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广东发展生物质发电的条件及思路

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2008/2/28 17:44:04   

  所属频道:  火力发电    关键词:  生物质 发电 发展

1、背景  广东省处于我国改革开放的前沿,是经济大省也是能耗大省,但能源资源严重短缺。改革开放以来,广东省用电需求增长与经济增长保持同步。进入“十五”以来,用电需求进一步快速增长,但由于用电需求增长远快于发电装机增长和电网建设进度,在大量接收西电的情况下,电力供应仍然偏紧,从2001年开始被迫采取错峰用电等措施,2003年1-7月份全省用电量同比大幅增长18.1,统调负荷14次创新高,在采取错峰用电等措施下,8月4日统调负荷仍达到2531万千瓦,比上年最高负荷净增523万千瓦,增长26,当地统调备用容量不足20万千瓦。电力供应紧张已严重制约本省经济发展。  预计广东省未来用电需求增长将继续与经济增长保持同步,“十五”全社会用电量年均增长11.9、“十一五”年均增长9、2011-2020年均增长6.6。按照电源建设合理布局、优化调整电源结构,积极发展清洁电源,实现我省能源—经济—环境协调发展的思路,为实现2020年与中等发达国家基本持平的目标(省内外电力装机达到13612万千瓦,人均装机达1.5千瓦),要尽量多使用清洁能源,积极发展核电、天然气电,并扶持风电、生物质能等新能源发展。  从能源供应的角度看,可再生能源电力在相当长时期只能是一种补充,所占的比例不可能很高,但是从另外一个角度看,可再生能源电力所占的比例高低即能充份体现一个地区经济的发达程度,更能反映了当地的环保意识和整个社会的文明意识,广东作为我国经济发展地我的代表,如果能在可再生能源发展方面走在全国的前列,将对提高广东的整体形象有重工的作用。  从长远上看,控制CO2排放是我国必须承担的义务,中国政府正在制定相关法律为实现这一目标做准备。在不久的将来,我国对可再生能源除了鼓励政策之外,还将实施强制政策(如可再生能源电力配额法等)。我省是电力消耗大省,如果不及早作好准备,一旦国家实施强制性措施,将会处于非常被动的地位,对我省经济发展相当不利,所以主动发展可再生能源电力是经济发展的时代要求,也有助于迎接各种挑战,满足国际和国家的各种要求。2、广东的生物质资源条件  由于广东省具有气温高、阳光及降雨充足等气候条件,非常适合各种作物的生长,因此,在能源短缺的农村地区开展秸秆能源化利用,在条件合适的地区规模化的种植甘蔗、油菜、甜高粱、速生林等能源植物,通过高新技术将其高效转化成清洁液体燃料和电力,对于改善能源结构,加快山区、农村的经济发展有重要的战略意义,应用前景十分广阔。2.1农林废弃物  广东省主要农作物为稻谷、薯类、大豆、糖蔗、花生、黄红麻、烟等,其中稻谷占总产量的80以上,糖蔗产量呈逐年上升趋势,在1991年达到最大值,总量为2286.38万吨。随后几年产量下降,到2001年产量为1073.38万吨,几乎比1991下降一半以下。而薯类、大豆和花生则缓慢上升。在总产量仅占百分之几。                      图1广东省历年来农作物总产量  图1所示农作物总量的变化情况,图中可见农作物总产量呈上升趋势,在1994年达最大值,后稍有下降,在2001年为2899.06万吨,  对于秸秆总量,只能做粗略的统计,还有一些少量的或无法收集的农作物秸秆未计算在内,图2显示了历年来秸秆总量的变化趋势。到80年代,呈上升趋势,随后一直处于相对稳定状态,在1991年和1998年,分别达到最大值,1481.4万吨,1497.95万吨,到2001年,产量下降,1290.12万吨。图3所示为各种农作物秸秆的组成示意图。也可看出稻草在秸杆总量的所占比例达70左右,是主要的生物质来源。                      图2广东省秸秆产量趋势                      图3广东省主要农作物示意图目前,广东省的生物质主要仍是用于炊事和取暖,而大部分比较富裕的地区,使用较为清洁和方便的燃料,如液化气等,大量的农作物被遗弃,或还田,或直接在户外燃料,造成大量的污染,浪费资源2.2有机工业垃圾  广东生物质资源的另一个重要组成部分是有机工业垃圾。