年20万吨生物质成型燃料建设项目建议书.doc

万吨生物质燃料建设项目方案年20万吨生物质成型燃料建设项目项目建议书 22 目 录一、项目背景31、我国能源构成现状32、燃煤对雾霾的贡献43、 环境现状44、生物质能源政策环境55、生物质能源简介65.1、生物质能源定义65.2、生物质的来源65.3、生物质的缺点65.4、生物质能源化的解决途径-BMF66、生物质成型燃料-BMF66.1、BMF定义66.2、BMF优点76.3、BMF特点76.4、BMF用途96.5、BMF国内发展概况96.5.1、基础理论研究96.5.2、中试进展106.5.3、近年BMF用量106.5.4、政府规划10二、项目原料来源111、项目原料主要来源见下表112、原料主要来源简述122.1、城市景观树木修剪枝杈122.2、经济果园修剪枝杈122.3、农作物秸秆122.3.1、 、 秸秆现状122.3.2、 市政策环境12三、生物质成型燃料常用工艺介绍131、常用工艺分类131.1、按工艺特征分为三种131.2、按加压特征分为三种132、按工艺特征分类的各工艺简介132.1、热压成型132.2、冷压成型132.3、炭化成型13四、项目实施技术方案141、主体技术方案 142、实施原则142.1、冷压成型142.1.1主要设备及型号见下表142.2、炭化成型152.2.1、密闭环形炭化窑152.2.2、 密闭环形炭化窑设备明细162.2.3、蓄热式辐射管加热简介163.工期17五、项目经济效益分析171、销售收入估算182、税金估算183、产品成本及其他费用估算183.1、原材料费用估算183.2、其他费用估算184、利润总额估算19六、生物质成型燃料利用存在的问题191、政策-缺少有效的政策与资金扶持202、原料-原料分散，收集和运输困难203、市场-生物质成型燃料用户市场亟需培育204、 技术-技术开发进展缓慢，没有统一技术标准205、产业化-没有产业化示范20七、结论21一、项目背景1、我国能源构成现状世界能源消费总量居前四位的能源是石油、天然气、煤炭、生物质。中国作为一个贫油、少气、相对富煤的国家，2014年煤炭资源消费占世界煤炭总消费的50%左右，占国内一次能源比例达到75%。在今后相当长的一段时间内，煤炭仍是我国日益增长的能源需求的主要解决方式，预计至2030年煤炭在中国能源占比也将在50%上。2014年11月底全国煤炭产量35.2亿吨，其中 省5.11亿吨；2、燃煤对雾霾的贡献由国家发改委能源研究所、环保部环境规划院等多家机构的专家共同参与的权威研究煤炭使用对中国大气污染的贡献指出：燃煤是导致雾霾最大的元凶，对于空气质量中SO2、NOx、烟粉尘、一次PM2.5和Hg等主要的大气污染物，燃煤贡献度最大。3、 环境现状 位于渭河冲积谷地，南依秦岭，污染物不易扩散加之大量使用燃煤的影响，在全国74个重点城市中空气质量排名一直处于落后位置：2013年2月第71名，2014年2月第69名，2015年2月第52名。2015年两会上董军市长说：“治污减霾仍是市政府努力做好的头号大事”；为此 市今年采取减煤，燃煤的消费总量要比去年减少100万吨，同时发展可再生型生物质能源，有效的改善大气质量。4、生物质能源政策环境根据国家能源局生物质能发展十二五规划提出，2015年全国生物质成型燃料年利用量达到1000万吨。国务院国发201337号大气污染防治行动计划明确：（十二）控制煤炭消费总量、（十三）加快清洁能源替代利用。加大化石能源利用强度等措施替代燃煤；非化石能源消费比重提高到13%。国家发展改革委、国家能源局、国家环境保护部：发改能源2014506号能源行业加强大气污染防治工作方案明确：（十一）2017年，生物质固体成型燃料利用量超过1500万吨。国家能源局和环境保护部下发国能新能（2014）295号关于开展生物质成型燃料锅炉供热示范项目建设的通知，2015年总投资50 亿新建120 个生物质成型燃料锅炉供热示范项目，新增产值80 亿元。中美气候变化联合声明2014年11月12日：“中国计划2030年左右二氧化碳排放达到峰值且将努力早日达峰，并计划到2030年非化石能源占一次能源消费比重提高到20%左右。”