山西省生物质发电

山西能源与节能008年第3期(总第50期)SHANXI ENERGY AND CONSERVATION2008年9月出版可再生能源发山西省生物质发电张向东(山西国际电力集团有限公司,山西太原030009)摘要:叙逑了山西省生物质发电的资源、规划情况以及生物质发电的现状,提出发展山西省生物质发电应加强生物质资源调查和规划管理,减少投資盲目性;积极推动国家生物质发电补贴电价政策的进一步完善;制定支持生物质发电的地方财政政策;全面推行垃圾分类收集杋制,落实收取垃圾处理赍政策等建议关键词:生物质发电;山西;资源中图分类号:TM619文献标识码:B文章编号:1674-3997(2008)030017-030引言地、长治盆地、晋中盆地、忻定盆地和大同盆地,以及阳泉、可再生能源包括水能、生物质能、风能、太阳能、地热襄垣、晋城等小盆地中,土质肥沃,灌溉条件较好,农业比能和海洋能等非矿物质能源,资源潜力大,可永续利用,是较发达,秸秆资源比较丰富。在东部的太行山区、西部的吕有利于人与自然和谐发展的重要能源,在满足能源需求、改梁山区和晋西北黄土高原等处,大部分耕地为山坡地、旱地,善能源结构、减少环境污染、促进经济发展等方面具有重要自然条件差,农作物单产水平低,资源分布密度低的作用。生物质能是重要的可再生能源之一,其有效的利用根据山西省种植结构单一的特点以及秸秆自身特性方式是规模化地利用生物质能发电,具有明显的社会和环境定玉米秆、麦秆和棉秆作为规模化生物质发电的资源。据调效益。为贯彻《可再生能源法》的相关要求,推动山西生物查,2006年山西省秸秆资源总量为1011万t,资源量并不质发电的健康、有序发展,自200年10月至2008年5月,丰富。其中玉米秸秆853万t占秸秆资源总量的84%,其我省投入大量人力和资金,在全省范围内开展了广泛、深入余为麦秆和棉秆。的生物质资源调查及评价工作。全省生物质资源调查分为5山西省秸秆资源现有用途比较多,主要是用作牲畜饲个工作组,历时4个月,与全省11个地区农业、林业、统料,据不完全统计,全省现有大牲畜存栏数为293万头,每计、畜牧、交通、市政、环卫、建设等政府有关部门进行了年约消耗秸秆400万t以上,在扣除炊事、还田等用途后,交流,收集了山西省11个地区的资料和数据,还实地走访山西省秸秆可获得量约534多万t了27个典型县,100多个乡镇,与2000余名市、县、乡、山西省各地区农作物秸秆资源总量见表1、表2。镇和村委会四级干部、农户、农技管理人员进行了座谈、访1.2林业生物质资源谈和问卷调查,收集了大量的第一手资料。在完成资源评山西省处于我国“三北防护林带”和“京津风沙源治理的基础上编制了山西省生物质发电规划(以下简称“规划”,地区”,气候干旱少雨,年均气温低,林木生长缓慢,林业规划分为农林剩氽物和城市生活垃圾两部分)。现简要介绍资源缺乏,不宣大规模采伐。只有在晋南平原地区人工果木全省生物质资源发电规划、生物质发电现状以及有关建议,林和杨树枝的修枝及果木更新废弃的枝条可被利用,按照柠1山西省生物质发电的资源情况条3年进行一次平茬复壮的要求,五寨县年可以采伐的柠条产量约10万t。临猗县的果业发展很快,全县每年修剪枝量1.1秸秆资源约为15万t。其他林业剩余物资源可获得量极少。因此,近山西省地处黄土高原,土壤瘠薄,耕地面积偏少,居全期不宜将林业剩余物作为山西省生物质发电开发利用的重国排名第十九位·全年干早少雨,年均气温低,缺乏灌溉水点资源,粮食总产量偏少:200年(丰收年景)粮食总产量1.3城市生活垃圾资源1073万t,居全国排名第18位在调查山西省11个地市城区人口、未来发展规划、垃山西省种植的农作物有小麦、玉米、谷子、高粱、大豆圾处理设施等情况的基础上,综合考虑人均产生量法和线性马铃薯、油料、棉花、蔬菜和药材等,其中玉米、小麦是主回归的分析结果,预测到2010年,山西省地级城市垃圾总要的种植的农作物206年,玉米播种面积在14003a),产量将型m.