论阿尔山生物质热电厂原料来源与供应

第35卷第3期内蒙古林业调查设计vol 35. No. 32012年5月Inner Mongolia Forestry Investigation and DesignMay.2012文章编号:1006-6993(2012)03-0122-03论阿尔山生物质热电厂原料来源与供应钱忠慧,梁大川2,程岩3,陈傲仁1(1.内蒙古自治区第二林业监测规划院,乌兰浩特137400;2.内蒙古乌兰浩特林业航空护林站,鸟兰浩特137400;3.内蒙古阿尔山市林业局,阿尔山137800)摘要:生物质发电的关键是原料生产和供应。文章从阿尔山林区实际出发,分析了可被利用生物质资源产量和收集半径,阐述了生物质原料生产工艺和供应措施关键词:生物质能源;生物质发电;原料生产与供应中图分类号:S789文献标识码:B众所周知,人类的生存和发展离不开能源。随生物质燃料26.5t,日消耗量约600多t年消耗生着世界能源需求量的迅猛增长,以石油、煤炭、天然物质燃料达到19万t左右。项目建成可实现年发气为代表的常规能源最终会开采殆尽,同时,大量使电量1.8亿度,实现集中供热面积98万m2。用这些化石燃料导致了一系列环境污染严重影响着人类生存,因此,开发低污染可再生的新能源,逐2生物质能源林分布及利用步取代石油、煤炭和天然气等不可再生能源,是缓解2.1生物质能源种类和可利用量能源危机和环境污染问题的重要途径。在众多的可阿尔山地区现有生物质资源主要由森林采伐剩再生能源中,生物质能源以其储量丰富、清洁方便和余物、木材加工剩余物、天然次生林下木、丛桦灌木可再生特点,极具发展潜力。在林区生物质发电就林、抚育伐产生枝丫材5部分组成。作为生态旅游是利用森林经营产生剩余物直接燃烧供热发电,不保护区的阿尔山市,无论何时都不可能有以林木剩仅保护了环境,还使林业生产产生的剩余物得到有余物为原料的造纸和人造板产业规划,所有生物质效利用,其意义十分深远。原料全部可以作为发电燃料利用,可以保障原料的1阿尔山生物质热电厂项目概述长期供应。但是,实际上有许多原料因为收集困难和分布遥远,获得成本比较高,而不可能作为电厂燃1.1基本情况料利用。所以,对现有资源剩余物量将分别按照阿尔山市位于内蒙古自治区东北部,地处大兴95%理论可利用原料的比率)、80%比较容易获得安岭主脉中段山麓林区腹地,是蒙古、锡林浩特、科的原料比率)和65%(比较经济可行的利用率)3个尔沁、呼伦贝尔四大草原交汇处,行政区划面积不同的比率进行测算可利用量。经测算表明,该地7408.7km2,辖伊尔施、天池、白狼、五岔沟、明水5区每年能作为能源利用的木质原料量分别为87.0个镇和林海、温泉、新城3个街道,全市人口6.8万。万t、73.2万t和59.5万t。辖区内分布有五岔沟、白狼和阿尔山三大森工企业,2.2不同半径范围内生物质原料产量阿尔山地区森林总面积达56万hm2,森林覆盖率为生物质资源具有分布相对零散、收集过程复杂72%活立木蓄积量为4560.6万m3,是内蒙古自治成本受收集半径影响大等特点,所以,木质燃料获取区典型的森林资源型城市成本将随收集半径和木质燃料类型的不同而变化。1.2热电厂原料消耗规模经对生物质热电厂周边35km、40km、50km和65km生物质热电厂拟建于阿尔山市人口最为集中的半径范围内的4个林业局所属林场生物质资源量和伊尔施镇,规划用地20hm2。计划建设规模为:2台按照95%、80%、65%3个可利用系数进行测算。汽式汽轮机2台15MW空冷发电机.