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淺談我國生物質(zhì)能發(fā)電發(fā)展趨勢 生物質(zhì)能發(fā)電的發(fā)展方向篇一
1.3.1 小型風(fēng)力發(fā)電行業(yè)的現(xiàn)狀
我國于 20 世紀 50 年代后期開始風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的研究工作,1957—1958 年在江蘇、吉林、遼寧、新疆等地建造了一些功率在 10kw 以下、風(fēng)輪直徑在 10 米以下的小型風(fēng)力發(fā)電裝置,但由于受當(dāng)時的技術(shù)經(jīng)濟條件限制,其后處于停滯狀態(tài)。我國較大規(guī)模地開發(fā)和應(yīng)用風(fēng)力發(fā)電始于 20 世紀 70 年代。我國自主開發(fā)研制生產(chǎn)的小型風(fēng)力發(fā)電機,解決了居住分散的農(nóng)、牧、漁民的生產(chǎn)生活用電。20 世紀 80 年代初,我國把小型風(fēng)力發(fā)電作為農(nóng)村電氣化的措施之一,供農(nóng)村一家一戶使用。特別是在內(nèi)蒙古地區(qū)由于風(fēng)自然資源豐富和當(dāng)?shù)厝罕姷男枨?,并得到了政府的支持,小型風(fēng)力發(fā)電機的研究和推廣得到了長足的發(fā)展,對于解決邊遠地區(qū)居住分散的農(nóng)牧民群眾的生活用電和部分生產(chǎn)用電起了很大作用。我國目前生產(chǎn)的小型風(fēng)力發(fā)電機按額定功率從100w 到 10kw 共十種。其主要技術(shù)特點是:2~3 個葉片,側(cè)偏調(diào)速、上風(fēng)向,配套高效永磁發(fā)電機,再配以尾翼、立桿、底座、地錨和拉線。其中以戶用微型機組技術(shù)最為成熟,有 50,100,150,200,300,500w 微型機組系列定型產(chǎn)品,并進行批量生產(chǎn),不但滿足了國內(nèi)需求,還遠銷國外。
到 2006 年底,我國從事小型風(fēng)力發(fā)電機組及其配套件開發(fā)、研制、生產(chǎn)的單位達到 78 家,其中:大專院校、科研院所 15 家,生產(chǎn)制造單位 38 家,配套件生產(chǎn)單位 25 家,目前我國小型風(fēng)力發(fā)電機的年生產(chǎn)能力達 8 萬臺。從 1983—2006 年底,全國各生產(chǎn)廠家累計生產(chǎn)各種小型風(fēng)力發(fā)電機組達 37.6 萬余臺,總?cè)萘繛?6.52 萬 kw,預(yù)計年發(fā)電量約
1.33 億 kwh。所生產(chǎn)的小型風(fēng)力發(fā)電機組,除滿足國內(nèi)用戶需要外,還出口遠銷到 25 個國家和我國臺灣、香港地區(qū),累計出口各種小型風(fēng)力發(fā)電機近1.7萬余臺。我國小型風(fēng)力發(fā)電機保有量、年產(chǎn)量、生產(chǎn)能力均列世界之首
自 20 世紀的最后兩年以來,全世界風(fēng)力發(fā)電的裝機容量快速增長,特別是在歐洲,為了實現(xiàn)減排溫室氣體的目標,對風(fēng)電執(zhí)行較高收購電價的激勵政策促進了風(fēng)電技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,風(fēng)電成本繼續(xù)下降。由于海上風(fēng)能資源比陸地豐富,海上風(fēng)電場在歐洲已經(jīng)從可行性示范進入商業(yè)化示范階段。風(fēng)電機組技術(shù)繼續(xù)向著增大單機容量的方向發(fā)展,正在研制風(fēng)輪直徑超過 100m 的 5mw 機組,預(yù)計 2013 年,單機容量達到 15mw。1996 年至 2000 年世界上風(fēng)電增長率 5 年平均達到 31%,2000 年末裝機總?cè)萘繛?1770 萬 mw,2001 年末達到 2447 萬 mw,一年增加 677 萬 kw,增長率為32%,說明風(fēng)電高增率趨勢仍然繼
續(xù)。2004 年全世界新增裝機容量為 8000mw,2004年底全世界風(fēng)電裝機總?cè)萘繛?47000mw,并作了 2020 年風(fēng)電達到世界電力總量的12%的規(guī)劃藍圖(即風(fēng)力 12)。2005 年世界各國風(fēng)電裝機容量排在前十名的國家是德國、西班牙、美國、丹麥、印度、意大利、荷蘭、英國、日本和中國。
