第24卷第5期現(xiàn)代電力Vol 24 No 52007年10月Modern Electric PowerOct. 2007文章編號(hào):1007-2322(2007)050053-04文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A中圖分類號(hào):TM919,TK6生物質(zhì)直燃發(fā)電展望蔣大龍(龍基電力有限公司,北京100059Prospects of Biomass direct-firing Power GenerationJiang Dalong(Dragon Power Co, Ltd., Beijing 100005, China摘要:生物質(zhì)直燃發(fā)電作為生物質(zhì)能利用技術(shù)的一種,近外的所有來源于動(dòng)植物的可再生物質(zhì)。美國(guó)能源部幾年在我國(guó)得到快速發(fā)展。綜述了生物質(zhì)直燃發(fā)電技術(shù)的特(DOE)把生物質(zhì)定義為:生物質(zhì)是來源于植物和動(dòng)點(diǎn),并就影響我國(guó)生物質(zhì)發(fā)電成本的因素和產(chǎn)業(yè)發(fā)展所面臨的問題進(jìn)行了探討。物的有機(jī)物質(zhì)。生物質(zhì)能主要指綠色植物通過葉綠素將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能而儲(chǔ)存在植物內(nèi)部的能關(guān)鍵詞:生物質(zhì);直燃;發(fā)電量。植物吸收太陽(yáng)能,將水和二氧化碳合成有機(jī)Abstract: The development of biomass-fueled power plant isvery fast in China. The benefits and challenges of biom物,放出氧氣,而動(dòng)物以植物為生,所以歸根結(jié)direct-firing are reviewed. Some factors influencing the cost底,生物質(zhì)能都來源于太陽(yáng)能。生物質(zhì)能還是唯are analyzed, such as flue supply., storage and policy.wih可儲(chǔ)存的太陽(yáng)能。當(dāng)今世界文明所需的化石燃料the development of technology and policy, biomass direct也都是古代動(dòng)植物的產(chǎn)物。生物質(zhì)能具有資源分布firing will play a major part for power generation in near fu廣、環(huán)境影響小、可以永續(xù)利用等優(yōu)點(diǎn),是目前應(yīng)用最為廣泛的可再生能源,消費(fèi)總量?jī)H次于煤炭、Key words: biomass, direct-firing, power generation石油、天然氣,位居第四位。世界各國(guó)高度重視發(fā)0引言展生物質(zhì)能,許多國(guó)家都制定了相應(yīng)的發(fā)展計(jì)劃,產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大,技術(shù)水平逐步提高,生物質(zhì)能能源是人類社會(huì)賴以生存的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。全的開發(fā)利用正在全球加快推進(jìn)5]。生物質(zhì)能在未球每年能源消費(fèi)總量已經(jīng)超過150億t標(biāo)準(zhǔn)煤,其來可持續(xù)能源系統(tǒng)中將占有重要地位。2007年1中90%左右是化石能源。但化石能源儲(chǔ)量有限,月中央一號(hào)文件明確強(qiáng)調(diào)要推進(jìn)生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展,不可再生,按照目前的能源消耗水平,到下世紀(jì)中指出以生物能源、生物質(zhì)產(chǎn)品和生物質(zhì)原料為主要葉,全球主要化石能源資源將消耗殆盡。同時(shí)化石內(nèi)容的生物質(zhì)產(chǎn)業(yè),是拓展農(nóng)業(yè)功能、促進(jìn)資源高能源的使用還帶來了嚴(yán)重的環(huán)境污染問題,如酸效利用的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)。作為重點(diǎn)發(fā)展的可再生能源雨、粉塵、溫室效應(yīng)等。