淺談秸稈發電技術
【摘要】介紹可再生能源、國內、省內概況、研發生物質發電幾點思考與建議。
前 言
江蘇省地處東南沿海,長江三角洲,是我國經濟較發達省份之一。但能源資源十分匱乏,3/4以上能源靠外供應。長期以來,能源供應問題制約著江蘇社會經濟發展的重要因素。而且江蘇一次能源構成中煤炭占85%以上,對環境造成了嚴重的影響。所以迫切需要開拓清潔能源供應渠道,以改變惡劣環境對人與自然的侵害,走可持續能源發展之路。本文介紹我 國可再生能源概況后,擬結合江蘇實際對開發利用可再生能源特別是生物質發電做些闡述,以補充常規能源供應不足和滿足江蘇能源可持續發展的需求。
一、什么是可再生能源
可再生能源是指從自然界獲取的,可以再生的非化石能源。按聯合國的定義,可再生能源分為傳統的與新的可再生能源。傳統的可再生能源主要包括大水電和用傳統技術利用的風能、太陽能、水能、生物質能、地熱能和海洋能等。新的可再生能源主要指用現代技術利用的小水電、太陽能、風能、生物質能、地熱能、海洋能和固體廢棄物等。
按統計[1]2002年全世界消費的可再生能源為15.4億噸標準煤,約相當于全球一次能源消費總量的15.8%,其中傳統的可再生能源的占80% ,新的可再生能源工業的占20%。可再生能源發電量占總的發電量19%,僅次于燃煤發電。
二、什么是生物質能源
生物質能源是太陽能以光化學作用形成化學能儲存于生物質中的能量形式,它直接或間接地來源于綠色植物的光合作用。是取之不盡,用之不竭的能源資源,是太陽能的一種表現形式。
生物質發電技術是將生物質能源轉化為電能的一種技術,主要采用農作物秸稈和林業廢棄物作為發電燃料,因此又稱之為秸稈發電。
生物質發電在國際上越來越受到重視,在國內也越來越受到政府的關注和民間的擁護,生物質發電是可持續發展的能源,未來的能源;也是利國利民的“朝陽”產業。我國能源形勢表明;中國進行能源資源結構調整特別是保護農村環境,建設社會主義新農村,要求生物質發電做出更多的貢獻,“十一五”我國的生物質發電的發展將進入初步發展時期。
三、生物質發電是我國經濟發展的客觀需求
自改革開放以來,我國經濟高速發展,連續二十多年來國民經濟GDP增長率一直名到世界前茅,僅次于美國。能源生產與消費位居世界第二大國。但也是世界溫室氣體排放第二大國。隨著世界不可再生能源緊張以及全球性環境保護問題日益突出,必須大力發展可再生能源和提高能源利用率,才能保證我國經濟持續、健康、快速、協調發展,達到全面小康水平。
可再生能源,由于受技術和自然條件的限制,目前對可再生能源的大規模開發利用主要為風能、小水電和生物質能。生物質能發電在可再生能源發電中能質較好,可靠性高,比小水電、風電和太陽能發電等間歇性發電要好得多,具有很高的經濟價值,因而她是我國經濟社會發展的客觀需求。當前大力發展生物質發電具有重大的現實意義和經濟意義。
1、是國家能源戰略和調整能源結構的需要
近年來,國際能源緊張形勢再度出現,中東石油你爭我奪,導致石油價格從29美元/桶,飚升到70多美元/桶,我國石油產品進口量已占需求量的40%多,自2002年下半年起,我國再次出現缺電,2003年下半年開始出現了全面的煤、電、油、運緊張狀況,煤價(5000大卡/公斤)由200多元/噸,飚升到500元/噸。雖經近幾年加大電力建設。到2006年;電力供需矛盾才漸趨緩和。不可再生化石能源的緊張,嚴重影響運行成本增加,嚴重影響我國經濟可持續發展,乃至危及國家安全。
我國的能源資源結構以煤為主占70%左右,燃煤污染環境,急需增加清潔能源比重,才能建成資源節約型,環境友好型的和諧社會。
化石能源不可再生,遲早要枯竭,生物質能源豐富,可循環使用,又無污染,必將取代化石能源成為能源供應的主要成員。增加清潔可再生能源比重替代原煤,石油化石能源,是我國“十一五”和2020年的重要任務,而利用風能,生物質能等可再生能源是我國能源結構調整最現實的主要方向之一。
2、 是建設社會主義新農村,服務“三農”的需要
發展生物質發電,可增加農民收入。生物質發電使生物秸稈變廢為寶,一個裝機容量為25MW的機組年耗生物質秸稈約30萬噸以上,若按150元/噸秸稈計算,則當地農民年收入約4500萬元,同時生物質秸稈的收、儲、運工作可給農村造就成千上萬個新的就業崗位。
中國80%人口生活在農村,秸稈和薪柴等生物質能是農村的主要生活燃料。盡管煤炭、液化氣等商品能源在農村的使用能當量約3.65億噸標煤,其中秸稈和薪柴為2.07億噸標煤,占56.7%。因此,發展農村地區提供生活和生產用電能,是幫助這些地區脫貧致富,實現小康目標的一項重要任務。
3、 是環境保護的需要