5、生物质能源简介5.1、生物质能源定义生物质能源：植物通过光合作用贮存的太阳能， 可转化成常规的固态、液态和气态燃料，是唯一一种可再生的碳源。5.2、生物质的来源森林 农作物秸秆 禽畜粪便 固体有机垃圾 工业有机废弃物5.3、生物质的缺点热值低 容积密度小 物理形态不规则以上缺点给生物质能源化利用带来很多困难，导致利用率低，大量被丢弃或在田间焚烧，造成资源浪费和环境污染 。5.4、生物质能源化的解决途径-BMF将生物质加工为生物质成型燃料(简称BMF)能克服其缺点，有效实现能源化利用。6、生物质成型燃料-BMF6.1、BMF定义生物质成型燃料：利用机械力将各类原来分散、没有一定形状、密度低的生物质原料压缩或挤压成为容积密度较大、热效率较高、便于运输和储藏的固体成型燃料，成型是生物质固化技术的核心。6.2、BMF优点热值高，可达4200-5000Kacl/kg；容积密度大，中密度8001100Kg/m3，高密度11001400kg/m3，体积压缩10倍以上；物理形状很规则，尺寸统一，通常做成颗粒，棒状或块状；以上优点使生物质成型燃料使用方便易于燃烧，是煤和薪柴理想的替代燃料，是解决生物质能源化的有效方法。生物质成型燃料物理形状如下图：6.3、BMF特点环保使用植物原生茎叶，纯度高，不含硫、磷，燃烧时不会产生二氧化硫，因而不会污染大气，是一种新型清洁能源；各类排放指标均低于锅炉大气污染物排放标准（GB13271-2014）规定。BMF和其他燃料环保指标对比种类烟煤轻柴油天然气液化气生物质成型燃料SO214.211.8/NOX4.340.50.50.47经济、易储存由于压缩了体积，容积密度大节省储运费用；同时能量更加集中，热效率高是直接燃烧的5倍以上，是廉价的新型固体能源。几种清洁燃料吨蒸汽费用表种 类吨蒸汽/燃料燃料价格吨蒸汽费用BMF200公斤800元/吨160元重 油72公斤4500元/吨324元天然气78Nm34.3元/Nm3335元轻柴油70公斤8000元/吨560元可再生生物质通过植物的光合作用可以再生，与风能、太阳能等同属可再生能源，“不与粮争地”、“不与人争食；燃烧后的炉灰是优质的植物肥料，促进新的植物生长，进入新的循环，使生物资源的供应源源不断，保证能源的持续利用。温室气体零排放生物质作为燃料时，由于它在生长时需要的CO2相当于它排放的CO2的量，因而对大气的CO2净排放量近似于零，可有效地减轻全球温室效应，且符合京都议定书的目标。储量巨大生物质能源是仅次于煤炭、石油和天然气的世界第四大能源。据生物学家估算，地球陆地每年生产10001250亿吨生物质，海洋年生产500亿吨生物质，相当于目前世界年总能耗化石能源的10倍。分布广泛缺乏煤炭的地域，可充分利用生物质能。6.4、BMF用途工业锅炉 住宅区供热 农业暖房家庭炉灶 取暖6.5、BMF国内发展概况6.5.1、基础理论研究“七五”期间，国家启动生物质致密成型技术及装备的研究，中国林业科学院林产化工所承担了“生物质致密成型机及生物质成型理论”的研究课题，取得了一定的进展。“八五”期间，中国农机院能源动力研究所，辽宁省能源研究所、中国林业科学院林产化所、中国农业工程研究设计院，对生物质冲压式压块技术装备进行了项目攻关。2O世纪9O年代，中国农业机械化科学研究院研制了CYJ-35型机械冲压式成型机；中国机械化研究所研制了6YK-65型压块机；河南农业大学研制了PB-型机械冲压式成型机和HPB系列液压驱动冲压式成型机口。河南农业大学1999年对HPB-I型生物质成型机进行了应用研究，该机可显著提高易损件的使用寿命，降低单位产品能耗。6.5.2、中试进展1990年以后， 武功轻工机械厂、河南巩义包装设备厂、河北正定常宏木炭公司等单位先后研制和生产了几种不同规格的生物质成型机。6.5.3、近年BMF用量据估算：2010年BMF利用量100万吨，2013年BMF利用量300万吨2014年利用500万吨。6.5.4、政府规划政府规划2015、2017年BMF行业利用规模将分别达到1000万、1500万吨。