广东虽然不是林业大省,但其是家具主产区和建材主消耗省,每年各种工企业有大量的有机工业废弃物,其中很大一部分是合适于气化发电的木材也角料和废纸、人造皮革等生物质废弃物,这些废弃物特别适合于生物质气化发电技术,例如南海市几个镇的有机工业垃圾每天有160多吨,而且还有大量的废木头被作为燃料,而不包含在垃圾中。东莞、顺德木材废料的数量更为巨大,每天都在1000多吨以上。  以揭阳市揭东县建设的生物质气化发电示范电站后调查的资料来看,揭阳虽然不是家具主产区,但从建材和装修材料加工后产生的废木屑、废木块每天在几百吨左右,整个揭阳地区在1000吨以上。这些废料的市场价格在100——180元/吨之间,在当地建设10—20MW的电站废料是有保证的。  总的来说,考虑到生物质气化发电项目开始推广经验不足,近期原材料的废木头、木屑、花生壳、谷壳和甘蔗渣等易收集的废料为主,每个县(市)针对不同的废弃物建设10—30MW生物气化发电站,在生物质资源方面是有保证的,所以全省在近期发展生物质气化电的潜力应在200—500MW之间,如果通过一定时间的推广,能使稻草农业废弃物得到合理的利用,生物质气化发电的潜力有可能达1000MW以上。               表1南海主要镇区混合垃圾估算      垃圾产量(吨/日)    工业垃圾比例    可燃工业垃圾量(吨/日)桂城      130          12           15盐步      100          20           20平洲      100          50           50黄岐      80          20          40大沥      200          20           40合计      610                      165*:生活垃圾平均热值4955kJ/kg、工业垃圾平均热值20854kJ/kg;3、广东发展生物质发电的市场条件3.1有利的经济条件  我省到户电价高企。由于各种原因目前我省到户电价远高于电网售电价,农村到户电价还在0.79-0.99元/千瓦时,与在2002年实现全省城乡用电同网同价0.79元/千瓦时的目标还有相当距离。与经济水平相当的江苏、浙江省电价水平进行比较,我省到户综合电价比江苏、浙江省分别高出约25.8和16.2.我省电价属全国(内地)最高的省份,略低于日本,比德国、法国等国家的电价高。电价较高,固然降低了我省工业产品在市场上的竞争力,但另一方面,为我省发展成本较高的可再生能源提供了机遇。我们知道,可再生能源有很好的环境效益,但由于目前情况下环境效益难以在经济回报上得到反映,所以在全世界大部分地区都需要政府的财政补贴。我省如果能利用高电价这一实际情况,允许可再生电力作为各地小电网的直供电源,收取较高的电价,地方财政不必负担很重的补贴,可再生电力就能有较好的经济效益。3.2有利的市场环境  我省电源结构不合理,全省燃油机组装机容量达968.8万千瓦,受油价持续上升影响,发电成本升高,政府为了充分发挥其调峰作用,对大量的柴油机组发电实行补贴制度。近年来,除了按较高电价收购一定比例的柴油机组电力之外,还每年根据油价情况给出0.1元/度左右的额外补贴,使我省柴油机组上网电价实际达到0.7元/度左右。根据我省电源发展规划,在10年内所有柴油机组将全部取消。如果我省能有效的利用这一机会,在10年过渡时期,给可再生能源电厂与原柴油机电厂相同的待遇,鼓励柴油机电站逐步向可再生能源行业转移。如果能有10的柴油机电站改造为生物质能电站,政府不但可以有效利用社会资源,减少失业等社会问题,还可以在不增加额外财政负担的情况下,建成几百MW的生物质能电站,获得很好的环境和社会效益。         表4广东省电力系统省内外电源装机容量发展规划表(万千瓦)年份2000年2005年2010年2015年省内装机容量合计3189.6390152036576一.水、风电装机容量468.25415896361.统调水电厂97.61061061202.非统调水电风电370.6435483516二.抽水蓄能240240480720三.火电装机容量合计2301.32740355444401.统调煤电1086.51624245729952.统调油电1611611611413.统调气电2014459004.