可再生能源秸秆发电的发展电子论文发表

　　【摘要】介绍可再生能源、国内、省内概况、研发生物质发电几点思考与建议。

　　【关键词】秸秆,发电,可再生能源

　　江苏省地处东南沿海，长江三角洲，是我国经济较发达省份之一。但能源资源十分匮乏，3/4以上能源靠外供应。长期以来，能源供应问题制约着江苏社会经济发展的重要因素。而且江苏一次能源构成中煤炭占85%以上，对环境造成了严重的影响。所以迫切需要开拓清洁能源供应渠道，以改变恶劣环境对人与自然的侵害，走可持续能源发展之路。本文介绍我 国可再生能源概况后，拟结合江苏实际对开发利用可再生能源特别是生物质发电做些阐述，以补充常规能源供应不足和满足江苏能源可持续发展的需求。

　　一、什么是可再生能源

　　可再生能源是指从自然界获取的，可以再生的非化石能源。按联合国的定义，可再生能源分为传统的与新的可再生能源。传统的可再生能源主要包括大水电和用传统技术利用的风能、太阳能、水能、生物质能、地热能和海洋能等。新的可再生能源主要指用现代技术利用的小水电、太阳能、风能、生物质能、地热能、海洋能和固体废弃物等。

　　按统计2002年全世界消费的可再生能源为15.4亿吨标准煤，约相当于全球一次能源消费总量的15.8%，其中传统的可再生能源的占80% ，新的可再生能源工业的占20%。可再生能源发电量占总的发电量19%，仅次于燃煤发电。

　　二、什么是生物质能源

　　生物质能源是太阳能以光化学作用形成化学能储存于生物质中的能量形式，它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用。是取之不尽，用之不竭的能源资源，是太阳能的一种表现形式。

　　生物质发电技术是将生物质能源转化为电能的一种技术，主要采用农作物秸秆和林业废弃物作为发电燃料，因此又称之为秸秆发电。

　　生物质发电在国际上越来越受到重视，在国内也越来越受到政府的关注和民间的拥护，生物质发电是可持续发展的能源，未来的能源;也是利国利民的“朝阳”产业。我国能源形势表明;中国进行能源资源结构调整特别是保护农村环境，建设社会主义新农村，要求生物质发电做出更多的贡献，“十一五”我国的生物质发电的发展将进入初步发展时期。

　　三、生物质发电是我国经济发展的客观需求

　　自改革开放以来，我国经济高速发展，连续二十多年来国民经济GDP增长率一直名到世界前茅，仅次于美国。能源生产与消费位居世界第二大国。但也是世界温室气体排放第二大国。随着世界不可再生能源紧张以及全球性环境保护问题日益突出，必须大力发展可再生能源和提高能源利用率，才能保证我国经济持续、健康、快速、协调发展，达到全面小康水平。

　　可再生能源，由于受技术和自然条件的限制，目前对可再生能源的大规模开发利用主要为风能、小水电和生物质能。生物质能发电在可再生能源发电中能质较好，可靠性高，比小水电、风电和太阳能发电等间歇性发电要好得多，具有很高的经济价值，因而她是我国经济社会发展的客观需求。当前大力发展生物质发电具有重大的现实意义和经济意义。

　　1、 国家能源战略和调整能源结构的需要

　　近年来，国际能源紧张形势再度出现，中东石油你争我夺，导致石油价格从29美元/桶，飚升到70多美元/桶，我国石油产品进口量已占需求量的40%多，自2002年下半年起，我国再次出现缺电，2003年下半年开始出现了全面的煤、电、油、运紧张状况，煤价(5000大卡/公斤)由200多元/吨，飚升到500元/吨。虽经近几年加大电力建设。到2006年;电力供需矛盾才渐趋缓和。不可再生化石能源的紧张，严重影响运行成本增加，严重影响我国经济可持续发展，乃至危及国家安全。

　　我国的能源资源结构以煤为主占70%左右，燃煤污染环境，急需增加清洁能源比重，才能建成资源节约型，环境友好型的和谐社会。

　　化石能源不可再生，迟早要枯竭，生物质能源丰富，可循环使用，又无污染，必将取代化石能源成为能源供应的主要成员。增加清洁可再生能源比重替代原煤，石油化石能源，是我国“十一五”和2020年的重要任务，而利用风能，生物质能等可再生能源是我国能源结构调整最现实的主要方向之一。