世界上,在小型風(fēng)力發(fā)電方面,中國和美國主要生產(chǎn)制造功率為 300w 到 3kw風(fēng)力機,其中美國在 3kw 到 10kw 小型風(fēng)力機上占明顯優(yōu)勢。在歐洲,主要生產(chǎn)制造功率為 300w 到 100kw 風(fēng)力發(fā)電機。到 2020 年,美國預(yù)計安裝小型風(fēng)力機容量為50000mw,可解決 10000 人就業(yè)。英國正在研制屋頂用小型風(fēng)力發(fā)電機。世界各國的小型風(fēng)力發(fā)電機正在努力向著:運動部件少、維護少、壽命長、采用新的電力電子技術(shù)和計算機技術(shù)等方向發(fā)展
我國的風(fēng)力發(fā)電事業(yè)始于 20 世紀 50 年代,目前已經(jīng)形成一定的規(guī)模。在大型風(fēng)電方面,擁有 750kw 以下各類風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的制造能力,2006 年 1 月 28 日,首臺兆瓦級變速恒頻雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機及控制裝置研制成功,填補國內(nèi)空白。2006 年 1月 10 日,1.2mw 永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機在哈爾濱試制成功,它是我國自主創(chuàng)新研制的容量最大的風(fēng)力發(fā)電機。到 2005 年,全國 15 個省(自治區(qū))已建風(fēng)電場 62 座,累計運行風(fēng)力發(fā)電機組 1864 臺,總?cè)萘?126.6 萬 kw。2010 年目標為總?cè)萘?500 萬 kw,2020 年目標為總?cè)萘?3000 萬 kw,2050 年預(yù)計達到 3-5 億 kw 裝機容量。但是,目前我國自行研制和開發(fā)大型風(fēng)力發(fā)電機組的技術(shù)力量與國外相比相差很多,繼續(xù)加大對風(fēng)力發(fā)電技術(shù)研究的投入,實現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)的國產(chǎn)化是保證我國風(fēng)電事業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。
設(shè)計了風(fēng)力機電動變槳距系統(tǒng)方案,變槳距機構(gòu)采用單片機控制,并搭建好電動變槳距風(fēng)力機的試驗樣機。通過對風(fēng)力樣機做測試,得出風(fēng)力機組的力矩與風(fēng)速比的一些重要數(shù)據(jù)。并通過matlab51mu11nk軟件分別在風(fēng)速低于額定風(fēng)速和在額定風(fēng)速左右兩種情況下進行仿真,最終提出的控制規(guī)律進行的變槳距調(diào)節(jié)能滿足風(fēng)力機的功率控制要求,為后續(xù)研究做好鋪墊工作。
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淺談我國生物質(zhì)能發(fā)電發(fā)展趨勢 生物質(zhì)能發(fā)電的發(fā)展方向篇二
發(fā)展我國林木生物質(zhì)能源的若干思考(精選)
【摘要】我國經(jīng)濟目前正處在快速增長期,經(jīng)濟發(fā)展對能源的依賴度較高。從現(xiàn)在起到2020年,是我國經(jīng)濟社會發(fā)展的重要戰(zhàn)略機遇期,根據(jù)國際經(jīng)驗,這一時期是實現(xiàn)工業(yè)化的關(guān)鍵時期,也是經(jīng)濟結(jié)構(gòu)、城市化水平、居民消費結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變化的階段。
一、當(dāng)前我國能源狀況對經(jīng)濟社會發(fā)展的影響
