(中国能源建设集团投资有限公司 北京市朝阳区 100022)
摘要:本文重点分析和探讨了秸秆发电项目燃料资源评估应该考虑的因素。同时对于秸秆发电项目未来的发展给出了一定的建议,希望给后续研究提供一定程度的参考。
关键词:秸秆发电;燃料;可靠性
一、影响秸秆资源评估的主要因素
1.1秸秆资源总量
由于各种作物秸杆的折标煤系数(低位发热量与标准煤发热量的比值)不同,需根据各自的生成量分别折算成标煤。中国幅员辽阔,各地气候、土壤等差异较大,品种质量、农业耕作水平、机械化程度等参差不齐。因此农作物的谷草比和折标煤系数仍需在当地进行抽样调查后确定。我国秸秆资源量在2014年就已经达到了9亿t,这其中除了还田、用作饲料以及工业原料之外,还剩下大约40%可以用来转化为能源。我国从2004年至今先后对将近300个秸秆发电示范项目进行了批复,生物质发电累计并网容量在2012年就已经达到了约6000MW,这其中有56%是直燃发电技术类型项目提供的,占全国累计并网容量的55%。2015年,生物质发电装机更是达到1.3万MW,其中农林生物质发电占到了8000MW。
1.2秸杆的可获得量
秸杆的可获得量是指可转化为有用能源的秸杆资源量,与技术条件密切相关,反映了技术条件对秸杆资源利用的制约,分为最大可获得量和技术基准可获得量两种指标。由于目前的秸杆发电项目大都是直接燃烧,对秸杆无任何要求,可利用所有作物的秸杆,因此其最大可获得量和技术基准可获得量是相同的。考虑到中国目前大多数地区的情况,对秸秆发电项目来说,需地方政府对收集工作给予大力协调和支持,最好由专门的秸杆收购、储运公司设置收购点来进行打捆收集。
1.3秸杆的可利用量
秸杆的可利用量是指实际可用来进行直接燃烧发电的秸秆资源量,可通过式(3)计算得出:秸杆可利用量=可获得量×可利用系数。(3)可利用系数主要是指收集区域内秸秆资源能用于直接燃烧发电部分所占的份额。目前秸秆的主要消费流向有:还田作肥料、牲畜饲料、工业原料(如造纸等)、生活燃料、收集损失及丢弃。据有关部门统计资料,2008年中国秸杆消费流向如下:还田及收集损失占14%,工业原料占2.7%,牲畜饲料占26%。剩余57.3%的秸杆都可用作发电的燃料。由于农作物种类的不同、地区的差别,秸秆消费流向会有很大差异,如:小麦秸秆通常可用于沤肥还田、燃料、饲料、造纸等,玉米秸秆通常用于燃料、饲料、粉碎后沤肥等,棉花秸秆则主要用于燃料等。另外,还需考虑一些当地的人文环境因素,制定合理的收购价格,既鼓励农民卖秸杆的积极性,又能保证控制电厂运行的成本。
1.4有效供应时间
评价可再生能源资源供应在时间维度上的持续性是标志资源质量的一项重要指标。由于秸秆发电项目对秸秆的需求量很大,必须保证秸秆能够连续不断地、稳定地供应。但秸杆的生成具有季节性,为具有足够缓冲储存容量,应考虑由当地政府协调,在各乡镇设立收储站,其管理运作由专门的秸杆收购、储运公司来进行。另外,还需对当地的气候条件、交通运输条件等因素进行研究,以确保秸杆供应的持续性。
二、实际案例分析——以华北某地区农村为例
2.1工程简介
华北地区某县,拟建1×25MW供热机组,配套2×80t/h高温高压直接燃烧秸杆锅炉,年消耗秸秆量折算为标煤大约需要84790t。
2.2秸秆生成量
根据近几年县农业局统计的数据平均值,主要农作物的年总产量如下:小麦18.07×104t;玉米12.14×104t;大豆3.13×104t;棉花8.24×104t。
2.3秸秆可获得量
