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文檔簡介

1、生物質能發電技術綜述 網絡高等教育本 科 生 畢 業 論 文(設 計) 題 目:生物質能發電技術綜述學習中心: 沛縣奧鵬 層 次: 專科起點本科 專 業: 電氣工程及其自動化 年 級: 2012 年 春 季 學 號: 20120317* 學 生: * 指導教師: * 完成日期: 2013 年12月20日29內容摘要生物質能是人類賴以生存的重要能源,是僅次于煤炭、石油和天然氣而居于世界能源消耗總量第四位的能源。但不同于傳統的能源,生物質能是一種清潔可再生能源在環境污染越來越嚴重的今天,生物質能發電技術再次引起人類的關注。 本文就這個問題著重介紹生物質能資源和生物質能發電技術探討了我國在生物質能發

2、電方面存在的主要問題及解決途徑。今后的幾十年將是中國在以生物質能為主的可再生能源技術領域,進入高新技術開發與大規模推廣并舉的發展階段。關鍵詞:生物質能發電;新能源;可再生能源;生物質能發電產業化;目 錄內容摘要I1 緒論41.2 國內外發展現狀41.2.1 國外生物質能發展現狀41.2.2 我國生物質能發展現狀41.3 本文的主要內容52 生物質能資源72.1 生物質能資源的類型及特點72.1.1 生物質能資源的類型72.1.2 生物質能資源的特點73 生物質能發電技術93.1 生物質能轉化利用技術體系93.1.1生物質燃燒技術93.1.2熱化學法103.2 生物質能發電技術的基本原理114

3、我國生物質發電技術產業化的主要影響因素及對策建議164.1 我國生物質發電技術產業化的主要影響因素164.1.1政策因素164.1.2技術因素174.1.3資源可供性174.1.4其他因素184.2 對策與建議194.2.1政策因素加強和完善立法工作194.2.2加強經濟激勵政策的實施194.2.3 注重輸配電網絡與生物質能電力的協調發展194.2.4 開展國際合作,引進國際先進技術和資金214.2.5 因地制宜,有針對性的采用生物質發電技術214.2.6 政府采購綠色能源224.2.7 農村能源重點項目235 結 論26參考文獻26附 錄281 緒論1.1 課題的背景及意義 能源是人類社會生

4、存、國民經濟發展的必備資源和重要戰略物資。隨著社會的不斷進步,經濟的迅速發展,能源需求量不斷增加,化石能源短缺日漸明顯,能源供應不足已成為制約經濟發展的“瓶頸”,成為全世界各界關注的焦點問題。能源緊缺以及由于能源消費而產生的生態環境惡化,也促使世界各國尋找清潔、高效的新型替代能源,發展新的可再生能源成為緩解能源緊張的有效方法。而生物質能發電是可再生能源中最重要的組成部分,具有良好的社會效益和經濟效益,已受到世界各國政府的高度重視。生物質能資源主要包括農作物、薪柴、城市固體有機垃圾等。生物質發電技術是生物質能資源的主要利用方式之一,在電力需求日益增長的今天,該技術具有很大的市場潛力和成長空間,大

5、力發展生物質發電技術十分必要。1.2 國內外發展現狀1.2.1 國外生物質能發展現狀1981年8月聯合國新能源和可再生能源會議在內羅畢召開,世界各國對能源短缺、環境和生態保護問題更加重視。在新能源開發領域,生物質能的開發利用己成為世界重大熱門課題之一,各國在生物質利用技術研究領域投入了資金和技術。其中歐洲大力發展生物質高效燃燒技術,美國啟動了“生物發電計劃”。發展中國家印度的綠色能源工程、以及巴西的酒精能源計劃等,分別在不同的領域加快了生物質能利用研究。世界生物質發電起源于20世紀70年代,當時,世界性的石油危機爆發后,丹麥開始積極開發清潔的可再生能源,大力推行秸稈等生物質發電。自1990年以

6、來,生物質發電在歐美許多國家開始大發展,特別是2002年約翰內斯堡可持續發展世界峰會以來,生物質能的開發利用正在全球加快推進。截至2004年,世界生物質發電裝機已達3900萬千瓦,年發電量約2000億千瓦時,可替代7000萬噸標準煤,是風電、光電、地熱等可再生能源發電量的總和。1.2.2 我國生物質能發展現狀我國生物質資源十分豐富,隨著可再生能源法的實施和與之配套十二項政策出臺,國家已經發展了一大批生物發電項目。2005年4月開工建設的山東單縣秸稈熱電廠是國家發改委批準的我國第一家利用秸稈發電的示范項目。隨后,以國能生物發電集團有限公司為代表的生物質直燃發電企業陸續在河北、河南、山東等地建立了

7、生物質電廠,并投入運行,在節能和環保領域做出了很大貢獻。同時自上世紀六十年代起,在我國南方地區開始發展生物質氣化發電技術,主要是以稻殼為燃料,目前應用的主要是160kw和200kw裝置。在1998年,廣州能源研究所建立的了氣化發電項目,并設計制造了IMW循環流化床生物質氣化發電裝置,對生物質氣化發電有重要意義。 在我國,從1987 年起開始生物質能發電技術研究。1998 年, 1MW 谷殼氣化發電示范工程建成投入運行。1999 年, 1 MW 木屑氣化發電示范工程建成投入運行。2000 年, 6 MW 秸稈氣化發電示范工程建成投入運行, 為我國更好地利用生物質能源奠定了良好基礎。為推動生物質能

