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能源“童話”與現(xiàn)實(shí)的艱難“對(duì)接”

時(shí)間:2009-12-23     來源: 科技日?qǐng)?bào)

  哥本哈根氣候會(huì)議在經(jīng)過十多天的艱難談判,終于落下了帷幕,本次會(huì)議并沒有達(dá)成一項(xiàng)具有法律約束力的協(xié)議。但是我國(guó)在會(huì)議前就公布了控制溫室氣體排放的行動(dòng)目標(biāo),決定到2020年單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降40%到45%。

  不管未來國(guó)際氣候談判結(jié)果如何,我國(guó)要實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo),必然將加快可再生能源的發(fā)展。按照國(guó)家規(guī)劃,到2010年可再生能源將占到一次能源消費(fèi)量的10%,到2020年將增加到15%。生物質(zhì)發(fā)電作為可再生能源利用的一種方式,加快技術(shù)成熟、擴(kuò)大規(guī)模,優(yōu)化結(jié)構(gòu)就顯得更迫切和重要了。

  由于第一座秸稈生物發(fā)電廠誕生于童話王國(guó)丹麥,有人把生物發(fā)電稱為“能源新童話”。

  “2009中國(guó)國(guó)際節(jié)能減排和新能源科技博覽會(huì)”上,國(guó)能生物發(fā)電集團(tuán)研發(fā)的農(nóng)村生物發(fā)電廠模型前,總是圍著很多人。模型上依次閃亮的燈光讓人們看到生物質(zhì)發(fā)電的全過程,也就是將秸稈、棉花稈等生物廢料從分散農(nóng)戶那里回收發(fā)電企業(yè),然后集中燃燒發(fā)電,電能、熱能供新農(nóng)村建設(shè)用,剩下的灰渣作為肥料還田,實(shí)現(xiàn)了農(nóng)村循環(huán)經(jīng)濟(jì),使“每一顆種子的生命全過程都得到了充分利用”。

  生物質(zhì)直燃發(fā)電過程中不額外排放二氧化碳,是一種清潔環(huán)保的生物質(zhì)能應(yīng)用方式。相對(duì)于化石燃料,能夠?qū)崿F(xiàn)溫室氣體二氧化碳的減排,在二氧化硫以及煙塵顆粒的排放方面上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于火力發(fā)電。截至目前,我國(guó)約有50個(gè)生物發(fā)電項(xiàng)目投入運(yùn)行。

  ————資源豐富————

  我國(guó)生物質(zhì)資源每年近6億噸

  在日前召開的“中國(guó)農(nóng)村地區(qū)生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目”國(guó)際論壇上公布的《中國(guó)農(nóng)村地區(qū)生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目最終報(bào)告》顯示,在我國(guó),可利用農(nóng)業(yè)廢棄物數(shù)量為每年5—6億噸。即使減去在收集和運(yùn)輸過程中損耗,再扣除保障土地肥力、用作飼料和工業(yè)原料等競(jìng)爭(zhēng)性用途外,可作為能源利用的生物質(zhì)總量,估計(jì)每年約為2.4億噸,相當(dāng)于1.2億噸標(biāo)煤;如果把農(nóng)業(yè)加工過程中的副產(chǎn)品也計(jì)算在內(nèi),可作為能源利用的生物質(zhì)總量將達(dá)3億噸,相當(dāng)于1.5億噸標(biāo)煤。

  此外,林業(yè)生物質(zhì)能資源,包括薪柴、森林廢棄物、主干修剪得到的樹木枝杈等,總的來說,3.68億噸的林木生物質(zhì)中,約1.61億噸可作為能源利用,相當(dāng)于約9200 萬噸標(biāo)煤。

  ————四大優(yōu)勢(shì)————

  農(nóng)民每月可增收約1500元

  以目前我國(guó)建設(shè)一個(gè)25兆瓦的秸稈發(fā)電廠來計(jì)算,每年需要消耗農(nóng)村剩余秸稈約20萬噸,按每噸秸稈收購價(jià)200元計(jì),每年約可為當(dāng)?shù)匾粋€(gè)縣范圍的農(nóng)民增收約4000萬元,每人每月可增收約1500元。以我國(guó)農(nóng)作物每年產(chǎn)生秸稈6億多噸,林木生物質(zhì)可獲得量約3億噸計(jì)算,若能充分加以利用,可為農(nóng)民增收近1000億元。

