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1、浅议我国生物质秸秆直燃发电的现状及发展趋势韩 敏（国电蚌埠发电有限公司，安徽省蚌埠市怀远县马城镇国电大道1号 233411）The present situation and trend of biomass straw generation in ChinaHAN Min(Guodian Bengbu Power Generation Co. Ltd, Anhui Bengbu 233411, China)【摘 要】 本文介绍了我国生物质秸秆直燃发电的现状，分析了我国生物质秸秆直燃发电存在的问题，探讨了我国生物质秸秆直燃发电的发展趋势。【关键词】 生物质；秸秆；发电Abstract: Thi
2、s paper introduced the present situation of biomass straw generation in China, analyzed the existing problems of biomass straw generation in China, discussed the development trend of biomass straw generation in China. Key words: biomass; straw; generation我国农业人口众多、秸秆资源丰富，年产秸秆6-7亿吨，但大部分秸秆因无合理的出路被农民在田间
3、地头大量焚烧，既污染环境，又造成可再生资源浪费。以生物质直燃发电产业为龙头，可有效带动上下游相关产业链发展，除提供环境友好型绿色电能、热能外，燃烧后的灰渣还可直接还田或生产复合肥料，对我国新农村建设，减少温室气体排放均具有重要现实意义。1 生物质能源概述生物质是指通过光合作用而形成的包括所有动植物和微生物在内的各种有机体。而生物质能源是以生物质为载体的能量，是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式。它来源于绿色植物的光合作用，从理论上来说它是取之不尽、用之不竭的，是一种可再生能源。生物质能源是仅次于煤、石油、天然气三大化石能源的第四大能源。生物质能源具有数量大、分布广泛、可再生性、低污染和
4、无二氧化碳净排放的特点。地球上每年经光合作用产生的生物质约1700亿吨, 其中所含能量相当于全球能量年消耗总量的10倍，但是这些生物质作为能源的利用量还不及总量的1%，具有很大的开发潜力。生物质能源还具有分布广泛的特点，并且研究资料表明，生物质能源的蕴藏分布与常规一次能源的蕴藏分布呈互补状态，故在常规一次能源蕴藏量较低的地理区域开发生物质能源具有很大的潜力与实际意义。生物质能源与风能、太阳能等同属于可再生资源，是可以永续利用的。由于生物质中的硫、氮等元素含量较低，故在燃烧过程中产生相关的有害物质也较少；生物质在生长过程中所吸收的二氧化碳量与它成为能源燃烧时所产生的二氧化碳量是相等的，不会产生二
5、氧化碳的净排放，减少了温室气体的排放量。生物质能源是唯一可以运输和储存的可再生能源，分布广泛，获得容易。按照生物质的特点及转化方式可分为固体生物质燃料、液体生物质燃料、气体生物质燃料。人类生活产生大量生物质废弃物，如薪材、林业加工废弃物、农作物秸秆、城市有机垃圾、工农业有机废水、城市污泥、禽畜粪便、甚至包括太湖里的蓝藻等等，种类繁多、性质各异。作物秸秆在生物质能源中占比最大，我国农作物秸秆等生物质资源丰富，年产秸秆6-7亿吨，但农作物秸秆具有资源分散、能量密度低、容重小、储运不方便等缺点，目前应用程度不高，未来开发空间广阔。 现代生物质能的发展方向是高效清洁利用，将生物质转换为优质能源，包括生