據(jù)國(guó)家有關(guān)部門預(yù)計(jì),到生物發(fā)電有四大顯著的優(yōu)越性2020年我國(guó)能源需求總量將超過30億t標(biāo)準(zhǔn)煤①為國(guó)家的可持續(xù)發(fā)展提供新能源,促進(jìn)能源而中國(guó)人均能源資源貧乏,僅為世界平均水平的結(jié)構(gòu)的調(diào)整40%。我國(guó)政府明確提出:堅(jiān)持以人為本,把發(fā)展我國(guó)的能源資源結(jié)構(gòu)以煤為主(占70%左右),切實(shí)轉(zhuǎn)入全面協(xié)調(diào)可持續(xù)的軌道。要求努力提高能為保證經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展,急需調(diào)整現(xiàn)有的能源結(jié)源資源的利用效率,到2010年使單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總構(gòu),增加清潔可再生能源比重,而大力發(fā)展太陽(yáng)值能源消耗比200年降低20%左右。為保持可持能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等可再生能源是我國(guó)能源結(jié)構(gòu)續(xù)發(fā)展,加快和諧社會(huì)建設(shè),開發(fā)利用可再生能源調(diào)整最現(xiàn)實(shí)可行的方向之一。據(jù)測(cè)算,我國(guó)近期生成為中國(guó)能源戰(zhàn)略的必然選擇。物質(zhì)Ⅵ凵中國(guó)煤化工遠(yuǎn)期可達(dá)10億t1生物質(zhì)發(fā)電優(yōu)越性標(biāo)準(zhǔn)CNMHG部利用就可以解決日前能源消費(fèi)量的20%左石。廣義上講,生物質(zhì)是指有機(jī)物中除化石燃料以②作為一種清潔能源,可以保護(hù)環(huán)境,為正在4現(xiàn)代電力2007年發(fā)燒的地球降溫相當(dāng)廣泛,逐步成熟起來。在生物發(fā)電領(lǐng)域,瑞聯(lián)合國(guó)2007年2月2日發(fā)表的全球變暖報(bào)告典、丹麥的技術(shù)都很先進(jìn)。歐盟在2001發(fā)布的指出,過去50年的全球氣候變暖90%的可能性是《促進(jìn)可再生能源電力生產(chǎn)指導(dǎo)政策》顯示,到由人類使用石油、煤、天然氣等化石燃料造成的。2010年歐盟電力總消費(fèi)的22%來自可再生能源,報(bào)告預(yù)測(cè),到2100年全球氣溫將升高1.8~4℃。并規(guī)定了各成員國(guó)要達(dá)到的目標(biāo),如德國(guó)為此外,本世紀(jì)海平面將至少上升19~37cm。為解125%丹麥為29%、瑞典為60%、息大利為決全球的溫室效應(yīng)問題,聯(lián)合國(guó)和許多國(guó)家政府都25%。我國(guó)《可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》確定的呼吁全球攜手應(yīng)對(duì)氣候變暖,《京都議定書》為有主要發(fā)展目標(biāo)是:到2010年,生物質(zhì)發(fā)電達(dá)到關(guān)國(guó)家規(guī)定了溫室氣體減排目標(biāo)。生物質(zhì)發(fā)電以其550萬kW,到2020年,生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī)達(dá)到二氧化碳的零排放而備受世界關(guān)注?；谏镔|(zhì)燃3000萬kW料本身所具有的低灰、低硫特征,以及生物質(zhì)生龍基電力有限公司在看好生物質(zhì)發(fā)電的廣闊前長(zhǎng)、燃燒過程中的零排放機(jī)理,再加上采用先進(jìn)的景之后,率先于2004年引進(jìn)丹麥技術(shù)發(fā)展生物質(zhì)技術(shù),開發(fā)生物質(zhì)能,利用清潔能源,是使地球降直燃發(fā)電。通過走“引進(jìn)一消化、吸收一再創(chuàng)溫有效措施新”的發(fā)展道路,并與國(guó)內(nèi)相關(guān)研究單位合作,經(jīng)③變廢為寶,有利于建立資源節(jié)約型社會(huì)過幾年的發(fā)展,龍基電力有限公司已成為國(guó)內(nèi)乃至我國(guó)生物質(zhì)能資源極其豐富,每年僅農(nóng)作物秸世界范圍內(nèi)生物質(zhì)直燃發(fā)電的領(lǐng)軍者,目前龍基電桿產(chǎn)量大約就有7億,其中除部分用于農(nóng)村炊事力主要提供兩種產(chǎn)品:一種是裝機(jī)容量最大為取暖、飼料加工、秸稈還田和造紙等之外,相當(dāng)多30MW的生物質(zhì)燃料發(fā)電鍋爐,可根據(jù)燃料的不同的農(nóng)作物秸稈被廢棄,而這些秸稈可為生物質(zhì)發(fā)電種類,供應(yīng)相應(yīng)類型的燃料輸送與燃燒系統(tǒng);另提供大量的燃料。