地方小型电厂1053.8754494404a.常规煤电246184171152b.燃机电厂(燃油)234.4234234234c.柴油机电厂526.1316710d.常规油电47.4201818四.核电180380580780五.西电1207889141124六.三峡300300300省内外装机容量合计33104990642080004、生物质气化发电的技术经济条件4.1生物质气化技术的技术指标  利用气化技术,把生物质废物,包括废木料、稻草、稻壳、甘蔗渣等转换为可燃气体,这些可燃气体经过除焦净化后,再送到气体内燃机进行发电。其过程可由下面几部分组成:生物质收集输送气化炉气体净化器气体内燃机发电并网生物质气化发电的主要设备包括:气化炉,净化炉,水洗设备,风机,发电机,污水处理池,加料与送料设备等,其流程如图4所示。  我国开发的中小规模生物质气化发电技术具有投资少,灵活性好的特点,是同类技术中最有竞争力的技术之一,它具有广泛的适用性。根据已完成的MW级气化发电技术的情况和用户用电负荷的分布特点,生物质气化发电运行时可以达到如下指标:(1)装机容量:1000—4000kW;(2)系统效率:17--20;(3)原料耗量:1.25kg/kW·h(木屑)或1.65kg/kW·h(谷壳)(4)单位投资:3500-4000元/kW4.2生物质气化发电技术的成本  根据已基本定型的技术分析和应用示范结果,生物质发电的主要成本决定于原料价格和电站的发电规模。在目前广东省的现有条件下,1—2MW的生物质电站发电成本在0.4元/度左右,具体的变化趋势见图5。由图中的测算结果可知,当生物质原料的价格高于250元/吨时,1MW生物质发电成本将高于0.6元/度,小型生物气化发电技术将明显失去竞争力。4.3生物质气化发电项目的财务指标  生物质电站的投资收益及财务指标主要决定于电价和各种税率,图6-图7是电价与税率情况对电站投资回报的影响分析。从图可以看出,在广东目前的原料价格下,要保证生物质电站的内部收益率高于15,必须有两方面的条件,一是要有较高的电价,上网电价应在0.6元/度以上;二是必须有一定的税收优惠,起码免受所得税。                   表2生物质发电的成本项目单位测算结果项目规模MW0.811.523发电时间小时/年65006500650065006500发电量万度/年520650975130019500原料单价(含水35)元/吨150150150150150原料成本万元/年128.7160.8241.3321.6482.6工人工资万元/年36.036.038.049.049.0主要设备维护费用万元/年22.422.433.844.661.5管理费用万元/年6.06.06.06.06.0电站投资折旧万元/年24.028.740.751.971.7自用电率5.04.54.03.53.0电站总成本万元/年217.1256.0359.8473.1670.8实际售电量万度/年494.0620.7936.01254.51891.5发电成本元/度0.4390.4120.3840.3770.354                   图5生物质电站发电成本与原料价格的关系                   图61MW生物质电站内部收益率与电价的关系                   图72MW生物质电站内部收益率与税负的关系5、广东省发展生物质气化发电的思路5.1发展生物质气化发电的主要障碍  生物质能的特点是资源丰富稳定,但是分布分散,收集和运输困难,比较适合于分散利用。另一方面,生物质能目前有效利用的比例很少,要充分体现它的洁净性并在能源结构优化中充分发挥作用,必须有大范围的高效利用作前提,这就必然要求全社会对生物质能技术有全面的了解和认同,在生物质技术产业化和商品化的过程培育成熟的市场,形成大量的用户,使我生生物质能作为商品能源的比例有显著的提高,最终体现出其环境及社会效益。当前发展生物质气化发电技术的主要障碍包括以下几方面:1)缺乏社会和公众认同:技术刚刚进入应用,技术与市场信息传播较少,政府相关部门暂未参与组织与协调;2)缺少有效的政策与资金扶持:目前国家和地方政府再可再生能源发展方面只有一般性的鼓励政策,对生物质能没有操作性较强的具体办法,所以政策力度不够,落实困难;这主要体现在实际应用中生物质电力上网困难,目前政府的定价没有体现生物质能对环保的贡献,电力价格不合理,很难吸引投资资金,同时国家和地方对生物质能发电项目没有明确的指引,扶持政策不到位,补贴渠道不畅通,经济优惠政策很难落实。