浅谈秸秆发电技术及效益分析

浅谈秸秆发电技术及效益分析

田辉

田辉（东南大学建筑设计研究院有限公司江苏南京210096）

摘要：秸秆电厂投资大，效益低，许多生物质发电公司都在亏损。影响秸秆电厂投资运营效益的主要因素有建设投资高，秸秆价格高，机组热效率低以及上网电价政策影响等。

关键词：秸秆发电；运营情况；秸秆发电前景

随着社会、经济的不断发展和人口数量的不断增长，世界各国对于能源的消费和需求不断攀升，据有关权威部门预测，就世界煤、石油、天然气储量而言，煤只能用230年，石油只能用44年，天然气只能用62年。“能源危机”引起了能源进口国家对能源安全供应的高度关注，可再生能源技术的研发受到广泛重视，并且取得了突破性进展。

生物质能是由植物的光合作用固定于地球上的太阳能，是一种典型的可再生能源。利用生物质能源替代石油、煤炭和天然气等燃料生产电力，可减少对矿物能源的依赖，保护国家能源资源。

农作物秸秆是生物质能源的重要组成部分，长期以来，农作物秸秆的利用并未引起人们的高度重视，浪费现象十分严重，每年农作物秸秆大量剩余。每到夏收季节，田野焚烧秸秆已成为社会一大公害。

因此，秸秆利用问题已不仅仅是一个环境保护和资源综合利用问题，而且已关系到了人民群众的健康及生命财产安全。

因此秸秆生物质燃料发电不仅可以增加农民收入，改善农村村容村貌，而且也是一个能源综合利用和环保的项目。

1秸秆发电介绍1.1什么是秸秆发电？

秸秆发电是生物质能发电的一种形式，通过在高温高压锅炉中直接燃烧经过预加工的秸秆产生热能，再进一步转化为电能。

1.2秸秆发电的优势第一，农作物秸秆量大，覆盖面广，燃料来源充足。秸秆是农作物通过采摘脱粒后留下来的茎叶。主要有玉米、小麦、水稻、高粱、大豆等秸秆品种。有关数据显示，中国农作物秸秆年产量约为7亿吨左右，列世界之首，每年收获的秸秆除去用于造纸、饲料、造肥还田及收集损失的1.09亿吨外，可作为能源加以利用的秸秆总量达3.76亿吨。

第二，秸秆含硫量很低。国际能源机构的有关研究表明，秸秆的平均含硫量只有千分之3.8，而煤的平均含硫量约达百分之一。且低温燃烧产生的氮氧化物较少，所以除尘后的烟气不进行脱硫，烟气可直接通过烟囱排入大气。

第三，使用秸秆发电，可降低煤炭消耗。各类作物秸秆发热量略有区别，但经测定，秸秆热值约为15000KJ/Kg，相当于标准煤的50%。

其中麦秸秆、玉米秸秆的发热量在农作物秸秆中为最小，低位发热量也有14.4MJ/kg，相当0.492kg标准煤。

2秸秆电厂投资运营情况分析为促进可再生能源协调、可持续发展，规范电网企业收购可再生能源电量行为和可再生能源配额交易行为，国家先后出台了《可再生能源法》、《电网企业全额收购可再生能源电量监管办法》、《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》等相关规定，明确了秸秆发电电价优惠，上网电量全额收购和电力调度优先等政策，有力支持秸秆电厂的建设。但是现实情况是，秸秆电厂投资大，效益低，许多生物质发电公司都在亏损。影响秸秆电厂投资运营效益的主要因素有建设投资高，秸秆价格高，机组热效率低以及上网电价政策影响等。