6、物质发电、燃气、生物质致密成型燃料、液体燃料（生物柴油、非粮燃料乙醇）等。2 国内外生物质秸秆发电现状生物质发电包括农林废弃物直接燃烧发电、农林废弃物气化发电、垃圾焚烧发电、垃圾填埋气发电、沼气发电等。生物质发电的主要燃料，来源于小麦秸秆、玉米秸秆、稻草稻壳、棉花秸秆、林业间伐及加工剩余物等农林废弃物。表1：生物质能源的三种发电形式直燃发电 混燃发电 直接混燃发电气化混燃发电气化发电直接气化发电联合循环气化发电2.1 国外生物质秸秆发电现状现代生物质直燃发电技术诞生于丹麦。上世纪70年代的世界石油危机以来，发达国家开始通过开发利用可再生能源来调整能源结构，以童话王国著称的丹麦推行能源多样化政策
7、。该国BWE公司率先研发秸秆等生物质直燃发电技术，并于1988年诞生了世界上第一座秸秆发电厂。至今全国有130多家秸秆发电厂，秸秆发电等可再生能源占到其全国能源消费量的24%以上，曾长期依赖石油进口的丹麦，1974年以来GDP 稳步增长，但石油年消费量比1973年下降了50%。该国秸秆发电技术，很快得到主要发达国家的重视，被联合国列为重点推广项目。近30年发展迅猛，资料显示，目前在丹麦、荷兰、瑞典、芬兰等欧洲国家，利用植物秸秆作为燃料发电的机组已有300多台。截至2005年底，全世界生物质能发电总装机容量达5000万千瓦。2.2 我国生物质秸秆发电现状我国生物质能源的发展一直是在“改善农村能源
8、”的观念和框架下运作，较早地起步于农村户用沼气，以后在秸秆气化上部署了试点。近年来，随着国家政策的跟进和落实，国内企业和研究单位引进、消化国外生物质发电技术和装置，并大力自主研究开发适应我国国情的生物质发电技术、装置和项目管理模式。生物质发电产业在我国从无到有开始逐步发展：1、2003 年国家核准河北晋州、山东单县和江苏如东3个秸秆发电示范项目；2、2006年前，我国生物质发电总装机容量约为200万千瓦，其中：蔗渣发电约占170万千瓦以上；垃圾发电约占20万千瓦；其余为稻壳等农林废弃物气化发电和沼气发电等；3、不完全统计截至2007年底，国家和省发改委已核准生物质发电项目87个，总装机容量达2
9、20万千瓦，分布在山东、吉林、江苏、河南、黑龙江、辽宁和新疆等地。 从生物质发电的市场参与主体来看，国有性质企业起步早，如国能生物质发电有限公司和中国节能投资公司是国内最早开始建设秸秆发电项目的企业。目前包括国家电网、五大发电集团在内的诸多具备行业基础和资金、技术优势的企业也逐步加入。 如表2表2电网、五大发电集团以及地方国资电力企业对秸秆发电的开发现状开发商开发现状国家电网 参股国能生物发电有限公司，2006年在山东单县建设了国内第一个秸秆直燃发电项目单县龙基生物发电有限公司；截至2008年年底国能生物质发电有限公司装机容量41万千瓦，累计发电24 亿千瓦时，市场份额占70%左右。分布在山东
10、单县、高唐、垦利、巨野，河北威县、成安，江苏射阳，河南浚县、鹿邑、扶沟，黑龙江望奎，新疆阿瓦提、巴楚，辽宁黑山、昌图，内蒙通辽、赤峰，吉林梅河口等。华电集团 2005年其旗下的山东枣庄十里泉电厂在5号机组中安装了我国首台煤粉秸秆混燃发电机组；此外其旗下还投产了安徽宿州秸秆发电项目，2台2.5万千瓦 中电投中电国际启动了新能源发展规划，成立了中电新能源公司，目前项目有中电洪泽生物质热电项目，投资额1.31亿 国电集团 国电生物质发电产业起步于2005年，至2008年末分别以控股和参股的方式建成投产了汤原、东海、无棣三个生物质电站，装机容量达7.8万千瓦。此外国电控股的龙源旗下还有1-2家 大唐集