8、發電技術的發展,2003 年以來,國家先后批準了河北晉州、山東單縣、江蘇如東和湖南岳陽等多個秸稈發電示范項目。截至2005年底,我國已發展戶用沼氣池1800多萬戶,建成大型畜禽養殖場沼氣工程和工業有機廢水沼氣工程約1500處,沼氣年利用量達到約80億立方米,全國生物質發電總裝機容量約200萬千瓦,其中蔗渣發電約170萬千瓦,垃圾發電約20萬千瓦,其余為稻殼等農林廢棄物氣化發電和沼氣發電等。1.3 本文的主要內容本文介紹了生物質能的基本概念、生物質發電技術及生物質能在國內外的應用情況,分析了生物質發電技術產業化面臨的主要問題,并給出合理的對策與建議。同時對生物質發電的發展前景進行了展望,對我國在

9、生物質能發電方面存在的主要問題提出了一些建議。全文共分為五個部分,各部分內容簡介如下:第一部分緒論,簡述課題的背景和意義、論題的國內外發展現狀,介紹論文的主要內容;第二部分生物質能資源的特點,是可再生、低污染、低密度,而且生物質能分布廣泛,蘊藏量巨大;第三部分生物質能發電的主要技術,生物質直燃發電、生物質氣化發電;第四部分影響生物質發電技術產業化主要因素及對策,如成本、行政監管、財稅融資及電價補貼等。第五部分總結:生物質發電的發展前景,2010年到2030年期間,生物質發電技術將完全市場化,與常規能源可以進行平等的競爭;發展生物質能機遇與挑戰并存。2 生物質能資源2.1 生物質能資源的類型及特

10、點生物質能(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。從廣義上講,生物質是植物通過光合作用生成的有機物,它的能量最初來源于太陽能。生物質能資源在地球上分布極為廣泛。2.1.1 生物質能資源的類型按原料的化學性質分,生物質能資源主要為糖類、淀粉和木質纖維素物質,按原料來源則主要包括如下幾類:農業生產廢棄物,主要為農作物秸稈;薪柴、枝杈柴和柴草;農林加工廢棄物,木屑、谷殼和果殼;人畜便和生活有

11、機垃圾等;工業有面廢棄物,有機廢水和廢渣等;能源植物,包括所有可作為能源用途的農作物、林木和水生植物資源等。其中,各類農林、工業和生活有機廢棄物是目前生物質能利用的主要原料,主要提供纖維素類原料。能源植物距離成為真正的生物質能資源還比較遙遠,是今后生物質能資源發展的主要方向。依據是否能大規模代替常規化石能源,而將其分為傳統生物質能和現代生物質能。傳統生物質能主要包括農村生活用能:薪柴、秸稈、稻草、稻殼及其他農業生產的廢棄物和畜禽糞便等;現代生物質能是可以大規模應用的生物質能,包括現代林業生產的廢棄物、甘蔗渣和城市固體廢物等。依據來源的不同,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

12、水和工業有機廢水、城市固體廢物及畜禽糞便等五大類。2.1.2 生物質能資源的特點從化學的角度上看,生物質的組成是C-H-O化合物。它與常規的礦物燃料,如石油、煤等是同類,所以生物質的特性和利用方式與礦物燃料有很大的相似性,但是生物質有其礦物能源無法比擬的優勢。主要包括: 1)生物質能蘊藏量巨大,生物質能是世界第四大能源,僅次于煤炭、石油和天然氣。根據生物學家估算,地球陸地每年生產10001250億噸生物質;海洋年生產500億噸生物質。生物質能源的年生產量遠遠超過全世界總能源需求量,相當于目前世界總能耗的10倍。我國可開發為能源的生物質資源到2010年可達3億噸。隨著農林業的發展,特別是炭薪林的

13、推廣,生物質資源還將越來越多。 2)生物質能源具有多功能性,兼容性最好,既是可再生能源,也能生產出上千種的化工產品,是太陽能、風能、水能等可再生能源不可比擬的,同時也是唯一可存儲和運輸的可再生能源。這給對其加工轉換與連續使用帶來一定的方便。 3)生物質能因其主要成分為碳水化合物,在生產及使用過程中與環境友好性又勝煤炭、石油等化石能源一籌。而且是對資源進行的循環利用,將有機物轉化成燃料,可減少對環境的污染,如垃圾燃料。產生的二氧化碳又可被等量生長的植物光合作用所吸收,這就是人們常說的實現二氧化碳”零”排放,這對減少大氣中的二氧化碳含量從而降低”溫室效應”極為有利。 4)生物質含硫量和灰分都比煤低

14、,因此生物質利用過程中NOx的排放較少,明顯減少空氣污染和酸雨現象,這也是開發利用生物質能的主要優勢之一。 5)普遍性、易取性,幾乎不分國家地區,它到處存在。而且廉價易取生產,過程極為簡單,應用技術上的難題較少。 6)對生物質能的利用是農業生產的一部分,可以發展農村經濟,增加農民收入,促進農業的工業化中小城鎮建設,富余勞動力轉移以及縮小工農和城鄉差別。產燃料酒精、熱裂解生產生物柴油等形式存在,應用在國民經濟的各個領域。生物質能源也有其弱點: 1) 生物質能的加工轉化剛剛起步,規模小,技術不成熟, 加之原料分散等因素使其成本居高不下。其質量輕,體積大,給運輸帶來一定難度。并且風、雨、雪、火等外界

15、因素,對它的保存帶來不利條件。2)由于技術上不完善,生物質能的熱值及熱效率低,直接燃燒生物質的熱效率僅為10%-20%, 是低效而不經濟的。3)從質量密度的角度來看,作為燃料與礦物能源相比不具優勢,它是能量密度較低的低品位能源,有機物的水分偏多(50%95%),如下表圖2.1中一些常見生物質燃料工業分析與低位熱值:種類工業分析成分 %低位熱值KJ/Kg水分灰分 揮發分固定炭雜草 5.43 9.4 68.27 16.4016204 豆秸 5.10 3.13 74.56 17.1216157 稻草 3.61 12.20 67.80 16.3917636 稻殼 5.62 17.82 62.61 13

