生物质直燃发电展望

第24卷第5期现代电力Vol 24 No 52007年10月Modern Electric PowerOct. 2007文章编号:1007-2322(2007)050053-04文献标识码:A中图分类号:TM919,TK6生物质直燃发电展望蒋大龙(龙基电力有限公司,北京100059Prospects of Biomass direct-firing Power GenerationJiang Dalong(Dragon Power Co, Ltd., Beijing 100005, China摘要:生物质直燃发电作为生物质能利用技术的一种,近外的所有来源于动植物的可再生物质。美国能源部几年在我国得到快速发展。综述了生物质直燃发电技术的特(DOE)把生物质定义为:生物质是来源于植物和动点,并就影响我国生物质发电成本的因素和产业发展所面临的问题进行了探讨。物的有机物质。生物质能主要指绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而储存在植物内部的能关键词:生物质;直燃;发电量。植物吸收太阳能,将水和二氧化碳合成有机Abstract: The development of biomass-fueled power plant isvery fast in China. The benefits and challenges of biom物,放出氧气,而动物以植物为生,所以归根结direct-firing are reviewed. Some factors influencing the cost底,生物质能都来源于太阳能。生物质能还是唯are analyzed, such as flue supply., storage and policy.wih可储存的太阳能。当今世界文明所需的化石燃料the development of technology and policy, biomass direct也都是古代动植物的产物。生物质能具有资源分布firing will play a major part for power generation in near fu广、环境影响小、可以永续利用等优点,是目前应用最为广泛的可再生能源,消费总量仅次于煤炭、Key words: biomass, direct-firing, power generation石油、天然气,位居第四位。世界各国高度重视发0引言展生物质能,许多国家都制定了相应的发展计划,产业规模持续扩大,技术水平逐步提高,生物质能能源是人类社会赖以生存的重要物质基础。全的开发利用正在全球加快推进5]。生物质能在未球每年能源消费总量已经超过150亿t标准煤,其来可持续能源系统中将占有重要地位。2007年1中90%左右是化石能源。但化石能源储量有限,月中央一号文件明确强调要推进生物质产业发展,不可再生,按照目前的能源消耗水平,到下世纪中指出以生物能源、生物质产品和生物质原料为主要叶,全球主要化石能源资源将消耗殆尽。同时化石内容的生物质产业,是拓展农业功能、促进资源高能源的使用还带来了严重的环境污染问题,如酸效利用的朝阳产业。作为重点发展的可再生能源雨、粉尘、温室效应等。据国家有关部门预计,到生物发电有四大显著的优越性2020年我国能源需求总量将超过30亿t标准煤①为国家的可持续发展提供新能源,促进能源而中国人均能源资源贫乏,仅为世界平均水平的结构的调整40%。我国政府明确提出:坚持以人为本,把发展我国的能源资源结构以煤为主(占70%左右),切实转入全面协调可持续的轨道。要求努力提高能为保证经济的持续发展,急需调整现有的能源结源资源的利用效率,到2010年使单位国内生产总构,增加清洁可再生能源比重,而大力发展太阳值能源消耗比200年降低20%左右。为保持可持能、风能、生物质能等可再生能源是我国能源结构续发展,加快和谐社会建设,开发利用可再生能源调整最现实可行的方向之一。据测算,我国近期生成为中国能源战略的必然选择。物质Ⅵ凵中国煤化工远期可达10亿t1生物质发电优越性标准CNMHG部利用就可以解决日前能源消费量的20%左石。广义上讲,生物质是指有机物中除化石燃料以②作为一种清洁能源,可以保护环境,为正在4现代电力2007年发烧的地球降温相当广泛,逐步成熟起来。在生物发电领域,瑞联合国2007年2月2日发表的全球变暖报告典、丹麦的技术都很先进。欧盟在2001发布的指出,过去50年的全球气候变暖90%的可能性是《促进可再生能源电力生产指导政策》显示,到由人类使用石油、煤、天然气等化石燃料造成的。2010年欧盟电力总消费的22%来自可再生能源,报告预测,到2100年全球气温将升高1.8~4℃。并规定了各成员国要达到的目标,如德国为此外,本世纪海平面将至少上升19~37cm。为解125%丹麦为29%、瑞典为60%、息大利为决全球的温室效应问题,联合国和许多国家政府都25%。我国《可再生能源中长期发展规划》确定的呼吁全球携手应对气候变暖,《京都议定书》为有主要发展目标是:到2010年,生物质发电达到关国家规定了温室气体减排目标。