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渭南市生物质发电潜力分析
www.wndj.org.cn 2007-1-25 20:54:20  阅读次数:

   贺惠民,湖南双峰人,1965年6月出生,毕业于中国原子能科学研究院辐射防护与保健物理专业,高级工程师职称,工学博士,原华北电网有限公司生产技术部科技管理处处长,中央第七批博士服务团成员,现任渭南市市长助理。

   生物质发电主要是利用农业、林业和工业废弃物为原料,如秸杆、麦草等,采取直接燃烧或气化的发电方式。目前该技术已经成熟,在我国已有示范工程。生物质能的应用技术开发,可以减少化石能源使用量,保护环境。根据国际上通行的能源预测,石油在未来40年左右步入枯竭,天然气将在60年左右被用光,煤炭也只能用220年左右。国际能源机构的有关研究表明,秸秆是很好的清洁可再生能源,平均含硫量只有千分之三点八,而煤的平均含硫量约达1%。据专家估算,我国目前每年废弃的农作物秸秆约有1亿吨,折合标准煤5000万吨,预计到2020年全国每年秸秆废弃量将达2亿吨以上。因此,加快开发利用生物质能源显得迫在眉睫。而渭南市是农业大市,每年估计也有几十万吨到100万吨的秸秆被废弃,所以渭南市发展生物质能也是很有必要。
     一、加快生物质发电的必要性和可行性
    生物质直接燃烧发电(简称生物质发电)是目前世界上仅次于风力发电的可再生能源发电技术。据初步估算,在我国,仅农作物秸秆技术可开发量就有6亿吨,其中除部分用于农村炊事取暖等生活用能、满足养殖业、秸秆还田和造纸需要之外,我国每年废弃的农作物秸秆约有1亿吨,折合标准煤5000万吨。照此计算,预计到2020年,全国每年秸秆废弃量将达2亿吨以上,折合标准煤1亿吨相当于煤炭大省河南一年的产煤量。因此,如果大量使用秸秆直接燃烧发电,每年将使中国农民在基本没有新投入的情况下增收一部分收入;而且这将是中国最大的环保项目,有效解决秸秆焚烧造成的大气污染。
    据有关资料估计,我国生物质资源生产潜力可达650亿吨/年,折合33亿吨标准煤,相当于每年化石资源消耗总量的3倍以上。中国工程院专家预测说,2015年,全球总能耗将有4成来自生物。大力加强生物质产业的开发与培育,对于缓解能源短缺、改善环境、扩大乡镇产业规模、促进循环经济的发展具有重要意义。
    我国是世界上人口最多的国家,国民经济发展面临资源和环境的双重压力。从人均化石能源资源量看,煤炭资源只有世界平均水平的60%,石油只有世界平均水平的10%,天然气只有5%。从能源生产和消费来看,目前我国已经成为世界上第二大能源生产国和第二大能源消费国,大量生产和使用化石能源所造成的环境污染已经十分严重。专家认为,随着经济的发展和人民生活水平的提高,我国的能源需求将快速增长,能源、环境和经济三者之间的矛盾也将更加突出。因此,加大能源结构调整力度,加快可再生能源发展势在必行。
    以前,阻碍我国生物质发电进展主要有三个瓶颈:一是过去国内没有现成的技术设备;二是以前煤价低,进煤方便;三是农作物秸秆属“集中收获,全年消费和利用”,存在存储和供应不均衡的难题。但是,如今这些顾虑都能得到妥善解决。首先,我国已经具备独立建设生物质发电项目的能力,正在河北省晋州市开工建设的生物质发电项目,是我国第一个全部采用国产设备,纯燃烧秸秆发电的示范项目。其次,我国已经成为世界上第二大能源生产国和第二大能源消费国,煤炭作为一次性能源,用一吨少一吨,而国内主要以煤为燃料的电力供应紧缺也还会持续一段时间,煤电紧张局面将可能长期存在。我国小麦、玉米、棉花等农作物种植面积很大,产量很高,而且农作物是可再生资源,相对于现在电厂频频断“煤”、不堪煤价攀升的尴尬局面,推广秸秆发电具有取之不尽的资源优势和低廉的成本优势。第三,存储和均衡供应问题,通过建立和完善秸秆综合利用和流通管理机制可加以解决。可制定合理的秸秆收购利用政策,研究建立秸秆收集、储存、运输管理政策和机制,保证秸秆数量和质量,促进秸秆本身也形成一个稳定发展的产业。
    我国是一个农业大国,推广应用生物质发电技术不仅可以开辟生物质资源利用的新途径,还能有效增加农民收入。目前,秸秆在农田里大量堆放和集中燃烧,减少了耕地的有效面积,污染了大气环境,影响了飞机起降和公路交通,同时也造成了能源的严重浪费。
