生物质能发电前景及问题探讨.doc

生物质能发电厂

一、生物质发电的前景展望

我国是一个农业大国，有着丰富的生物质资源，每年产生 10 亿多 t 的生物质废弃物，发展生物质能有巨大的潜力， 大力发展生物质气化发电技术对于解决当前电力供应不足、 增加农民收入以及减少环境污染等方面具有十分重要的意义。 我国应根据不同区域生物质资源的特点， 因地制宜地建立合理规模的生物质发电系统， 同时政府给予优惠的政策支持和资金扶持， 促进生物质气化发电企业的可持续发展。
目前生物质发电在上网电价、税收优惠等方面受到国家政策的扶持，目前相关政策实施基本到位，大部分生物质电厂可以实现盈利。并且，十二五阶段仍将作为战略性新兴产业予以重点扶持，我们预计扶植政策短期内不会取消，保证了行业企业的盈利能力。目前主要的优惠政策包括：
电价：《关于完善农林生物质发电价格政策的通知》自 10 年 7 月 1 日起，统一执行标杆上网电价每千瓦时 0.75元（含税）；
税收补贴：（1）增值税即征即退；（2）所得税享受收入减计 10%的优惠；
CDM 补贴：生物质发电作为清洁能源，有望获得联合国 CDM 项目补助，按照二氧化碳 9-10 欧元/吨·年的补贴标准，预计单个电厂可以获得约 1000 万元人民币以上的补贴。
因此，新能源生物质发电的前景一片光明，相信不久的将来生物质发电会成为主流发电产业。

1.1 国际和国家社会现状对新能源发展的需求

人类正面临着巨大的能源与环境压力，当今的能源工业主要是矿物燃料工业，包括煤炭、石油和天然气。一方面，矿物能源的应用推动了社会的发展，其资源却在日益耗尽。
根据统计资料，世界石油探明储量约1，270亿吨（1991）、世界煤炭探明储量约1.4万亿吨（1986），按目前技术水平和开采量计算，石油可开采40年，煤炭可开采200年，天然气可开采60年；另一方面，矿物能源的无节制使用，引起了日益严重的环境问题，如导致全球气温变暖、损害臭氧层、破坏生态圈碳平衡、释放有害物质、引起酸雨等自然灾害。
在我国，近二十年来，随着人口和经济的持续增长，能源消费量也在不断增长。从1980年，我国一次能源消费量为6.02亿吨标准煤，其中煤炭占72.2％，石油20.7％，天然气3.1%，水电4.0％；到1999年，我国一次能源消费量达到12.2亿吨标准煤，其中煤炭占67.1％、石油23.4%，天然气2.8%和水电6.7%。同时，矿物能源的消费会产生大量的污染物：CO，SO2，CO2和NOx是大气污染的主要污染源之一。据估计，我国由矿物燃料消费所每年排放的总量可达22.7亿吨，相当于6.2亿吨碳排量，是全球GHG总排量的11.8%左右。我国在新世纪将面临能源与环境问题的严峻挑战，开发和利用拥有巨大资源保障、环境友好的替代能源是事关我国国民经济可持续发展、国家安全和社会进步的重大课题。中国已经通过立法， 将可再生能源开发利用列为能源发展的优先领域， 并制定了可再生能源中长期发展规划，我国生物质能源资源从总体上看，具有品种多、分散性强、收集成本不一的特点，宜于发展多种利用技术，开辟不同用户市场，可从现有废弃物资源的利用入手， 逐步提高开发利用水平。 因此， 我国巨大的电力需求及每年产量丰富的生物质资源，为发展生物质发电技术提供了有效的市场。

