信息詳細內容山東省熱電設計院 白小健
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增長率一直名列世界前茅，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。
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。
生物質是指通過光合作用而形成的各種有機體，包括所有的動植物和微生物。而所謂生物質能（biomass energy ），就是太陽能以化學能形式貯存在生物質中的能量形式，即以生物質為載體的能量。它直接或間接地來源于綠色植物的光合作用，可轉化為常規的固態、液態和氣態燃料，取之不盡、用之不竭，是一種可再生能源，同時也是唯一一種可再生的碳源依據來源的不同，可以將適合于能源利用的生物質分為林業資源、農業資源、生活污水和工業有機廢水、城市固體廢物和畜禽糞便等五大類。
生物質能特點
1) 可再生性
生物質屬可再生資源,生物質能由于通過植物的光合作用可以再生,與風能、太陽能等同屬可再生能源,資源豐富,可保證能源的永續利用；
2) 低污染性
生物質的硫含量、氮含量低、燃燒過程中生成的SOX、NOX較少；生物質作為燃料時，由于它在生長時需要的二氧化碳相當于它排放的二氧化碳的量，因而對大氣的二氧化碳凈排放量近似于零，可有效地減輕溫室效應；
3) 廣泛分布性
缺乏煤炭的地域，可充分利用生物質能；
4) 生物質燃料總量十分豐富。
生物質能一直是人類賴以生存的重要能源，它是僅次于煤炭、石油和天然氣而居于世界能源消費總量第四位的能源，在整個能源系統中占有重要地位。有關專家估計，生物質能極有可能成為未來可持續能源系統的組成部分，到下世紀中葉，采用新技術生產的各種生物質替代燃料將占全球總能耗的40％以上。
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，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進入初步發展時期。
目前人類對生物質能的利用，包括直接用作燃料的有農作物的秸稈、薪柴等；間接作為燃料的有農林廢棄物、動物糞便、垃圾及藻類等，它們通過微生物作用生成沼氣，或采用熱解法制造液體和氣體燃料，也可制造生物炭。生物質能是世界上最為廣泛的可再生能源。據估計，每年地球上僅通過光合作用生成的生物質總量就達1440～1800億噸( 干重 )，其能量約相當于20世紀90年代初全世界總能耗的3～8倍。但是尚未被人們合理利用，多半直接當薪柴使用，效率低，影響生態環境。現代生物質能的利用是通過生物質的厭氧發酵制取甲烷，用熱解法生成燃料氣、生物油和生物炭 ，用生物質制造乙醇和甲醇燃料，以及利用生物工程技術培育能源植物，發展能源農場。
生物質發電可以增加農民收入，有助于解決“三農”問題。按照國家發改委的規劃，到2020年生物質發電達到裝機20000MW，每年將消耗秸稈和農林廢棄物約1.5億噸，將會給農民帶來360多億元的收入。擬建項目的秸稈收集、運輸和儲存各個環節需要大量的勞動力，能夠給農村創造相當可觀數量的就業機會，有利于農民當地就業，有利于農村和諧社會的建設；大量的秸稈“變廢為寶”，可以增加農民的經濟收入。
目前生物質發電的主要技術及特點有以下幾方面：
l、生物質焚燒發電 國際上技術比較成熟的為丹麥BWE公司。我國利用此項技術大力發展的公司為國能生物發電有限公司，其他如中國節能投資公司，江蘇國信集團公司等也正尋求此類技術大力發展生物發電。此技術機組容量較大，當前在建或擬建機組，國外已達到單機容量100MW機組水平。其熱效率較高，受環境影響較?。墒褂蒙镔|燃料較寬，加工要求較低）。便于單獨作為公用電源點建設，便于規?；茝V。
2、生物質氣化發電 其技術代表為廣州能源研究所研發的機組，已先后在江蘇興化、黑龍江等地，通過多種投資方式建立許多臺發電機組。此項技術容量較?。ㄒ话銉H零點幾到幾MW，目前最大的僅為4MW，是往復式內燃機組，且屬剛建試投產階段）。對燃料要求較為苛刻（一般要求使用稻殼、木屑等顆粒生物質燃料，），且氣體凈化要求高（除焦油等雜物）。故多建在木材加工廠、米廠等周圍，宜作為此類工廠的自備電廠，不便于大規模、大面積推廣。同時，秸稈氣化熱值低，在穩定運行，焦油消除，氣體凈化等技術上仍需進一步提高。
