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生物质发电前景分析及电厂介绍

更新时间:2020-08-09 11:29 浏览::

第一章 生物质能发电产业分析

随着经济的发展和人类的进步,能源消费量不断增加。化石燃料终将耗尽,寻找新的替代能源以保证社会的可持续发展成为全球性问题。特别是进入21世纪,随着化石资源消耗迅速,生态环境不断恶化,保障能源安全、应对气候变化等已成为全球的焦点问题,世界各国都加速发展可再生能源,特别是生物质能。

1、矿石等燃料的缺陷和不足

(1)对土壤环境的影响

生产运行期对土壤环境的影响主要是水污染、大气污染以及固体废物堆存占地与淋溶滤渗对周围土壤、农作物的影响。

原料堆场、精矿堆场等的粉尘将会对周围地区土壤产生一定影响。但由于评价对各工段的粉尘排放都采取严格的防治措施,估计实际增加的污染物排放量很小,预计对农作物的质量和产量的影响仍将维持在现有水平。工程运行中产生的废水主要有:选矿工序产生的精矿浓缩溢流水、尾矿水以及生活污水等。

(2)对农业生产的影响

项目影响农业生产的途径有二:一是污染物经水、气进入土壤再进入农作物,在农作物体内富集,影响农作物的生长;二是通过大气直接影响农作物的光合及呼吸作用,从而影响作物的正常生长。

(3)对植物生态的影响

工程主要的外排污染物为无组织粉尘,在选矿生产过程中产生的粉尘污染对植物的影响主要表现在对作物光合作用的影响上。粒径大于1µm的颗粒物在扩散过程中可自然沉降,吸附于植物叶片上,阻塞气孔,影响生长,使叶片褪色、变硬,植物生长不良。颗粒物与SO2的协同作用可增强SO2的毒性,加大叶片受害症状。另外,粉尘落到田间会影响土壤透水透气性,不利于植物吸收土壤养分,间接造成植物生长缓慢。

2、新能源的优势和潜力

(1)可再生能源的资源原大于常规能源,常规能源一般指化石能源(煤炭、石油、天然气等)其储量是有限的。可再生能源如太阳能,它的资源对有限的人类发展阶段可以说是无限的,地球上一年中接收到的太阳能高达8*10↑18kWh,可见其量的巨大。风能、生物质能、海洋能等其他可再生能源都是太阳能的副产物,所以说“万物生长靠太阳”是非常好的比如。

(2)清洁,非常低的污染,不能说无污染的原因在于,大规模利用可再生能源以后,对环境的影响有些还未表现出来,如盐城地区,大规模风电场的出现,对于候鸟就可能产生影响。但是,总的来说目前没有发现明显的污染加大的现实。

(3)可循环使用,这是确定的,这是由于可再生能源本身的定义所确定的;

3、发展生物质能的可行性

(1)生物质能介绍

所谓生物质,顾名思义它所有生物的物质都算生物质,也就说从自然科学的含义来讲的话,生物质是所有生物体,它存在的物质载体都是生物质,包括粮食作物,饲料作物及其残体,树木这些残体,还有水生植物,还有就是畜禽的粪便,还有包括其他的有机物质它都是生物质,生物质能是太阳辐射造成的,植物它因为自身的光合作用所以造成它能把太阳辐射能量能够极具转化为化学态能量。这种经过光合作用,以化学态能量存在于有机物中的能就是生物质能。

(2)生物质能的特点

生物质与化石燃料相比,具有以下优点:(1)可再生性;(2)低污染性:SOx、NOx排放浓度低;(3)高减炭性:生物质作为燃料时,在生长周期内,对大气的二氧化碳净排放量近似于零,可有效地减轻温室效应。

生物质能是一种脱颖而出的新能源,它既具有能源功能,又能从事生物化工产品等物质性生产,既能缓解能源和环境压力,又是一种可再生能源,同时也是唯一一种可再生的碳源。生物质能具有可再生性、低CO2排放、几乎不排放SO2、广泛分布性、使用形式多样、生物质燃料总量丰富等基本特点,因而引起世界的广泛关注。

(3)生物质能的发电形式

生物质能的主要利用方式:

生物质能发电:直燃发电、气化发电、制油发电;

生物液体燃料:甲醇、乙醇、生物质柴油等;

生物固体燃料;沼气;

生物质能发电厂的分类:

按燃料分类:(1)秸秆-农业秸秆、林业秸秆;(2)稻壳、花生壳、茶籽壳、蔗渣、锯末等农副加工副产品;(3)动物粪便;(4)城乡有机废物:生活垃圾、工业垃圾等。

按利用方式分类:(1)直燃发电;(2)气化发电;(3)制油发电。

生物质发电是利用生物质所具有的生物质能进行的发电,是可再生能源发电的一种,包括农林废弃物直接燃烧发电、农林废弃物气化发电、垃圾焚烧发电、垃圾填埋气发电、沼气发电等。生物质发电有3种方式:①生物质直燃发电,就是将生物质直接作为燃料进行燃烧,用于发电或者热电联产。生物质直燃发电是在传统的内燃机发电技术上进行设备改型而实现的技术,该技术基本成熟并得到规模化商品运用,是生物质发电的主要方式;②生物质与矿物燃料(主要是煤的混合燃烧发电),混合燃烧可提高物质发电的效率,可达35%以上,且当生物质比重不高于20%时一般不需对现有设备进行改动,是未来生物质发电的发展方向;③生物质气化联合循环发电。生物质气化是在高温下部分氧化的转化过程。该过程是直接向生物质通气化剂(空气、氧气或水蒸汽),使之在缺氧的条件下转变为小分子可燃气体的过程。该技术还不成熟,有待于商品化。

4、生物质能发电的价值

(1)生物质发电是生物质能最常用的能源方式。发展生物质发电,实施煤炭替代,可显著减少二氧化碳和二氧化硫排放,产生巨大的环境效益。

(2)生物质能发电在可再生能源发电中电能质量好、可靠性高,比小水电、风电和太阳能发电等间歇性发电要好得多,可以作为小水电、风电、太阳能发电的补充能源,具有很高的经济价值;

(3)全面建设小康社会的目标下,农村能源结构由传统生物质能利用为主向现代化方向转化,生物质能发电是这种转化的重要途径;生物质发电将废弃的农林剩余物收集、加工整理,形成商品,既防止秸秆在田间焚烧造成的环境污染,又改变了农村村容村貌,是中国建设生态文明、实现可持续发展的能源战略选择

(4)丰富的生物质能资源亟待有效开发利用,加工增值,促进经济发展,从技术成熟度看,生物质能发电是最具推广潜力的一种,发展生物质发电,是构筑稳定、经济、清洁、安全能源供应体系,突破经济社会发展资源环境制约的重要途径。

第二章生物质能发电的现状

我国生物质能发电产业虽然发展前景广阔,但发电能力依然较低,生物质能发电装机容量在可再生能源发电装机容量中只占0.5%的份额,远低于世界平均25%的水平,并且生物质能发电的盈利能力亟待提高。虽然生物质能发电在国外已经有了比较成功的案例,但是受经济、技术、思想观念、人文自然环境等因素的影响,中国生物质发电产业的成形与发展,尚属任重道远。

第一,在如何运用国际碳交易获利上,我们的企业有一个熟悉的过程,参与国际碳交易的能力有待提高;

第二,国家相关产业优惠政策的实施,还有一个不断完善的过程;

第三,过去国内没有现成的技术设备,需要有符合中国实际的生产装备,需要技术的革新,来提高效率、降低成本。

第四,就是在燃料的收集上,存在存储和供应不均衡的难题,特别需要运用本土智慧。

从总体上来看,我国大多数生物质能发电技术尚处于初级阶段,并且在核心技术领域缺少自有知识产权,生物质能技术的产业化和商业化转化程度低,缺乏持续发展的动力。

因此,生物质能发电正面临着一些需要认真研究和积极解决的问题:

第一,生物质能发电产业与上下游配套产业发展不协调;

第二,生物质能资源的收集、运输、加工以及贮存仍面临一定困难,生物质发电的燃料成本构成要比传统发电复杂。与传统燃料不同,生物质发电燃料成本除了秸秆等原料的购买成本外,加工成本、储运费用以及损耗占燃料成本较大比重;

第三,生物质直燃发电技术是一个跨度较大的综合性新领域,既涉及到农业、农机,又涉及到系统的运筹和管理,国内从基础性科学、工程设计、机械设备等方面的研究都滞后于现在产业的发展水平。

第四,促进生物质能发电行业发展的财政金融税收优惠政策出台相对滞后,有关补贴政策与实际发展存在不适应现象;

第五,上网电能定价难以支撑生物质能发电厂的正常运营,尚不能满足生物质能发电发展要求,生物质发电定价模式不能正确引导生物质发电产业的均衡发展;