據(jù)有關(guān)部門的了解,中國(guó)可開發(fā)種是燃煤與生物質(zhì)燃料摻燒的鍋爐,可為用戶提供的生物質(zhì)能資源總量近期約為5億t標(biāo)準(zhǔn)煤,遠(yuǎn)期技術(shù)解決方案改造現(xiàn)有燃煤鍋爐,在擁有技術(shù)之可達(dá)到10億t標(biāo)準(zhǔn)煤。若綜合考慮在荒山、荒坡后,如要形成良好的產(chǎn)業(yè)鏈,必須關(guān)注生物質(zhì)發(fā)電種植各種能源林,遠(yuǎn)期的生物質(zhì)能資源可達(dá)15億t的三個(gè)重要環(huán)節(jié):發(fā)電技術(shù)、建廠、并網(wǎng)。因此在標(biāo)準(zhǔn)煤以上。我國(guó)政府提出,要把節(jié)約資源和保205年7月,龍基電力公司與國(guó)家電網(wǎng)公司直屬護(hù)環(huán)境作為基本國(guó)策。對(duì)生物質(zhì)能的開發(fā)和利用,的深圳國(guó)電科技發(fā)展有限公司共同成立了國(guó)能生物可變廢為寶,有利于加快建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友發(fā)電有限公司,形成了生物質(zhì)發(fā)電設(shè)備制造、安好型社會(huì)。裝、調(diào)試、運(yùn)行、并網(wǎng)一體化的產(chǎn)業(yè)鏈。生物質(zhì)能④有利于推動(dòng)社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)的合理利用,不僅有利于我國(guó)能源的安全供給、保建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村包括許多方面,其中一項(xiàng)護(hù)環(huán)境,同時(shí)具有重要的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。以國(guó)家重要措施就是加快發(fā)展循環(huán)農(nóng)業(yè)。大力開發(fā)節(jié)約資級(jí)示范項(xiàng)目山東單縣生物質(zhì)發(fā)電廠為例(如圖1所源和保護(hù)環(huán)境的農(nóng)業(yè)技術(shù),重點(diǎn)之一就是可再生能示):該廠裝機(jī)容量為2.5萬kW,年消耗秸稈15源開發(fā)利用技術(shù),開發(fā)生物質(zhì)能源和生物質(zhì)材料,萬多t,年發(fā)電量可達(dá)16億kWh,可實(shí)現(xiàn)工業(yè)產(chǎn)培育生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)。我國(guó)生物質(zhì)資源主要分布在農(nóng)值1億余元人民幣。與同等規(guī)模的燃煤電廠相比,村地區(qū),但隨著農(nóng)民經(jīng)濟(jì)收人的增加,農(nóng)作物秸稈年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)媒?萬余噸,減少二氧化碳排放10萬余噸。為保障秸稈燃料供應(yīng),單縣在全縣設(shè)用作日常生活能源比例在逐步降低,農(nóng)村廢棄的秸有8個(gè)秸稈收購(gòu)站。電廠周邊農(nóng)民一年可增收約5桿已經(jīng)成為嚴(yán)重影響村容村貌、污染環(huán)境的一大污00元,得到可用于返田的草木灰約800,直染源。因此,生物發(fā)電在發(fā)展循環(huán)農(nóng)業(yè)、為農(nóng)民增接和間接增加當(dāng)?shù)鼐蜆I(yè)人口約500加收入、給農(nóng)村提供就業(yè)機(jī)會(huì)等方面均可發(fā)揮積極通過國(guó)家示范和政策支持,生物質(zhì)高效直燃發(fā)作用,有效地促進(jìn)“三農(nóng)”問題的解決。電技中國(guó)煤化工青睞。截至2002生物質(zhì)直燃發(fā)電現(xiàn)狀年底 CNMHG的利用農(nóng)林剩余物生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)自約50個(gè),總裝機(jī)容量超過150生物質(zhì)能在歐洲的發(fā)展已經(jīng)非常迅速,應(yīng)用也萬kW,部分項(xiàng)目已建成投產(chǎn)?！