環(huán)境保護(hù)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)生物質(zhì)發(fā)電的效益分析趙蔚李朝旭(遼寧省環(huán)境科學(xué)研究院,遼寧沈陽(yáng)110031)摘要:介紹了我國(guó)生物質(zhì)資源利用現(xiàn)狀及存在的主要問(wèn)題,以某電廠利用生物質(zhì)發(fā)電為例,從原燃料的用量、污染物排放情況及環(huán)境經(jīng)濟(jì)效益等方面進(jìn)行分析,說(shuō)明利用生物質(zhì)發(fā)電是節(jié)能減排的重要途徑。關(guān)鍵詞:生物質(zhì);發(fā)電;效益分析;節(jié)能減排Abstract: The status and difficulty in the use of biomass in China were described, taking a power plant of biomass electricity generation asan example, the fuel consumption, pollutant discharge,ic and environmental benefits were analyzed, furthermore it was explainedthat the use of biomass in electricity generation was an important approach for energy saving and pollutant reduction.Key words: biomass; electricity generation; cost-benefit analysis; energy saving and pollutant reduction中圖分類(lèi)號(hào):TK229文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-1021(2009)11-0040021引言點(diǎn)。生物質(zhì)在生長(zhǎng)過(guò)程中通過(guò)光合作用吸收CO2,在其作為能源利用過(guò)程中,排放的CO2又有效地通過(guò)隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,在今后相當(dāng)長(zhǎng)一段光合作用而被生物質(zhì)吸收因而其產(chǎn)生和利用過(guò)程時(shí)期能源需求也將保持快速的增長(zhǎng)。預(yù)計(jì)到2020構(gòu)成了一個(gè)CO2的閉路循環(huán)。即年,能源需求總量將超過(guò)30億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。而我國(guó)人CO2+HO+太陽(yáng)能葉雄(CHO)+HO均能源資源僅為世界平均水平的40%。另一方面,我(CHO)想CO2+熱量國(guó)的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)以煤為主,煤炭所占的比重接近(CH4O)是生物質(zhì)生長(zhǎng)過(guò)程中吸收的碳水化合70%,煤煙型污染將成為我國(guó)大氣污染的最主要因素。大規(guī)模發(fā)展煤電造成SO2排放增加,對(duì)環(huán)境造成物的總稱(chēng)。當(dāng)上述兩個(gè)反應(yīng)的CO2達(dá)到平衡時(shí)較大的壓力。將對(duì)緩解日趨嚴(yán)重的溫室氣體效應(yīng)產(chǎn)生重要的作農(nóng)作物的秸稈屬于清潔的生物質(zhì)能源生物質(zhì)用。能具有資源種類(lèi)多、分布范圍廣、環(huán)境影響較小、可22利用現(xiàn)狀及主要問(wèn)題再生利用等特點(diǎn)。利用生物質(zhì)發(fā)電,其所產(chǎn)生的廢我國(guó)的生物質(zhì)資源非常豐富據(jù)統(tǒng)計(jì),目前每年物主要是CO2和灰渣,排出的CO2能夠被植物重新僅農(nóng)作物產(chǎn)生的秸稈量就達(dá)7億t,預(yù)計(jì)到2010年吸收,放出氧氣,改善了環(huán)境;灰渣含有豐富的鉀會(huì)增至8億t?，F(xiàn)有秸稈大約有145億t用做畜牧飼鎂、磷鈣等營(yíng)養(yǎng)成分,可作為高效農(nóng)業(yè)肥料,直接用料091億t用做還田肥料014億t用做工業(yè)原料,于農(nóng)田。