淺談秸稈發(fā)電技術
八、焚燒發(fā)電是生物質發(fā)電發(fā)展的主流
生物質發(fā)電主要技術及其特點
l 生物質焚燒發(fā)電 國際上技術比較成熟的為丹麥BWE公司。我國利用此項技術大力發(fā)展的公司為國能生物發(fā)電有限公司,其他如中國節(jié)能投資公司,江蘇國信集團公司等也正尋求此類技術大力發(fā)展生物發(fā)電。此技術機組容量較大,當前在建或擬建機組,國外已達到單機容量100MW機組水平。其熱效率較高,受環(huán)境影響較小(可使用生物質燃料較寬,加工要求較低)。便于單獨作為公用電源點建設,便于規(guī)?;茝V。
l 生物質氣化發(fā)電 其技術代表為廣州能源研究所研發(fā)的機組,已先后在江蘇興化、黑龍江等地,通過多種投資方式建立許多臺發(fā)電機組。此項技術容量較小(一般僅零點幾到幾MW,目前最大的僅為4MW,是往復式內燃機組,且屬剛建試投產(chǎn)階段)。對燃料要求較為苛刻(一般要求使用稻殼、木屑等顆粒生物質燃料,),且氣體凈化要求高(除焦油等雜物)。故多建在木材加工廠、米廠等周圍,宜作為此類工廠的自備電廠,不便于大規(guī)模、大面積推廣。同時,秸稈氣化熱值低,在穩(wěn)定運行,焦油消除,氣體凈化等技術上仍需進一步提高。
l 沼氣發(fā)電(厭氧消化技術) 自上世紀七八十年代起,沼氣在農(nóng)村曾多次推廣,主要用于大型養(yǎng)殖場及一家家農(nóng)戶生活燃料,原料主要為禽畜類糞便。此技術發(fā)電容量較小,雖有在農(nóng)戶家庭大力推廣,使農(nóng)戶用電自給,解決糞便垃圾等作用,但不宜作為公用電源的建設。同時,厭氧消化產(chǎn)氣率低,不穩(wěn)定,系統(tǒng)運行和管理的自動化水平低,產(chǎn)業(yè)化發(fā)展緩慢,不便于大規(guī)模市場化推進。
2、焚燒發(fā)電是生物質發(fā)電的主流
從上述技術及持點比較可以看出,雖然目前利用生物質發(fā)電的技術有多種,但能夠大面積規(guī)?;行幚磙r(nóng)村廢棄生物質秸稈,從而消除農(nóng)村環(huán)境污染,能夠作為我國電力能源有力補充,改變我國電力能源結構,能給最廣大農(nóng)民增收,能大規(guī)模實用化推廣的發(fā)電技術只能是秸稈焚燒發(fā)電。
在這方面,國能生物發(fā)電有限公司,中國節(jié)能投資公司和江蘇國信集團等,已率先進軍生物質焚燒發(fā)電行業(yè)。
九、生物質發(fā)電存在的問題與解決的思考
盡管我國生物質發(fā)電具有巨大的資源潛力,部分技術實現(xiàn)了商業(yè)化,產(chǎn)品、產(chǎn)業(yè)也有一定的發(fā)展,但生物質焚燒發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展還面臨著許多問題和障礙,有待解決,主要有:
1、缺乏成熟的核心技術和設備
到目前為止,用于生物質焚燒發(fā)電的鍋爐及燃料輸送系統(tǒng)的技術和設備絕大部份來自國外,國內尚無成熟產(chǎn)品制造廠家。這必將成為制約我國生物質發(fā)電事業(yè)高效、低投入、快速發(fā)展的瓶頸。(近來無錫華光、四川、南通萬達、濟鍋等鍋爐制造廠正試制研發(fā)這些設備,有的正調試中。)
同時,由于國外生產(chǎn)運輸方式,工作習慣和文化的差異,很可能在技術和設備引進以后造成消化不良,使機組無法安全、穩(wěn)定、滿發(fā)。