到11641td,各地占全省主要农作物播种面积的44%,并有逐年上升的趋势。市的中国煤化工山西省90%以上的水浇地也分布在运城盆地、临汾盆CNMH收稿日期:2008-06-14作者简介:张向东(1960)男,汉族,山西运城人,硕士,教授级高2.1农林剩余物到2012年,规划建设14处农林剩余物发电项目,总容乃方数据008年第3期山西能源与节能008年9月表1山西省各地区衣作物秸秆资源总量一览表单位万吨地区名称食产量毡杆簧源量相食亡断部量食产杆源/Q/各市粘轩资源量所占比例82.78.7078.7105.7105.7太原地E阳泉地区17.92150.2吕梁地区53.0l16.4晋城地区80临汾地区89.44.782.0079.5124.2116288515.23852.9101L210%山西省各地区衣作物秸秆资源可获得量一览表单位万吨,%秸秆种类资源总量减量系数资源可获得量资源可获得总量各市秸秆资源可地区获得量所占比例太原地区玉米秸玉米秸秆阳泉地区长治地区肾城地区朔州地区晋屮地区玉米秸秆150.2玉米秸秆50运城地区小麦秸秆00.0棉花秸150忻州地区玉米秸0玉米秸秆54.0临汾地区64.0吕梁地区玉米秸53.059.010ll.2534.4量为168M,年发电量9.24亿KW·h,年消耗农林剩余物和环境效益资源105万t衰3山西省主要城市生活垃圾日产量综合预测值22农林剩余物城市2010年(t/d)2020年(t/d)到2012年,规划建设14处农林剩余物发电项目,总容量为168W,年发电量9.24亿kW·h,年消耗农林剩余物767资源105万t。阳泉市到2020年,规划扩建13处农林剩余物发电项目,新增容量156W,达到总容量为324MW,约占2020年全省发电装机容量(80W)的0.4%,年发电量约1782亿kW·h,年朔州市供电量约15.66亿kW“h,约占2020年山西省社会用电量的中国煤化工0.6%左右,年利用农林剩余物资源约200万t。2.1.1投资估算及效益分析CNMH据初步估算,要实现2020年总装机32MW的目标,需要投资25~35亿元。农林剩余物发电具有明显的社会效益吕梁市2008年第3期张向东:山西省生物质发电社会效益:农林生物质发电是典型的工业反哺农业项能源效益:2012和2020年生物质发电规划目标的实现对促进社会主义新农村建设,解决“三农”问题有重要由于充分利用105万t和202万t农林剩余物资源量,可以意义,2012年规划目标实现后,每年可直接为全省增加1400替代约53万t和101万t标准煤,减少煤炭消耗人的就业机会。2020年规划目标实现后,可直接为全省农民2.3城市生活垃圾增收约4亿元,农林生物质的收储运产业年产值达到2亿元,2.2.1规划目标增加就业机会2000多个到2010年,拟规划建设垃圾焚烧发电厂4座,总处理环境效益:大大减少农作物秸秆的废弃和露天焚烧,明规模为2100t/d,总装机容量达到54改善大气质量。据初步测算,实现2012年规划目标时到2020年,拟规划新建和扩建垃圾焚烧电厂11座,新可减少二氧化碳排放125万t,减少二氧化硫排放5400,增处理规模6100t/d,装机容量144W,达到8200t/d2020年规划目标完成时,可减少二氧化碳排放250万t,减的处理规模,总装机容量198W见表4、表5。少二氧化硫排放1.08万t。