3、沼氣發電（厭氧消化技術） 自上世紀七八十年代起，沼氣在農村曾多次推廣，主要用于大型養殖場及一家農戶生活燃料，原料主要為禽畜類糞便。此技術發電容量較小，雖有在農戶家庭大力推廣，使農戶用電自給，解決糞便垃圾等作用，但不宜作為公用電源的建設。同時，厭氧消化產氣率低，不穩定，系統運行和管理的自動化水平低，產業化發展緩慢，不便于大規模市場化推進。
從上述技術及持點比較可以看出，雖然目前利用生物質發電的技術有多種，但能夠大面積規模化有效處理農村廢棄生物質秸稈，從而消除農村環境污染，能夠作為我國電力能源有力補充，改變我國電力能源結構，能給最廣大農民增收，能大規模實用化推廣的發電技術只能是秸稈焚燒發電。在這方面，國能生物發電有限公司，中國節能投資公司和江蘇國信集團等，已率先進軍生物質焚燒發電行業。
盡管我國生物質發電具有巨大的資源潛力，部分技術實現了商業化，產品、產業也有一定的發展，但生物質焚燒發電產業發展還面臨著許多問題和障礙，有待解決，主要有：
1、缺乏成熟的核心技術和設備
到目前為止，用于生物質焚燒發電的鍋爐及燃料輸送系統的技術和設備大部份來自國外，國內成熟產品制造廠家尚少。這必將成為制約我國生物質發電事業高效、低投入、快速發展的瓶頸。
同時，由于國外生產運輸方式，工作習慣和文化的差異，很可能在技術和設備引進以后造成消化不良，使機組無法安全、穩定、滿發。
另外，由于缺乏核心技術，投產后生物質發電企業很有可能將長期受制于國外企業（缺乏備品備件）。
解決辦法：一是在引進國外技術設備的同時，積極進行消化吸收，并進行技術改進，以適應國情。如燃料運輸系統：由于國外農業耕作方式是大面積耕種，大型聯合收割機收割，而我國為單個農戶小面積耕種，小型機械或人力收割；運輸工具國外大型平板車較多，而我國農村運輸工具以小型拖拉機和農村運輸車為主。從而引起生物質秸稈打包方式，打包尺寸和要求不同。如國外某公司要求包裝尺寸為2.25m×1.2m×1.3m，而我國目前既無此大的打包機，農村也無大量的平板車運輸，再加上自動化要求不同，可能導致燃料運輸系統不能適應我國國情，造成生物質燃料上料困難。所以對這一部分必須進行改進。
二是加大對生物質發電技術和設備的研發和投入，實現設備制造本地化、國產化，以擺脫對國外技術和設備的依賴。建議將生物質發電的發展列入產業發展和科研攻關計劃，增加投入，并納入財政預算。相關行業的企業如鍋爐廠等應看到生物質發電是一新興行業所蘊藏的巨大商機，集中人、財、物，開發自主創新核心技術、生產核心設備。
2、發電運營成本偏高
據國外生物質發電廠運行實績統計和我國權威部門測算，生物質發電成本遠高于常規燃煤發電成本，約為煤電的1.5倍。成本高的原因有三：其一為初投資高，生物發電單位投資約10000元/KW，而常規火電機組，一般都在6000~7000元/KW。其二為機組熱效率低于常規火電機組，現在新建常規火電機組容量一般都在600MW及以上，而國內可建的生物質發電機組容量一般為12MW~25MW左右；其三燃料成本較高，由于生物質秸稈燃料低位熱值一般在8000Kj/kg，大大低于煤炭，且因比重輕，密度小，體積大，巨大的運輸成本導致燃料成本偏高。
解決這一問題有兩種方法：一是因采用環保再生能源發電技術應靠國家政策的保護、扶持和激勵。如較高的保護電價、減免稅、財政補貼（如每發一度電補貼0.25元）、貼息貸款、運輸環節收費減免等，將來經過一段時間的發展，通過科技進步，企業挖潛降耗等手段，最后達到能與常規火電相競爭。二是在有條件的地方將其與熱電聯產有機組合起來。只要條件許可，盡量將廠址選擇在熱負荷中心地帶，實行熱電聯產，提高全廠能源利用率，降低成本。
3、秸稈燃料、儲、運組織困難
生物質秸稈的收購組織面廣量大，涉及到千家萬戶，沒有現成模式可借鑒或套用。其組織的難度主要有：
?。?、 收購難 農民出售秸稈的意識不強，存在著惜售與無所謂思想，尤其是經濟較發達的地區，因秸稈收購價不高，往往達不到農民的期望值，農民不愿費勁勞神；農村收集秸稈的力量不足，農作物秸稈如麥秸，收購往往在夏收夏種，秋收秋種農村大忙季節，農民既要收又要種，加上大量農村青壯勞力不足，所以農民較多地收秸稈在田間焚燒或推下河道；液化氣燃料價格偏高，農民不愿進行生活燃料結構調整；部分布點不當，某些對生物質秸稈選擇不合理企業與農民不愿進行生活燃料結構調整或可用于其它工業用途的生物質秸稈存在爭資源現象；農村缺乏秸稈收購的組織機構或有一定經驗和經濟實力的農民經紀人，且無成熟模式或經驗可循，看不到其中蘊藏的經濟利益。
