物燃燒發(fā)電廠。

    目前丹麥已建立了13家秸稈發(fā)電廠，還有一部分燒木屑或垃圾的發(fā)電廠也能兼燒秸稈。BWE公司的秸稈發(fā)電技術(shù)已走向世界。瑞典、芬蘭、西班牙等國由BWE公司提供技術(shù)設(shè)備建成了秸稈發(fā)電廠，其中位于英國坎貝斯的生物質(zhì)能發(fā)電廠是目前世界上最大的秸稈發(fā)電廠，裝機(jī)容量3.8萬kW。

    3.2我國大型企業(yè)與丹麥BME公司合資合作蓄勢(shì)待發(fā)

    由中國龍基電力科技有限公司與北京德源投資有限公司共同合作經(jīng)營的龍基電力有限公司，是BWE公司“超超臨界鍋爐”和“生物質(zhì)能發(fā)電”等核心技術(shù)、鍋爐設(shè)備相關(guān)技術(shù)及其更新技術(shù)進(jìn)入中國的唯一平臺(tái)。作為BWE公司在中國電力領(lǐng)域的項(xiàng)目發(fā)展公司和窗口公司，龍基電力有限公司將在中國境內(nèi)投資生產(chǎn)世界先進(jìn)的發(fā)電廠設(shè)備，逐步把BWE公司的生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)引入中國，在國內(nèi)生產(chǎn)BWE公司的生物質(zhì)能發(fā)電鍋爐及全部配套設(shè)備。

    3.3生物質(zhì)能發(fā)電工程已列入國家級(jí)示范項(xiàng)目

    目前，國家發(fā)展和改革委員會(huì)已正式批準(zhǔn)將河北晉州和山東單縣的生物質(zhì)能秸稈發(fā)電工程列為國家級(jí)示范項(xiàng)目(發(fā)改能源[2004]2017號(hào)文件和發(fā)改能源[2004]2018號(hào)文件)，旨在示范中完善技術(shù)，規(guī)范和培育市場，形成新的產(chǎn)業(yè)。這正式將秸稈發(fā)電技術(shù)在國內(nèi)的推廣駛上了一條農(nóng)村能源全新利用的快車道。

    河北晉州(1×25MW)和山東單縣(1×24MW)兩個(gè)示范項(xiàng)目都將引進(jìn)丹麥BWE公司的世界先進(jìn)秸稈發(fā)電技術(shù)，龍基電力有限公司作為項(xiàng)目投資和項(xiàng)目實(shí)施單位，在當(dāng)?shù)刈隽舜罅康那捌谡{(diào)研，力爭在吸收丹麥BWE先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，開創(chuàng)出一條符合中國國情的新路。

兩個(gè)示范項(xiàng)目如能成功，將給我國廣袤的農(nóng)村帶來前所未有的新能源革命和巨大的經(jīng)濟(jì)效益，如河北晉州項(xiàng)目每年燃燒秸稈20多萬t，發(fā)電1.38億kWh。按照每噸秸稈100元的收購價(jià)測算，將帶動(dòng)農(nóng)戶增收2000多萬元/年；與同等規(guī)模的燃煤火電廠相比，一年可節(jié)約l0萬多tce。
    除上述兩個(gè)示范項(xiàng)目外，江蘇如東縣、黑龍江慶安縣、北京平谷區(qū)等生物質(zhì)能豐富的縣(區(qū))都在積極與龍基電力有限公司洽談，著手籌建秸稈發(fā)電廠。

    4結(jié)論

    根據(jù)國家對(duì)可再生能源發(fā)電的一系列優(yōu)惠政策，秸稈發(fā)電廠所發(fā)電量由電網(wǎng)全額收購；上網(wǎng)電價(jià)經(jīng)當(dāng)?shù)厥≌畠r(jià)格主管部門按現(xiàn)行電價(jià)政策提出上報(bào)國家發(fā)展和改革委員會(huì)核批后，一般在0.50～0.60元左右；進(jìn)口設(shè)備的關(guān)稅和進(jìn)口環(huán)節(jié)增值稅全免，同時(shí)，各地方省市還因地制宜地制定了其它的補(bǔ)貼政策。這些政策的出臺(tái)為秸稈發(fā)電在農(nóng)村的推廣利用提供了有力的保障。

    可以預(yù)見，在我國農(nóng)村推廣生物質(zhì)能秸稈發(fā)電技術(shù)市場廣闊，前景光明。

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