  年減排二氧化碳近3.5億噸

  據(jù)估算,如果我國(guó)生物質(zhì)能利用量達(dá)到5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,就可解決目前我國(guó)能源消費(fèi)量的20%以上,每年可減排二氧化碳的碳量近3.5億噸,二氧化硫、氮氧化物、煙塵減排量近2500萬噸,將產(chǎn)生巨大的環(huán)境效益。生物質(zhì)發(fā)電還有助于防止土壤沙化和水土流失。

  為農(nóng)民提供就業(yè)機(jī)會(huì)約18萬個(gè)

  生物質(zhì)發(fā)電原料的收集,需要“農(nóng)民經(jīng)紀(jì)人”,也就是原本分散在一家一戶的零星秸稈資源,由經(jīng)紀(jì)人統(tǒng)一收羅起來,積少成多,免去了農(nóng)民散戶賣秸稈的奔波和儲(chǔ)存問題,經(jīng)紀(jì)人也能從中賺取差價(jià),增加家庭收入。

  據(jù)統(tǒng)計(jì),圍繞燃料的收購、加工、儲(chǔ)存、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié),能直接為當(dāng)?shù)剞r(nóng)村創(chuàng)造1000—1500多個(gè)就業(yè)崗位。此外,生物質(zhì)發(fā)電廠內(nèi)可以留下一批掌握了先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的年輕人到農(nóng)村就業(yè)?!笆晃濉逼陂g我國(guó)生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī)將達(dá)到550萬千瓦,總計(jì)可以為農(nóng)民提供就業(yè)機(jī)會(huì)約18萬個(gè)。

  提高農(nóng)村農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備水平

  生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目一般建設(shè)在經(jīng)濟(jì)條件比較落后的農(nóng)區(qū),該產(chǎn)業(yè)可大幅度擴(kuò)展農(nóng)業(yè)機(jī)械的市場(chǎng)空間。據(jù)估算,一個(gè)裝機(jī)容量為25兆瓦的電廠,燃料收、儲(chǔ)、運(yùn)所需要的農(nóng)機(jī)裝備投資在1200萬元以上。巨大市場(chǎng)需求,必將促進(jìn)我國(guó)農(nóng)機(jī)市場(chǎng)的發(fā)展,促進(jìn)我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化、現(xiàn)代化水平的提升。

  ————兩大難題————

  技術(shù)與成本的瓶頸

  不同于煤炭和石油等一次性能源,生物質(zhì)原料能量密度低、分布分散、季節(jié)性強(qiáng),易腐不易存,在高溫燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生結(jié)焦和腐蝕。另外,我國(guó)農(nóng)村都是分田到戶、分散經(jīng)營(yíng)、機(jī)械化程度低,生物質(zhì)規(guī)模化收集的裝備、市場(chǎng)不成熟,收集和運(yùn)輸成本高。

  目前,我國(guó)生物質(zhì)發(fā)電采用的兩種主流燃燒技術(shù)是基于層燃鍋爐、循環(huán)流化床燃燒鍋爐的直燃技術(shù),截至2007年底,國(guó)家發(fā)改委批準(zhǔn)的項(xiàng)目總數(shù)為81個(gè),17家電廠已投產(chǎn)。

  生物質(zhì)能源的特性和中國(guó)國(guó)情,造成了生物質(zhì)發(fā)電的困難和技術(shù)瓶頸。

  農(nóng)林生物質(zhì)工程專家、生物質(zhì)發(fā)電成套設(shè)備國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室副主任莊會(huì)永告訴記者,目前,生物質(zhì)發(fā)電存在三大難題:

  什么都能燒的技術(shù)難題:由于生物質(zhì)原料種類隨季節(jié)變化而有所不同,如何制造具有高度適應(yīng)能力的鍋爐以支持不同種類的生物質(zhì)燃燒成為亟須解決的問題。

  自動(dòng)篩檢非燃物和傳輸技術(shù)難題:目前,生物質(zhì)經(jīng)人工篩檢和機(jī)械傳動(dòng)裝置被送入鍋爐,輸送系統(tǒng)可靠率約為90%。未來需要發(fā)展自動(dòng)原料輸送系統(tǒng)等技術(shù),以提高生物質(zhì)發(fā)電水平。