11、团 大唐安徽淮北发电厂在蒙城建有秸秆发电项目 粤电集团 粤电湛江生物质电厂，建有2台全国单机最大（5万）的秸秆电厂 皖能电力 含山皖能、舒城皖能均于2008年3月设立，各建设2台1.5万千瓦秸秆发电机组 中节集团江苏宿迁秸秆电厂于2006年12 月20日建成投产，采用自主研发的循环流化床锅炉，建设规模为21.2万千瓦，燃料以稻麦秸秆为主。3 我国生物质秸秆发电存在的主要问题尽管我国在生物质能源的开发利用方面取得了一些成效，但由于我国生物质能源发展还处于起步阶段，生物质秸秆发电面临许多困难和问题。3.1 秸秆收购困难，收购量不足生物质秸秆发电产业是典型的“小电厂、大燃料”，燃料供应是其发电项目正
12、常运行的前提。1、秸秆收集劳动强度较大，难以与在外打工轻松优越的工作条件相比，或者厂址周边农民生活质量高，不在乎秸秆的收入，秸秆回收对农民吸引力不大。2、现有的收割习惯也不利农民改变焚烧传统。为防止硬物损坏收割机刀片，收割机机主往往将收割机刀口调高，麦茬留的高度一般都在20厘米以上，不利于下茬农作物耕种，习惯了传统耕作方式的农民首选焚烧。3、收集时间紧，机械化程度低。秸秆收集完全依靠人力难以实现，秸秆收集、装车、倒至田间地头没有三个劳力难以操作。三人每天仅能收集3至5亩，在不足十天的收割季节里，很难将大量秸秆完全回收到田间地头。比较有效的方式是使用打捆机，一台打捆机每天可以打捆约200亩的麦秸
13、秆(约30吨)，打捆机的大量投入可有效解决回收量的问题。但打捆机还没普及，形成不了收集规模，导致秸秆大量回收难。4、运输难。秸秆体积大、重量轻，不适合长距离运输，家用农用车的小容量与秸秆的小重量大体积形成反差，运输车辆如果不改装，一车装不了几吨。可改装车上路又常被检查罚款。而且燃油费用的成本攀升，都直接导致秸秆运输较困难。5、从实际情况看，一般秸秆收购半径在100公里左右是比较合理的。若项目容量太大或者项目之间规划距离太近，或在以秸秆为原料的造纸、板材、饲养行业发达的地区规划建设生物质发电项目，会对电厂项目正常运营造成非常不利的影响。目前在无棣、沾化、东营区域已经形成了秸秆市场抢购的混乱局面。
14、在山东京能生物质发电有限公司周边已投产生物质发电项目2个；已核准、正在建设的项目3个。所有项目距该公司均不超过100公里,燃料市场的恶性竞争在2009年已经显现,今后会进一步加剧。3.2 发电赔钱状态1、基建投资大。目前，我国生物质发电项目的单位投资在12000元/KW左右，而燃煤火电厂的单位投资大约在4000元/KW左右，生物质发电项目的单位投资是燃煤电厂的3倍。如表3。表3：2007年国家补贴的发电项目投资情况项目名称组成（MW）规模（MW）总投资（亿元）单位投资（元/KW）国能山东垦利生物质发电项目 12525.02.710800国能河北威县生物质发电项目 12424.02.610833
15、国能河北成安生物质发电项目 12424.0520833国能山东高唐生物质发电项目 13030.02.79000国能山东单县生物质发电项目 12525.0312000国能江苏射阳生物质发电项目22550.0612000中节能江苏宿迁生物质发电项目21224.02.4810416平均12268.86国家发改委2007年8月可再生能源中长期发展规划采用的测算值70002、运营成本高。国内大部分秸秆电厂生产设备技术落后、管理落后，国外的秸秆电厂只要十几个工人管理就可进行生产，而在国内就需要上百个，由此增加的人工成本又得分摊到所发电成本上。3、秸秆成本波动大。燃料是影响生物质发电成本最关键的部分，占75