2、儲存難 由于農作物秸稈收購具有很強的季節性要求，不能做到均衡連續收購。生物質發電企業一般至少需儲存半年的秸稈量，如一臺12MW的發電機組，儲存6萬噸秸稈燃料。因農村秸稈比重輕，體積大，堆入存儲場地廣大，還需進行防雨、防潮、防火和防雷設施建設，故占用土地多，投資建設費用和維護費用大。
3 、運輸難 秸稈比重輕、密度小，運輸量巨大，且對公路運輸容量會形成巨大壓力。為方便運輸、節約費用，需在田間地頭對秸稈打包，必須投入巨資購買較大量的打包機，且所打包塊需符合鍋爐燃料系統的技術要求。我國農村運輸工具多為小型拖拉機和農用運輸車，對國外燃料系統設計使用所要求的大型包塊難以運輸。同時，打包用的打包帶需入爐燃燒，應為生物質材料，可能經受不住多次倒運的需要。
生物質發電成功與否的關鍵在于生物質秸稈燃料的組織和管理。解決辦法有二：一是初期需依靠地方政府行政引導、組織和政策支持。使廣大農村和農民理解生物發電對國家、社會和個人的巨大作用，理解生物質秸稈的出售不同于普通自由化競爭的商品，積極出售秸稈，增收去廢。政府應負責科學地組織建立起整個收購、儲存和運輸網絡，保證充足的生物質秸稈燃料（合理價格）供應。二是條件成熟時逐步市場化。生物質發電企業應創新管理、創新思維，加快自主生物質秸稈收、儲、運網絡和模式，用盡快的時間建立起市場化運營的模式，并力求最大幅度地降低燃料運營成本。
生物質秸稈組織的最大難處在于儲存，具體模式可考慮化整為零和分級收儲兩種模式?；麨榱?，即將生物質秸稈以個體農戶或村鎮為單位，利用空余場地妥善儲存，按生物質發電企業生產的需要按計劃均衡送貨。分級收儲，即分別設置幾個一級中心倉庫和多個二、三級小型倉庫，按計劃逐級調撥使用。發電企業應在地方政府的大力支持和配合下，根據當地具體情況，合理選用。
十、發展生物質發電幾點建議
1、政府支持 盡管生物質發電有許多優勢，但在現今狀況下，發電成本似太高（比常規火電貴1.5~2倍）還有許多困難需要克服?？v觀國內外的經驗表明，需要政府扶持，特別是發展初期更是如此。生物質發電的優點有益于環境，但環境效益往往得不到補償，市場調節作用對它往往是失靈的，因而只有政府的支持，才能加快生物質發電的發展，政府的支持包括實行促進生物質發電發展的市場強制政策如發展配額政策和經濟激勵政策，如每度電補助0.25元等。這些既要中央政府的宏觀強力法規政策支持（如可再生能源法等），更要各級地方政策的具體實施細則的大力協助。
2、法律保證 早期各國發展生物質發電都首先是發展技術，一旦技術成熟，就轉向示范和千方百計降低成本。只有成本足夠低，才有市場，才能發展。近年，要大規模發展生物質發電的一些西方國家，都通過立法，強制電力公司建設供應或購買（上網）再生能源電力，對未完成任務的予以懲罰。這樣，就不再需要沿襲過去的常規順序而直接跳躍到創立市場階段。有了生物質發電市場強制的立法，就可以吸引民間資本，提高生物質發電投資商的信心。我國在這方面已邁出了巨大的一步，《中國可再生能源法》及國家發改委的二個配套文件已經出臺實施，但還有另外的10個配套法規在制定中。相關政策的出臺直接關系到再生能源利用行業的健康發展。
3、增加科技投入 要發展生物質發電，降低發電成本，最根本要依靠科技進步，不斷創新：提高技術水平，研究開發具有自主知識產權的核心技術和設備。要提高轉換元件的轉換效率，降低生產成本，改進系統的經濟性、可靠性和穩定性。建議國家應增加科技投入和培養這方面技術人才，研發具有自主知識產權的核心技術、關鍵技術，提高可再生能源技術裝備的國產化水平。
4、創新管理，合理布局 秸稈發電目前正起步階段，應先選點示范，取得經驗后，逐步推廣。應面對廣大農村，千家萬戶，涉及面龐大的社會系統工程，它會引起我國農村經濟和能源環境巨大變化，因此建議各級政府和發電企業應創新思維、創新管理，創新技術，確保秸稈收、儲、運模式安全、經濟生產，使生物質發電盡快地走向市場，參與竟價上網。各縣（縣級市）市結合秸稈生產情況科學規則合理布局，保證穩定秸稈供應。切不可不顧客觀實際情況盲目布點，一轟而上，造成秸稈市場無序競爭，最終無秸稈可燒或無法組織收、儲、運等工作，造成巨大浪費。
5、示范試點，逐步推廣 政府綜合部門加強示范推廣工作，確定并扶持一批可再生能源開發利用的示范點或示范區，取得經驗后，逐步推廣。