　　2、 是建设社会主义新农村，服务“三农”的需要。

　　发展生物质发电，可增加农民收入。生物质发电使生物秸秆变废为宝，一个装机容量为25MW的机组年耗生物质秸秆约30万吨以上，若按150元/吨秸秆计算，则当地农民年收入约4500万元，同时生物质秸秆的收、储、运工作可给农村造就成千上万个新的就业岗位。

　　中国80%人口生活在农村，秸秆和薪柴等生物质能是农村的主要生活燃料。尽管煤炭、液化气等商品能源在农村的使用能当量约3.65亿吨标煤，其中秸秆和薪柴为2.07亿吨标煤，占56.7%。因此，发展农村地区提供生活和生产用电能，是帮助这些地区脱贫致富，实现小康目标的一项重要任务。

　　3、 是环境保护的需要

　　生物质发电可减少大气污染。生物质发电是国际上发达国家普遍推行的CDM(清洁发展机制)项目，装机容量为12MW机组的生物质发电机组年减排3.85万吨CO2当量，可大幅度降低全球温室气体排放。比燃煤火电清洁得多，基本极少污染物排放。

　　生物质发电可消除农村大气污染和河水污染。随着农村燃料结构和肥料结构的改变，现在全国农村绝大多数的农作物秸秆，如麦秆、稻秆、棉花杆、玉米秆等基本都就地焚烧和推入河中，不仅污染了大气，到处浓烟滚滚防碍飞机、汽车等造成交通事故和火灾事故，又使河水变黑发臭，水生作物死亡等灾害。

　　四、我国生物质能源发展规划

　　利用生物质生产电力、气体、液化燃料以及成型固体燃料是生物质能源利用的发展方向。初步规划，到2020年时，生物质发电装机容量达2000万千瓦，年替代2800万吨标准煤。沼气是生物质能利用的重要途经，如果到2020年时农村居民中有1/4利用沼气作为生活能源，户用沼气池将达到约5000万户，每年利用量125亿立方米，可节约能源900万吨标准煤。城市生活垃圾处理也可回收大量能源资源。到2020年，我国城市垃圾年产量将达2.1亿吨，如考虑30%焚烧发电，60%卫生填埋并回收沼气发电，可以达到发电装机容量250万千瓦，年替代500万吨标准煤。

　　五、江苏生物质能发电估量

　　江苏省可供开发利用的生物资源，除用于氨化青贮作饲料，生物食用菌、气化作燃料、部分还田作肥料外，估计每年约2000万吨可用来发电。目前江苏省生物质能发电项目有：丰县鑫源生物质环保热电厂，兴化4MW生物质气化燃气蒸汽联合循环发电项目、如东和宿迁24MW秸秆焚烧发电项目，无锡1.6MW垃圾填埋气发电项目，太仓1.5MW沼气发电和供热项目，南京7. 5MW垃圾填埋气发电等项目。

　　江苏拟选用秸秆焚烧发电和生物质气化发电为推进生物质能发电的主要形式。估计在年生产农作物秸秆50万吨以上的县市级建设1~2个12MW级秸秆生物质能发电项目，全省有11个这样的县和县级市，可装容量11~22个12MW总容量232~464(MW);在年产秸秆40万吨以上的县市级市;建设1个12MW级秸秆电厂，全省有12个这样的县和县级市，总容量144(MW);全省有25个县和县级市年产秸秆20万吨以上建1个6MW级电站，共25个6MW级电站，总容量150(MW)。全省总计可建12MW发电项目23~34个，可考虑分期建设，逐步推进，争取2010年前建设10~15个装机容量120~180MW，6MW10个项目60MW，2020年建成23~34个12MW，25个6MW装机总容量达到426MW~558MW。

　　除秸秆和生物质能源发电外，江苏继续推进秸秆气化工程建设，2010年争取建成并投入运行100处，2020年建成并投入运行200处。陆续推进农户沼气池和沼气综合利用工程建设，重点在酒厂、酒精厂、大型家禽养殖场建设沼气发电与供热工程，推进沼气发电与供热规模化发展，争取2020年装机总容量达到200MW。

　　六、生物质发电的技术日臻成熟

　　国外生物质发电技术开发，始于上世纪70年代末期，现日臻成熟。目前，直接燃烧秸秆的先进设备已投放市场。生物质供热，发电或热电联产已成现实。丹麦BWE公司研发的秸秆焚烧发电机组已在丹麦、西班牙、瑞典、法国等国投产运行多年。目前美国有350座生物质发电站，总装机容量达7000MW，提供了大约6.6万个工作岗位。预计到2010年美国生物质能发电收达到13000MW装机容量。北京龙基电力有限公司是BWE公司在中国电力领域的项目发展公司和窗口公司，主要负责将BWE公司秸秆发电技术的引进、消化和吸收，目前已将BWE公司秸秆发电技术成功引进到山东国能单县生物发电有限公司，将于2006年底建成投产。