豪4山西省城市垃圾楚烧发电近期规划单位万,t/d,kw焚烧厂名称服务区域近期服务人口处理规模装机容量备注大同市大同市城市生活垃圾焚烧发电厂大同市城区21002400项日前翔朔州市朔州市朔城区城市生活垃圾焚烧发电厂朔州市朔城区、平鲁区60003介休市介体市城市生活垃圾焚烧发电厂介休市全市域3012000建设阶段吕梁市吕梁市城市生活垃圾焚烧发电厂吕粱离市区、中阳县、柳林县2300亵5山西省城市垃圾焚烧发电中远期规划表单位万,t/d,k"序号城市服务区域远期服务人口处理规模装机容量总处理规模太原太原市垃圾焚烧发电厂(扩建太原市市区大同大同市城市生活垃圾焚烧发电厂二期大同市市区阳泉|阳泉市城市生活垃圾焚烧发电厂阳泉市城区长治长治市城市生活垃圾赞烧发电厂长治市城区晋城|晋城市城市生活垃圾焚烧发电晋城市城区朔州朔城区城市生活垃圾焚烧发电厂城区、平鲁区中市城市生活垃圾焚烧发电5001200城运城市城市生活垃圾焚烧发电厂运城市区120009忻州忻州市城市生活垃圾焚烧发电厂忻州市区、原平市、定襄县2.2.2投资估算及效益分析原市垃圾焚烧发电厂,全省30%的城市生活垃圾能用焚烧方据初步估算,要实现2020年总处理能力8200t/d的式进行处理,相当于每年节省标准煤93万t,这对于一个目标,需要投资28~40亿元能源消耗大省的节能减排有着非常重要的意义垃圾焚烧处理相对于填埋和堆肥处理,减量化效果显3山西省生物质发电的现状著。初步测算,到2010年,垃圾焚烧发电每年将为我省消减70万t的垃圾填埋量,相当于76万m3的库容量,可以目前,山西省仅有个别农林剩余物发电项目开展前期工节省约3万m2宝贵的土地资源,占我省总面积的02%.作,仅有3个项目取得政府核准,尚无投产项目。在城市生山西省近期规划垃圾焚烧发电厂完成后,加上原有的太原市活垃圾处理方面,仅太原建有一座处理量1000t的垃圾焚垃圾焚烧发电厂,不仅全省30%的城市生活垃圾能用焚烧方娆发电厂运行,介体垃圾焚烧发电厂在建,其余多以简易填式进行处理,相当于每年节省标准煤9.3万t,这对于一个埋为主能源消耗大省的节能减排有着非常重要的意义4发展山西省生物质发电的建议2.2.3投资估算及效益分析4.1加强生物质资源调查和规划管理减少投资盲目性据初步估算,要实现2020年总处理能力8200ud的目标,农林剩余物发电项目具有很好的支农、环保和发展可再需要投资28~40亿元垃圾焚烧处理相对于填埋和堆肥处理,减量化效果」中国煤化工建设生物质发电项目的积著。初步测算,到2010年,垃圾焚烧发电每年将为我省消CNMH认识到落实生物质资减70万t的垃圾填埋量,相当于76万m3的库容量,可以源对H务必开展详细深入的项目层次资源调查评价,政府投资主管部门要严格地按照省节省约3万m2宝贵的土地资源,占我省总面积的0.2%政府批准的规划核准项目,分期分批稳步推进,防止因生物山西省近期规划垃圾焚烧发电厂完成后,加上原有的太质资源的恶性竞争,影响我省生物质发电(下转第34页)鸠方数据2008年第3期山西能源与节能2008年9月的污水进行二次处理,达到国家排放标准。对没条件采用以23沼气可控生态温室和有机无土栽培研究上工艺的,也可以采用微动力好氧处理或进入后处理固液分根据循环经济原理,为达到对沼气和沼渣的高效综合利离机(该设备已申报国家专利)或进行综合利用实现零排放:用,需进一步加强微机对温室的温度、湿度、光照、二氧化在综合利用上,研制以沼气能源的生态温室,以沼气为基础碳等进行自动调控和利用沼渣、沼液作温室无士栽培基质和能源,利用微机对温室(大棚)的光照、温度、湿度、二氧培养液进行有机无土栽培研究化碳进行调控,现样机已研究成功,同时利用沼液代替无土栽培营养液进行有机无土裁培研究,该项目已在福建省农科3小结院试验牧场(闽侯县荆溪镇)、福建省军区副食品基地、南我国农村人口占70%,农村能源和农业环境保护至关重平市大横农业生态区和建瓯市建华猪业有限公司进行示范.要,所以,发展沼气大有发展前景.作为科研工作者,在发2展望展该学科研究上应该加倍努力,为我国国民经济的发展和建设社会主义新农村及建设海峡西岸经济区作贡献随着农业结构的调整,近年来养殖业迅猛发展以及乡镇参考文献企业的发展带来了农村的严重污染五”期间,如何【1】钱午巧,陈日香,陈金波,等建立生态牧场的初步探讨[中国沼发展沼气工程技术是当务之急。