16、.9516017 玉米秸 6.10 4.70 76.00 13.2017746 玉米芯 4,87 5.93 71.95 17.2517730 高梁秸 4.71 8.91 68.90 17.4815066 棉秸 6.78 3.97 68.54 20.7118089 麥秸 4.39 8.90 67.36 19.3218532 花生殼7.881.6068.1022.4221417馬糞 6.43 21.85 58.99 12.8214022 牛糞 6.46 32.40 48.72 12.5211627 圖2.1一些生物質燃料的工業分析與低位熱值 4)缺乏適合栽種植物的土地, 且單位土地面積的有機物能量

17、偏低。 5) 生物質能發展也可能對生物多樣性產生影響。如果用生產生物質能的作物替代自然覆蓋,如森林和濕地,因品種較為單一,生態系統的功能將削弱,生物多樣性將降低。此外,生物質能的利用對水土流失、土壤肥力變化和水污染等生態環境問題都有重要影響。 3 生物質能發電技術3.1 生物質能轉化利用技術體系相比較與其它可再生能源,生物質能是唯一可存儲和運輸的可再生能。生物質組織結構與常規的化石燃料相似,它的利用方式與化石燃料類似。常規能源的利用技術無需做大的改動,就可以應用于生物持能。但生物質的的種類繁多,分別具有瑣事的特點和屬性,其轉化利用技術遠比化石燃料復雜的多。具體而言,生物質能轉化利用技術主要包括

18、燃燒、熱化學法、生化法,化學法和物理化學法等等。如下圖3.1所示: 圖3.1生物質能的轉化利用技術3.1.1生物質燃燒技術生物質燃燒技術是人類對能源最早利用的一種方式。生物質燃燒后所產生的能源有多種用途,如可應用于炊事、室取暖、工業過程、區域供熱,發電及熱電聯產等。3.1.2熱化學法熱化學法包括熱解、氣化和直接液化。熱化學法就是將溫度加熱到600以上,在缺氧的條件下對有機質進行“干餾”這類熱解產物與以煤熱解十分相似,固體產物為焦炭類似物,氣體產物為“爐煤氣”類似物,一部分固體物質,再進入裂解爐(魯奇法)進行固體物質的裂解或進入二次燃燒室燃燒,爐溫可達900以上。這樣固體全部轉化為氣體燃料。將這

19、些可燃氣體供給內燃機或燃氣輪機, 帶動發電裝置對外提供動力,下圖3.2即為生物質熱化學轉換: 圖3.2生物質熱化學轉換3.2 生物質能發電技術的基本原理生物質燃燒技術是人類對能源最早利用的一種方式。生物質燃燒后所產生的能源有多種用途,如可應用于炊事、室取暖、工業過程、區域供熱,發電及熱電聯產等。在諸多的生物質利用技術中,生物質發電技術是最具發展潛力的利用技術之一。因為該技術的終端產品電的利用范圍較廣,而且可以充分利用現存電網設施,部分地區還可以實現分布式發電,從而滿足我國巨大的電力需求。生物質發電技術包括兩大類:生物質燃燒發電技術和生物質氣化發電技術。生物質燃燒發電是通過生物質原料的直接燃燒得

20、到的能量帶動相應的汽輪機等設施發電;生物質氣化發電技術則是在將生物質原料轉化得到的可燃氣體的基礎上再通過內燃機等設備轉化為電力的。二者的相同之處在于均是以生物質為原料進行發電的,不同之處在于前者沒有氯化過程 ,后者則是在氣化基礎上的轉化。1、生物質燃燒發電技術一般生物質直接燃燒發電的過程包括:生物質與過量空氣在鍋爐中燃燒,產生的熱煙氣和鍋爐的熱交換部件換熱,產生出的高溫高壓蒸汽在蒸汽輪機中膨脹做功發出電能根據不同的技術路線,分為氣輪機、蒸氣機和斯特林發動機等。生物質直接燃燒發電是指把生物質原料送入適合生物質燃燒的特定鍋爐中直接燃燒,產生蒸汽,帶動蒸汽輪機及發電機發電。已開發應用的生物質鍋爐種類

21、較多。如木材鍋爐、甘蔗渣鍋爐、稻殼鍋爐、秸稈鍋爐等。其適用于生物質資源比較集中的區域,如谷米加工廠、木料加工廠等附近。 因為只要工廠正常生產,谷殼、鋸屑和柴枝等就可源源不斷地供應電提供了物料保障。按照生物質燃燒方式可分為固定床燃燒或流化床燃燒等。固定床燃燒對生物質原料的預處理要求較低,生物質經過簡單處理甚至無須處理就可投入爐排爐內燃燒。流化床燃燒要求將大塊的生物質原料預先粉碎至易于流化的粒度。其燃燒效率和強度都比固定床高。該技術在我國應用較少,因為它要求生物質資源集中,數量巨大。如果大規模收集或運輸生物質。將提高原料成本。因此該技術比較適于現代化大農場或大型加工廠的廢物處理。按照生物質燃燒技術

22、還可分為層燃方式、流化床方式和懸浮燃燒方式等三種形式。 層燃方式 依據燃料與煙氣流動的方向不同,可將爐排燃燒技術分為三類,即順流、逆流、叉流三種。采用層燃技術開發生物質能,鍋爐結構簡單、操作方便、投資與運行費用都相對較低。由于鍋爐的爐排面積較大,爐排速度可以調整,并且爐膛容積有足夠的懸浮空間,能延長生物質在爐內燃燒的停留時間,有利于生物質燃料的完全燃燒。但生物質燃燒的揮發分析出速度很快,燃燒室需要補充大量的空氣,如不及時將燃燒與空氣充分混合,會造成空氣供給量不足,難以保證生物質燃料的充分燃燒,從而影響鍋爐的燃燒效率。 流化床方式 流化床是基于氣固流態化的一項技術。流化床燃燒技術燃料適應范圍廣,