1．2新能源开发的需要

生物质是由植物的光合作用固定于地球上的太阳能，每年经光合作用产生的生物质约1700亿吨，其能量约相当于世界主要燃料消耗的10倍，而作为能源的利用量还不到其总量的l％。这些未加以利用的生物质，为完成自然界的碳循环，其绝大部分由自然腐解将能量和碳素释放，回到自然界中。另一方面，由于过度消费化石燃料，过快、过早地消耗了这些有限的资源，释放大量的多余能量和碳素，打破了自然界的能量和碳平衡，更加剧了上述环境和全球气候恶化。
通过生物质能转换技术可以高效地利用生物质能源，生产各种清洁燃料，替代煤炭，石油和天然气等燃料，生产电力，从而减少对矿物能源的依赖，保护国家能源资源，减轻能源消费给环境造成的污染。目前，世界各国，尤其是发达国家，都在致力于开发高效、无污染的生物质能利用技术，以达到保护矿产资源，保障国家能源安全，实现CO2减排，保持国家经济可持续发展的目的。专家认为，生物质能源将成为未来持续能源重要部分，到2015年，全球总能耗将有40％来自生物质能源，主要通过生物质能发电和生物质液体燃料的产业化发展实现。
我国农村人口占总人口的70％以上，生物质一直是农村的主要能源之一，在国家能源构成中也占有重要地位。在我国，1979年以前农村能源消费量的70％以上来自生物质能源；1998年，仍有30％的农村能源来自生物质能源。但大多生物质能源以直接燃烧的利用方式为主，燃烧效率低于10％，造成了巨大的资源浪费和环境污染。
所以，生物质能源技术发展的原始驱动力在于能源市场的需求和环境保护的压力。我国政府及有关部门对生物质能源利用极为重视，70年代初，我国为解决农村能源短缺的问题，大力开发和推广户用沼气池技术、节柴炕灶和薪炭林，为农村能源建设和农村经济发展做出了重大贡献。
上世纪90年代以来，我国政府一直将生物质能利用技术的研究与开发列为重点科技攻关项目、研究开发了生物质气化集中供气、气化发电、沼气发电、甜高粱茎秆制取乙醇燃料、纤维素废弃物制取乙醇燃料、生物质裂解油、生物柴油和能源植物等现代生物质能技术。在国家“十五”863计划中，多项生物质能利用新技术研究课题被列为重点课题，这些技术的研究与开发将为今后我国生物质能产业化发展提供技术支撑。

1.3增加农民收入的需要

近年来，中共中央、国务院通过采取提高粮价等措施，千方百计增加农民收入，保护农民种粮积极性，并专门下发了促进农民增收的1号文件，增加农民收入成为全党工作的重中之重，推广生物质发电是鼓励农民种粮增加农民收入的一项重要举措。农民把粮棉等主产品出售后，还可把秸秆卖给电厂，增加收入。同时，秸秆燃烧后的底灰、炭灰是一种优质有机肥料，含有丰富的钾、镁、磷和钙元素，将底灰、炭灰返还到土地，又可降低农民施肥成本。

1.4缓解能源紧张、有利于环境保护

近几年以来，全国煤炭供应吃紧，价格不断上涨，造成部分小型烧煤电厂限产或亏损，据统计全国有21个省（区、直辖市）由于电厂供应能力问题被迫拉闸限电，鉴于这种状况，亟需开发和利用新的电力能源，以缓解铁路运输压力和不可再生能源煤炭的供应短缺局面。而秸秆发电是一种高科技、新型、环保、可再生能源方式，是缓解目前能源短缺的重要途径。生物质发电厂既可以消耗大量的剩余农作物秸秆，又可以增加地方电力，满足供热需求。目前在我国，大部分秸秆用于炊事、取暖、甚至在农田里焚烧掉，处于低效利用状态，其转换效率仅为10%～20%左右，不仅造成能源的大量浪费，不能产生任何经济效益，而且燃烧秸秆时所产生的二氧化碳等有害物质严重污染大气，引发火灾，由于农烟造成的航班延误或取消、高速公路关闭或突发交通事故等等，带来无法估量的社会危害。生物质电厂，将秸秆热能转化为电能、热能，可以开发出新的能源利用方式，变废为宝，变害为利；秸秆充分燃烧利用，可降低有害物质的排放；秸秆发电还设有烟气净处理系统和布袋除尘器。使经布袋除尘器处理的烟气排放低25mg/Nm3，大大低于我国燃煤发电厂的烟灰排放水平，可有效降低污染，保持生态环境。

二、生物质发电中燃料收集的主要问题

2.1生物质收集中存在的问题

我国农村地域辽阔 ，人多地少 ，自然村分散 ；农作物品种繁多，种植 区域复杂 ，主要产粮区换种期短 ；农作物生物质质地松散，水份含量较大 ，发热量低 ，资源分散 ，不 易储存 和运输 ；农村大部分地区的农业机械化水平较低 ，生物质从收获到制成燃料还没有一条龙机械设备 ，大量生物质 的收集、储存成为生物质能发电厂燃料加工生产过程 中的“瓶颈”，制约着生物质 的大范围大规模收集利用。

2.1.1收集量大。以玉米秸秆为例 ，一般每亩只可收集到风干秸秆 0．5 吨，一个 2 ×12M W 生物质能发电厂年需生物质2O ～3O 万吨 ，需在 4O ～60 万亩的玉米地收集 ，而 目前玉米秸秆约有 1／3 直接还 田，1／3 用作饲料等其他用途 ，实际能收集到的仅为 1／3，这就需要在 150万亩左右耕地 E来完成收集任务。

2．1.2收集时间存在的矛盾难 以解决。一是农业生产季节性强 ，换种期短，为了腾地换种，甚至要求生物质在 10 天左右时间完成收集和储存 。二是各类农作物生物质收获时的含水量不一 ，收获后一般需要原地摊开晾晒 1 ～3 天才能进行捆扎码垛储存，码垛储存时生物质含水量原则上不能超过 50％。