我國經(jīng)濟目前正處在快速增長期,經(jīng)濟發(fā)展對能源的依賴度較高。從現(xiàn)在起到2020年,是我國經(jīng)濟社會發(fā)展的重要戰(zhàn)略機遇期,根據(jù)國際經(jīng)驗,這一時期是實現(xiàn)工業(yè)化的關(guān)鍵時期,也是經(jīng)濟結(jié)構(gòu)、城市化水平、居民消費結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變化的階段。
從能源供應(yīng)與經(jīng)濟發(fā)展來看,我國的能源發(fā)展面臨著十分嚴峻的形勢和挑戰(zhàn),為保證2020年實現(xiàn)經(jīng)濟翻兩番的目標,能源的供應(yīng)將非常緊張。
隨著人民生活水平的提高和消費結(jié)構(gòu)的升級,能源的需求結(jié)構(gòu)將發(fā)生重要變化。我國的能源結(jié)構(gòu)仍是以煤為主,而且這種結(jié)構(gòu)在今后一個時期不可能有太大變化,這將對能源供應(yīng)、能源安全、環(huán)境保護等諸多方面產(chǎn)生重大影響。目前,我國的能源狀況也存在幾個嚴重的問題: 一,能源需求持續(xù)增長對能源供給形成很大壓力。二,資源相對短缺制約了能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展。三,以煤為主的能源結(jié)構(gòu)不利于環(huán)境保護。四,能源技術(shù)相對落后影響了能源供給能力的提高。五,國際能源市場變化對我國能源供應(yīng)的影響較大。
專家們希望通過實行可持續(xù)發(fā)展的能源戰(zhàn)略,保證我國到2020年實現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)展目標,能源消費實現(xiàn)如下理想目標:一次能源需求少于25億噸標準煤,節(jié)能達到8億噸標準煤;煤炭消費比例控制在60%左右,可再生能源利用達到5.25億噸標準煤(其中可再生能源發(fā)電達到1億千瓦);石油進口依存度控制在60%左右;主要污染物的削減率為45%-60%。
二、林木生物質(zhì)能源在國家能源戰(zhàn)略中的地位
人類目前使用的主要能源有石油、天然氣和煤炭3種。根據(jù)國際能源機構(gòu)統(tǒng)計,地球上這3種能源供人類開采的年限分別為40年、60年和220年。因此,盡快改善能源消耗結(jié)構(gòu),加大能源保障安全迫在眉睫。正如胡錦濤總書記在給北京可再生能源國際大會致辭中所指出的,加快發(fā)展可再生能源是應(yīng)對日益嚴重的能源資源和環(huán)境問題的根本措施。
目前,世界上技術(shù)較為成熟,可規(guī)?;I(yè)開發(fā)利用的可再生能源主要有水能、生物質(zhì)能、風(fēng)能、太陽能、地?zé)崮芎秃Q竽?,可再生能源在世界能源消費中已占22%左右。
在各種可再生能源中,生物質(zhì)能是獨特的,它是貯存的太陽能,更是一種惟一可再生的碳源,資源豐富且可以再生,其含硫量和灰分都比煤低,而含氫量較高,一直是人類賴以生存的重要能源之一,就其能源當(dāng)量而言,是僅次于煤、油、天然氣而列第四位的能源;在世界能源消耗中,生物質(zhì)能占總能耗的14%,但在發(fā)展中國家占40%以上。
在生物質(zhì)能中,我國960萬平方公里的廣闊土地林木生物質(zhì)能源占有十分重要的地位。加快發(fā)展林木生物質(zhì)能源是有效補充我國能源,改善和保護生態(tài)環(huán)境的戰(zhàn)略舉措,對維護我國能源安全,改善能源結(jié)構(gòu)將發(fā)揮重要的作用。目前,我國林木生物質(zhì)能主要有三種利用方式,即生物質(zhì)固體燃料利用,生物質(zhì)液態(tài)燃料利用和生物質(zhì)氣體燃料利用。其終端產(chǎn)品主要有五類,一是利用含油脂轉(zhuǎn)化為生物柴油,二是木質(zhì)纖維素轉(zhuǎn)化燃料乙醇,三是木質(zhì)加工成固體燃料,四是木質(zhì)轉(zhuǎn)化成燃料氣體,五是木質(zhì)燃料發(fā)電。我國發(fā)展林木生物質(zhì)能源有以下幾個主要優(yōu)勢:
一是我國適于發(fā)展林木生物質(zhì)能源的樹種豐富。我國適合規(guī)?;l(fā)展林木生物質(zhì)能的樹種資源比較豐富,僅鄉(xiāng)土樹種就多達幾十種。這些樹種有的適合作為燃料用于發(fā)電,如刺槐、黑荊樹、檸條、沙棘、檉柳等;有的適合開發(fā)生物柴油,如麻風(fēng)樹、黃連木、烏桕、文冠果、油桐、石栗樹、光皮樹等。以麻風(fēng)樹為例,栽培2年-3年即可結(jié)果,結(jié)果期長達30年-50年,其果實平均含油率40%左右,5年生每畝果實產(chǎn)量達200公斤,可生產(chǎn)生物柴油60公斤左右。再如黃連木,其果實平均含油率25%(種子達40%)以上,2.5噸黃連木種子可生產(chǎn)1噸燃油。
二是我國林木生物質(zhì)能的資源比較豐富,可以作為重要的能源補充。根據(jù)目前的科學(xué)技術(shù)水平和經(jīng)濟條件,可獲得的林木生物質(zhì)資源種類為薪炭林、森林撫育間伐、灌木林平茬復(fù)壯、苗木截桿、經(jīng)濟林和城市綠化修枝、油料樹種果實和林業(yè)“三剩”物(采伐剩余物、造材剩余物和加工剩余物)等。按相關(guān)的技術(shù)標準測算,每年的生物質(zhì)總量約8億噸-10億噸,其中,可作為能源利用的生物量為3億噸以上。按照相應(yīng)的熱當(dāng)量換算,加工后的5噸林木生物質(zhì)可替代1.5噸原油,1.5噸林木生物質(zhì)可替代1噸標準煤,如3億噸全部開發(fā)利用后可替代2億噸標準煤,能夠減少目前十分之一的化石能源消耗??梢哉f,林木生物質(zhì)能源是我國未來能源的一個重要補充。
在油料資源利用方面,我國現(xiàn)有木本油料林總面積超過600多萬公頃,主要油料樹種果實年產(chǎn)量在200多萬噸以上,其中不少是開發(fā)生物柴油的原料。同時,還有不少可開發(fā)生物柴油的其他油料樹種。如麻風(fēng)樹,分布我國四川、云南、貴州、廣西等地,在我國西南地區(qū)適宜種植麻風(fēng)樹的面積約200萬公頃,其中,已人工栽培2萬多公頃。再如黃連木,野生分布范圍很廣,面積約30萬公頃。
三是我國林木生物質(zhì)能資源培育潛力巨大。和其他生物質(zhì)能源相比,林木生物質(zhì)能資源發(fā)展不占用耕地,發(fā)展空間廣闊。目前,我國尚有5400多萬公頃宜林荒山荒地,可拿出一部分發(fā)展能源林。此外,還有大量的鹽堿地、沙地以及礦山、油田等復(fù)墾地,初步估計有近1億公頃。這些不適宜農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的邊際土地大都適宜種植特定能源樹種。如在鹽堿地上可種植檉柳,在沙地上可栽植能多次平茬利用的檸條、沙柳等灌木。這些邊際土地資源,經(jīng)過開發(fā)和改良,可以變成發(fā)展林木生物質(zhì)能源的“綠色油田”、“綠色煤礦”,用以補充我國未來經(jīng)濟發(fā)展對能源的需求。
四是我國林木生物質(zhì)能源開發(fā)技術(shù)條件已初步具備。目前,國內(nèi)林木生物質(zhì)能源開發(fā)利用大都處于試驗和示范的過程,尚未步入實質(zhì)性的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展階段,但開發(fā)利用技術(shù)已初步具備。
三、發(fā)展我國林木生物質(zhì)能源的初步設(shè)想
首先,要提高對開發(fā)利用林木生物質(zhì)能重要性的認識,制定明確的開發(fā)利用目標。新的生物質(zhì)能利用技術(shù)與傳統(tǒng)的生物質(zhì)能利用技術(shù)相比具有質(zhì)的區(qū)別,因此,必須從戰(zhàn)略的高度,用長遠的眼光看待生物質(zhì)能源,切實提高對開發(fā)利用生物質(zhì)能重要性的認識,研究制定明確的林木生物質(zhì)能開發(fā)利用目標和具體要求。其次,要加快林木生物質(zhì)資源調(diào)查評價與發(fā)展規(guī)劃工作。雖然我國林木生物質(zhì)能資源豐富,但資源量到底有多少,分布在什么地方,資源采集的成本如何?到底哪里可以種植能源樹種,潛力有多大?等等。這些問題都亟待回答。因此,應(yīng)當(dāng)加快開展林木生物質(zhì)能資源調(diào)查評價與發(fā)展規(guī)劃工作,摸清相關(guān)的資源本底,以及哪些地方具有建設(shè)生物質(zhì)發(fā)電廠的資源條件,哪些地方具有種植能源樹種的條件,并在此基礎(chǔ)上研究制定相關(guān)的發(fā)展規(guī)劃,推進林木生物質(zhì)能開發(fā)利用。