笆晃濉逼陂g第5期蔣大龍:生物質(zhì)直燃發(fā)電展望55國(guó)能生物發(fā)電公司在新建生物發(fā)電項(xiàng)目方面規(guī)劃新可再生能源一樣,生物質(zhì)能的發(fā)電成本還比較高,開工建設(shè)124臺(tái)機(jī)組,規(guī)模共計(jì)1784MW,分布發(fā)展也受到資金、政策、技術(shù)等各方面的制約在17個(gè)省、市、自治區(qū);規(guī)劃新建投產(chǎn)的109臺(tái)目前,國(guó)內(nèi)生物質(zhì)的發(fā)電成本約為08~1.0機(jī)組共1604MW。結(jié)轉(zhuǎn)“十二五”項(xiàng)目規(guī)模元kWh,遠(yuǎn)高于火電廠的發(fā)電成本,燃料費(fèi)用、180MW,共15臺(tái)機(jī)組;規(guī)劃改造小火電機(jī)組33工程靜態(tài)單位投資,是影響上網(wǎng)電價(jià)的主要因素臺(tái),規(guī)模共計(jì)396MW。如表1所示,國(guó)能生物質(zhì)(占總成本的76%)。據(jù)業(yè)內(nèi)分析,建設(shè)一個(gè)秸稈“十一五”生物質(zhì)發(fā)電規(guī)劃的實(shí)施,將帶來巨大的燃燒發(fā)電廠的投資是同規(guī)?；痣姀S的四倍,原因在經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。于大量技術(shù)、設(shè)備依靠引進(jìn)。秸稈直燃鍋爐及相關(guān)技術(shù)的國(guó)產(chǎn)化必然導(dǎo)致工程靜態(tài)單位投資下降,盡管現(xiàn)在國(guó)產(chǎn)化比例不斷增加,但是自主研發(fā)能力還需要改善。影響生物質(zhì)發(fā)電的另一關(guān)鍵因素是原料供應(yīng)。雖然在數(shù)據(jù)分析和統(tǒng)計(jì)上,可以用于生物發(fā)電的原料特別豐富,但這并不是運(yùn)送到發(fā)電廠的實(shí)際數(shù)字。因?yàn)榘l(fā)電用原料消耗非常大,無論壞死秸稈還是廢棄木料,都涉及到運(yùn)輸半徑問題,無論是研究人員還是企業(yè)界人士,都談到了發(fā)電廠的合理半徑圖1國(guó)家級(jí)示范項(xiàng)目山東單縣生物發(fā)電廠問題。這個(gè)半徑要作為建廠必須充分考慮的條件,表1國(guó)能生物“十一五”規(guī)劃生物質(zhì)發(fā)電的社會(huì)效益否則電廠規(guī)模過大會(huì)受到運(yùn)輸原料的影響,而且運(yùn)霜日206207年2年2年2年五牛輸過程是耗能的,我國(guó)目前的情況是,原料多由當(dāng)累計(jì)地周圍的農(nóng)民供應(yīng),個(gè)體耕作面積小,秸稈品種處理農(nóng)林3143067411302∞60多,機(jī)械化,自動(dòng)化程度低,還有鄉(xiāng)間道路交通剩余物/萬t循環(huán)利用差,交通工具不發(fā)達(dá)等問題。因此,原料的收購(gòu)草木灰/萬t01257612362520903請(qǐng)存、運(yùn)輸、質(zhì)量等問題就比較復(fù)雜,原料的成本給農(nóng)民帶米層層增高。如果原料的成本價(jià)格太低,又不能刺激收入化億元0.1050410.82235939.5579.1農(nóng)民把秸稈賣出來二氧化碳減排量/萬t1.51001214.8468.178541569生物質(zhì)燃料費(fèi)用是上網(wǎng)電價(jià)的最大影響因素,現(xiàn)在玉米秸稈的到廠價(jià)格約為每噸250~350元增加就業(yè)崗位/個(gè)300100200025004500010300占發(fā)電成本的四成左右,且隨著其使用價(jià)值的凸現(xiàn)發(fā)電量和勞動(dòng)力成本的提高,燃料的價(jià)格有上升的趨億kWh0.11032.1148280816L.5勢(shì)213。如何解決穩(wěn)定燃料供應(yīng)和平抑燃料市場(chǎng)價(jià)替代化石燃料0438582.618033x26格問題,需要電廠在實(shí)際運(yùn)行中總結(jié)經(jīng)驗(yàn),并需要萬t標(biāo)準(zhǔn)煤當(dāng)?shù)卣闹С趾团浜稀，F(xiàn)在,投資建廠的各分公司都充分考慮到這個(gè)問題,從單一電廠的規(guī)?？匾虼?