政府2020年BMF利用量规划单吨BMF销售收入按1300元计，对应2015年、2017年市场规模分别达130亿、195亿。2017年中国BMF行业市场规模有望达到195亿元二、项目原料来源1、项目原料主要来源见下表序号来 源 项 目估计年获得量/万吨备 注1 城区景观树木修剪枝杈 2经济果园修剪枝杈 3农作物秸秆 合 计万吨 2、原料主要来源简述2.1、城市景观树木修剪枝杈 市城区市容园林景观树木修剪的植物枝杈，全年约0.5万吨，全部废弃没有利用。2.2、经济果园修剪枝杈 2.3、农作物秸秆2.3.1、 、 秸秆现状 属内陆省份，其中主要农作物耕种面积（含苹果、蚕桑）万亩，年产秸秆 吨。 耕地面积 万亩，年产秸秆 万吨。随着农业普遍增收导致秸秆数量剧增，而秸秆作为肥料、燃料和饲料等传统用途锐减，秸秆焚烧愈演愈烈并带来严重的资源浪费和环境污染。2.3.2、 市政策环境关于印发 市2014年农作物秸秆综合利用和禁烧工作实施方案的通知（市政办函201462号）、关于加快推进农作物秸秆综合利用的实施意见（市政办发200933号），大力推广秸秆综合利用。加快秸秆制生物质成型燃料的产业化不但能减少资源浪费，而且有利于实现秸杆全面禁烧保护环境。三、生物质成型燃料常用工艺介绍1、常用工艺分类1.1、按工艺特征分为三种热压成型； 冷压成型； 碳化成型。1.2、按加压特征分为三种辊模挤压式； 活塞冲压式； 螺旋挤压式。2、按工艺特征分类的各工艺简介2.1、热压成型热压成型工艺，成型时加热温度通常调整为150-300之间，含水率一般控制在8%-12%之间。热压成型工艺有活塞冲压式和螺旋挤压式两种。2.2、冷压成型冷压成型减少了原料烘干、成型时加热等工序，可节约能耗44%-67%，市场应用最多；该成型方式原料最大含水率可达22%左右，但是由于原料没有加热软化，成型时所需压力较大。2.3、炭化成型炭化成型是在隔绝或限制空气的条件下，在400600的温度下将物料加热，得到固体的木炭、气体的木煤气、液体的木醋酸及木焦油等产物的技术。以生产木炭为主要目的的技术称为制炭，以气体或液体的回收利用为重点的技术称为干馏，两者合称为炭化成型。四、项目实施技术方案1、主体技术方案 冷压成型和炭化成型结合的方法2、实施原则 2.1、冷压成型根据原料来源情况，将植物枝桠、茎叶、农作物秸秆采用冷压成型的方法，制成生物质成型燃料外销。 工艺流程：原料粉碎、混合、烘干、挤压成型、包装等，见下图：原料粉碎混 合烘 干挤压成型包 装2.1.1主要设备及型号见下表：序号设备名称数 量备 注1粉碎机52上 料 系 统13自动布料器14气流式烘干机65刮板输送机126造粒机147尾气除尘净化系统18供配电及DCS控制系统12.2、炭化成型 将大径植物枝杈，长度加工成20-50mm，采用碳化的方法，得到固、液、气体三种产物，实现产品多元化、产出和效益的最大化。2.2.1、密闭环形炭化窑在密闭环形炭化窑采用隔绝空气、隔绝烟气、使用高温蓄热式辐射管加热，在400-600的微正压环境中，产出纯净的木煤气，液体的木醋液及木焦油，固体的木炭。密闭环形炭化窑如下图所示：2.2.2、 密闭环形炭化窑设备明细序号设备名称及规格数量备 注1上 料 系 统2自动布料器1组3环形密闭炭化窑1套4热源系统1套5尾气除尘净化系统1套6供配电及DCS控制系统1套2.2.3、蓄热式辐射管加热简介蓄热式辐射管提供完成炭化所需的温度和能量，木煤气燃烧闭环循环，不与木原料产生的分解气体混合。 3.工期工期见下表：五、项目经济效益分析1、销售收入估算序号产品名称数量万吨单价元/吨金额（万元）备注1生物质成型燃料 2木 炭 3木焦油、木醋液 合 计￥ 万元整。2、税金估算序号税费项目税费率税 额备 注1增值税税率2城市维护建设税3教育费附加4企业所得税5法定赢余公积金合 计 ￥3、产品成本及其他费用估算3.1、原材料费用估算序号产品名称数量万吨单价元/吨金额（万元）备注1木质废弃物2运 费 合 计注：木质废弃物包括初期预处理费用。