16、%左右。由于秸秆收集困难和企业间争夺秸秆资源，以及随着技术的发展和经验的积累，秸秆更好的用途会越来越多。在一个给定地区可收集的、用于直燃发电的秸秆将会越来越少，价格自然会随着上升。以宿迁凯迪生物质能电厂所处地区的稻壳为例，2007年底到2008年初左右，其价格一路狂奔，120元、180元、240元，最高峰达到每吨460元。山东京能生物质发电有限公司2009年的运行成本是0.839元/KWH。2010年7月国家发展改革委关于完善农林生物质发电价格政策的通知规定“统一执行标杆上网电价每千瓦时0.75元（含税）”。成本与电价之间的差距还是显而易见的，发一度电亏损0.089元。3.3 技术开发能力和产
17、业体系薄弱除沼气外，其它生物质能源的技术水平较低，还没有建立起完备的生物质能源工业体系，缺乏技术研发能力，设备制造能力弱，技术和设备生产较多依靠进口，技术水平和生产能力与国外先进水平差距较大。同时，生物质能源资源评价、技术标准、产品检测和认证等体系不完善，人才培养不能满足市场快速发展的要求，没有形成支撑生物质能源产业发展的技术服务体系。4 我国生物质直燃发电的发展趋势根据国家发改委2007年8月印发的可再生能源中长期发展规划指出，从目前可再生能源的资源状况和技术发展水平看，今后发展较快的可再生能源除水能外，主要是生物质能、风能和太阳能。生物质能利用方式包括发电、制气、供热和生产液体燃料，将成为
18、应用最广泛的可再生能源技术，到2020年可再生能源占到能源总消费15%。我国生物质直燃发电将形成积极支持、合理布局、稳步推进的发展趋势。4.1 我国发展生物质直燃发电的必然性1、我国生物质能资源丰富。我国生物质能资源主要有农作物秸秆、树木枝桠、畜禽粪便、能源作物（植物）、工业有机废水、城市生活污水和垃圾等。全国农作物秸秆年产生量约6-7亿吨，除部分作为造纸原料和畜牧饲料外，大约3亿吨可作为燃料使用，折合约1.5亿吨标准煤。林木枝桠和林业废弃物年可获得量约9亿吨，大约3亿吨可作为能源利用，折合约2亿吨标准煤，今后随着造林面积的扩大和经济社会的发展，生物质资源转换为能源的潜力将进一步增加。2、环保
19、需求。目前我国多数地区秸秆、稻壳以焚烧方式处置，进而造成烟气污染。堆放过程产生的甲烷若排放到空气中，其温室效应是二氧化碳的33倍。同时我国每年发电用煤量约9.5 亿吨，煤的平均含硫量约达1，SO2 的排放量达1350 万吨，粉尘排放550 万吨。而每两吨秸秆的热值就相当于一吨标准煤，其平均含硫量只有3.8，采用生物质燃烧发电可减少燃煤电厂SO2的排放量，同时氮氧化物和烟尘等污染物远少于燃煤发电，特别是生物质从生长到燃烧总体上对环境不增加二氧化碳排放量。因此，可再生能源开发利用可减少污染物和温室气体排放，并减少水资源消耗和生态破坏。此外生物质发电厂还可为附近企业、住户供热，灰渣还可以作为生产白炭