2.1.3生物质资源难 以控制。一些地区分散的 自然村和分散性的经营模式 ，制约了生物质资源的收集力度 。近年来大力推广保护性耕作 、生物质还 田技术 ，农 民已习惯现有耕作方式，加大了收集难度。生物质的加工饲料等其他用途和生物质能其他利用方式 的兴起 ，给生物质能发电厂原料资源的收集增加 了难度。

2.1.4生物质收集的机械化程度低 ，生物质成型燃料加工设备还不尽完善。国产高秆作物的收获机械 尚处在中试阶段 ，生物质成型燃料加工设备与生物质收获机械 同机作业更是处在研究阶段 ，很难解决生物质 的收集和储存这一生物质利用的“瓶颈”问题。

2.1.5 目前生物质还不是真正的商品 ，没有稳定的价格体系 ，不定 因素较多。生物质收购价格低于成本，生物质收集经纪人很难培育起来 ，也难以调动农民的积极性 。生物质收购价格过高又会影响牛物质燃料成本 ，造成发电成本提高。随着生物质的大规模使用 ，生物质的价格呈上升趋势。

2.2储存运输困难

2.2.1生物质风干处理 占地面积大 ，风干储存时间长 ，风险大。生物质收获后码垛储存时的含水量仍很高，为了能迅速散发水分 ，垛高一般不超过 3 米 ，那么每亩土地储存的新鲜生物质仅能得到风干生物质 40 吨 ，集中收集到的 20 万吨生物质就需要 占用 5000 亩土地进行风干处理。牛物质码垛存放1～3 个月生物质 含水量才可降至 20％左右。一旦存储不当，会发生腐烂发霉现象 ，降低热能量 ，甚至会发生 自燃现象 ，造成损失。存储期间还需要防雨 、防水和防火。

2.2.2如果对生物质进行人工干燥或烘 干处理 ，虽然可 以迅速脱水干燥 ，但需要使用相应的机械或添置各种干燥设备，并使用能源，增加了生物质原料的成本。

2.2.3随着燃油价格的不断攀升，运输成本呈上升趋势。

三、生物质能发电厂原料收集相应对策

为保证生物质能发电厂燃料持续、稳定和充足的供应量，实现生物质能发电厂商业化运营，针对目前生物质收集、储运存在的问题，提出生物质能发电厂燃料的收集相应对策：

3.1分散建设生物质燃料加工基地。生物质燃料加工基地是生物质能发电厂燃料收集、储运和预处理中心，应当采取以电厂为轴心分布式多点布局设置，每个加工基地应设在生物质资源密集区域内，考虑到运输成本，其收集辐射半径在5公里以内为宜，厂区面积应不低于10亩，可充分利用荒地或空闲地。基地以简易建筑为主，厂房可采用三面墙或一面墙建设。燃料加工基地就像燃煤电厂的煤矿一样为生物质能发电厂供应燃料，生物质能发电厂可以投资方式参与其中，以便控制生物质燃料的收集处理。

3.2生物质燃料加工基地应从小规模的关键设备入手，逐步向大规模最大化机械生产发展。为有利于大规模收集利用燃料，加工基地应尽可能地使用机械作业，配备基本的机械设备和运输工具。有关单位应进一步研究改进生物质收集和预处理等机械设备，尽快研制出生物质收获与预处理同机作业机械，解决生物质收集的“瓶颈”问题，以适应生物质能发电厂大规模利用生物质的需要。

3.3降低生物质能发电厂原料收集、储运成本。生物质燃料到厂价与生物质收集、储运成本相关，控制各个环节成本，降低生物质燃料到厂价是保证生物质能发电厂商业化运营的关键。

3.4从生物质能发电厂项目的可行性研究工作入手，优化生物质收集方案。

3.5政策引导与扶持。生物质燃料作为能源在生物质能发电厂运用，既有利于生物质变废为宝，使农民增收，也为能源利用、环境保护和循环经济提供了途径，必然会得到当地政府的大力支持。政府部门可以在禁烧生物质、取缔小型造纸厂、普及推广环境保护等方面加大宣传和治理力度，政策上扶植农区从事生物质收集和预处理加工的经纪人，对生物质收购价格提出保护性意见；同时，应当避免生物质利用的其他项目建设，减少争资源状况，并且改进生物质收集区域的农业种植结构和农民作业习惯，以适应生物质回收的需要，为生物质能发电厂控制生物质资源给予帮助和协调，保障生物质燃料加工基地的生物质资源供应量。这对于生物质能发电厂这一新生事物的运营至关重要。