另外,由于缺乏核心技術,投產(chǎn)后生物質發(fā)電企業(yè)很有可能將長期受制于國外企業(yè)(缺乏備品備件)。
解決辦法:一是在引進國外技術設備的同時,積極進行消化吸收,并進行技術改進,以適應國情。
如燃料運輸系統(tǒng):由于國外農(nóng)業(yè)耕作方式是大面積耕種,大型聯(lián)合收割機收割,而我國為單個農(nóng)戶小面積耕種,小型機械或人力收割;運輸工具國外大型平板車較多,而我國農(nóng)村運輸工具以小型拖拉機和農(nóng)村運輸車為主。從而引起生物質秸稈打包方式,打包尺寸和要求不同。如國外某公司要求包裝尺寸為2.25m×1.2m×1.3m,而我國目前既無此大的打包機,農(nóng)村也無大量的平板車運輸,再加上自動化要求不同,可能導致燃料運輸系統(tǒng)不能適應我國國情,造成生物質燃料上料困難。所以對這一部分必須進行改進。
二是加大對生物質發(fā)電技術和設備的研發(fā)和投入,實現(xiàn)設備制造本地化、國產(chǎn)化,以擺脫對國外技術和設備的依賴。建議將生物質發(fā)電的發(fā)展列入產(chǎn)業(yè)發(fā)展和科研攻關計劃,增加投入,并納入財政預算。相關行業(yè)的企業(yè)如鍋爐廠等應看到生物質發(fā)電是一新興行業(yè)所蘊藏的巨大商機,集中人、財、物,開發(fā)自主創(chuàng)新核心技術、生產(chǎn)核心設備。
2、 發(fā)電運營成本偏高
據(jù)國外生物質發(fā)電廠運行實績統(tǒng)計和我國權威部門測算,生物質發(fā)電成本遠高于常規(guī)燃煤發(fā)電成本,約為煤電的1.5倍。成本高的原因有三:其一為初投資高,生物發(fā)電單位投資約10000元/KW,而常規(guī)火電機組,一般都在6000~7000元/KW。其二為機組熱效率低于常規(guī)火電機組,現(xiàn)在新建常規(guī)火電機組容量一般都在600MW及以上,而國內可建的生物質發(fā)電機組容量一般為12MW~25MW左右;其三燃料成本較高,由于生物質秸稈燃料低位熱值一般在8000Kj/kg,大大低于煤炭,且因比重輕,密度小,體積大,巨大的運輸成本導致燃料成本偏高。
解決這一問題有兩:一是因采用環(huán)保再生能源發(fā)電技術應靠國家政策的保護、扶持和激勵。如較高的保護電價、減免稅、財政補貼(如每發(fā)一度電補貼0.25元)、貼息貸款、運輸環(huán)節(jié)收費減免等,將來經(jīng)過一段時間的發(fā)展,通過科技進步,企業(yè)挖潛降耗等手段,最后達到能與常規(guī)火電相競爭。二是在有條件的地方將其與熱電聯(lián)產(chǎn)有機組合起來。只要條件許可,盡量將廠址選擇在熱負荷中心地帶,實行熱電聯(lián)產(chǎn),提高全廠能源利用率,降低成本。
3、 秸稈燃料、儲、運組織困難
生物質秸稈的收購組織面廣量大,涉及到千家萬戶,沒有現(xiàn)成模式可借鑒或套用。其組織的難度主要有:
l 收購難 農(nóng)民出售秸稈的意識不強,存在著惜售與無所謂思想,尤其是經(jīng)濟較發(fā)達的地區(qū),因秸稈收購價不高,往往達不到農(nóng)民的期望值,農(nóng)民不愿費勁勞神;農(nóng)村收集秸稈的力量不足,農(nóng)作物秸稈如麥秸,收購往往在夏收夏種,秋收秋種農(nóng)村大忙季節(jié),農(nóng)民既要收又要種,加上大量農(nóng)村青壯勞力不足,所以農(nóng)民較多地收秸稈在田間焚燒或推下河道;液化氣燃料價格偏高,農(nóng)民不愿進行生活燃料結構調整;部分布點不當,某些對生物質秸稈選擇不合理企業(yè)與農(nóng)民不愿進行生活燃料結構調整或可用于其它工業(yè)用途的生物質秸稈存在爭資源現(xiàn)象;農(nóng)村缺乏秸稈收購的組織機構或有一定經(jīng)驗和經(jīng)濟實力的農(nóng)民經(jīng)紀人,且無成熟模式或經(jīng)驗可循,看不到其中蘊藏的經(jīng)濟利益。