每小时消耗尔/半径内士哪们括的林场有阿尔山伊75t/h中温中压燃生物质锅炉,2台15MW抽汽凝中国煤化工源可获得量约CNMHG收稿日期:2011-10-31作者简介:钱忠慧(1978-),女,内蒙古呼伦贝尔市牙克石市人,林业助理工程师第3期钱忠慧等:论阿尔山生物质热电厂原料来源与供应12310.2万t,若可利用率在95%,可利用量为9.7万t,范围内又加进了光顶山和金江沟林场,可获得资源该半径内的生物质产量不能满足电厂对木质燃料的量达到24.7万t,若可利用率在80%以上,可利用需求。量为19.9万t,该半径的剩余物便可以满足电厂对45km半径内供给木质燃料的林场除上述林场木质燃料的需求外,新增加了小莫儿根河、苏河、古尔班等3个林场,65km收集半径内的林场范围则在50km半径可获得生物质产量为20.1万t,若可利用率在95%的基础上增加了望远山林场、牛汾台、天池3个林以上,可利用量为19.1万t,该半径内的剩余物便可场,可获得生物质资源33.3万t,若可利用率在以满足电厂对木质燃料的需求。65%以上,可利用量为21.6万t,该半径内的生物质5km半径范围内的林场在40km半径的林场能源林便可满足电厂对木质燃料的要求。表1阿尔山地区生物质资源及可利用量分表单位:t采伐抚育伐天然原料可利用量来源灌次生林剩余物剩余物及枝丫材总计95%80%65%白狼林业局113242863211892578475174五岔沟林业局270013544857148285718232146阿尔山林业局400037828199474437878415984阿尔山市林业局296935426407250872112617165合计1080145328389113194261275898915401869631732321595011表235~65km收集半径内生物质资源量统计单位;t加工剩采伐剩抚育伐及可利用量半径火烧木余物余物枝丫材灌木林次生林供给木质燃料林场下木95%80%65%06969260745534249444523970218170266383阿尔山、伊尔施、立新、洮儿河。073731119512528376519092160794130645增加:小莫儿根河、苏河、古尔班414493103142235893198646161400增加:光顶山和金江沟081082261014491925264131695315960266071216183增加:望远山林场、牛汾台、天池。经测算,电厂年所需燃料主要集中在45km的表3主要树种不同状态下的平均含水率半径范围内,在该半径范围内,为电厂提供的采伐剩状态余物燃料仅有11195t占电厂所需燃料的6.2%。新鲜自然干燥1年自然干燥2年因此,该地区采伐量的变化对电厂燃料供给影响不落叶松大。相反,随着该地区人工林资源的不断增长,采伐白桦83%29%(枝桠)17%(枝桠)~49%(原木)~38%(原木)量也将增加,以后可为电厂提供更多廉价燃料。目红柳67%前,4个林业局活立木蓄积年净增140多万m3,年因此,对木质燃料含水率要求在18%~25%之抚育采伐量还要有所增加,森林经营采伐剩余物资间为宜,最高不可超过30%。源将成为热电厂主要燃料来源。2.4阿尔山地区居民能耗现状2.3不同树种原料水分测试当地居民生活用能中,木质能源消耗占有较大鉴于含水率在50%的生物质原料的热值只有比重甚至有些集中供暖站为节约煤炭开支,也以松7G]/m3,含水率在18%的干木质燃料的热值为杆等木质资么结让阿山地区居民生10GJ/m2,原料含水率过低增加了原料处理成本,过活用能消耗中国煤化工a,居民生活木高热值受到影响。对该地区的不同树种原料在存放质能源主要CNMH消耗主要为松期间的含水率进行测试。杆,这两部分木质燃料占到木质用能的90%以上。电厂建成后可为伊尔施居民提供热能,每年最少可124·内蒙古林业调查设计2012年节省6.3万t木材资源的消耗。