第六,生物质能发电尚处于初始示范项目阶段,示范项目从立项、建设、发电上网到验收,还没有专门的管理办法;

第七,生物质发电产业发展过程中的配套服务产业有待进一步发展;

第八,生物质发电产业发展的融资渠道单一,缺乏健全的风险投资体系;

第九,生物质发电产业发展的政策支持力度不够,现有政策还缺乏具体有效的实施形式,实施标准有待细化;等等。

第三章产业发展介绍

世界生物质发电起源于20世纪70年代,当时,世界性的石油危机爆发后,丹麦开始积极开发清洁的可再生能源,大力推行秸秆等生物质发电。近十几年来,丹麦新建的热电联产项目都是以生物质为燃料,还将过去许多燃煤供热厂改为了燃烧生物质的热电联产项目。目前,在可再生能源领域,丹麦是公认的生物质能利用的强国。芬兰是欧盟国家中利用生物质发电最成功的国家之一。由于本国没有化石燃料资源,因此,大力发展可再生能源,目前生物质发电量占本国发电量的11%。奥地利成功地推行了建立燃烧木材剩余物的区域供电站的计划。生物质能在总能耗中的比例由原来大约2~3%激增到约25%。德国对生物质直燃发电也非常重视,在生物质热电联产应用方面很普遍。

作为世界头号强国,美国也十分重视生物能源的发展,美国能源部早在1991年就提出了生物发电计划,而美国能源部的区域生物质能源计划的第一个实习区域早在1979年就已开始。如今,在美国利用生物质发电已经成为大量工业生产用电的选择,这种巨大的电力生产被美国用于现存配电系统的基本发电量。作为一种可持续发展的能源,生物质发电在国际上越来越受到重视。目前,全球生物质能发电装机容量已超过5000万千瓦,可替代9000多万吨标准煤。在生物质发电居世界领先地位的美国,生物质能发电总装机容量超过1万兆瓦,占美国可再生能源发电装机的40%以上。有资料显示,到2020年,西方工业国家15%的电力将来自生物质发电,而目前生物质发电只占整个电力生产的1%。届时,西方将有l亿个家庭使用的电力来自生物质发电,生物质发电产业还将为社会提供40万个就业机会。

我国当前生物质发电形势

中国生物质发电的先行者—国能生物发电集团有限公司(由国家电网公司与龙基电力集团有限公司共同投资于2005年设立),以社会责任为己任,在短短5年间,把国能生物发展成为全球最大的、产业链最完整的、生物质发电专业化公司,集投资、建设、运营于一体,为发展绿色经济和深入开展节能减排工作做出了积极贡献。截至2011年6月,公司共投资建设的生物质发电厂有37家,其中26家已投入商业运营。经过这几年的摸索和发展,包括国能生物发电和凯迪控股在内的国内企业,先后探索出了符合当地实际的成熟技术方法和模式,大大提升了发电效率,降低了生物质发电成本。特别是2010年以来出台的《国家发展改革委关于生物质发电项目建设管理的通知》以及《产业结构调整指导目录(2011年本)》等有关产业政策的实施,在很大程度上改变了生物质发电的盈利格局。即将出台的《可再生能源发展“十二五”规划》明确了“十二五”生物质能源领域的发展目标及具体的产业发展布局,确定的生物质发电及生物燃料规模较“十一五”有大幅度提高。《规划》提出的“到2015年,国内生物质发电装机规模不低于1300万千瓦”的目标数字中,具体包括农林生物质发电800万千瓦,沼气发电200万千瓦,垃圾焚烧发电300万千瓦。随着产业政策日臻完善,作为中国未来绿色能源的重要组成部分—生物质发电产业,正在成为中国利用可再生能源进程中不可忽视的一个新产业。“十二五”期间,我国生物质能发电产业有望迎来其发展的黄金时期。

2006年9月国电科环就在山东德州、淄博两地拿下两个秸秆发电项目.此前,其位于黑龙江汤原和山东无棣的两个2×1.5万千瓦秸秆发电项目已经通过了主管部门的审核,正在进行招标.作为五大发电集团之一的中国国电集团的子公司,国电科环把生物质发电纳为七大主业之一.

华电集团在秸秆发电领域也蓄势待发.从2005年开始,华电下属的山东枣庄十里泉电厂就根据所在地区秸秆资源丰富的实际,在5号机组大修中安装了我国首台煤粉秸秆混燃发电机组.今年8月份,华电集团位于安徽宿州市的2×2.5万千瓦秸秆发电项目也又获得了国家发改委的批准.