故開(kāi)發(fā)利用生物質(zhì)能等可再生能源,對(duì)緩解28億t作為農(nóng)民傳統(tǒng)的生活燃料剩余的秸稈幾乎我國(guó)能源供應(yīng)緊張狀況和保護(hù)環(huán)境具有重大意義。全部被焚燒極大地浪費(fèi)了生物質(zhì)資源;焚燒秸稈最本文以某電廠利用生物質(zhì)發(fā)電為例,從原燃料的用大的危險(xiǎn)是容易引起火災(zāi),并可造成嚴(yán)重的大氣環(huán)量、污染物排放情況及環(huán)境經(jīng)濟(jì)效益等方面進(jìn)行分境污染。為此,利用生物質(zhì)發(fā)電是解決秸稈浪費(fèi)和析,說(shuō)明利用生物質(zhì)發(fā)電是節(jié)能減排的重要途徑減少火災(zāi)的有效途徑;不僅可節(jié)能減排,而且?guī)?dòng)相2生物質(zhì)資源利用現(xiàn)狀及存在的主要問(wèn)題關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展還可解決農(nóng)民的就業(yè)問(wèn)題。3電廠概述21生物質(zhì)資源的特點(diǎn)生物質(zhì)能是唯一可再生的碳源2。生物質(zhì)能與3.1生物質(zhì)電廠煤炭等化石燃料相比,具有低硫、低氮、灰分小等特中國(guó)煤化工稈鍋爐,配置2臺(tái)收稿日期:2009-10-16;修訂日期:2009-10-30。CNMHG作者簡(jiǎn)介:趙蔚,女,1963年生,教授級(jí)高級(jí)工程師,主要從事環(huán)境工程及環(huán)境影響評(píng)價(jià)研究吹丹技術(shù)下12MW次高壓雙抽汽凝汽式汽輪機(jī)。工程總投資同等規(guī)模2臺(tái)75h燃煤電廠大氣污染物排放243086萬(wàn)元,鍋爐年運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)數(shù)6000h。工程所用情況見(jiàn)表5。燃料為玉米秸稈,以廠址30km半徑的玉米秸稈產(chǎn)表5大氣污染物排放情況地面積為燃料供應(yīng)區(qū)。可獲得秸稈量為43x10t,擬在廠外設(shè)5個(gè)收集加工、貯存的料場(chǎng),合理考慮每污染物排放情況個(gè)料場(chǎng)儲(chǔ)量的天數(shù)。在料場(chǎng)內(nèi)由物流公司將玉米秸污染物類(lèi)別小時(shí)排放量/年排放量(t·h1)稈按標(biāo)準(zhǔn)打包后運(yùn)至電廠料場(chǎng),采取汽車(chē)運(yùn)輸。項(xiàng)目廢氣(1233444SO20070142060每年需生物質(zhì)總量為204×10t,項(xiàng)目鍋爐燃料為秸00115稈,秸稈發(fā)電是通過(guò)高溫高壓鍋爐直接燃燒經(jīng)過(guò)預(yù)加工的秸稈產(chǎn)生熱能而轉(zhuǎn)化為電能。具體消耗量33生物質(zhì)電廠與燃煤電廠大氣污染物排放狀況見(jiàn)表1對(duì)比表1燃料消耗量生物質(zhì)發(fā)電廠與燃煤發(fā)電廠大氣污染物排放狀鍋爐小時(shí)精稈耗量/+h)日耗量)年耗址(萬(wàn)+a)況對(duì)比見(jiàn)表62臺(tái)75th4.000748.00020.40注鍋爐設(shè)備日運(yùn)行按22h計(jì)算;鍋爐設(shè)備年運(yùn)行按6000h表6生物質(zhì)發(fā)電廠與燃煤發(fā)電廠大氣污染物排放情況對(duì)比計(jì)算污染物類(lèi)別生物質(zhì)發(fā)電廠燃煤發(fā)電廠大氣污染物排放情況見(jiàn)表2。420.60表2大氣污染物排放情況污染物排放情況從表6可以看出,同等規(guī)模生物質(zhì)發(fā)電廠大氣污染物類(lèi)別濃度/小時(shí)排放量/年排放量/污染物SO2排放量比燃煤發(fā)電廠少排161.6a,煙塵mgm)(th)少排40.74a廢氣(1436120.043I萬(wàn)Nma)煙塵241004723824生物質(zhì)電廠效益分析灰渣產(chǎn)生量見(jiàn)表3。4.1經(jīng)濟(jì)效益表3灰渣產(chǎn)生量(1)發(fā)電收益。項(xiàng)目建成后,年上網(wǎng)電量約144灰渣量小時(shí)灰渣量/日灰渣量/年灰渣量/億kWh年發(fā)電收益為8640萬(wàn)元。(th)(2)CDM減排收益。