23、能夠使用一般燃燒方式無法燃燒的石煤和煤矸石等劣質燃料、含水率較高的生物質及混合燃料等;此外,流化床燃燒技術可以降低尾氣中氮與硫的氧化物等有害氣體含量,保護環境,是一種清潔燃燒技術,得到了廣泛地應用。陽光凱迪電廠目前全部應用的是循環流化床燃燒技術。 懸浮燃燒方式 生物質懸浮燃燒技術與煤粉燃燒技術類似。在懸浮燃燒中,生物質需要進行預處理,顆粒尺寸要求小于2mm,含水率不能超過15%。需要將生物質粉碎至細粉,然后將生物質與空氣混合后一起噴入燃燒室內,呈懸浮燃燒狀態,由于渦流的存在,有利于氣固混合。通過采用精確的燃燒溫度控制技術,懸浮燃燒系統可以再較低的過量空氣條件下高效運行,采用生物質顆粒中堿金屬的

24、影響,高燃燒強度會導致爐墻表面溫度較高,致使結焦現象時有發生。2、生物質氣化發電技術生物質氣化發電技術的基本原理是把生物質轉化為可燃氣,再利用可燃氣推動燃氣 發電設備進行發電。它既能解決生物質難于燃用而又分布分散的缺點,又可以充分發揮燃氣發電技術設備緊湊而污染少的優點,所以是生物質能最有效最潔凈的利用方法之一。生物質氣化發電技術是生物質通過熱化學轉化為氣體燃料,再將凈化后的氣體燃料直接送入鍋爐、內燃發電機、燃氣機的燃燒室中燃燒來發電或生產燃料電池。氣化發電過程主要包括三個方面,一是生物質氣化,在氣化爐中把固體生物質轉化為氣體燃料;二是氣體凈化,氣化出來的燃氣都含有一定的雜質,包括灰分、焦炭和焦

25、油等,需經過凈化系統把雜質除去,以保證燃氣發電設備的正常運行;三是燃氣發電,利用燃氣輪機或燃氣內燃機進行發電,有的工藝為了提高發電效率,發電過程可以增加余熱鍋爐和蒸汽輪機。如圖3.3所示:圖3.3生物質氣化發電工藝流程 內燃機發電系統以簡單的燃氣內燃機組為主,可單獨燃用低熱值燃氣,也可以燃氣、油兩用,它的特點是設備緊湊,系統簡單、技術較成熟、可靠;燃氣輪機發電系統采用低熱值燃氣輪機,燃氣需增壓,否則發電效率較低,由于燃氣輪機對燃氣質量要求高,并且需有較高的自動化控制水平和燃氣輪機改造技術,所以一般單獨采用燃氣輪機的生物質氣化發電系統較少。燃氣蒸汽聯合循環發電系統是在內燃機、燃氣輪機發電的基礎上

26、增加余熱蒸汽的聯合循環,該種系統可以有效地提高發電效率。一般來說,燃氣蒸汽聯系循環的生物質氣化發電系統采用的是燃氣輪發電設備,而且最好的氣化方式是高壓氣化,構成的系統稱為生物質整體氣化聯合循環(B/IGCC)。它的一般系統效率可以達40%以上,是目前發達國家重點研究的內容。生物質氣化方式主要有生物化學法和熱化學法兩種。而生物質的氣化反應是在氣化爐內進行的,主要的氣化反應爐分為以下幾個種,如圖3.4所示:圖3.4生物質氣化爐分類固定床氣化爐: 固定床是一種傳統的氣化反應爐,其運行溫度在1000左右。固定床氣化爐分 為逆流式、并流式,如下圖所示。逆流式氣化爐是指氣化原料與氣化介質在床中的 流動方向

27、相反,而并流式氣化爐是指氣化原料與氣化介質在床中的流動方向相同。這兩種氣化爐按照氣化介質的 流動方向不同又分別稱為上吸式、下吸式氣化爐。下面對上吸式固定床生物質氣化爐的運行工藝作簡單介紹。 在上吸式固定床氣化爐中,生物質原料從氣化爐上部的加料裝置送入爐內,整個料層由爐膛下部的爐柵支撐。氣化劑從爐底下部的送風口進入爐內,由爐柵縫隙均勻分布、并滲入料層底部區域的灰渣層,氣化劑和灰渣進行熱交換,氣化劑被預熱,灰渣被冷卻。氣化劑隨后上升至燃燒層,在燃燒層,氣化劑和原料中的炭發生氧化反應,放出大量的熱量,可使爐內溫度達到1000,這一部分熱量可維持氣化爐內的氣化反應所需熱量。氣流接著上升到還原層,將燃燒

28、層生成的CO2還原成CO;氣化劑中的水蒸氣被分解,生成H2和CO。這些氣體與氣化劑中未反應部分一起繼續上升,加熱上部的原料層,使原料層發生熱解,脫除揮發分,生成的 焦炭落入還原層。生成的氣體繼續上升,將剛入爐的原料預熱、干燥后,進入氣化爐上部,經氣化爐氣體出口引出。 此外,固定床氣化爐還有橫吸式及開心式氣化爐等類型。 橫吸式固定床氣化爐的特點是空氣由側方向供給,產出氣體由側向流出。氣體流橫向通過燃燒氣化區。它主要用于木炭氣化。 在南美洲應用廣泛并投入商業運行。 開心式固定床化爐同下吸式相似,氣流同物料一起向下流動。但是由轉動爐柵代替了喉管區。主要反應在爐柵上部的燃燒區進行。結構簡單而且運行可靠