　　七、国家鼓励生物质能发电的各项政策相继到位

　　我国鼓励生物质能发电的各项法规政策已陆续出台。2005年2月28日十届全国人大常委全第十四次会议通过《中华人民共和国可再生能源法》，并于2006年1月1日正式实施，比原先立法规划，整整提前一年。同时，国家发展和改革委员会等相关部门以最快的速度相继出台了相关配套法规，如《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》和《中华人民共和国可再生能源发电有关管理规定》已于2006年1月1日公布执行。据国家发改委介绍，与《可再生能源法》相配套的法规将达到12个之多，这些举措充分表明了中国政府鼓励大力发展可再生能源发电的决心和力度。

　　同时，为了有效调整我国电力能源结构，促进可再生能源发电，国家将采用国际通行的做法，即可再生能源配额制(Renewable Pertfulie Standard)：规定各发电企业每新增1000万千瓦火电机组容量，就必须按照5%的配额发展50万千瓦可再生能源发电项目，其中只有生物质发电和风力发电担任此项配额任务。

　　八、焚烧发电是生物质发电发展的主流

　　1、生物质发电主要技术及其特点

　　l 生物质焚烧发电 国际上技术比较成熟的为丹麦BWE公司。我国利用此项技术大力发展的公司为国能生物发电有限公司，其他如中国节能投资公司，江苏国信集团公司等也正寻求此类技术大力发展生物发电。此技术机组容量较大，当前在建或拟建机组，国外已达到单机容量100MW机组水平。其热效率较高，受环境影响较小(可使用生物质燃料较宽，加工要求较低)。便于单独作为公用电源点建设，便于规模化推广。

　　l 生物质气化发电 其技术代表为广州能源研究所研发的机组，已先后在江苏兴化、黑龙江等地，通过多种投资方式建立许多台发电机组。此项技术容量较小(一般仅零点几到几MW，目前最大的仅为4MW，是往复式内燃机组，且属刚建试投产阶段)。对燃料要求较为苛刻(一般要求使用稻壳、木屑等颗粒生物质燃料，)，且气体净化要求高(除焦油等杂物)。故多建在木材加工厂、米厂等周围，宜作为此类工厂的自备电厂，不便于大规模、大面积推广。同时，秸秆气化热值低，在稳定运行，焦油消除，气体净化等技术上仍需进一步提高。

　　l 沼气发电(厌氧消化技术) 自上世纪七八十年代起，沼气在农村曾多次推广，主要用于大型养殖场及一家家农户生活燃料，原料主要为禽畜类粪便。此技术发电容量较小，虽有在农户家庭大力推广，使农户用电自给，解决粪便垃圾等作用，但不宜作为公用电源的建设。同时，厌氧消化产气率低，不稳定，系统运行和管理的自动化水平低，产业化发展缓慢，不便于大规模市场化推进。

　　2、焚烧发电是生物质发电的主流

　　从上述技术及持点比较可以看出，虽然目前利用生物质发电的技术有多种，但能够大面积规模化有效处理农村废弃生物质秸秆，从而消除农村环境污染，能够作为我国电力能源有力补充，改变我国电力能源结构，能给最广大农民增收，能大规模实用化推广的发电技术只能是秸秆焚烧发电。

　　在这方面，国能生物发电有限公司，中国节能投资公司和江苏国信集团等，已率先进军生物质焚烧发电行业。

　　九、生物质发电存在的问题与解决的思考尽管我国生物质发电具有巨大的资源潜力，部分技术实现了商业化，产品、产业也有一定的发展，但生物质焚烧发电产业发展还面临着许多问题和障碍，有待解决，主要有：

　　1、 缺乏成熟的核心技术和设备

　　到目前为止，用于生物质焚烧发电的锅炉及燃料输送系统的技术和设备绝大部份来自国外，国内尚无成熟产品制造厂家。这必将成为制约我国生物质发电事业高效、低投入、快速发展的瓶颈。(近来无锡华光、四川、南通万达、济锅等锅炉制造厂正试制研发这些设备，有的正调试中。)