如申報(bào)CDM項(xiàng)目,可獲得1.2202臺(tái)75thCDM減排收益估算:年 CDM CO2的減排當(dāng)量為鍋爐灰量0522313213.35萬(wàn)t;年CDM的減排收益為13.35×10×63=灰渣量1.74238.324104529118萬(wàn)元(每噸減排量按照10美元計(jì)算)。注:日灰渣量按鍋爐日運(yùn)行22h計(jì)算;年灰渣量按鍋爐設(shè)備(3)生物質(zhì)發(fā)電年總收益為95518萬(wàn)元年運(yùn)行6000h計(jì)算。42杜會(huì)效益32燃煤電廠(1)本項(xiàng)目屬熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目,可實(shí)現(xiàn)集中供熱,某電廠2臺(tái)12MW雙抽汽凝汽式供熱汽輪發(fā)大量減少燃煤消耗。該生物質(zhì)電廠每年燃燒秸稈電機(jī)組配2臺(tái)7Ⅶh次高壓循環(huán)流化床鍋爐鍋爐煙204萬(wàn)t,相當(dāng)于102萬(wàn)t標(biāo)準(zhǔn)煤,可緩解我國(guó)能源氣釆用高效靜電除塵器處理除塵,采用鍋爐內(nèi)摻燒石短缺的現(xiàn)象有利于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展;年發(fā)電灰石粉去除SO2,凈化后的煙氣經(jīng)100m高煙囪排放。鍋爐燃料消耗量見(jiàn)表4。144億kWh,年供熱量73.6萬(wàn)GJ,能夠滿(mǎn)足該地區(qū)100萬(wàn)m2居民采暖需求,同時(shí)可關(guān)停周?chē)芎拇笏?燃料消耗量項(xiàng)目小時(shí)耗量/(h)日耗八(d)年耗量/萬(wàn)a3)污染重的小鍋爐16臺(tái)。1796(2)項(xiàng)目建成后,可帶動(dòng)當(dāng)?shù)剞r(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展29940658680石灰石.66036.520每中國(guó)煤化工可增加農(nóng)民收入注:鍋爐設(shè)備日運(yùn)行按22h計(jì)算;鍋爐設(shè)備年運(yùn)行按6000hCNMHG業(yè)崗位生物質(zhì)燃燒后灰,母平刂達(dá)104521,作為高品(下轉(zhuǎn)45頁(yè))單計(jì)算的SO2濃度;KC為境外輸入項(xiàng)K為比例為:一是按季節(jié)比例系數(shù)取值如式(1);二是取清潔系數(shù),各季節(jié)取值不同;C為校正后的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。點(diǎn)數(shù)據(jù)的下限;三是在控制區(qū)外的環(huán)境影響評(píng)價(jià)項(xiàng)鑒于功能區(qū)劃的一類(lèi)區(qū)往往是生態(tài)保護(hù)區(qū),林目中的背景點(diǎn)數(shù)據(jù)中選取;四是可選取國(guó)家空氣質(zhì)地等對(duì)污染物的凈化作用可使污染物衰減,因此對(duì)量標(biāo)準(zhǔn)中一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的50%左右,如式(2)。該類(lèi)區(qū)域無(wú)需考慮境外輸入項(xiàng),只需將數(shù)據(jù)按凈化系數(shù)修正,凈化系數(shù)各季取值不同5結(jié)論和展望PM1的監(jiān)測(cè)結(jié)果由3部分構(gòu)成即排放清單量、本文選用了ADMS一城市模型軟件建立空氣污本地?fù)P塵量和境外輸人量。依據(jù)清單計(jì)算的PM濃染數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng),還有很多其他的空氣污染擴(kuò)散模度數(shù)據(jù)應(yīng)增加本地?fù)P塵量和境外輸入量,即對(duì)于功型軟件,選用其他空氣污染擴(kuò)散模型軟件的數(shù)值預(yù)能區(qū)劃的二、三類(lèi)區(qū)模擬數(shù)據(jù)的計(jì)算如式(2)報(bào)系統(tǒng)還有待研究。城市空氣污染數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)的Cm=C雕+KCj+C輸人(2)實(shí)際應(yīng)用、提高城市空氣污染數(shù)值預(yù)報(bào)的有效措施式(2)中,Cm為PM的模擬數(shù)據(jù);C為依據(jù)排放以及文中提出的一些措施的實(shí)際效果有待進(jìn)一步加清單模擬計(jì)算的PMn濃度;K·G為二次揚(yáng)塵項(xiàng)K強(qiáng)和檢驗(yàn),而環(huán)境背景值的合理確定在空氣質(zhì)量預(yù)為比例系數(shù),通過(guò)顆粒物二次源解析獲得;可為報(bào)中是值得深入研究的課題。