针对该秸秆发电项目,县政府非常支持,成立专业储运公司,统一购置秸秆打捆设备,采用流动形式在田间打捆。每个乡镇成立2个~3个收储站,全县共设置50个收储站。各收储站与电厂之间均有县道等级以上柏油公路连接,运输非常方便。通过走访该县乡村,大部份农民对收购秸秆持积极响应态度,特别是棉花秸秆,主要是因为目前除了做燃料以外,其余只能露天堆放或就地焚烧,卖出还能增加一部分收入。
2.5秸秆供应持续性
每个收储站的容量按照储存2000t秸杆考虑,全县50个收储站共储存约10×104t秸杆(折合标煤5.3×104t)。每年拟定2次收集外运,吞吐量共计20×104t(折合标煤10.6×104t),再加上电厂内自建的仓储库,可保证秸秆的持续供应。该县气候属于暖温带季风大陆性气候,可满足农作物一年两熟的需要,气候灾害较少,适合农作物的生长。
三、发展建议
3.1政策建议
(1)提高补贴,使秸秆发电项目在正常运营情况下能够赢利。(2)加大技术引进力度和设备研发力度,给予秸秆发电企业专项经费支持,因为有些技术难题在企业自身进行探索的同时,如果政府能有对其专题的攻关和经费支持,可能问题就会尽快突破。(3)考虑到秸秆发电行业目前的规模还不大,在税收上对国家的财政影响也非常有限,因此,为扶持产业发展,建议政府考虑出台秸秆发电行业增值税优惠政策。(4)加大扶持力度,秸秆发电项目不仅现在可以带来利益,而求在更远的将来也能够对当地经济的发展贡献力量,对环境进行有效的改善和保护,其带来的社会和环境效益是长久的,尤其这是电力行业,其发展必定会关系到地方经济,秸杆发电厂不仅能向当地供电,而且可以结合解决农民增收、环保和能源短缺3大问题。充分认识到这些秸秆发电的优点与长远规划,相信无论是国家有关部门还是当地政府,都会对这一产业进行更大力度的投入与建设。
3.2企业管理建议
(1)在燃烧技术上,加大自主研发的投入,避免昂贵技术许可费用。同时要将国产技术与引进的国际先进技术结合起来,形成有序的市场竞争机制与秩序。充分将国内的制造业与秸秆发电技术结合起来,也能减少投资费用。在锅炉设备和辅助设备上,一般进口设备远远高出了国产设备的造价,只用进口设备造价太大,只用国产设备效率难以保证,这就需要根据不同区域的秸秆特点和燃烧特性来决定使用哪种设备,这样就能做到因地制宜,减少运行和维护费用。(2)探索出一套农村地区生物质燃料收集的系统。在国内的不同区域,燃料的来源状况差别很大,因此需要一个专门的体系来确保秸秆发电厂燃料的收集。从以上的分析中可以看出,在我国,大范围的燃料收集很难做到,并且缺乏实际操作经验。在运输方面也是这样,并且存在一定的安全问题。因此,对整个秸秆发电厂燃料的收集系统进行优化能够减少收集燃料的成本。(3)开发出适合电厂的燃料预处理和给料系统。在燃料的预处理方面,目前秸秆发电厂采用的系统存在着能耗太高,出力少,而且可靠性差等普遍问题。秸秆发电厂厂内粉碎秸秆的电耗过大,特别是对于软秸秆的破碎电耗。此外,应尽快设计出一种结构简单、可靠性高、低成本、高自动化且具有很好的燃料适应性的给料系统。
3.3制度建议
(1)解决利益矛盾,实现良性互动。对制度进行创新,以此来协调秸秆发电相关各方的利益关系,实现均衡发展。(2)增加对秸秆发电厂运行机制的监督与激励。这是保持秸秆发电厂运行积极性的良方。在产业管理与发展上,国家可以建立起这样一个机制。在秸秆发电的市场上,产业管理的认知需要进一步提升,要对其长期与短期利益、整体与局部利益进行整合。
四、结语
秸秆资源总量、可获得量、可利用量及有效供应时间都直接影响燃料来源的可靠性。因此,在项目的论证阶段就应充分分析各种因素的影响,同时给予良好政策支持,从而保证秸秆发电项目建成后,能安全、稳定、经济地运行。
参考文献
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