29、。它是由我國研制的,主要用于稻殼氣化,并已投入商業運行多年。 流化床氣化爐:與固定床相比,流化床沒有爐柵,一個簡單的流化床由燃燒室、布風板組成,氣化劑通過布風板進入流化床反應器中。按氣固流動特性不同,將流化床分為鼓泡流化床和循環流化床,如下圖所示。鼓泡流化床氣化爐中氣流速度相對較低,幾乎沒有固體顆粒從流化床中逸出。而循環流化床氣化爐中流化速度相對較高,從流化床中攜帶出的顆粒 在通過旋風分離器收集后重新送入爐內進行氣化反應。 在生物質氣化過程中,流化床首先通過外加熱達到運行溫度,床料吸收并貯存熱量。鼓入氣化爐的適量空氣經布風板均勻分布后將床料流化,床料的湍流流動和混合使整個床保持一個恒定的溫度。

30、當合適粒度的生物質燃料經供料裝置加入到流化床中時,與高溫床料迅速混合,在布風板以上的一定空間內激烈翻滾,在常壓條件下迅速完成干燥、熱解、燃燒及氣化反應過程,使之在等溫條件下實現了能量轉化,從而生產出需要的燃氣。通過控制運行參數可使流化床床溫保持在結渣溫度以下,床層只要保持均勻流化就可使床層保持等溫,這樣可避免 局部燃燒高溫。流化床氣化爐良好的混合特性和較高的氣固反應速率使其非常適合于大型的工業供氣系統。因此,流化床反應爐是生物質氣化轉化的一種較佳選擇,特別是對于灰熔點較低的生物質。固定床氣化爐與流化床氣化爐有著各自的優缺點和一定的適用范圍。采用何種氣化爐應因材施用,因地制宜。4 我國生物質發電

31、技術產業化的主要影響因素及對策建議4.1 我國生物質發電技術產業化的主要影響因素影響我國生物質發電技術發展的主要因素包括如下幾個方面:政策因素、技術因素、資源可供性以及信息和市場因素等。4.1.1政策因素政策的建立與實施狀況是影響生物質發電技術發展的主要因素之一,生物質發電技術是否能夠獲得長足的發展與政策體系的完善與否具有密切的關系。1、國內生物質發電技術相關政策現狀2006年01月01日中華人民共和國可再生能源法正式實施,根據 可再生能源法的規定,國務院有關部門制定了一系列與生物質發電相關的政策,目前已經頒布的政策有:可再生能源產業指導目錄,可再生能源發電管理辦法,可再生能源上網電價及費用分

32、攤管理試行辦法,可再生能源專項資金管理辦法,電網企業全額收購可再生能源電量監管辦法,可再生能源電價附加收入調配暫行辦法,2006 年度可再生能源電價補貼和配額交易方案的通知等一系列優惠政策,不僅落實了可再生能源發電企業的電價補貼而且重申了電網企業必需全額收購可再生能源電量和優先上網的政策。同時也說明了國家對新能源開發決心和力度,為利用可再生能源發電技術開發和應用提供了寬松的經濟環境。2、對我國現有政策的評價雖然生物質發電已成為國家重點鼓勵和支持的產業,但是由于缺乏統一規劃和管理,目前生物質發電還面臨燃料供應不足、發電成本難以控制等問題,影響了生物質發電的推廣。為了促進生物質發電的健康發展,20

33、10年8月國家發改委印發了國家發展改革委關于生物質發電項目建設管理的通知,對生物質發電規劃、選址、建設規模和核準管理等多方面提出了具體要求。在一定程度上避免了重復建設和生物質燃料收購的競爭。這就從政策上保證了行業健康有序的發展。同時由于一系列優惠政策的出臺,生物質發電項目存在盲目上馬的問題。生物質發電產業具有典型的“ 小電廠、大燃料”特征, 燃料供應是生物質發電項目正常運營的前提。目前, 我國有些省份已出現了一個縣、市布點多個生物質發電項目或規劃多臺機組的問題。這也是導致目前生物質電廠紛紛虧損的原因之一。4.1.2技術因素生物質發電技術在我國的發展不過十幾年時間,該類技術本身的技術成熟度整體水

34、平較低,在一定程度上對我國生物質發電技術的產業化構成了制約。首先生物質發電產業與上下游配套產業發展不協調,支撐生物質發電產業發展的技術服務體系較為薄弱。到目前為止,用于生物質發電的鍋爐及燃料輸送系統的技術和設備均產自國外,國內尚無制造廠家,因此成為影響我國生物質發電產業化的關鍵因素。同時,由國外生產運輸方式、工作新習慣和文化的差異,對引進的技術和設備不能完全吸收及高效使用,使機組無法安全穩發、滿發。另外,由于缺乏核心技術及備品配件,投產后生物質發電企業很有可能將長時間受制于國外企業。54.1.3資源可供性生物質能資源自身具有不同于常規化石能源的一些特點,如分散性、周期性、異質性等,這些特點決定

35、了生物質能資源的供應環節眾多,人力、物力、財力消耗較大,難度較高,而作為生物質企業而言,對生物質原料的需求卻是源源不斷的,在目前生物質企業物流運作能力普遍較低以及社會環境條件的約下,生物質能資源可供性已經成為制約我國生物質能技術產業化的障礙。因此必需十分重視生物質能資源可供性問題:(1) 生物質能資源可供量必須按照科學的調研方法實地研究測算目前,由于國內生物質能供熱發電尚未大規模應用,生物質能資源總量、資源可供量缺乏科學準確的測算方法,而各地區提供的生物質能資源數據一般是將當地農作物的產量乘上理論谷草比得到的估算值,與實際生物質能資源可供資源量出入很大,所以,探索適用于生物質能發電技術的規范的