    发展生物质产业可以改善农村生态状况,改善农村生活环境和农民生活条件,增加农民收入,提高贫困地区农民的生活水平。如果农民在出售粮棉等主产品后,把秸秆卖给生物质发电厂,不仅可以增加农村地区的能源供应,还可以有效增加农民收入,提高种粮积极性。假使全国农户平均拿出一半秸秆用来出售,每吨秸秆卖100元,仅卖秸秆一项,全国农户就可以增收100多亿元。
    大力发展生物质产业,构建符合国情的多元化生物质产业链及其综合发展模式,可以推动我国农村产业由传统的初级农产品生产向生物质制品加工产业领域的全面扩展;促进以传统农业为龙头,以食品加工、工业发酵、生物化工、生物质原材料、生物质能源等生物质产业为主体的新型乡村产业体系的发展;对于扩大农村产业规模、振兴乡镇经济和解决“三农”问题具有重要意义。
    二、目前我国生物质发电的现状及有关政策
    河北省首个生物质发电示范项目今年已在在晋州市开工建设,拉开了河北省兴建生物质发电厂的序幕,该省曲周县等地生物质发电项目也在筹备中。据介绍,晋州生物质发电项目是国家发改委核准的全国首批秸秆发电示范项目之一。这一项目占地约100亩,工程总投资约2.6亿元,电厂建成后以玉米、小麦秸秆和果木枝条为燃料,年燃烧秸秆约17-20万吨,发电量约1.3亿千瓦时,并能满足100万平方米建筑的采暖要求。
    河北省作为小麦、玉米种植大省,年产各类生物秸秆总量达9000万吨以上。当前,农作物秸秆综合利用主要是实施机械化直接还田,利用效果的提高空间还比较大。据报道,河北将利用丰富的秸秆等生物质资源,建设20到30个生物质发电项目。
    据了解,近两年来我国生物质发电项目开始崛起。山东省菏泽市单县秸秆热电厂项目已投产运行,年发电量达2.5万千瓦,年可节省标准煤近40万吨。2005年12月,中国节能投资公司投资建设的两个秸秆直燃发电示范项目,在江苏宿迁、句容两市先后开工建设。两个示范项目投资额均为3亿元,项目规模为2.4万千瓦,年秸秆消耗量约20万吨,项目建成后年用于购买当地农民秸秆的资金近6000万元,亩均可增收40元到50元,农民人均受益近140元。此外,广东、河南、浙江、甘肃等多个省市的生物质发电项目也都有不同程度的发展。
    生物质发电属于可再生能源,国家发改委发布的《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》规定,我国可再生能源发电价格实行政府定价和政府指导价两种形式。其中生物质发电项目上网电价实行政府定价的,电价标准由各省(自治区、直辖市)2005年脱硫燃煤机组标杆上网电价加每千瓦时0.25元补贴电价组成。
    生物质发电项目补贴电价,在项目运行满15年后取消。自2010年起,每年新批准和核准建设的发电项目补贴电价比上年批准项目递减2%。发电消耗热量中常规能源超过20%的混燃发电项目,不享受补贴电价。通过招标确定投资人的生物质发电项目,上网电价按中标确定的价格执行,但不得高于所在地区的标杆电价。
    《试行办法》还明确了可再生能源的费用分摊机制,规定可再生能源发电项目上网电价高于当地燃煤机组标杆上网电价的部分等费用,通过向全国电力用户统一征收电价附加的方式解决。各省级电网企业按其销售电量占全国的比例,分摊全国可再生能源电价附加额,其实际支付的可再生能源电价附加与其应承担的电价附加的差额,在全国范围内实行统一调配。
    三、国外生物质能源产业发展情况
    自20世纪70年代世界石油危机以来,发达国家已经将开发利用可再生能源作为调整能源结构,实现能源替代和可持续发展的重要措施。由于较早意识到开发利用新能源的重要性,丹麦、德国、日本等国家通过联合企业、政府补贴新能源开发企业、发布新能源利用计划等积极政策,多渠道、重扶持发展新能源产业,其中,丹麦的秸秆热电技术较具代表性。
    丹麦只有500多万人口、4.3万平方公里面积,工业、农业高度发达。1973年的石油危机,促使丹麦开始研究生物质能秸秆发电技术,在政府的关注和支持下,丹麦由BWE公司率先研发秸秆生物燃烧发电技术,在这家欧洲著名能源研发企业的努力下,丹麦1988就诞生了世界上第一座秸秆生物燃烧发电厂。如今已有130多家秸秆发电厂遍及丹麦,秸秆发电等可再生能源占到全国能源消费量的24%以上,曾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%。现在秸秆发电技术从丹麦走向了世界,并被联合国列为重点推广项目。据资料显示,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。