生物質發電可減少大氣污染。生物質發電是國際上發達國家普遍推行的CDM(清潔發展機制)項目,裝機容量為12MW機組的生物質發電機組年減排3.85萬噸CO2當量,可大幅度降低全球溫室氣體排放。比燃煤火電清潔得多,基本極少污染物排放。
生物質發電可消除農村大氣污染和河水污染。隨著農村燃料結構和肥料結構的改變,現在全國農村絕大多數的農作物秸稈,如麥稈、稻稈、棉花桿、玉米稈等基本都就地焚燒和推入河中,不僅污染了大氣,到處濃煙滾滾防礙飛機、汽車等造成交通事故和火災事故,又使河水變黑發臭,水生作物死亡等災害。
四、我國生物質能源發展規劃
利用生物質生產電力、氣體、液化燃料以及成型固體燃料是生物質能源利用的發展方向。初步規劃,到2020年時,生物質發電裝機容量達2000萬千瓦,年替代2800萬噸標準煤。沼氣是生物質能利用的重要途經,如果到2020年時農村居民中有1/4利用沼氣作為生活能源,戶用沼氣池將達到約5000萬戶,每年利用量125億立方米,可節約能源900萬噸標準煤。城市生活垃圾處理也可回收大量能源資源。到2020年,我國城市垃圾年產量將達2.1億噸,如考慮30%焚燒發電,60%衛生填埋并回收沼氣發電,可以達到發電裝機容量250萬千瓦,年替代500萬噸標準煤。
五、江蘇生物質能發電估量
江蘇省可供開發利用的生物資源,除用于氨化青貯作飼料,生物食用菌、氣化作燃料、部分還田作肥料外,估計每年約2000萬噸可用來發電。目前江蘇省生物質能發電項目有:豐縣鑫源生物質環保熱電廠,興化4MW生物質氣化燃氣蒸汽聯合循環發電項目、如東和宿遷24MW秸稈焚燒發電項目,無錫1.6MW垃圾填埋氣發電項目,太倉1.5MW沼氣發電和供熱項目,南京7. 5MW垃圾填埋氣發電等項目。
江蘇擬選用秸稈焚燒發電和生物質氣化發電為推進生物質能發電的主要形式。估計在年生產農作物秸稈50萬噸以上的縣市級建設1~2個12MW級秸稈生物質能發電項目,全省有11個這樣的縣和縣級市,可裝容量11~22個12MW總容量232~464(MW);在年產秸稈40萬噸以上的縣市級市;建設1個12MW級秸稈電廠,全省有12個這樣的縣和縣級市,總容量144(MW);全省有25個縣和縣級市年產秸稈20萬噸以上建1個6MW級電站,共25個6MW級電站,總容量150(MW)。全省總計可建12MW發電項目23~34個,可考慮分期建設,逐步推進,爭取2010年前建設10~15個裝機容量120~180MW,6MW10個項目60MW,2020年建成23~34個12MW,25個6MW裝機總容量達到426MW~558MW。
除秸稈和生物質能源發電外,江蘇繼續推進秸稈氣化工程建設,2010年爭取建成并投入運行100處,2020年建成并投入運行200處。陸續推進農戶沼氣池和沼氣綜合利用工程建設,重點在酒廠、酒精廠、大型家禽養殖場建設沼氣發電與供熱工程,推進沼氣發電與供熱規模化發展,爭取2020年裝機總容量達到200MW。
六、生物質發電的技術日臻成熟
國外生物質發電技術開發,始于上世紀70年代末期,現日臻成熟。目前,直接燃燒秸稈的先進設備已投放市場。生物質供熱,發電或熱電聯產已成現實。丹麥BWE公司研發的秸稈焚燒發電機組已在丹麥、西班牙、瑞典、法國等國投產運行多年。目前美國有350座生物質發電站,總裝機容量達7000MW,提供了大約6.6萬個工作崗位。預計到2010年美國生物質能發電收達到13000MW裝機容量。北京龍基電力有限公司是BWE公司在中國電力領域的項目發展公司和窗口公司,主要負責將BWE公司秸稈發電技術的引進、消化和吸收,目前已將BWE公司秸稈發電技術成功引進到山東國能單縣生物發電有限公司,將于2006年底建成投產。
七、國家鼓勵生物質能發電的各項政策相繼到位
我國鼓勵生物質能發電的各項法規政策已陸續出臺。2005年2月28日十屆全國人大常委全第十四次會議通過《中華人民共和國可再生能源法》,并于2006年1月1日正式實施,比原先立法規劃,整整提前一年。同時,國家發展和改革委員會等相關部門以最快的速度相繼出臺了相關配套法規,如《可再生能源發電價格和費用分攤管理試行辦法》和《中華人民共和國可再生能源發電有關管理規定》已于2006年1月1日公布執行。據國家發改委介紹,與《可再生能源法》相配套的法規將達到12個之多,這些舉措充分表明了中國政府鼓勵大力發展可再生能源發電的決心和力度。
同時,為了有效調整我國電力能源結構,促進可再生能源發電,國家將采用國際通行的做法,即可再生能源配額制(Renewable Pertfulie Standard):規定各發電企業每新增1000萬千瓦火電機組容量,就必須按照5%的配額發展50萬千瓦可再生能源發電項目,其中只有生物質發電和風力發電擔任此項配額任務。
責任編輯:電力交易小郭
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