36、生物質能資源測算方法是十分必要的。生物質能資源到廠價格的構成、影響因素和變化趨勢需要進一步調研。生物質能資源到廠價格是由其收購價格和儲運價格決定的。生物質能資源的收購價格則是由生物質能資源的使用價值和農民的收集成本決定的。目前,在中國,由于許多生物質能資源沒有使用價值,因此生物質能資源的收購價格主要是由當地農民的收集成本,也就是由當地勞動力的機會成本決定的。生物質能資源收購價格的高低,不僅直接影響到生物質能資源的可收購數量,而且還是決定生物質能資源到廠價格走向的主要因素。應當特別說明的是,隨著生物質能源的發展,秸稈作為重要能源原料的使用價值將凸現出來;同時中國經濟的快速發展,農村勞動力的機會成

37、本也將進一步提高,這就意味著秸稈的收購價格存在上升的趨勢。當然,在市場經濟作用下,收儲商、運輸商的運營成本可能隨著運營規模、效率的提高穩中有降。由于生物質能資源到廠價格主要受生物質能資源的收購價格的影響,在可以預見的未來,有繼續上升的趨勢。深入研究生物質能資源到廠價格是政府價格主管部門研究確定生物質能資源供熱發電上網電價的基礎。(2) 生物質能資源供熱發電項目的區域差異性值得進一步研究。中國地域遼闊,氣候、資源狀況、種植習慣、農民勞動力的機會成本基礎設施條件、經濟發展狀況千差萬別,各地的生物質能資源狀況及其可供性,存在巨大的區域差異性。因此,任何具體地區的生物質能資源可供量和其到廠價格,不具有

38、普遍性。在全國范圍內,不同地區應當根據不同的情況,調研設計不同的生物質能資源收儲運營方案,并結合具體方案測算其到廠價格,以便國家和各級政府在制定相關激勵政策時參考。4.1.4其他因素影響生物質發電技術產業化的其他因素還包括信息因素、市場因素、能力建設因素等。信息因素:由于信息宣傳不力,廣大農民沒有認識到生物質燃料本身蘊涵的經濟價值,農民出售生物質燃料的意識不強。再加上農作物生物質燃料收購集中在農忙季節,農民忙于搶收、搶種,多把生物質燃料作為垃圾隨意丟棄在田間或焚燒,造成嚴重的環境污染。在調查中發現,多數農民對生物質資源開發利用的認識嚴重缺乏,遠沒有形成全社會積極參與和支持生物質燃料資源化和能源

39、化利用的局面。市場因素:生物質燃料收購對象為單個農戶,農戶種植面積小,生物質燃料種類多樣、分布分散,而且生物質燃料具有體積松散、能量密度低等特點,使得收集、儲存、運輸難度大,費用高,在價格上無法與等值能量的煤炭相競爭。另外,隨著生物質原料需求量的不斷增加,生物質原料競爭性用途增多,農民作為生物質原料商品的擁有者,為追求最大利潤會抬高價格,所在的地區農業、畜牧業、造紙和家具建材等行業均形成了對原料的爭奪,部分生物質燃料經紀人為了獲利,甚至囤積惜售,抬高價格,弄虛作假,往生物質燃料里摻水摻沙等因素,造成生物質燃料的收儲運治理難度很大。能力建設因素:中國既缺乏熟悉生物質能源管理人員及經驗,也缺乏為生

40、物質能發電提供服務的咨詢顧問與專家隊伍,能力建設對于保證引進技術的成功及在我國大規模推廣是十分重要的。4.2 對策與建議4.2.1政策因素加強和完善立法工作我國的生物質發電技術的發展對于立法的要求,應能夠達到以下基本標準:建立程序化的立項手續、建立規范的資格認證手續,建議對于這樣一個朝陽產業,政府應當從生物質資源分布角度,完善規劃布局。同時,建立包括土地、稅收、運輸等在內的支持發展政策體系,扶持、引導生物質電廠建立完善有序的生物質資源收儲體制,為生物質發電項目健康和可持續發展提供有利的政策和市場環境。4.2.2加強經濟激勵政策的實施對我國而言,建立一套穩定的經濟激勵政策來刺激可再生能源電力市場

41、將會起到巨大的作用。這里所指經濟激勵政策主要包括:低息貸款、稅收優惠、財政補貼以及定價政策等。4.2.3 注重輸配電網絡與生物質能電力的協調發展新型高效、綠色環保的生物質發電小型獨立電源統稱為分布式發電(Distributed Generation,簡稱DG)或分布式電源(Distributed Resource,簡稱DR),是指一種區別與集中發電、遠距離傳輸、大互聯網絡的傳統發電形式的分布式的電源。這種電源同配電網并網運行,可以有效降低電力峰荷、緩解電壓驟降、消除過負荷和堵塞、增加輸電裕度,充分發揮DG機組的優勢,還可提高能源利用率,減少污染物的排放,降低配電網損失,并且大大提高供電可靠性。

42、當DG機組并網之后,機組多余的電量可以向外輸送,不足部分由電網補充,可以使發電機始終運行在一個比較經濟的工況下。同時,并網后由于有大的電力系統作為支撐,用戶的用電質量可以得到很大改善。當電力系統出現異常故障的時候,DG機組也可以作為備用電源保障重要負荷的用電。世界許多能源電力專家認為,大電網與分布式發電相結合,是節省投資、降低能耗、提高電力系統可靠性和靈活性的主要方式。從自身的經濟性和安全性方面考慮,廣大DG發展商希望能夠將DG并入到電力系統中,實現DG并網運行。盡管世界上分布發電(電源)的發展十分迅速,但DG(DR)在我國的發展還剛剛起步,分布式電源并網存在不少瓶頸和障礙,因而進展并不理想。