20、黑或钾肥的原料，形成生物质-电-热-化工循环经济产业链。 3、农民增收。我国年产秸秆6-7亿吨，造肥还田、家庭燃用消耗约35%，剩余4亿吨左右的秸秆没有利用。按秸秆发热量计算，4亿吨秸秆发热量相当于2 亿吨自然煤的发热量，秸秆如按每吨100元卖给电厂，农民可增加收入400亿元。我国稻谷产量每年约1.8亿吨，稻壳量每年可达3600万吨，稻壳除少量用于饲料加工和作为工业小锅炉燃料外，大部分废弃，如将稻壳作为电厂的燃料后，按使用率80%计算，可利用的稻壳约2900万吨，按每吨100元计算，大米加工企业和农民可增加收入29亿元。4.2 积极支持国家发改委2007年8月印发的可再生能源中长期发展规划指出
21、，建设重点是在粮食主产区建设以秸秆为燃料的生物质发电厂，或将已有燃煤小火电机组改造为燃用秸秆的生物质发电机组。在大中型农产品加工企业、部分林区和灌木集中分布区、木材加工厂，建设以稻壳、灌木林和木材加工剩余物为原料的生物质发电厂。在“十一五”前3年，建设农业生物质发电（主要以秸秆为燃料）和林业生物质发电示范项目各20万千瓦。到2010年，农林生物质发电（包括蔗渣发电）总装机容量达到400万千瓦，到2020年达到2400万千瓦。在宜林荒山、荒地、沙地开展能源林建设，为农林生物质发电提供燃料。2010年7月国家发改委关于完善农林生物质发电价格政策的通知提出，对农林生物质发电项目实行标杆上网电价政策，
22、统一执行标杆上网电价每千瓦时0.75元（含税）。新企业所得税法规定生物质发电因资源综合利用可享受收入减计10%的所得税优惠。根据财政部、国家税务总局关于自由综合利用及其他产品增值税政策的通知，秸秆生物质直燃发电享受即征即退政策。4.3 合理布局目前生物质秸秆发电产业出现局部过热的迹象，部分地区没有统筹规划合理布局秸秆发电项目，已经造成秸秆市场抢购的混乱局面。这种状况必将改变，2008年10月国务院办公厅关于加快推进农作物秸秆综合利用的意见指出，有序发展以秸秆为原料的生物质能，合理安排利用秸秆发电项目。生物质发电产业发展将从三个层面完善发展规划布局。一是国家层面的统一发展规划，统一评价全国农林生
23、物资源的分布情况，统筹全国生物质发电产业的发展进度和区域布局分布；二是地方政府层面的区域发展规划，对当地农林生物质资源分布情况和气候条件进行评价，对生物质发电项目布局进行规划；三是发电企业特别是国有发电企业之间积极沟通，加强合作和交流，平衡利益，避免在同一地区争抢秸秆资源。4.4 稳步推进生物质发电与煤炭发电设备在汽轮机和发电机上没有太大区别，差异主要在锅炉上，我国目前已由2006 年前单纯引进进口设备的初始阶段逐步向自主研发阶段过渡，国内诸多大型锅炉生产企业，诸如济南锅炉厂、南通锅炉厂、华光股份、东方锅炉等都具备秸秆锅炉生产能力。但是还需要为行业的准入和技术制定标准，鼓励国产设备以及配套设备
24、的研发和技术的改进。同时，积极探索燃煤燃油发电机组改造成生物质发电机组和燃煤掺烧生物质技术。5 结论虽然我国生物质秸秆直燃发电存在种种困难，但是我国的能源结构、环保需求等决定生物质直燃发电得到发展，生物质直燃发电将形成积极支持、合理布局、稳步推进的发展趋势。参 考 文 献1庄会永、蒋高明.秸秆发电有重要现实意义.科学时报.2009年1月16日.2国信证券经济研究所.生物质发电行业研究报告.2009年12月.3王欧.中国生物质能源开发利用现状及发展政策与未来趋势.中国农村经济.2007,(07) ：1015.4何丰伦、戴劲松：三种新能源发电效益差异甚大需协调布局.经济参考报.2009年9月2 日.5张安浩、叶素健.燃料短缺 秸秆发电厂无奈啃“树皮”.新安晚报.2010年7月9日.6李攻.山东生物质发电亏损严重 重复建设或为套取补贴.第一财经日报.2010年8月2日.收稿日期：作者简介：韩敏（1975），男，山东，本科，工程硕士，工程师，发电厂安全生产管理。