生物质发电以其550万kW,到2020年,生物质发电装机达到二氧化碳的零排放而备受世界关注。基于生物质燃3000万kW料本身所具有的低灰、低硫特征,以及生物质生龙基电力有限公司在看好生物质发电的广阔前长、燃烧过程中的零排放机理,再加上采用先进的景之后,率先于2004年引进丹麦技术发展生物质技术,开发生物质能,利用清洁能源,是使地球降直燃发电。通过走“引进一消化、吸收一再创温有效措施新”的发展道路,并与国内相关研究单位合作,经③变废为宝,有利于建立资源节约型社会过几年的发展,龙基电力有限公司已成为国内乃至我国生物质能资源极其丰富,每年仅农作物秸世界范围内生物质直燃发电的领军者,目前龙基电杆产量大约就有7亿,其中除部分用于农村炊事力主要提供两种产品:一种是装机容量最大为取暖、饲料加工、秸秆还田和造纸等之外,相当多30MW的生物质燃料发电锅炉,可根据燃料的不同的农作物秸秆被废弃,而这些秸秆可为生物质发电种类,供应相应类型的燃料输送与燃烧系统;另提供大量的燃料。据有关部门的了解,中国可开发种是燃煤与生物质燃料掺烧的锅炉,可为用户提供的生物质能资源总量近期约为5亿t标准煤,远期技术解决方案改造现有燃煤锅炉,在拥有技术之可达到10亿t标准煤。若综合考虑在荒山、荒坡后,如要形成良好的产业链,必须关注生物质发电种植各种能源林,远期的生物质能资源可达15亿t的三个重要环节:发电技术、建厂、并网。因此在标准煤以上。我国政府提出,要把节约资源和保205年7月,龙基电力公司与国家电网公司直属护环境作为基本国策。对生物质能的开发和利用,的深圳国电科技发展有限公司共同成立了国能生物可变废为宝,有利于加快建设资源节约型、环境友发电有限公司,形成了生物质发电设备制造、安好型社会。装、调试、运行、并网一体化的产业链。生物质能④有利于推动社会主义新农村建设的合理利用,不仅有利于我国能源的安全供给、保建设社会主义新农村包括许多方面,其中一项护环境,同时具有重要的经济与社会效益。以国家重要措施就是加快发展循环农业。大力开发节约资级示范项目山东单县生物质发电厂为例(如图1所源和保护环境的农业技术,重点之一就是可再生能示):该厂装机容量为2.5万kW,年消耗秸秆15源开发利用技术,开发生物质能源和生物质材料,万多t,年发电量可达16亿kWh,可实现工业产培育生物质产业。我国生物质资源主要分布在农值1亿余元人民币。与同等规模的燃煤电厂相比,村地区,但随着农民经济收人的增加,农作物秸秆年可节约标准媒?万余吨,减少二氧化碳排放10万余吨。为保障秸秆燃料供应,单县在全县设用作日常生活能源比例在逐步降低,农村废弃的秸有8个秸秆收购站。电厂周边农民一年可增收约5杆已经成为严重影响村容村貌、污染环境的一大污00元,得到可用于返田的草木灰约800,直染源。因此,生物发电在发展循环农业、为农民增接和间接增加当地就业人口约500加收入、给农村提供就业机会等方面均可发挥积极通过国家示范和政策支持,生物质高效直燃发作用,有效地促进“三农”问题的解决。电技中国煤化工青睐。截至2002生物质直燃发电现状年底 CNMHG的利用农林剩余物生物质发电项自约50个,总装机容量超过150生物质能在欧洲的发展已经非常迅速,应用也万kW,部分项目已建成投产。“十一五”期间第5期蒋大龙:生物质直燃发电展望55国能生物发电公司在新建生物发电项目方面规划新可再生能源一样,生物质能的发电成本还比较高,开工建设124台机组,规模共计1784MW,分布发展也受到资金、政策、技术等各方面的制约在17个省、市、自治区;规划新建投产的109台目前,国内生物质的发电成本约为08~1.0机组共1604MW。结转“十二五”项目规模元kWh,远高于火电厂的发电成本,燃料费用、180MW,共15台机组;规划改造小火电机组33工程静态单位投资,是影响上网电价的主要因素台,规模共计396MW。如表1所示,国能生物质(占总成本的76%)。据业内分析,建设一个秸秆“十一五”生物质发电规划的实施,将带来巨大的燃烧发电厂的投资是同规模火电厂的四倍,原因在经济与社会效益。于大量技术、设备依靠引进。秸秆直燃锅炉及相关技术的国产化必然导致工程静态单位投资下降,尽管现在国产化比例不断增加,但是自主研发能力还需要改善。影响生物质发电的另一关键因素是原料供应。虽然在数据分析和统计上,可以用于生物发电的原料特别丰富,但这并不是运送到发电厂的实际数字。因为发电用原料消耗非常大,无论坏死秸秆还是废弃木料,都涉及到运输半径问题,无论是研究人员还是企业界人士,都谈到了发电厂的合理半径图1国家级示范项目山东单县生物发电厂问题。这个半径要作为建厂必须充分考虑的条件,表1国能生物“十一五”规划生物质发电的社会效益否则电厂规模过大会受到运输原料的影响,而且运霜日206207年2年2年2年五牛输过程是耗能的,我国目前的情况是,原料多由当累计地周围的农民供应,个体耕作面积小,秸秆品种处理农林3143067411302∞60多,机械化,自动化程度低,还有乡间道路交通剩余物/万t循环利用差,交通工具不发达等问题。因此,原料的收购草木灰/万t01257612362520903请存、运输、质量等问题就比较复杂,原料的成本给农民带米层层增高。