表4阿尔山地区木质能源消耗统计表集体供暖站独立供暖居民户项目燃料类型单位数燃料类型户数6材消耗量(t)白狼林业局木质能源82015(含小作坊用量)12300温泉街846木质能源五岔沟林业局木质能源煤321016050阿尔山林业局煤和薪材木质能源13230868361000663生物质原料生产,不仅有利于控制运输成本,而且避免交通堵塞3.5木质燃料存储根据生物质热电联产项目对木质燃料进炉前的木质燃料的存储既要保证供应木质燃料的稳定要求,木质燃料供应阶段有以下环节:采集或收性,还要在储存过程中,通过自然干燥使得进炉前的割一晾晒风干一打包或打捆一粉碎或削片一运输木质燃料达到含水量标准存储一电厂输料。室外贮存:露天堆放能够降低贮存成本,但3.1生物质资源采集或收割是室外贮存会受到天气影响,在雨雪季特别需要注意对于丛桦灌木林和天然次生林下灌丛的收割,防水,必要时加盖防水油布。室外贮存最重要的是防一般需要间隔3~4a平茬一次。若人工使用镰刀砍止木质燃料发生自燃,尤其是碎末状的木质燃料贮割,不仅收割效率低,且易伤及林木根部影响其正常存,燃料储存场建设要充分考虑上料空间和防火通生长,比较适宜的作业方式是采用中小型背负式灌道木收割机或拖拉机悬挂式的收割机作业,对于林间室内贮存:可以解决木质燃料贮存的防水堆积的抚育剩余物和主伐枝丫材以及火烧木资源,问题,可以根据木质燃料的使用要求来控制室内的可以依靠人工采集归堆,在用小型机械运至集材场,温度和湿度等条件。但是室内贮存堆放成本较高,然后再统一运输到较近的木质燃料收购站防火、通风等设施要齐全3.2凉晒、风干和打捆异地贮存:是指木质燃料在收购站或电厂通常灌木林生物质原料需要在林地自然放置2附近的粉碎削片站存储。考虑到电厂占地面积,防3个月,经自然风干其含水率可以降到30%以下,火等因素,木质燃料存储量应达到7~14d的消耗适宜打包或打捆。木质燃料打捆可在林地进行,也量,各收购站应具有1万t木质燃料的存储能力。可运至收购站集中打捆。捆的规格粗50cm,长2m。4生物质燃料供应措施可采用铰链先将燃料绞实,再用绳捆绑,可临时堆积路边,也可运送到收购站储藏。然后,按照正常供应4.1设立原料收购点计划将打捆的燃料运输到电厂进行粉碎处理通过设立收购点向电厂供应木质燃料,是保证3.3削片与打包发电厂木质燃料供应的主选方式。生物质原料的最在各林场所设的原料收购站配备削片机对燃料初釆集到处理加工多数环节需在林地或林场附近进进行削片和打包处理,削片平均长度为3cm。对于行。因此,在交通方便的林场交界处建立收购点,电采伐集中原料场区,可选用以拖拉机为动力的移动厂通过合同形式定时、定量向收购点获取木质燃料。式削片机直接山场削片和打包。将在白狼林业局和阿尔山林业局设立4个收购点,3.4木质燃料运输年可获得的资源量达到198万t以上。由于阿尔山林区道路状况较差,大型运输设备4.2确定差别化收购价格还无法进入山区,使用小型农用车将收集的生物质从生中国煤化工场收购点原料采资源从集材场运至林场收购站,是比较适合的运输集范围和CNMH30km),在不同方式。在将木质燃料从收购站运往电厂的中转环节的采集范围内,采集成本是不同的。从资源类型来中,由于运输量大,由电厂组织重型汽车进行批量运看,采集资源类型不同,相应的采集环(下转第132页)132内蒙古林业调查设计2012年虫害。3.3创新生态公益林管护机制2.3管护责任未能有效落实创新生态公益林管护机制要在稳定生态公益林由于目前林权制度改革,林木权属变更,管护主林木所有权基础上建立主体落实、监管到位、补偿合体也随之改变,另外生态公益林管护补偿利用机制理的责权利相统一的管护机制,坚持公开、公正、规不健全,生态公益林可产生效益没有得到发挥,管护范操作原则,确保生态公益林地所有权者享有平等主体缺乏动力和积极性,管护责任不能有效落实,生管护收益权。