l 儲存難 由于農(nóng)作物秸稈收購具有很強的季節(jié)性要求,不能做到均衡連續(xù)收購。生物質發(fā)電企業(yè)一般至少需儲存半年的秸稈量,如一臺12MW的發(fā)電機組,儲存6萬噸秸稈燃料。因農(nóng)村秸稈比重輕,體積大,堆入存儲場地廣大,還需進行防雨、防潮、防火和防雷設施建設,故占用土地多,投資建設費用和維護費用大。
l 運輸難 秸稈比重輕、密度小,運輸量巨大,且對公路運輸容量會形成巨大壓力。為方便運輸、節(jié)約費用,需在田間地頭對秸稈打包,必須投入巨資購買較大量的打包機,且所打包塊需符合鍋爐燃料系統(tǒng)的技術要求。我國農(nóng)村運輸工具多為小型拖拉機和農(nóng)用運輸車,對國外燃料系統(tǒng)設計使用所要求的大型包塊難以運輸。同時,打包用的打包帶需入爐燃燒,應為生物質材料,可能經(jīng)受不住多次倒運的需要。
生物質發(fā)電成功與否的關鍵在于生物質秸稈燃料的組織和管理。解決辦法有二:一是初期需依靠地方政府行政引導、組織和政策支持。使廣大農(nóng)村和農(nóng)民理解生物發(fā)電對國家、社會和個人的巨大作用,理解生物質秸稈的出售不同于普通自由化競爭的商品,積極出售秸稈,增收去廢。政府應負責科學地組織建立起整個收購、儲存和運輸網(wǎng)絡,保證充足的生物質秸稈燃料(合理價格)供應。二是條件成熟時逐步市場化。生物質發(fā)電企業(yè)應創(chuàng)新管理、創(chuàng)新思維,加快自主生物質秸稈收、儲、運網(wǎng)絡和模式,用盡快的時間建立起市場化運營的模式,并力求最大幅度地降低燃料運營成本。
生物質秸稈組織的最大難處在于儲存,具體模式可考慮化整為零和分級收儲兩種模式?;麨榱?,即將生物質秸稈以個體農(nóng)戶或村鎮(zhèn)為單位,利用空余場地妥善儲存,按生物質發(fā)電企業(yè)生產(chǎn)的需要按計劃均衡送貨。分級收儲,即分別設置幾個一級中心倉庫和多個二、三級小型倉庫,按計劃逐級調撥使用。發(fā)電企業(yè)應在地方政府的大力支持和配合下,根據(jù)當?shù)鼐唧w情況,合理選用。
十、發(fā)展生物質發(fā)電幾點建議
政府支持 盡管生物質發(fā)電有許多優(yōu)勢,但在現(xiàn)今狀況下,發(fā)電成本似太高(比常規(guī)火電貴1.5~2倍)還有許多困難需要克服??v觀國內外的經(jīng)驗表明,需要政府扶持,特別是發(fā)展初期更是如此。生物質發(fā)電的優(yōu)點有益于環(huán)境,但環(huán)境效益往往得不到補償,市場調節(jié)作用對它往往是失靈的,因而只有政府的支持,才能加快生物質發(fā)電的發(fā)展,政府的支持包括實行促進生物質發(fā)電發(fā)展的市場強制政策如發(fā)展配額政策和經(jīng)濟激勵政策,如每度電補助0.25元等。這些既要中央政府的宏觀強力法規(guī)政策支持(如可再生能源法等),更要各級地方政策的具體實施細則的大力協(xié)助。