如果原料的成本价格太低,又不能刺激收入化亿元0.1050410.82235939.5579.1农民把秸秆卖出来二氧化碳减排量/万t1.51001214.8468.178541569生物质燃料费用是上网电价的最大影响因素,现在玉米秸秆的到厂价格约为每吨250~350元增加就业岗位/个300100200025004500010300占发电成本的四成左右,且随着其使用价值的凸现发电量和劳动力成本的提高,燃料的价格有上升的趋亿kWh0.11032.1148280816L.5势213。如何解决稳定燃料供应和平抑燃料市场价替代化石燃料0438582.618033x26格问题,需要电厂在实际运行中总结经验,并需要万t标准煤当地政府的支持和配合。现在,投资建厂的各分公司都充分考虑到这个问题,从单一电厂的规模控因此,加快发展生物质能源,是构筑稳定、经制,机械化、收购、仓储、运输等各方面都有囚地济、清洁、安全能源供应体系,突破经济社会发展制宜的办法,找到合理的解决途径资源环境瓶颈的重要途径,对促进循环经济发展在政策方面,国家制定的《可再生能源法》规建设资源节约型、环境友好型杜会,建设社会主义定:在生物质发电项目运行的最初15年内,国家新农村等都具有重大意义给予Wh05元的由价社上所发电量电网全3生物质直燃发电面临的挑战额收贝中国煤化工定时间内可无忧销CNMHG发电是无法竞争在看到生物质直燃发电的巨大效益与美好前景的。对于50年后,生物质发电是否能够实现不补的同时,也不能忽视它发展所面临的困难。与其他贴,现在还很难预测,但身处其间的企业相当有信56现代电力心,因为按国家规划,到2020年,生物质发电装发展潜力研究(1)[.中国能源,2005,27(1):机达到3000万kW,生物质能年利用量占到一次21-26能源的4%。这样,生物质发电的规模上去了,投[]邓启明基于循环经济的农村能源与生物质能开发资成本自然会降下来战略研究[J].农业工程学报.2006.1(22):12总结科研机构和企业界对我国生物质能发展制约因素的分析,有以下几点:一是技术落后,专业[8 Annette L. Cowie, w. David Gardner. Competitionfor the biomass resource Greenhouse impacts and in技术人员缺乏,包括锅炉、农机两个方面;二是因lications for renewable energy incentive schemes ]产业处于起步阶段,政策不够完善,扶持力度不iomass and bioenergy, article in press.够;三是规模小,成本降不下来,需要加快发展。[9]蒋国良,袁超,史景钊.生物质转化技术与应用研究展[J].河南农业大学学报.2005,39(4):4644结束语[10]于振江,周长鲜.我国生物质能直接燃烧发电项目生物质直燃发电的发展,对于我国能源供给、发展的关键问题[J].自动化博览.2006,8:24环境保护和社会和谐发展具有重要的意义,尽管目前存在各种各样的困难,相信随着国家支持力度[1]郝德海生物质发电技术产业化硏究[D].济南,的加大、政策的完善、技术的进步和管理水平的山东大学,2006.提高,生物质直燃发电必将扮演越来越重要的角[12]陈立民,徐征,张贵山,等.小型生物质直燃发电工程及其效益分析[门.水利电力机械,2006,28参考文献[13]那贵森.关于东北地区玉米秸秆发电的探讨[J]水利电力机械,2006,28(12):45-491]2060年B世界能源统计,htp://www.bpacom[14]贾小黎,丁航。秸秆直接燃烧供热发电项目上网也[2]杨勇平等编著.生物质发电技术[M].北京:中国价初步预算[J.可再生能源,2006,125(1):50水利水电出版社.2007[3 L Wright. Worldwide commercial development ofbioenergy with a focus on energy crop-based projects15 Carlo N. Hamelinck, Roald AA Suurs, Interna-tional bioenergy transport costs and energy balance[r. Biomass and Bioenergy, 2006, 30: 706-714.[I. Biomass and Bioenergy, 2005, 29 114-134ergy in Europe changing technology收稿日期:2007-0820[5] Yukihiko Matsumura, Shinya Yokoyama.Current作者简介:蒋大龙(1965-)瑞典国籍,华北电力大situation and prospect of biomass utilization in Japan学在读博土生,龙基电力有限公司事长,国能生物发电TJ. Biomass and Bioenergy 2005, 29: 304-309有限公司常务副董事长。[6]吕文,王春峰,王国胜,等.中国林木生物质能源(责任编辑:张一工)中国煤化工CNMHG