第三,要加強林木生物質(zhì)能源基地培育和利用技術(shù)的試點和示范工作。林木生物質(zhì)能利用技術(shù)種類很多,技術(shù)的成熟程度也不一樣。當(dāng)前,需要結(jié)合我國實際,區(qū)分不同情況推進。先期就技術(shù)相對成熟、開發(fā)潛力較大的項目和樹種開展試點和示范,通過試點和示范輻射帶動林木生物質(zhì)能的發(fā)展。
第四,要加強人才和技術(shù)能力建設(shè)。任何能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展必須有人才和技術(shù)基礎(chǔ)。目前,經(jīng)濟發(fā)達國家都建立了比較完善的可再生能源技術(shù)研究開發(fā)機構(gòu),形成了比較完善的產(chǎn)業(yè)服務(wù)體系。如美國的可再生能源實驗室,歐盟的聯(lián)合研究中心,都是政府專門負責(zé)可再生能源研究和開發(fā)的機構(gòu)。而我國在可再生能源方面的人才和技術(shù)力量以及設(shè)計、咨詢等產(chǎn)業(yè)服務(wù)體系極為薄弱。因此,要高度重視我國可再生能源的人才培養(yǎng),成立國家級的可再生能源研究開發(fā)機構(gòu),逐步建立我國可再生能源的人才培養(yǎng)和產(chǎn)業(yè)服務(wù)體系。
第五,國家要加大對林木生物質(zhì)能資源培育的資金和政策扶持,實施財政貼息和稅收減免政策。原料價格(包括采集)對林木生物質(zhì)能源的經(jīng)濟性起著第一位的作用。要實現(xiàn)林木生物質(zhì)能源的產(chǎn)業(yè)化,關(guān)鍵是降低能源制取成本。建議有關(guān)部門從國家能源發(fā)展戰(zhàn)略和解決“三農(nóng)”問題的高度出發(fā),制定明確的促進林木生物質(zhì)能開發(fā)利用的政策和措施。一是國家應(yīng)給予必要的專項資金和優(yōu)惠政策,扶持引導(dǎo)能源林的定向培育;二是為鼓勵企業(yè)和民營資本進入林木生物質(zhì)能源領(lǐng)域,同時對開發(fā)林木生物質(zhì)能源實行長周期貸款財政貼息和稅收減免政策。
四、發(fā)展林木生物質(zhì)能源符合林業(yè)生態(tài)和產(chǎn)業(yè)兩大體系建設(shè)的要求,大有可為 林業(yè)是公益事業(yè),也是基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),積極推進生物質(zhì)能源的開發(fā)和利用,既是應(yīng)對我國經(jīng)濟發(fā)展中面臨的能源危機和環(huán)境問題的重要舉措,同時也符合林業(yè)生態(tài)建設(shè)和產(chǎn)業(yè)建設(shè)的目標,對實現(xiàn)林業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的戰(zhàn)略意義。
1、開發(fā)利用林木生物質(zhì)資源可以減少污染和溫室氣體排放,提高森林碳匯功能。我國1997年co2總排放量為8.17億噸,僅低于美國位于世界第二,我國未來的co2減排壓力還將不斷增大。生物質(zhì)能源排放的氣體以co2為主,比化石基能源清潔,可減少大氣污染。尤其是林木生物質(zhì)能源在消耗過程中排放的co2量是樹木生長過程中從大氣中吸收的co2量,因此,可基本實現(xiàn)co2吸收排放平衡。同時,大面積營造能源林,可以有效增加森林面積和提高森林生態(tài)系統(tǒng)吸收co2的功能及碳匯作用。
2、可有效促進造林綠化和防治土地退化。開發(fā)林木質(zhì)資源可有效促進造林綠化和防治土地退化,有利于提高那些不適宜發(fā)展農(nóng)業(yè)的邊際土地資源和廣袤的荒沙、荒山,以及礦山、油田廢棄地的利用率。若將這些土地資源中的50%營造種植高抗能源灌木林,可使森林覆蓋率提高0.5個百分點。同時,每年可新增林木質(zhì)原料5億噸以上。若將這些生物量轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)能源,其經(jīng)濟價值就會成倍提高,從而有效地提高造林綠化和生態(tài)治理的成效。