43、這些問題主要體現在以下幾個方面: 1)缺乏與DG并網相關的法律、法規和行業規范。目前許多國家和地區都提倡分布式電源并網運行,并且制定了相關的并網規范。而我國發展相對緩慢,一些政策法規尚不健全,尤其在并網技術標準上還是空白,使得投資商不愿新建不能并網的電廠。因此,我國應加快DG 7 并網條例的制定,使得分布式電源并網有章可循,使得小電源并網得到政府的鼓勵和支持,從而促進我國DG項目的快速發展。 2)分布式發電與配電網并網的技術問題。DG并網之后,配電系統將發生根本性的變化,從單電源輻射式網絡變為雙端或多端有源網絡,傳統的配電網絡規劃、運行方式都將不再適用;配電網自動化和需求側管理的內容也要重新考

44、慮;分布式電源之間的控制和調度必須加以協調;整個配電系統將變成全新的復雜網絡系統。分布式發電的接入改變了配電系統的潮流分布和短路電流分布,現有的配電保護必須進行調整與改變,才能保證配電網的安全穩定運行和發揮分布式發電應有的優越性。原有的配電系統保護和重合閘設計結構必須進行相應的調整和改變,否則,分布式電源會使配電網的故障無法及時、準確地切除,造成對配電系統穩定、設備健康狀態的破壞。電力系統業內人士擔心大量DG的并入會給電力系統的安全性、穩定性帶來隱患,小電源對電網的干擾問題也一直是電力部門拒絕小電源并網的理由之一。 3)電業宏觀規劃的不確定性及市場和計量問題。由于分布式電源本身具有各種不確定性

45、,會使電業規劃設計難以準確合理,也會具有很大的不確定性。同時成本不同、品質各異的分布式電源進入電力市場,必然會沖擊原來的市場格局,影響電力經濟。鑒于以上種種原因,全球電力企業和研究機構提出了“智能電網”的未來電網發展理念來應DG機組并網時帶來的沖擊,并積極推動其建設和發展。但是截至目前,智能電網還處于初期研究階段,國際上尚無統一而明確的定義。盡管各國根據自身的國情對智能電網建設有著不同的重點和目標,但是智能電網建設的驅動都是基于市場、安全、電能質量和環境因素,其特征可歸結為:自愈、兼容、交互、協調、高效、優質、集成。中國特色的智能電網建設是一項高度復雜的系統工程,還有待進一步研究和開發。4.2

46、.4 開展國際合作,引進國際先進技術和資金整合現有技術資源, 完善技術和產業服務體系,加快人才培養, 全面提高生物質發電技術創新能力和服務水平, 促進生物質發電技術進步和產業發展。同時加快對國外先進技術、裝置的吸收轉化,提高技術水平,在引進國外技術設備的同時,應積極進行消化吸收和技術改進,以適應我國國情。這包括: 加大對利用生物質發電鍋爐島技術和裝備的科研投入, 開展生物質燃料的收集、加工、儲存、運輸等相關設備的研發, 提升生物質發電設備和輔助設備的制造能力; 支持研究開發適合于生物質發電的燃料收儲運裝備,支持重點鍋爐制造企業提升設備制造能力和工藝水平; 支持生物質發電設備和輔助設備在國內的自

47、主研究開發和制造。4.2.5 因地制宜,有針對性的采用生物質發電技術生物質發電技術雖然已經進入商業運行,但目前仍有許多問題亟待解決,如原料問題、熱值問題、氣化效率、焦油問題和二次污染等等。其中原料問題,是目前大多數生物質電廠面臨的最棘手的問題。生物質發電技術形式多樣,要利用發電設施創造良好社會經濟效益,一定要因地制宜 采用適宜的發電技術形式和總體規劃配置。不能因為有政策扶持就一哄而上,造成發電廠后期生物質資源供應不上,僧多粥少的局面。生物質資源供應量的短缺,會直接導致電廠的虧損和倒閉。因此政府部門可以在禁燒生物質、取締小型造紙廠、普及推廣環境保護等方面加大宣傳和治理力度,政策上扶植農區從事生物

48、質收集和預處理加工的經紀人,對生物質收購價格提出保護性意見;同時,應當避免生物質利用的其他項目建設,減少爭資源狀況,并且改進生物質收集區域的農業種植結構和農民作業習慣,以適應生物質回收的需要,為生物質能發電廠控制生物質資源給予幫助和協調,保障生物質燃料加工基地的生物質資源供應量。這對于生物質能發電廠這一新生事物的運營至關重要。 另外增大發電規模有利于提高熱效率,有利于降低二次污染;但大型氣化發電系統也意味著高投資和復雜的機組系統,在地廣人稀或經濟欠發達地區發展這樣的系統設施缺乏經濟性。因此,我國應同時關注以村、鎮為單位的中小型發電機組和重點地區的大型發電機組的研究與開發,并根據規模的大小選用合

49、適的生物質發電系統技術,保證在任何規模下都有合理的發電效率,充分利用生物質能源,改善我國的能源結構和生態環境。4.2.6 政府采購綠色能源政府綠色采購能源是指在政府采購中著意選購那些無污染、有利于健康及循環經濟發展的能源產品和能源服務,以有利于節約能源、保護生態環境、促進經濟可持續發展。鑒于我國目前綠色采購實行環境與諸多障礙,分析考慮發達國家的成功,我國可考慮從以下幾個方面完善綠色采購制度。 (一)著重發展綠色產業,加大對綠色采購的扶持力度。 我們要從我國的國情出發,加大對綠色產業的投入,做好綠色產業的規劃,不斷培養高素質高水準的專業性人才,順應時代的要求,開發新能源,不斷開拓我國綠色產品市場