  準(zhǔn)確測(cè)量原料水分含量技術(shù)難題:生物質(zhì)原料的水分含量關(guān)系到生物質(zhì)質(zhì)量,并進(jìn)一步影響生物質(zhì)價(jià)格,如何準(zhǔn)確測(cè)量生物質(zhì)的水分含量成為一個(gè)亟須解決的技術(shù)難題,尤其是測(cè)量不同種類農(nóng)業(yè)廢棄物的水分含量。

  發(fā)電成本超過上網(wǎng)電價(jià)

  發(fā)電成本超過上網(wǎng)電價(jià)也是生物質(zhì)發(fā)電面臨的另外一個(gè)瓶頸。

  作為“中國(guó)農(nóng)村地區(qū)生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目”負(fù)責(zé)人之一,清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究院副院長(zhǎng)王革華教授說,目前生物質(zhì)發(fā)電廠虧損首要因素是其投資成本高于其他類型發(fā)電廠,使用進(jìn)口、國(guó)產(chǎn)設(shè)備投資分別為10000、8000元/千瓦時(shí)左右,而火電設(shè)備投資僅為50%;其次是生物質(zhì)電廠分布戰(zhàn)略規(guī)劃不合理,不同電廠間過度爭(zhēng)奪生物質(zhì)資源,使得生物質(zhì)價(jià)格高于預(yù)期,增加了發(fā)電成本。據(jù)實(shí)際計(jì)算,生物質(zhì)發(fā)電可行電價(jià)不低于0.65—0.7元/千瓦時(shí)。即使在現(xiàn)行補(bǔ)貼政策上再加上0.1元/千瓦時(shí)的臨時(shí)補(bǔ)助,生物質(zhì)發(fā)電也難以實(shí)施商業(yè)化運(yùn)作。

  ————專家建議————

  中國(guó)式生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)研發(fā)

  為解決技術(shù)上的問題,莊會(huì)永建議進(jìn)一步研發(fā)燃燒、生物質(zhì)處理與輸送等技術(shù)與設(shè)備。他說,無論在國(guó)內(nèi)還是國(guó)外,燃燒技術(shù)都處于不斷改進(jìn)過程中。改進(jìn)的首要目標(biāo)是盡量降低總發(fā)電成本,提高安全性能、運(yùn)行性能和發(fā)電效率。如通過提高蒸汽透平溫度、增大透平壓力,以提高總發(fā)電效率,這要求鍋爐采用更為先進(jìn)的燃燒技術(shù),以增強(qiáng)其在更高溫度下耐腐蝕和磨蝕的能力。另外,需增強(qiáng)鍋爐對(duì)燃燒原料的適應(yīng)性,以支持不同種類生物質(zhì)燃料的燃燒,加強(qiáng)對(duì)新材料與先進(jìn)材料的研究。

  加大財(cái)政優(yōu)惠政策

  《中國(guó)農(nóng)村地區(qū)生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目最終報(bào)告》建議,生物質(zhì)發(fā)電電能質(zhì)量高,項(xiàng)目支農(nóng)富農(nóng)成果顯著,我國(guó)應(yīng)該考慮加大生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目的財(cái)政優(yōu)惠政策,使之與其他可再生能源項(xiàng)目同享國(guó)家可再生能源基金補(bǔ)貼;繼續(xù)完善生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目?jī)r(jià)格補(bǔ)貼政策;制定吸引民營(yíng)資本投資的政策。

  改造小火電廠為生物質(zhì)電廠

  王革華說,與燃煤電廠相比,生物質(zhì)電廠增加的投資主要用于購買鍋爐設(shè)備。造一新生物質(zhì)電廠投入的資本遠(yuǎn)多于將小型燃煤電廠改造成生物質(zhì)電廠的成本。如河南長(zhǎng)葛電廠經(jīng)過改造,將燃煤鍋爐替換為75噸/千瓦時(shí)燃生物質(zhì)鍋爐,總投資僅3000萬元人民幣,單位投資降低為2500元/千瓦時(shí)。將目前政策要求關(guān)停的小火電廠,改造其舊燃煤鍋爐,能大幅削減投資成本,提高生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目在我國(guó)推廣的可行性。