管护模式要根据当地实际情况,因地态公益林管护压力越来越大。制宜,实行责任承包专业管护、相对集中委托管护等2.4科学利用机制不完善管护模式。在落实管护主体基础上,林业管理部门生态公益林虽然拥有丰富的林木、林地和景观认真履行监督管理和检查职责,旗、乡、村要层层签资源,但为了更好保护生态公益林,一般是禁止或限订责任状,严格按照签订的管护合同定期进行全面制生态公益林采伐利用,这拉大了商品林与公益林核查,对盗砍滥伐破坏生态公益林不法分子给予严的经济利益差距,生态公益林的保护与利用矛盾日厉打击,有效促进生态公益林管护工作落实益突出3.4积极开展生态公益林科学利用3对策为充分发挥生态公益林多种效益,增强自我补偿能力,应在保护前提下积极开展“以非木质利用为3.1经济建设与生态公益林建设协调有序发展主,木质利用为辅”的科学利用。一是拓展非木质利经济建设是社会发展的必然,是提高人民生活用途径,科学合理利用生态公益林丰富的林地、林木水平的基础,在抓好经济建设的同时,更应搞好生态和景观资源,引导林农充分利用现有沙柳资源,增加公益林建设,在新规划的矿区、工业园区周边通过人经济收入,有条件地方可开发“森林人家”等生态旅工造林等措施,建立起新的防护林。生态公益林建游项目,增加生态公益林经济效益。二是开展限制设是以自然、经济和社会多方面为基础的复杂系统性木质利用,根据不同区位对生态公益林实行分级工程,规划和布局要纳入整个社会经济发展总体目管理、有限利用,对于生态区位重要、采伐后难以更标中去,根据国家建设需要及时调整和补充生态公新的重点公益林禁止采伐利用,对于一般保护公益益林布局,使生态区位功能日趋完善,提高防御自然林中的林木允许采取择伐、小块状皆伐方式合理利灾害能力,保障经济社会持续发展用,利用同时要补种,增强生态公益林防护效能3.2改善林分质量,增强生态防护效益4结语对于那些林分质量不高、防护功能弱,林地利用率低、防护效益差的公益林,各级财政要加大投入,总之达拉特旗生态公益林建设在保护和改善人强化管理,通过实施补、封、抚等低效公益林改造技民生存环境、提高人民生活质量、维持生态平衡发挥术措施,培育乔灌相结合、多树种混交的合理模式,着越来越重要的作用,为达拉特旗经济发展奠定了逐步改善林分质量,增强防护效益坚实基础。上接第124页)节所需投入也是不同的,如釆伐剩余各收购点的库存维持。因此,通过建立充足且经济物的采集成本要低于灌木林平茬的成本。因此,生合理的木质燃料库存,对于电厂正常运营十分重要物质资源的主要分布类型不同,收集成本也不同。4.4推行灌木机械化收割,提高原料供应效率根据上述因素,按不同资源类型必须制定不同收购根据对现有阿尔山地区丛桦灌木林集中分布现点的收购价格。考虑不确定因素,原料价格会有状和未来营造能源林发展实际,适宜采取“一条龙”机定上涨,但木质燃料综合成本上浮变化应控制在械化生产模式,即采用收割一粉碎或收割一削片的联30%以内,否则会加大电厂的经营风险。合收割方式,将灌木碎片装入集装箱或专业木片车直4.3建立原料储库平衡原料供应接运往发电厂。灌木收割机械可根据不同的情况分木质燃料供应受到采伐季节的影响,不同类型别选用。rV中国煤化工山坡地上灌木林生物质资源具有不同的采集时间,为满足电厂全年能源林,CNMHG合收割机械。对平衡稳定的木质燃料需求,必须建立充足可靠的原种植在湿地的不林、能媒怀,可选用轮式或履带式料储存。一般森林采伐作业是从当年11月份开始联合收割机械。对分散在丘陵、山地林间的灌木林,到次年5月份,每年6~10月份木质燃料主要依靠可选用轻便携带、操纵灵活的中小型收割机械。