50、。另外,政府應在著重發展綠色采購的同時加大宣傳綠色消費力度,培養公眾綠色消費觀念,積極引導廠商和消費者,為構建政府綠色采購制度通力合作,逐漸營造良好的綠色消費氛圍。同時,政府應適當地運用經濟手段來促進綠色采購發展,比如為綠色產品支付額外的費用來扶持采購,或者對生產綠色產品的企業實施價格補貼,鼓勵生產商積極改造、開發生產設備和工藝,從而引導更多的企業投入到從事清潔生產,提供更多的節能與環保產品中來,最終形成良性生態循環鏈。 (二)健全法律法規,為政府綠色采購提供法律保障。國際上推行政府綠色采購的通行做法多是用立法強制,從而為政府綠色采購提供強有力的法律支持和制度保障,如美國的聯邦政府采購法、日本

51、的綠色采購法等。因此,現階段我國綠色采購立法的完善過程中,應當加強綠色采購立法,建議修訂政府采購法有關條款,將環保節能規定具體化,同時應當明確各方面在促進政府綠色采購方面的責任和義務,使我國政府綠色采購有序健康發展。另外,在政府采購法的框架下,還要制定、頒布具有中國特色的政府綠色采購實施條例或辦法,如制定專門的政府采購法實施條例,在像選擇供應商、選擇節能環保產品的問題上制定具體辦法,從生產、購買、消費等環節上,進一步規范綠色采購行為,為推行政府綠色采購提供強有力的法律保障。 (三)擴大綠色采購清單范圍。“綠色清單法”是指政府在工程、貨物和服務的采購中,為了達成節能與環保等綠色目標,基于政府認定

52、的節能與環保標準,搜集和監測相關產品或服務的節能與環保功能,形成政府確認的節能與環境保護產品清單。政府采購人或采購機構在采購與節能和環保有關的產品時,需要參考或遵行這個清單的規定,優先或者按照清單列舉的產品采購。這種方 法的優點在于,它能夠將政府的政策較為明朗的展現出來,使采購人在采購時有明確的依據,是一種務實有用的方式。我國在2006年11月公布了首批環境標志產品政府采購清單,并在實際采購中確實遵循綠色采購清單進行政府采購。但是由于環保產業發展落后,節能環保產品的認證制度初步建立,目前在政府綠色采購具體實施過程中,沒有規定采購環保、節能產品的標準,各種環保清單和標志存在重疊,劃分不明確,因此

53、,政府需要加快建立精細化、科學化的節能環保產品認證機制與產品分級機制,并對綠色產品清單實施動態管理,以即及時更新綠色采購產品信息和技術信息,逐步擴大清單范圍,最終形成完善的政府綠色采購清單。 四)完善政府綠色采購監督機制和執行機制。由于政府采購所具有的成本外部化、效益內部化的特點,為了防止政府機關以自身利益為重,不按采購清單進行采購,政府需要建立配套的監督機制以加強對采購部門的管理,并明確指出相應的法律責任,從范圍、手段、體制、力度等方面加強采購監督建設。具體實施過程中,可以設立專門的綠色采購監督機構,并在網絡、報紙等媒體上及時公布政府綠色采購的實際執行情況,以便社會公眾對政府綠色采購更好地進

54、行監督。同時,要進一步完善政府采購的執行機制,培養專業化的采購人員隊伍,明確綠色采購中的責任與義務,建立對政府綠色采購人員的績效考評制度,嚴格要求按綠色采購清單進行采購,另外,政府可以對按照綠色采購清單進行采購的部門給予適當鼓勵,對違反政府綠色采購法規的單位及時處理,以達到激勵作用。 4.2.7 影響生物質發電技術產業化的其他影響因素和建議我國生物質發電技術正處于起步階段,產業化和商業化程度較低,有關政策及激勵措施力度不夠,以及目前技術力量還不夠成熟等原因造成我國生物質發電存在諸多問題,如成本、行政監管、財稅融資及電價補貼等。所以為了使生物發電這一綠色能源能夠長久高效的發展下去,國家有必要盡快

55、建立健全相關配套政策與立法,包括:可再生能源的稅收優惠政策;財政貼息優惠貸款辦法;進一步完善可再生能源管理體制;制訂推動相關配套產業;加強宣傳教育。經過調查發現生物質發電行業目前存在下列問題制約行業發展: (一)成本問題 原材料成本高,大量關鍵發電設備需靠進口,同時企業長期負擔接網設備的維護成本等等都造成了發電成本的居高不下。(二)行政監管問題 生物質發電項目的審批涉及部門繁多,審批期限不固定,項目運營過程中的監管職能過于分散以及對所有可再生能源“一刀切”式地管理等問題。(三)財稅融資問題 生物質發電項目目前享受不到任何稅收優惠,.生物質發電項目目前也未享受到任何貸款利息優惠,另外生物質發電行

56、業的融資渠道匱乏。(四)電價與補貼問題 隨著今年國內電力行業的效益整體下滑,煤炭、油的成本均有所增加,煤電今年也隨之漲價,而生物質發電的電價并沒有上漲。目前,國內生物質發電的電價仍按照可再生能源發電價格和費用分攤管理試行辦法(發改價格(2006)7號)的規定執行。而這期間無論是物價還是原材料的成本卻一直在提高。介于以上原因提出以下幾種對策作為參考:(一)合理布局 生物質發電產業發展將從三個層面完善發展規劃布局。(1)是國家層面的統一發展規劃,統一評價全國農林生物資源的分布情況,統籌全國生物質發電產業的發展進度和區域布局分布;(2)是地方政府層面的區域發展規劃,對當地農林生物質資源分布情況和氣候條件進行評價,對生物質發電項目

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