　　同时，由于国外生产运输方式，工作习惯和文化的差异，很可能在技术和设备引进以后造成消化不良，使机组无法安全、稳定、满发。

　　另外，由于缺乏核心技术，投产后生物质发电企业很有可能将长期受制于国外企业(缺乏备品备件)。

　　解决办法：一是在引进国外技术设备的同时，积极进行消化吸收，并进行技术改进，以适应国情。

　　如燃料运输系统：由于国外农业耕作方式是大面积耕种，大型联合收割机收割，而我国为单个农户小面积耕种，小型机械或人力收割;运输工具国外大型平板车较多，而我国农村运输工具以小型拖拉机和农村运输车为主。从而引起生物质秸秆打包方式，打包尺寸和要求不同。如国外某公司要求包装尺寸为2.25m×1.2m×1.3m，而我国目前既无此大的打包机，农村也无大量的平板车运输，再加上自动化要求不同，可能导致燃料运输系统不能适应我国国情，造成生物质燃料上料困难。所以对这一部分必须进行改进。

　　二是加大对生物质发电技术和设备的研发和投入，实现设备制造本地化、国产化，以摆脱对国外技术和设备的依赖。建议将生物质发电的发展列入产业发展和科研攻关计划，增加投入，并纳入财政预算。相关行业的企业如锅炉厂等应看到生物质发电是一新兴行业所蕴藏的巨大商机，集中人、财、物，开发自主创新核心技术、生产核心设备。

　　2、 发电运营成本偏高

　　据国外生物质发电厂运行实绩统计和我国权威部门测算，生物质发电成本远高于常规燃煤发电成本，约为煤电的1.5倍。成本高的原因有三：其一为初投资高，生物发电单位投资约10000元/KW，而常规火电机组，一般都在6000~7000元/KW。其二为机组热效率低于常规火电机组，现在新建常规火电机组容量一般都在600MW及以上，而国内可建的生物质发电机组容量一般为12MW~25MW左右;其三燃料成本较高，由于生物质秸秆燃料低位热值一般在8000Kj/kg，大大低于煤炭，且因比重轻，密度小，体积大，巨大的运输成本导致燃料成本偏高。

　　解决这一问题有两：一是因采用环保再生能源发电技术应靠国家政策的保护、扶持和激励。如较高的保护电价、减免税、财政补贴(如每发一度电补贴0.25元)、贴息贷款、运输环节收费减免等，将来经过一段时间的发展，通过科技进步，企业挖潜降耗等手段，最后达到能与常规火电相竞争。二是在有条件的地方将其与热电联产有机组合起来。只要条件许可，尽量将厂址选择在热负荷中心地带，实行热电联产，提高全厂能源利用率，降低成本。

　　3、 秸秆燃料、储、运组织困难

　　生物质秸秆的收购组织面广量大，涉及到千家万户，没有现成模式可借鉴或套用。其组织的难度主要有：

　　l 收购难 农民出售秸秆的意识不强，存在着惜售与无所谓思想，尤其是经济较发达的地区，因秸秆收购价不高，往往达不到农民的期望值，农民不愿费劲劳神;农村收集秸秆的力量不足，农作物秸秆如麦秸，收购往往在夏收夏种，秋收秋种农村大忙季节，农民既要收又要种，加上大量农村青壮劳力不足，所以农民较多地收秸秆在田间焚烧或推下河道;液化气燃料价格偏高，农民不愿进行生活燃料结构调整;部分布点不当，某些对生物质秸秆选择不合理企业与农民不愿进行生活燃料结构调整或可用于其它工业用途的生物质秸秆存在争资源现象;农村缺乏秸秆收购的组织机构或有一定经验和经济实力的农民经纪人，且无成熟模式或经验可循，看不到其中蕴藏的经济利益。

　　l 储存难 由于农作物秸秆收购具有很强的季节性要求，不能做到均衡连续收购。生物质发电企业一般至少需储存半年的秸秆量，如一台12MW的发电机组，储存6万吨秸秆燃料。因农村秸秆比重轻，体积大，堆入存储场地广大，还需进行防雨、防潮、防火和防雷设施建设，故占用土地多，投资建设费用和维护费用大。

　　l 运输难 秸秆比重轻、密度小，运输量巨大，且对公路运输容量会形成巨大压力。为方便运输、节约费用，需在田间地头对秸秆打包，必须投入巨资购买较大量的打包机，且所打包块需符合锅炉燃料系统的技术要求。我国农村运输工具多为小型拖拉机和农用运输车，对国外燃料系统设计使用所要求的大型包块难以运输。同时，打包用的打包带需入炉燃烧，应为生物质材料，可能经受不住多次倒运的需要。