2、法律保證 早期各國發(fā)展生物質發(fā)電都首先是發(fā)展技術,一旦技術成熟,就轉向示范和千方百計降低成本。只有成本足夠低,才有市場,才能發(fā)展。近年,要大規(guī)模發(fā)展生物質發(fā)電的一些西方國家,都通過立法,強制電力公司建設供應或購買(上網(wǎng))再生能源電力,對未完成任務的予以懲罰。這樣,就不再需要沿襲過去的常規(guī)順序而直接跳躍到創(chuàng)立市場階段。有了生物質發(fā)電市場強制的立法,就可以吸引民間資本,提高生物質發(fā)電投資商的信心。我國在這方面已邁出了巨大的一步,《中國可再生能源法》及國家發(fā)改委的二個配套文件已經(jīng)出臺實施,但還有另外的10個配套法規(guī)在制定中。相關政策的出臺直接關系到再生能源利用行業(yè)的健康發(fā)展。
3、增加科技投入 要發(fā)展生物質發(fā)電,降低發(fā)電成本,最根本要依靠科技進步,不斷創(chuàng)新:提高技術水平,研究開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權的核心技術和設備。要提高轉換元件的轉換效率,降低生產(chǎn)成本,改進系統(tǒng)的經(jīng)濟性、可靠性和穩(wěn)定性。建議國家應增加科技投入和培養(yǎng)這方面技術人才,研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權的核心技術、關鍵技術,提高可再生能源技術裝備的國產(chǎn)化水平。
4、創(chuàng)新管理,合理布局 秸稈發(fā)電目前正起步階段,應先選點示范,取得經(jīng)驗后,逐步推廣。應面對廣大農(nóng)村,千家萬戶,涉及面龐大的社會系統(tǒng)工程,它會引起我國農(nóng)村經(jīng)濟和能源環(huán)境巨大變化,因此建議各級政府和發(fā)電企業(yè)應創(chuàng)新思維、創(chuàng)新管理,創(chuàng)新技術,確保秸稈收、儲、運模式安全、經(jīng)濟生產(chǎn),使生物質發(fā)電盡快地走向市場,參與竟價上網(wǎng)。各縣(縣級市)市結合秸稈生產(chǎn)情況科學規(guī)則合理布局,保證穩(wěn)定秸稈供應。切不可不顧客觀實際情況盲目布點,一轟而上,造成秸稈市場無序競爭,最終無秸稈可燒或無法組織收、儲、運等工作,造成巨大浪費。
5、示范試點,逐步推廣 政府綜合部門加強示范推廣工作,確定并扶持一批可再生能源開發(fā)利用的示范點或示范區(qū),取得經(jīng)驗后,逐步推廣。
結 語
全球共識能源可持續(xù)發(fā)展的兩個車輪是提高能源利用率和發(fā)展可再生能源。從戰(zhàn)略上來說,地球世界最終將轉入可再生能源的永續(xù)利用。生物質能源是可再生能源的重要組成部分。結合我國實際,由于能源結構問題、環(huán)境問題和發(fā)展社會主義新農(nóng)村的客觀需求,我國快速發(fā)展生物質發(fā)電的機遇和歷史責任已經(jīng)來臨,必須以科學發(fā)展觀統(tǒng)帥全局,以積極、穩(wěn)健、持續(xù)、快速發(fā)展的要求,為這個利國利民朝陽產(chǎn)業(yè)鳴鑼開道開好頭、起好步。
參考文獻
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責任編輯:電力交易小郭
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