在介紹生物質能時,兩院院士石元春喜歡形容其為“灰姑娘”。這個“灰姑娘”看起來“灰頭土臉”,總是離不開農業、農村和農民;想要了解她也不那么簡單,復雜多樣的原料種類和利用形式,常常讓人望而卻步。
實際上,雖然生物質能同樣位列我國可再生能源的發展規劃,但過去五年,中國已成為全球最大的風電裝機市場,全球超過一半的太陽能電池組件也被打上“中國制造”的標簽。而與這兩者相比,生物質能的發展實在是不值一提。
“由于生物質原料工業化應用不成熟的特點,生物質能產業本身發展就有一些難度!币晃粯I內人士表示,“而且生物質直燃發電的燃燒技術和裝備制造相對成熟,對新型發電設備制造業的帶動并沒有那么大,所以資金也相對較少流向這個行業!
在沉寂多年之后,這一局面正在發展逆轉。日前于北京召開的全國農村能源工作會議上,國家能源局局長劉鐵男表示:到2015年生物質發電裝機達到1300萬千瓦、集中供氣達到300萬戶、成型燃料年利用量達到2000萬噸、生物燃料乙醇年利用量達到300萬噸,生物柴油年利用量達到150萬噸。
這是近30年來第一次圍繞農村能源召開的專題會議,而許多從事生物質能利用的人士都相信,這次會議也被視為中國生物質能發展的標志性拐點。
“國家現在重視起來了!卑l改委能源研究所高級顧問周鳳起說,“國際上常把生物質能作為僅次于水電發展的第二大清潔能源,我國也應該更多發展!
在力推了近十年生物質能之后,石元春也不禁感慨,“這次的發展目標出乎我意料之外!
不過,考慮到生物質發電的熱效率只有30%-50%,石元春認為,直燃發電可以作為現階段生物質能利用的重點,但是中長期來看,生物質液體、氣化燃料,以及生物質產品,應該受到更多的關注!
生物質發電將邁“井噴”期
“生物質原料資源中以固體最多,僅作物秸稈、林業剩余物和林地生物質三項的年產能潛力即超過7億噸標煤!笔航榻B,“其中,秸稈原料與木質性原料分占四成和六成,可以有直燃發電、混燃發電、裂解氣化或液化等多種轉化途徑與產品!
據了解,眾多的利用方式中,以生物質直燃發電的技術門檻最低,也是目前生物質替代煤最成熟的方式,已經實現了產業化規模。
從業內人士看,其效能很具優勢。即與風能和太陽能發電具有波動性和不穩定性的特征相比,生物質直燃發電的原理基本與火電相似,電能穩定、質量高,對于電網而言更為友好;與同樣穩定的水電相比,生物質直燃發電的全年發電小時數為7000-8000小時,水電則只有4000-5000小時,而風電、太陽能則更低。
根據國家能源局的數據,十一五期間,我國已建設了200萬千瓦農林剩余物直燃發電廠,年發電量超過100億度電。
如果按照國家十二五期間裝機1300萬千瓦的規劃,就意味著到2015年,我國年生物質能發電量將達到910億度-1040億度電!叭龒{水電站一年的發電量是600億度-700億度,而建水電站會給生態帶來負擔!笔罕硎。
作為專注于清潔能源和清潔技術領域的投資人,圓基環保資本首席執行官兼董事總經理陳家強早就關注到了生物質發電項目。
“中國是一個農業大國,有很多的秸稈和農業廢料。”陳家強表示,“從發電技術和整個產業鏈條上來講應該是很有前景的!
但當他真正的去看這個領域的投資時,陳家強發現了一個難題,秸稈的所有者是分散的農民,電廠直接和他們打交道,成本會很高;而且農民知道秸稈能掙錢了,往往可能抬價。最令人頭疼的,則是一些農民可能會在秸稈中加入水、沙和石頭等雜物,降低秸稈的發電量和設備的使用壽命。
“這樣的情況確實可能發生,但卻不是不可控的!敝屑Z科學研究院生化研發中心總經理助理林海龍表示,“這和收集糧食的區別不大。”
莊會永也表示了同樣的看法,他是國能生物發電集團有限公司(下稱國能生物)科技部的負責人。
目前,國能生物號稱是全球最大,產業鏈最完整的生物質直燃發電投資、建設、運營一體化公司。其投資的第一個國家級生物質發電示范項目——國能單縣生物發電項目于2006年12月1日投產。目前已建設了40多家生物質發電廠,其中24家已投入運營,總裝機容量達到100萬千瓦,累計發電約100億千瓦時。
“糧食都能收上來,以前是廢物的秸稈應該更好收集!鼻f會永表示,“大家覺得難,是因為過去從來沒有把秸稈作為商品,在收集上沒有可借鑒的商業模式!