3、開發(fā)林木生物質(zhì)能源可以為林業(yè)創(chuàng)建一個新的產(chǎn)業(yè),促進社會主義新農(nóng)村建設(shè)。開發(fā)林木生物質(zhì)資源有利于改善農(nóng)民的生產(chǎn)生活條件。目前,我國8億多農(nóng)村居民中的60%以上,仍然依靠直接燃燒秸稈、薪柴、畜糞等生物質(zhì)提供生活用能,造成了嚴重的室內(nèi)外污染,危害人體健康。應(yīng)用林木生物質(zhì)能燃料,尤其是發(fā)展生物質(zhì)成型能源燃料,是以林木枝椏、薪材和林木加工剩余物為主要原料,通過粉碎、混合和高壓定型處理后即可成型投入市場,十分便于農(nóng)村和偏遠地區(qū)生產(chǎn)和使用,避免了傳統(tǒng)燃料直接燃燒的諸多弊病。
淺談我國生物質(zhì)能發(fā)電發(fā)展趨勢 生物質(zhì)能發(fā)電的發(fā)展方向篇三
淺談我國生物質(zhì)能發(fā)電發(fā)展
中國林業(yè)生物質(zhì)能源網(wǎng)
生物質(zhì)發(fā)電起源于20世紀70年代,世界性的石油危機爆發(fā)后,丹麥開始積極開發(fā)清潔的可再生能源,大力推行秸稈等生物質(zhì)發(fā)電。自1990年以來,生物質(zhì)發(fā)電在歐美許多國家發(fā)展迅速。中國是一個農(nóng)業(yè)大國,生物質(zhì)資源十分豐富,各種農(nóng)作物每年產(chǎn)生秸稈7億噸左右,其中可利用量約4億噸,如加以有效利用,開發(fā)潛力十分巨大。使用生物質(zhì)能替代大量的煤炭、石油和天然氣等燃料生產(chǎn)電力,能有效減少對礦物能源的依賴,保護國家能源資源,同時生物質(zhì)能發(fā)電也可帶動周邊農(nóng)村經(jīng)濟收入,而秸稈灰渣是很好的鉀肥可直接利用或進一步加工為復(fù)合肥等。目前生物質(zhì)發(fā)電分為:直接燃燒發(fā)電、混合燃料發(fā)電、氣化發(fā)電、沼氣發(fā)電及垃圾發(fā)電。
我國生物質(zhì)能發(fā)電發(fā)展史
我國在生物質(zhì)能發(fā)電方面起步較歐美晚,但經(jīng)過十幾年的發(fā)展,已經(jīng)基本掌握了農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電、城市垃圾發(fā)電等技術(shù)。
2005年以前,以農(nóng)林廢棄物為原料的規(guī)?;⒕W(wǎng)發(fā)電項目幾乎是空白。2006年全國核準了100多萬千瓦的直燃發(fā)電項目。生物質(zhì)發(fā)電裝機容量超過220萬千瓦,其中蔗渣發(fā)電170萬千瓦,碾米廠稻殼發(fā)電5萬千瓦,城市垃圾焚燒發(fā)電40萬千瓦,此外還有一些規(guī)模不大的生物質(zhì)氣化發(fā)電的示范項目。2006年《可再生能源法》、生物質(zhì)發(fā)電優(yōu)惠上網(wǎng)電價等有關(guān)配套政策的實施,使我國的生物質(zhì)發(fā)電行業(yè)開始了快速壯大。
2006年至2009年,秸稈直燃發(fā)電的裝機規(guī)模以年均30%以上的速度增長。2009年底,我國秸稈直燃發(fā)電總裝機容量為265萬千瓦,占所有生物質(zhì)能發(fā)電的62%;垃圾焚燒發(fā)電總裝機容量為125萬kwh,占所有生物質(zhì)能發(fā)電的29%;其他氣化發(fā)電、沼氣發(fā)電、混燃發(fā)電等所占比例很小,總共占有不到10%。
根據(jù)國家可再生能源中長期項目計劃,生物質(zhì)發(fā)電要在2020年達到30gw。目前,全國已有10多個生物質(zhì)直燃發(fā)電項目在建,裝機規(guī)模超過400萬kwh。但是要達到2020年的發(fā)展目標,仍需要解決資源分散、原料收集困難的問題。
我國的生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)現(xiàn)狀
2.1 直接燃燒發(fā)電
國內(nèi)直接燃燒發(fā)電技術(shù)已臻成熟,單機容量能達到15mw。根據(jù)燃料性質(zhì)可分為兩類:一是歐美國家針對木質(zhì)生物質(zhì)燃料的燃燒技術(shù)。我國早期的蔗渣爐和稻殼爐屬于這類。另一類是秸稈燃燒技術(shù),我國生物質(zhì)資源以秸稈為主體,因此國內(nèi)生物質(zhì)燃燒技術(shù)的研究主要集中在秸稈燃燒技術(shù)上。國內(nèi)鍋爐廠家根據(jù)我國生物質(zhì)發(fā)電實際情況對引進的丹麥技術(shù)進行改進后制造生產(chǎn)。國內(nèi)自主開發(fā)了燃料預(yù)處理系統(tǒng)、給料系統(tǒng)以及排渣系統(tǒng)。多家國內(nèi)科研機構(gòu)和鍋爐生產(chǎn)廠家研制了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的流化床鍋爐,技術(shù)比較成熟。