3.2、其他费用估算序号项目名称金 额（万元）备 注1工资福利费2维修费3折旧费4燃料动力费5财务费用6场地租赁费7其他管理费用合 计：4、利润总额估算 序号项目名称金 额（万元）备 注1销售收入2税金3原材料费4其他费用合 计：六、生物质成型燃料利用存在的问题1、政策-缺少有效的政策与资金扶持 国家和 省政府可再生能源发展方面只有一般性的鼓励政策，对生物质能没有操作性较强的具体办法，所以政策力度不够，落实困难。生物质发电处于示范项目阶段，从立项、建设、发电上网到验收，尚无专门的管理办法，影响示范项目的进度及投资者的积极性。 2、原料-原料分散，收集和运输困难一方面生物质资源丰富稳定，但是分布分散， 收集手段落后，收集和运输困难；造成投资回报率低，运行成本高，很难形成规模效益。另一方面生物质能有效利用的比例很少，要充分体现它的洁净性并在能源结构优化提高使用比例，必须有大范围的高效利用作前提。3、市场-生物质成型燃料用户市场亟需培育目前 市生物质成型燃料用户只有灞桥渝禾面业公司一家，每天用量只有10吨左右，生物质成型燃料作为商品能源的比例急需的提高，才能形成环境及社会效益。4、 技术-技术开发进展缓慢，没有统一技术标准 生物质利用目前主要集中在沼气技术的开发上，热解气化等综合利用技术开发进展缓慢。没有明确的技术标准与技术监督，造成项目技术不过关，甚至有安全隐患，非常不利于生物质能源利用后续工作的开展。5、产业化-没有产业化示范只有建立BMF技术与工业生产的融合，才能在示范工程应用中发现问题，重点突破应用中出现的共性技术难题，在示范工程应用中检验并提高生物质技术的可靠性与经济性，为BMF的大规模推广应用创造条件。七、结论1、人类的文明进步和社会生产力的发展使得人类对能源的需求越来越大，而严峻的能源形势日益成为全世界关注的焦点。地球上亿万年积累的化石能源(石油、天然气、煤等)，仅能支撑300年的大规模开采就将面临枯竭，化石能源的使用不是无限的。2、生物质能是中国最大的可再生能源之一：其中农作物秸秆作为一种农业生产的副产品，年产农作物秸杆6.2亿吨，产量大分布广，资源拥有量居世界首位。发展生物质能源对于缓解能源危机、保护环境以及国家能源安全等都有着极其重要的意义。3、 生物质资源丰富，且具备一定的技术基础与发展条件，但在相关技术及产业发展方面存在一定问题。我们有能力找出不足，发挥优势，建立稳固的生物质能源产业，为建设社会主义新农村、构建 和谐社会贡献力量。目 录一、项目背景31、我国能源构成现状32、燃煤对雾霾的贡献43、 环境现状44、生物质能源政策环境55、生物质能源简介65.1、生物质能源定义65.2、生物质的来源65.3、生物质的缺点65.4、生物质能源化的解决途径-BMF66、生物质成型燃料-BMF66.1、BMF定义66.2、BMF优点76.3、BMF特点76.4、BMF用途96.5、BMF国内发展概况96.5.1、基础理论研究96.5.2、中试进展106.5.3、近年BMF用量106.5.4、政府规划10二、项目原料来源111、项目原料主要来源见下表112、原料主要来源简述122.1、城市景观树木修剪枝杈122.2、经济果园修剪枝杈122.3、农作物秸秆122.3.1、 、 秸秆现状122.3.2、 市政策环境12三、生物质成型燃料常用工艺介绍131、常用工艺分类131.1、按工艺特征分为三种131.2、按加压特征分为三种132、按工艺特征分类的各工艺简介132.1、热压成型132.2、冷压成型132.3、炭化成型13四、项目实施技术方案141、主体技术方案 142、实施原则142.1、冷压成型142.1.1主要设备及型号见下表142.2、炭化成型152.2.1、密闭环形炭化窑152.2.2、 密闭环形炭化窑设备明细162.2.3、蓄热式辐射管加热简介163.工期17五、项目经济效益分析171、销售收入估算182、税金估算183、产品成本及其他费用估算183.1、原材料费用估算183.2、其他费用估算184、利润总额估算19六、生物质成型燃料利用存在的问题191、政策-缺少有效的政策与资金扶持202、原料-原料分散，收集和运输困难203、市场-生物质成型燃料用户市场亟需培育204、 技术-技术开发进展缓慢，没有统一技术标准205、产业化-没有产业化示范20七、结论21