莊介紹,國能生物的電廠規模一般是30兆瓦,在滿負荷發電的情況下,一小時的發電量需要約30噸秸稈,一天消耗的秸稈約為600噸。按照目前的300元/噸的秸稈售價,一年花在秸稈上的費用是約6600萬元。
“每個月我們需要將近600萬元的秸稈,有哪個農民能有這么大的經濟實力囤積秸稈坐地漲價?”莊會永認為,即使有實力的經紀人也難以承擔100萬元左右的秸稈存儲保管風險,“如果他有這么多錢,肯定去炒樓或者豬肉了!
總體而言,中國生物質直燃發電比較適合北方干燥地區。因此,國能生物目前有四個基地,分別位于東北、華東、內蒙和新疆!半姀S還是選址在糧食的主要地區,一個電廠的原料理論收集半徑是50-100公里,一般是要覆蓋4-5個縣,一噸玉米對應著一噸秸稈!鼻f表示。
按照國能生物的經驗,一個產糧大縣基本可以保證每年100萬噸的糧食,5個縣就是500萬噸,去除100萬噸難以回收的,剩下的400萬噸只要能收集到一半,就能保證電廠的正常運行。
能源效率遠遜于國外
“發展生物質直燃電廠只要能夠做到合理布局,將大中小型的項目結合,秸稈的回收不是一個太大的難題。”周鳳起表示,“只要能以合理的價格收到秸稈,企業盈利并不難。”
去年,國家發改委發布通知,出臺全國統一的農林生物質發電標桿上網電價標準,規定其未采用招標的標桿上網電價為含稅每度0.75元!斑@基本可以與生物質直燃發電的成本持平,如果企業管理規范,再加上CDM項目的補貼,IRR即能維持在8%。”莊會永介紹。
“我們投資電廠是20%來自自有資金,80%來自銀行貸款,投資收益一般在12年!眹苌锇l電集團有限公司董事長蔣大龍表示。他同時透露,隨著規模的擴大,裝機在30兆瓦的生物質發電廠的造價,已從原來的3.3億元降低至2.4億元。
“投資成本主要是在鍋爐的投資上!笔赫f。他介紹,一噸秸稈的熱值約相當于0.5噸標準煤。秸稈的熱值在3000-3500大卡,標準煤的熱值是7000大卡。
“在熱值相同的情況下,生物質發電所需的鍋爐要比燃煤鍋爐體積大!笔航忉,而因為生物質的灰熔點較低,燃燒容易結渣,所以生物質發電的鍋爐還需要考慮堵塞煙道的問題。
為了獲得先進的鍋爐生產技術,國能生物與其股東公司龍基電力收購了丹麥百安那公司!暗湴侔材枪緭碛械淏WE公司的生物質發電專用燃燒鍋爐技術!鼻f會永解釋。
“我們將丹麥BWE的技術進行了消化吸收和再創新,現由濟南鍋爐集團制造生產!鼻f會永說。
如果只用秸稈發電,目前我國與國外的發電效率已經相差無幾!拔覀兪30%,國外也就是40%左右。”石元春表示,“但是發達國家并不僅用秸稈發電,他們往往是熱電、燃料聯產!
據了解,不同于我國燃燒生物質只用來發電,國外通常是把余熱收集起來充分利用,燃燒后的廢渣也可以做其他產品。熱能利用最高的國家是挪威,熱效率可達97%。
“我們除了發電以外,50%-60%的熱能都損失了,如果在發電過程中實現熱電聯產,轉換效率可也可以達到80%-88%。”莊會永介紹。
但他坦言,類似的熱電聯產在我國現階段并不容易實現。“許多電廠所在地的供熱管網不是很成熟!
實際上,最主要的原因還是國家沒有生物質發電供熱的相關補貼政策。莊介紹,國能生物位于東北的一個電廠,曾經嘗試過給當地一個地產項目供熱,但結果卻讓國能生物的積極性受挫。
“要保證穩定的供熱,我們就必須把發電效率降低為20%,這必然影響我們的發電量。此外,供熱價格也很難計算,因為現在都是以燃煤供熱的價格相比,但是燃煤供熱都是賠本在做的。”莊直言,雖然一些新建的發電廠都是按照熱電聯產來設計,“但除非國家有支持政策,不然電廠沒有積極性去供熱!
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