2.2 混合燃料發(fā)電
混合燃料發(fā)電方式主要有兩種。一種是生物質(zhì)直接與煤混合后投入燃燒,該方式對于燃料處理和燃燒設(shè)備要求較高;一種是生物質(zhì)氣化產(chǎn)生的燃氣與煤混合燃燒,產(chǎn)生的蒸汽一同送入汽輪機發(fā)電機組?;旌先剂习l(fā)電主要也是引進丹麥技術(shù)加以改造。
我國南方利用甘蔗渣摻燒發(fā)電早有先例。僅需對現(xiàn)有煤炭發(fā)電廠鍋爐爐膛稍加改造,再增加輸料和袋式除塵裝置即可。直接在傳統(tǒng)燃煤鍋爐中混燃小于總熱值20%的生物質(zhì),技術(shù)上已基本成熟。
2.3 氣化發(fā)電
生物質(zhì)氣化發(fā)電是指生物質(zhì)在氣化爐中轉(zhuǎn)化為氣體燃料,經(jīng)凈化后進入燃氣機中燃燒發(fā)電或者進入燃料電池發(fā)電。我國應(yīng)用到工程中的氣化發(fā)電技術(shù)主要是由中科院廣州能源所研發(fā)的生物質(zhì)循環(huán)流化床氣化技術(shù)。國內(nèi)其它研究機構(gòu),如山東能源研究所也在開展相關(guān)研究。1998年在福建莆田建成了國內(nèi)首個1mw生物質(zhì)稻殼氣化發(fā)電系統(tǒng),隨后在全國范圍內(nèi)建設(shè)了20多座生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)。
現(xiàn)有的燃氣內(nèi)燃機的效率低、裝機容量小,普遍存在著發(fā)電轉(zhuǎn)化效率低(一般只有12~18%),不能滿足大工業(yè)規(guī)模應(yīng)用的需求。燃氣熱值低、氣化氣體中的焦油含量高、二次污染嚴重。因此需要進一步研究開發(fā)合適的規(guī)?;O(shè)備和技術(shù)。
2.4 沼氣發(fā)電
沼氣發(fā)電主要是利用工農(nóng)業(yè)或城鎮(zhèn)生活中的大量有機廢棄物經(jīng)厭氧發(fā)酵處理產(chǎn)生的沼氣驅(qū)動發(fā)電機組發(fā)電。
中國沼氣發(fā)電技術(shù)的研發(fā)已有二十多年的歷史,目前的國內(nèi)沼氣發(fā)電工程主要是結(jié)合高濃度可降解有機廢水處理所建設(shè)的,屬于廢水處理的產(chǎn)物,國內(nèi)運行正常的最大機組為1萬kw·h,尚未出現(xiàn)更大規(guī)模的生物質(zhì)沼氣發(fā)電機組。
2.5 垃圾發(fā)電
垃圾發(fā)電包括垃圾焚燒發(fā)電和垃圾氣化發(fā)電,其不僅可以解決垃圾處理的問題,同時還可以回收利用垃圾中的能量,節(jié)約資源。垃圾焚燒技術(shù)主要有層狀燃燒技術(shù)、流化床燃燒技術(shù)、旋轉(zhuǎn)燃燒技術(shù)等。近年發(fā)展起來的氣化熔融焚燒技術(shù),包括垃圾在450 ℃~640 ℃溫度下的氣化和含碳灰渣在1300 ℃以上的熔融燃燒兩個過程,垃圾處理徹底,過程潔凈,并可以回收部分資源,被認為是最具有前景的垃圾發(fā)電技術(shù)。
截至2009年底,我國垃圾焚燒廠總數(shù)已達到80多座,每天垃圾焚燒處理量突破5.5 萬噸,垃圾焚燒發(fā)電總裝機容量達到125 萬kw·h。我國東部,特別是沿海城市,垃圾處理正在逐漸由衛(wèi)生填埋為主向焚燒為主轉(zhuǎn)變。隨著垃圾回收、處理、運輸、綜合利用等各環(huán)節(jié)技術(shù)不斷發(fā)展,垃圾焚燒發(fā)電有著廣闊的市場前景。
我國生物質(zhì)發(fā)電存在的問題及發(fā)展前景
3.1 生物質(zhì)發(fā)電存在的問題
從國內(nèi)生物質(zhì)電廠的建設(shè)和運行狀況可以看出,制約我國生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的因素主要如下。