2.1建设投资及单位造价我国目前秸秆电厂单机容量主要以15MW和30MW为主。通过与常规火电厂相比可以看到，秸秆电厂相对于常规火电厂，其费用的构成比例差不多，但秸秆电厂的单位造价却较高，秸秆电厂每千瓦造价约为9000～11000元左右，而常规火电厂每千瓦造价约为3300～4400元左右，相比之下，秸秆电厂的单位造价约为常规火电厂的3倍左右。秸秆电厂建设除了锅炉设备和除灰渣设备以及燃料上料系统与常规火电厂不同外，其他系统大致相同。造成秸秆电厂投资高的主要原因有：1设备费用较高。锅炉、秸秆破碎和上料等设备设计和制造在我国处于起步阶段，加上秸秆中的钾、氯质量分数较高，极易破坏金属表面的钝化膜，为防止秸秆锅炉的受热面腐蚀而大量采用特种耐腐蚀钢材。2储料系统成本高。秸秆体积大质量小，存取秸秆的占地以及秸秆仓库等相对较大。受发电厂用地指标的限制，秸秆发电厂面积有限，厂内只能设置几天用量的储料场，此外还需要在厂外设置满足电厂运行几个月用量的储料场，储料系统成本很高。

2.2秸秆价格由于各种类型秸秆的热值不同，秸秆收购价格存在差异。以某地区举例，稻草的热值为10465kJ/kg，单价280元/t，热值单价0.0268元/MJ，麦草的热值为10884kJ/kg，单价300元/t，热值单价0.0275元/MJ，稻壳的热值为13395kJ/kg，单价380元/t，热值单价0.0284元/MJ。

由于秸秆资源较分散，而秸秆又是体积大质量较小的燃料，因此收购难、运输难导致成本居高不下。

2.3电厂热效率考虑到秸秆燃料收集和输送的特殊性，秸秆电厂单机容量都较小，而目前秸秆发电使用的循环流化床炉和炉排炉，其设计在国内还处于探索阶段，缺乏相关的专业技术储备，大多是在燃煤炉基础上改型的，其材料、设计和制造工艺还不成熟，存在许多需要改进的地方，如锅炉、汽轮发电机等关键设备运行比较稳定，但给水泵、螺旋给料机、上料系统、引风机等辅助设备质量还不够稳定。而设备的不稳定，就会影响到整个秸秆发电系统不能稳定运行，要不时停产检修，极大地影响了项目效益。

3秸秆电厂目前面临的问题及建议秸秆电厂项目存在四个主要问题：一是工程造价高，单位千瓦造价是常规火电的3倍左右；自身能耗大，燃料成本高，280元/吨的秸秆价格折成标煤的价格约为566元/吨。二是技术不成熟，导致稻、麦秸秆实际消耗量严重低于设计水平，我们所做的经济评价及分析都是以设值为标准，但在实际运行时，一般达不到这一状态。三是秸秆收购、储运难度大。

3.1提高秸秆电厂设计水平针对秸秆电厂项目的特点，制定秸秆电厂设计技术规范，规范秸秆电厂各系统的规范化设计，使将来的秸秆电厂设计技术逐步发展并走向成熟，在不久的将来，秸秆发电设计将如火电设计一样具有属于自己的设计流程和标准。

3.2降低投资、稳定机组运行企业要把降低成本作为当前的首要任务。通过对秸秆发电设备的技术改造、改进，使秸秆电厂的单位发电燃料消耗和发电厂用电率降下来，让发电利用小时和单位装机容量发电量升上去。通过加强技术支持和组织技术攻关，解决成本投资高、运行稳定性差的问题。

3.3有效控制秸秆收购成本合理确定项目布点，藏草于民，保证燃料供应充足，收购、运输便捷。同时，在秸秆运输上，真正落实“绿色通道”免征费等相关政策等。

3.4制定优惠政策明确秸秆发电项目的公益性定位，制定节能优惠政策。争取合理的上网电价，通过经济论证，合理比较，可争取适当提高补贴电价。

同时，争取税收等政策支持。建议有关部门根据当前秸秆电厂的实际情况，适当调整秸秆发电的上网电价。

4秸秆发电的前景目前，我国的秸秆发电刚刚起步，主要设备及技术还不成熟，通过技术引进、消化吸收和研究开发等手段，提高秸秆的设计和制造水平，同时，不断完善秸秆收购的渠道和收购体系，降低秸秆的收购价格，由此提高秸秆电厂的市场竞争力，为社会经济的发展做出新的贡献。

参考文献[1]可再生能源法[2]电网企业全额收购可再生能源电量监管办法[3]可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法[4]关于完善农林生物质发电价格政策的通知