PM的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù);C輸為境外輸入項(xiàng)根據(jù)本底濃度給出。參考文南對(duì)于功能區(qū)劃的一類(lèi)區(qū)PMn的模擬數(shù)據(jù),也要[1]王勤耕夏思佳萬(wàn)祎雪,等當(dāng)前城市空氣污染預(yù)報(bào)方法增加衰減項(xiàng)凈化系數(shù)據(jù)實(shí)給出。存在的問(wèn)題及新思路[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù),200,32(4)合理組合模擬條件和參數(shù),根據(jù)模式對(duì)不(3):89-192同條件和參數(shù)的敏感性分析,通過(guò)試算合理組合條[2]史紅香,胡筱敏撫順市空氣污染預(yù)報(bào)方案篩選[]遼寧件和參數(shù),可使相關(guān)性和符合指數(shù)大為提高。城鄉(xiāng)環(huán)境科技,2006,26(3):17-19(5)確定模擬高度,要使模擬高度與各監(jiān)測(cè)點(diǎn)3聶邦勝?lài)?guó)內(nèi)外常用的空氣質(zhì)量模式介紹海洋技術(shù),位的高度一致。2008,27(1):118-121.(6)環(huán)境背景值的確定,環(huán)境本底濃度應(yīng)當(dāng)合[4]肖楊毛顯強(qiáng)馬根慧等基于ADMS和線(xiàn)性規(guī)劃的區(qū)域大氣環(huán)境容量測(cè)算[J]環(huán)境科學(xué)研究,2008,21(3):14-16理取值,一般環(huán)境本底濃度應(yīng)當(dāng)由環(huán)境背景監(jiān)測(cè)點(diǎn)[5]張建文安字魏利軍.危險(xiǎn)化學(xué)品事故應(yīng)急反應(yīng)大氣擴(kuò)散測(cè)得,目前城市的清潔點(diǎn)往往不是理想的背景點(diǎn)。在模型及系統(tǒng)概述[J]環(huán)境監(jiān)測(cè)管理與技術(shù),2008,20(4):無(wú)農(nóng)村背景點(diǎn)的情況下,環(huán)境背景濃度的確定一般7-11.(上接41頁(yè))質(zhì)的鉀肥,可作為肥料返還給農(nóng)民用于農(nóng)田施肥環(huán)保污染,使大氣污染物SO2煙塵排放量大幅度削減。生效益和社會(huì)效益十分顯著。物質(zhì)燃燒后的草木灰用于農(nóng)田施肥,環(huán)保效益和社43環(huán)境效益會(huì)效益十分顯著。因此,利用生物質(zhì)發(fā)電是節(jié)能減排生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)日實(shí)施后,從根本上解決了秸稈的重要途徑焚燒造成的嚴(yán)重大氣環(huán)境污染問(wèn)題,減少了溫室氣參考文獻(xiàn)體排放,改善了農(nóng)村居住環(huán)境,增加了農(nóng)民的收入[1]周光耀.節(jié)能減排與可再生能源[門(mén)].上海電力學(xué)院學(xué)報(bào)與同等規(guī)模燃煤發(fā)電廠比較,生物質(zhì)發(fā)電廠大氣2007(9):231-235.染物SO2排放量比燃煤發(fā)電廠少排161.6Ua,煙塵少[2]周芳胡明輔周?chē)?guó)平生物質(zhì)能的開(kāi)發(fā)利用與技術(shù)進(jìn)展排40.74ta。[3]余珂胡兆吉?jiǎng)⑿阌?guó)內(nèi)外生物質(zhì)能利用技術(shù)研究進(jìn)展5結(jié)語(yǔ)A).0.33中國(guó)煤化工及前景門(mén)電力學(xué)綜上分析,利用清潔的生物質(zhì)發(fā)電,不僅可增加CNMHG農(nóng)民收入促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展緩解日[5杜水m,王完,守的合利用探討及案例分趨嚴(yán)重的溫室氣體效應(yīng);同時(shí)可大大減少環(huán)境空氣析[J節(jié)能環(huán)保,2008(4):27-29