(1)建設(shè)及運行成本較高。生物質(zhì)電廠單位造價為1~1.5萬元/kw·h,燃燒設(shè)備的費用高昂。同時由于能量密度低,生物質(zhì)燃料的預(yù)加工、運輸和存儲燃料所需的費用也很高。另外,生物質(zhì)電廠的有效稅率為11%,而傳統(tǒng)火電廠約6%~8%,小水電約3%。
(2)存在技術(shù)問題,生物質(zhì)發(fā)電復(fù)雜的燃料供應(yīng)系統(tǒng)和鍋爐燃燒技術(shù),完全不同于常規(guī)火電機組,生物質(zhì)發(fā)電主設(shè)備—— 鍋爐本體及其他輔機均實現(xiàn)了國產(chǎn)化,但生物質(zhì)的預(yù)處理和給料系統(tǒng)仍存在問題,對稻草麥草等軟秸稈破碎不均勻比較嚴重,往往造成給料系統(tǒng)的問題。進而直接影響生物質(zhì)電廠運行。目前的設(shè)備運行小時數(shù)都偏短,主要是燃料處理上料系統(tǒng)問題(燃料品質(zhì)因數(shù)居多)和燃燒設(shè)備成熟度不高等因素造成的。
我國生物質(zhì)發(fā)電項目發(fā)展比較晚,技術(shù)還不夠完善,如何根據(jù)不同燃料成分選擇可行的工藝流程關(guān)系到項目建成后機組的穩(wěn)定可靠運行。為適應(yīng)我國同一生物質(zhì)鍋爐必須燃燒多種秸稈的現(xiàn)狀,對國外引進設(shè)備,存在進一步技術(shù)改造的問題。
(3)政策問題,雖然現(xiàn)存的法律和政策已經(jīng)給生物質(zhì)發(fā)電提供了一個有利的環(huán)境,但這些激勵政策和措施是不夠的。政府給出的生物質(zhì)發(fā)電上網(wǎng)電價的補貼是以脫硫煤為基礎(chǔ),而生物質(zhì)燃料和煤不同,政策不合理。生物質(zhì)電廠運行15年以后,不再享受補貼。且2010年以后的可再生能源電廠享受的補貼逐年遞減2%。另外,由于《京都議定書》中關(guān)于溫室氣體只規(guī)定了到2012 年的減排目標,生物質(zhì)發(fā)電項目的cdm銷售收入也只能計入到2012年,影響效益。
3.2 生物質(zhì)發(fā)電發(fā)展前景
由于生物質(zhì)發(fā)電與煤電、水電等存在價格上的劣勢,缺乏市場競爭力,國家采取電價補貼政策支持生物質(zhì)發(fā)電的發(fā)展。生物質(zhì)發(fā)電廠上網(wǎng)電價為脫硫燃煤機組標桿上網(wǎng)電價加0.25元/kw·h補貼電價。發(fā)電消耗熱量中常規(guī)能源超過20%的混燃發(fā)電項目不享受補貼電價。此外,生物質(zhì)發(fā)電可享受收入減計10%的所得稅優(yōu)惠,秸稈生物質(zhì)發(fā)電享受增值稅即征即退政策。
我國發(fā)展生物質(zhì)發(fā)電的一大動力是要通過發(fā)電避免農(nóng)民焚燒秸稈引起污染等社會問題,另一方面又要通過發(fā)電扶助農(nóng)民。隨著生物質(zhì)發(fā)電項目的增多,原料收購價格還在上升,虧損迫使部分生物質(zhì)發(fā)電廠停產(chǎn),因此國家在稅收等政策上進一步加大扶持力度就顯得非常重要。
截至2011年底,國內(nèi)各級政府核準的生物質(zhì)能發(fā)電項目累計超過了170個,投資總額超過600億元??稍偕茉础笆濉币?guī)劃明確提出,到2015年國內(nèi)生物質(zhì)發(fā)電裝機規(guī)模不低于1300萬千瓦。國家在相關(guān)行業(yè)政策上給予了一系列的優(yōu)惠,隨著產(chǎn)業(yè)政策的逐步完善,生物質(zhì)能發(fā)電將進入快速發(fā)展期。
就國內(nèi)生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀來看,技術(shù)引進和自主開發(fā)已經(jīng)成為中國生物質(zhì)發(fā)電的主旋律。但是要清楚地認識到努力走自主開發(fā)之路才是最終出路,而且不斷完善的國產(chǎn)技術(shù)將最終主導(dǎo)中國市場。配套輔助系統(tǒng)的開發(fā)、成熟和完善是生物質(zhì)發(fā)電事業(yè)不斷發(fā)展關(guān)鍵。而國內(nèi)相關(guān)系統(tǒng),比如收集、儲存、運輸、預(yù)處理和給料系統(tǒng)等,都存在一定問題。這些系統(tǒng)的完善成熟與否將決定著中國生物質(zhì)發(fā)電事業(yè)的發(fā)展方向。
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