加快發(fā)展生物質(zhì)能源,是構(gòu)筑穩(wěn)定、經(jīng)制,機(jī)械化、收購(gòu)、倉(cāng)儲(chǔ)、運(yùn)輸?shù)雀鞣矫娑加星舻貪?jì)、清潔、安全能源供應(yīng)體系,突破經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展制宜的辦法,找到合理的解決途徑資源環(huán)境瓶頸的重要途徑,對(duì)促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展在政策方面,國(guó)家制定的《可再生能源法》規(guī)建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型杜會(huì),建設(shè)社會(huì)主義定:在生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目運(yùn)行的最初15年內(nèi),國(guó)家新農(nóng)村等都具有重大意義給予Wh05元的由價(jià)社上所發(fā)電量電網(wǎng)全3生物質(zhì)直燃發(fā)電面臨的挑戰(zhàn)額收貝中國(guó)煤化工定時(shí)間內(nèi)可無憂銷CNMHG發(fā)電是無法競(jìng)爭(zhēng)在看到生物質(zhì)直燃發(fā)電的巨大效益與美好前景的。對(duì)于50年后,生物質(zhì)發(fā)電是否能夠?qū)崿F(xiàn)不補(bǔ)的同時(shí),也不能忽視它發(fā)展所面臨的困難。與其他貼,現(xiàn)在還很難預(yù)測(cè),但身處其間的企業(yè)相當(dāng)有信56現(xiàn)代電力心,因?yàn)榘磭?guó)家規(guī)劃,到2020年,生物質(zhì)發(fā)電裝發(fā)展?jié)摿ρ芯?1)[.中國(guó)能源,2005,27(1):機(jī)達(dá)到3000萬kW,生物質(zhì)能年利用量占到一次21-26能源的4%。這樣,生物質(zhì)發(fā)電的規(guī)模上去了,投[]鄧啟明基于循環(huán)經(jīng)濟(jì)的農(nóng)村能源與生物質(zhì)能開發(fā)資成本自然會(huì)降下來戰(zhàn)略研究[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào).2006.1(22):12總結(jié)科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)界對(duì)我國(guó)生物質(zhì)能發(fā)展制約因素的分析,有以下幾點(diǎn):一是技術(shù)落后,專業(yè)[8 Annette L. Cowie, w. David Gardner. Competitionfor the biomass resource Greenhouse impacts and in技術(shù)人員缺乏,包括鍋爐、農(nóng)機(jī)兩個(gè)方面;二是因lications for renewable energy incentive schemes ]產(chǎn)業(yè)處于起步階段,政策不夠完善,扶持力度不iomass and bioenergy, article in press.夠;三是規(guī)模小,成本降不下來,需要加快發(fā)展。[9]蔣國(guó)良,袁超,史景釗.生物質(zhì)轉(zhuǎn)化技術(shù)與應(yīng)用研究展[J].河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào).2005,39(4):4644結(jié)束語[10]于振江,周長(zhǎng)鮮.我國(guó)生物質(zhì)能直接燃燒發(fā)電項(xiàng)目生物質(zhì)直燃發(fā)電的發(fā)展,對(duì)于我國(guó)能源供給、發(fā)展的關(guān)鍵問題[J].自動(dòng)化博覽.2006,8:24環(huán)境保護(hù)和社會(huì)和諧發(fā)展具有重要的意義,盡管目前存在各種各樣的困難,相信隨著國(guó)家支持力度[1]郝德海生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)產(chǎn)業(yè)化硏究[D].濟(jì)南,的加大、政策的完善、技術(shù)的進(jìn)步和管理水平的山東大學(xué),2006.提高,生物質(zhì)直燃發(fā)電必將扮演越來越重要的角[12]陳立民,徐征,張貴山,等.小型生物質(zhì)直燃發(fā)電工程及其效益分析[門.水利電力機(jī)械,2006,28參考文獻(xiàn)[13]那貴森.關(guān)于東北地區(qū)玉米秸稈發(fā)電的探討[J]水利電力機(jī)械,2006,28(12):45-491]2060年B世界能源統(tǒng)計(jì),htp://www.bpacom[14]賈小黎,丁航。秸稈直接燃燒供熱發(fā)電項(xiàng)目上網(wǎng)也[2]楊勇平等編著.生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)[M].北京:中國(guó)價(jià)初步預(yù)算[J.可再生能源,2006,125(1):50水利水電出版社.2007[3 L Wright. 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