我们的总体思路是,在厌氧1985(2):44-45发酵新工艺、大中型养殖场污水处理上取得全国先进水平的【2钱午巧福州市郊泉头村生态工程建设初报[打福建农科院学报,1994成果;大力推广应用玻璃钢户用沼气池,为农村能源和现代9(2)51-54化农村建设作贡献。3]钱午巧,陈金渡,李桂芬,等.福州市郊泉头村沼气生态工程建设及2.1大中型畜牧场污水治理新工艺、设备研究其效益分析团].农村生态环境,1996,12(2)30-32,61研究能源型和环保型两种新工艺。能源型是指在治理畜(4]黄勤楼,陈金渡,钱午巧,等,DD型沼气池研究与应用[].中国生牧场污水时,以生产沼气为重点,沼气供发电或周边农户用态农业学报,2001,9(4):117-119作生活燃料,研究内容是提高产气率。从高温菌种、低温菌【5]林斌,徐庆贤,钱蕾6■有机玻璃钢沼气池的安装及问题探讨切种、发酵工艺和污处理设备研制上突破。目前我们在户用玻能源与环境,2006(666-67璃钢沼气池上已取得成果,计划用玻璃钢建大型池,加上布6]徐庆贤,林斌,方志坚,等2型户用组装式沼气池的性能及产料装置和填料污泥床工艺研究的目标是提高产气率1倍以气效果分析[能源与环境,2007(6)53-上污处理主要在原来FZ12前处理固液分离机取得国家专[林代炎,翁伯琦,钱午巧F12固液分高机在规模化猪场污水中利的基础上,进一步研究用于污水后处理的固液分离机设备的应用效果[.农业工程学报,2005,21(10)184-186.2.2千发酵技术及设备研究8]林斌,徐庆贤,钱蕾,F-12固液分离机结构特点及其在猪场龔污目前,大中型畜牧场污水处理都能够接受我们研究的固处理中的应用[J.福建农业科技2006(6》60-619]陈彪,陈敏,钱午巧,等.规模化猪场龚污处理工程设计[农业工液分离机减量法工艺,发酵前先把粪渣分离出来用于堆肥程学报,2005,21(2)上126-130.但堆肥过久将产生甲烷气体向太空散发,致使产生“温室效10]林斌,集约化养猪场龚污处理工艺设计探讨[】.福建农业学报,应是二氧化碳的20-30倍。目前这个问题没有引起重视,我2006,21(4):420-424.们计划用干发酵技术替代堆肥以减少大气污染,同时又可收集宝贵的清洁能源(上接第19页)产业的健康可持续发展。省政府应组织并指导各地政府落实我国垃圾处理费收42积极推动国家生物质发电补贴电价政策的进一步完薔费政策,各地政府应在省的指导下制订各地的收费办法,利山西省脱硫燃煤机组标杆电价比较低,以该电价作为补用多种收费手段,提高收费率,降低收费成本,以此保障垃贴生物质发电上网电价的基础,是导致山西生物质发电项目圾处理所需的成本费用。根据山西省特点,研究制订我省的难以实现商业化运行的主要原因。应结合我省生物质发电试垃圾分类收集办法,从多方面多渠道进行垃圾分类收集点示范项目建设、运行的实际情况,积极呼吁国家调整现行参考文献:生物质发电补贴电价与各地区脱硫燃煤机组标杆电价挂钩1]中华人民共和国环境保护部.2005年中国环境状况公报.回的政策。[2006-07-27].httpr//www.zhhgow.cn/plan/zkgb/05hjgb/.4.3制订支持生物质发电的地方财政政2]张维理,武淑霞,【 DIbe H,等.中国农业面厚污染形势估计及为了贯彻《中华人民共和国可再生能源法》,在国家相控制对中国煤化工1关鼓励政策基础上,结合山西省的实际情况,安排一定的财有机物处理效果的研究政资金,给予生物质发电试点示范项自一定财政补贴,保证.应HCNMHG电厂实现商业化运行。[4]廖新佛.规模化猪场用水与废水处理技术闻.北京:中国农业出版社,1999:50-53,107-110.4.4全面推行垃圾分类收集机制落实收取垃圾处理费政策