    四、我市发展生物质发电的可行性
    利用秸杆发电,是大力发展循环经济、利用可再生资源来转变经济增长方式,从根本上缓解资源短缺和环境压力的重要战略举措。渭南市总面积1.3 万平方公里,是农业大市,其中小麦播种面积约500万亩,可年产秸杆150万吨以上;玉米播种面积约256万亩,可年产秸杆140万吨以上;棉花播种面积约100万亩,可年产秸杆25万吨以上。目前,除有一部分被利用以外,其余都在农田焚烧,既浪费了资源,又给环境、特别是大气造成污染。根据种植密度推算,在秸杆发电厂周围30 公里范围内,即可提供50万吨以上秸杆的数量,完全能够保证规模2×1.2万千瓦电厂投产后的原料供应。
    同时,相对于传统的煤炭、石油等能源,生物质能是清洁的“绿色能源”和可再生能源,加大生物质能的开发利用,对于改善我市生态环境、有效缓解环境压力将起到重要作用。开发利用生物质能还有利于我市推进新农村建设步伐。通过生物质能的开发,可将我市农业副产品、剩余物、废弃物等变废为宝,不仅有效提高了农业资源的利用率,而且延伸了农业生产的产业链,既可以促进农业的发展,也可以拓宽农村富余劳动力的转移就业空间和农民增收渠道。
    对于秸秆的收购,由于田地的分散,收集后的秸秆的集结和运输成本都会很高,所以指望农民自己送秸秆几乎是不可能。因此,发电厂应当与当地政府合作成立专门的秸秆收购公司,由发电厂直接向农民收购秸秆。以一个有5亩农田的渭南市农民为例,只要其将田中的秸杆挑到田埂或者路旁的堆放点,如果按每亩20元的补助标准,就可获得100元(这相当于一个农业劳动力3天的工作量,在农忙中这样较低的收购价,能吸引农民多大兴趣,有待时间检验),然后, 秸秆收购公司的收购人来打捆、装运这些秸秆。笔者了解到,目前我国已经成立的秸秆公司直接向农民收购秸秆的收购价约是100元/吨,而农民把秸秆卖到发电厂的价格则是200元/吨。
    按照目前我国秸秆发电的技术水平来考虑,我市如果安装装机为2×1.2万千瓦单级抽凝式汽轮发电机组,配2台65吨/小时生物质专用振动炉排高温高压锅炉,投资约为3亿元。该电厂年消耗农林废弃物等秸秆15万吨~20万吨,发电量约1.6亿千瓦时,每年可为我市农民带来的直接收入达4000万元,可为当地农村劳动力直接提供100多个就业机会,投资回收期为5到7年。
    因此, 在节能降耗,保护环境,大力发展循环经济的大背景下,生物质能开发利用应当成为当前我市广泛关注的重大课题。如何稳妥推进我市生物质能的发展步伐?以下提出四条建议:
    首先,摸清资源状况。虽然我市生物质能资源丰富,但资源量到底有多少,分布情况如何,哪些区域适宜于种植非粮食能源作物,潜力有多大……这些问题目前还都没有答案。为此,应当对全市生物质能资源展开全面调查、勘探和评价,摸清家底,为制订生物质能开发利用规划提供好依据、奠定好基础。
    其次,做好开发规划。生产非粮食能源作物势必占用一定的土地,须坚持不与粮争地的原则,在切实保护好耕地和基本农田的基础上,充分利用荒山、荒坡、废弃地发展能源作物。尽管我市各地的气候、地形地貌、土壤、水资源和光热等农业生产环境因素差异不大,但在划定生物质能发展区域时,也要注意做到因地制宜,统筹规划。
    第三、提供政策支持。生物质能开发利用是缓解能源紧缺、保护生态环境与综合利用农业资源、提高农业综合效益的重要结合点,应从能源发展战略和推进社会主义新农村建设的高度,制定支持生物质能开发利用的政策措施,为加快其推广使用提供强大的推力。
    第四、搞好试点示范。选择有发展潜力的生物质能技术进行试点和示范。通过试点示范工作,促进生物质能的技术进步,完善管理体制和技术服务体系,加快推进生物质能产业化的进程。
    第五、在一定范围内建立完善的产业链基地是关键。以传统的农业大市为依托,通过建立单独或与周边地区共建的方式,建立2—3家龙头企业。同时,还要建设物流运输网络、秸秆等产品采购集散交易市场等配套设施。更要将触角延伸至秸秆等原材料的源头,借助农林站等对口部门的推广和介绍,通过签订秸秆供货协议,从而培养一大批长期稳定的农民供应商队伍。                                             

 

  编辑:hfg
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