大唐集团对秸秆发电的布局主要由各地分公司进行操盘.去年12月,大唐吉林发电公司决定在辽源上马秸秆发电项目,规模为2×1.2万千瓦;今年8月份,大唐安徽分公司大唐淮北发电厂在蒙城的秸秆发电项目也选址成功,初步拟定一期建设2×1.5万千瓦发电机组,投资约2.5亿至3亿元人民币.

在五大发电集团中,华能集团是目前惟一尚未有秸秆发电项目的公司,但在其最近的一份内部文件中也提到,“在具备条件的地区,将扶持发展秸秆发电,为新农村建设提供能源支持”

举例:凯迪生物质发电厂

祁东凯迪生物质发电厂项目座落在湖南省祁东县经济开发区工业园,由武汉凯迪控股投资有限公司投资建设,计划总投资5亿元,占地面积250亩,是我县建县以来最大的招商引资工业项目,总建设规模为4×12MW机组,分二期建设完成。该项目2007年12月经湖南省发改委评审核准,符合我国可持续发展的产业政策,它利用稻壳、秸杆等可再生资源为燃料进行发电,是典型的“绿色能源”开发项目,有利于改善能源结构,促进资源综合循环利用,具有良好的经济效益和社会效益。

该项目定于2008年3月9日举行开工奠基典礼,3月22日实施主机房开挖,预计用9个月时间完成一期工程建设,力争在12月28日实现1#机组并网发电。该项目全部建成投产后,电厂年利用小时数为6000小时,年发电量达2.88亿度,将为周边地区经济社会发展提供强有力的电力支撑,并将大力推动祁东县域经济发展和财源建设,可实现年保底税收3000万元,促进就业和农民增收,是一个实实在在的富民强县的大项目、好项目。

第四章生物质能发电产业健康可持续发展的对策建议

基于未来我国经济社会发展对生物质发电产业的需求和目前我国生物质发电产业在发展过程中还存在的问题,要促进我国生物质发电产业的科学、持续发展,就必须进一步提高认识、加强规划,并制定系统的推进措施。

我认为还需要做到以下几点:

第一,做好资源调查和评价,精心编制发展规划。摸清资源状况是发展生物质能发电产业的前提条件,因此,我们需要通过深入调查和评估全国生物质能资源整体情况,统一评价全国农林生物资源的分布情况,统筹全国生物质发电产业的发展进度和区域布局分布。

第二,培育生物质能发电产业链。在生物质发电项目的产业化发展过程中,要培育成熟的上下游配套产业链,提升其产业化发展的力度;要深入研究适合我国特点的生物质发电相关产业发展模式,从燃料的收购、加工、储存和运输以及发电过程等方面构建完整的产业链;

第三,完善生物质能发电的标准与规范。尽快公布国家生物质能发电的具体发展目标及相关保障措施,加强规划指导和项目管理。生物质能发电产业作为一个新兴产业,目前正处在发展的初期,需要国家制度和政策的大力支持。

第四,完善我国生物质能发电定价和费用分摊机制。由于建设成本和运营成本较高,在某些地区,生物质发电所适用的电价仍不能实现盈利,因此,针对目前我国实行的生物质能发电定价中的诸多问题,我们可以考虑推行浮动价格体系,这样不仅可以充分利用市场竞争机制,激励发电企业改进发电技术,降低发电成本,同时也获得政府的奖励补贴电价,鼓励投资者投资生物质能发电产业。

第五,推行并完善绿色配额制度。配额制度是随着电力市场化改革逐步发展起来的一项新的促进可再生能源发展的制度,主要是对电力生产商或电力供应商规定在其电力生产中或电力供应中必须有一定比例的电量来自可再生能源发电,并通过建立“绿色电力证书”和“绿色电力证书交易制度”来实现。

第六,制定促进生物质能发电产业发展的财税政策和投融资政策,建立稳定的投入机制。政府应当对生物质能产业推行积极鼓励的财政政策,实行合理的投资补贴和产品补贴;对于生物质能发电企业可以进行适当的税费减免,而对于那些排放废气多的发电企业提高征税额。

第七,开展宣传和培训工作。充分利用网络、电视、报纸、杂志等多种媒体,采取多种形式,广泛宣传生物质能发电的重要意义。重点抓好技术培训和职业技能鉴定工作,对从事生物质能发电的技术工种实行职业准入和持证上岗制度。

 

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