　　生物质发电成功与否的关键在于生物质秸秆燃料的组织和管理。解决办法有二：一是初期需依靠地方政府行政引导、组织和政策支持。使广大农村和农民理解生物发电对国家、社会和个人的巨大作用，理解生物质秸秆的出售不同于普通自由化竞争的商品，积极出售秸秆，增收去废。政府应负责科学地组织建立起整个收购、储存和运输网络，保证充足的生物质秸秆燃料(合理价格)供应。二是条件成熟时逐步市场化。生物质发电企业应创新管理、创新思维，加快自主生物质秸秆收、储、运网络和模式，用尽快的时间建立起市场化运营的模式，并力求最大幅度地降低燃料运营成本。

　　生物质秸秆组织的最大难处在于储存，具体模式可考虑化整为零和分级收储两种模式。化整为零，即将生物质秸秆以个体农户或村镇为单位，利用空余场地妥善储存，按生物质发电企业生产的需要按计划均衡送货。分级收储，即分别设置几个一级中心仓库和多个二、三级小型仓库，按计划逐级调拨使用。发电企业应在地方政府的大力支持和配合下，根据当地具体情况，合理选用。

　　十、发展生物质发电几点建议

　　1、政府支持 尽管生物质发电有许多优势，但在现今状况下，发电成本似太高(比常规火电贵1.5~2倍)还有许多困难需要克服。纵观国内外的经验表明，需要政府扶持，特别是发展初期更是如此。生物质发电的优点有益于环境，但环境效益往往得不到补偿，市场调节作用对它往往是失灵的，因而只有政府的支持，才能加快生物质发电的发展，政府的支持包括实行促进生物质发电发展的市场强制政策如发展配额政策和经济激励政策，如每度电补助0.25元等。这些既要中央政府的宏观强力法规政策支持(如可再生能源法等)，更要各级地方政策的具体实施细则的大力协助。

　　2、法律保证 早期各国发展生物质发电都首先是发展技术，一旦技术成熟，就转向示范和千方百计降低成本。只有成本足够低，才有市场，才能发展。近年，要大规模发展生物质发电的一些西方国家，都通过立法，强制电力公司建设供应或购买(上网)再生能源电力，对未完成任务的予以惩罚。这样，就不再需要沿袭过去的常规顺序而直接跳跃到创立市场阶段。有了生物质发电市场强制的立法，就可以吸引民间资本，提高生物质发电投资商的信心。我国在这方面已迈出了巨大的一步，《中国可再生能源法》及国家发改委的二个配套文件已经出台实施，但还有另外的10个配套法规在制定中。相关政策的出台直接关系到再生能源利用行业的健康发展。

　　3、增加科技投入 要发展生物质发电，降低发电成本，最根本要依靠科技进步，不断创新：提高技术水平，研究开发具有自主知识产权的核心技术和设备。要提高转换元件的转换效率，降低生产成本，改进系统的经济性、可靠性和稳定性。建议国家应增加科技投入和培养这方面技术人才，研发具有自主知识产权的核心技术、关键技术，提高可再生能源技术装备的国产化水平。

　　4、创新管理，合理布局 秸秆发电目前正起步阶段，应先选点示范，取得经验后，逐步推广。应面对广大农村，千家万户，涉及面庞大的社会系统工程，它会引起我国农村经济和能源环境巨大变化，因此建议各级政府和发电企业应创新思维、创新管理，创新技术，确保秸秆收、储、运模式安全、经济生产，使生物质发电尽快地走向市场，参与竟价上网。各县(县级市)市结合秸秆生产情况科学规则合理布局，保证稳定秸秆供应。切不可不顾客观实际情况盲目布点，一轰而上，造成秸秆市场无序竞争，最终无秸秆可烧或无法组织收、储、运等工作，造成巨大浪费。

　　5、示范试点，逐步推广 政府综合部门加强示范推广工作，确定并扶持一批可再生能源开发利用的示范点或示范区，取得经验后，逐步推广。

　　结 语

　　全球共识能源可持续发展的两个车轮是提高能源利用率和发展可再生能源。从战略上来说，地球世界最终将转入可再生能源的永续利用。生物质能源是可再生能源的重要组成部分。结合我国实际，由于能源结构问题、环境问题和发展社会主义新农村的客观需求，我国快速发展生物质发电的机遇和历史责任已经来临，必须以科学发展观统帅全局，以积极、稳健、持续、快速发展的要求，为这个利国利民朝阳产业鸣锣开道开好头、起好步。

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