3)缺少市场规范与标准:生物质气化发电作为一种高新技术,其研发时间不长,应用也仅仅是开始,还有一些配套设备和与传统行业配套的技术没有跟上,所以整体技术的可靠性和实用性需要提高完善。5.2广东发展生物质气化发电的对策  针对这些实际情况,我省在发展生物质发电技术上应有具体的政策和可行的操作办法。结合我省目前的实际情况,建议可从以下几方面考虑:1)制定明确的发展目标和推广计划,引导行业发展  示范推广可以在应用中解决这些问题,使技术逐渐成熟,为技术的全面推广奠定基础,同时示范推广可以在应用中提高技术的可靠性,减少技术风险,增加用户的信心,提高本技术在社会上的影响,带动社会资金进入生物质能利用行业,在短期内解决高新技术试用期一般投资人和银行不愿意介入高风险行业而碰到的资金困难,培育出成熟的市场,为生物质的大范围利用创造条件。2)制定专门的鼓励政策,吸引社会投资  为了发展可再生能源的电力,政府应进一步落实对可再生能源的保护政策和激励政策,这些政策包括立法保护和以经济的手段扶持。在经济激励政策中,主要包括以下几方面:政府补贴,税收减免,保护资格,低息贷款或信用担保等。特别在经济的手段扶持方面,建议加强以下几方面对策:①行全成本定价办法,把与能源生产有关的全部费用考虑进去,例如:SOx和NOx对环境造成的破坏、特殊物质对健康的影响、CO2排放的潜在费用等。实行全成本定价,将会提高化石燃料的成本基准,相对可再生能源而言,成为鼓励利用的一项措施;②建立畅通的电价补贴渠道,有关生物质能电力的补贴需要由财政直接支出,改变目前电价差额由各地消化的办法,增加地方发展可再生能源的积极性。③出台行业扶持政策,鼓励并允许生物质电站直接为终端用户供电;鼓励燃油电站改造为生物质电站,引导传统行业转型进入生物质能发电领域;3)制定具体的实施操作办法,规范管理为了使鼓励政策落到实处,必须制定具体的实施操作办法,这些办法包括:①生物质等可再生能源电力资格审查制度;②生物质等可再生能源电力上网申请制度;③生物质等可再生能源电力电价审批制度;④生物质等可再生能源电力税收优惠制度;⑤生物质等可再生能源电力财政补贴制定;6、结论1、广东省有丰富的生物质资源,但由于广东农业比较分散,生物质以工业废弃物为主;生物质废料运输成本较高,广东生物质能的利用比较适合于采用分散式的小型气化发电技术;2、广东省电力紧张,电价较高,用户有较高的经济承受能力,目前仍有大量的柴油发电机组在使用,为生物质发电技术的发展提供较好的经济环境和市场环境;3、小型生物质气化发电技术目前在广东的发电成本为0.4元/度左右,既低于广东大部分地区的到户电价,更远低于目前广东仍在使用的柴油发电电价,所以对终端用户,生物质发电技术在广东有一定的生存空间;4、按广东省小型煤电政策,小型生物质气化发电站目前的投资效益很差,很难吸引投资资金;为保证生物质电站的内部收益率到15以上,生物质发电上网电价应高于0.6元/度,并享受优惠的税收政策;5、为扶持生物质电力的发展,应明确生物质电力的上网政策、定价办法和补贴渠道,鼓励并允许生物质电站直接为终端用户供电;6、在财政上把一部分柴油发电补助资金用于发展生物质和其他可再生能源电力,鼓励现有柴油机电站改造为生物质发电站,引导传统行业转型进入可再生能源领域。相关文章·我国生物柴油及产业化前景分析2006-4-1311:09:00·基于灰色关联度和BP神经网络研究生物质热解产气特性2004-12-3116:49:00·美、日利用纤维素生物质原料制燃料乙醇的技术开发2004-12-3116:49:00·生物质燃料的加工及其应用2004-12-3116:49:00·在管式炉中生物质热解的机理2004-12-916:49:00·关于生物质基本性质分析的问题2004-12-916:49:00·生物质液化燃油的可利用性及转化技术2004-12-916:49:00·关于生物质基本性质分析的问题2004-12-916:49:00·开发生物质能发展能源农业2004-11-2216:49:00·我国生物柴油及产业化前景分析2004-11-1516:49:00

来源:中国新能源网
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