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生物质能困难与效益并存


生物质能困难与效益并存
生物质能最被看重的是其经济和社会两个效益并进的重要特性, 但在看到效益的同时, 也不 能忽视其存在的困难 本刊记者 朱秀亮 就目前而言,生物质能发展中所存在困难有的是政策、市场等方面有待进一步推进的, 也有技术、条件等需要加强和改善的。 生物质能涉及到农业、林业、工业、能源、科技等非常多的行业和部门,因此生物质能 的发展也受到众多方面的制约。 在采访到的技术研究机构、政策研究和制定部门、联合发展的部门,包括农业、林业等 行业的研究人员和相关官员, 都在强调大力推进生物质能对我国能源业以及国家可持续发展 的重要意义的同时,也分析了发展生物质能的现实困难。 也许正是因为如此,他们对于已经发展起来的生物质能企业都给予了高度的评价。 利民 在 2005 年北京国际可再生能源大会上, 国家主席胡锦涛致辞时说: “可再生能源丰富、 清洁、可永续利用。加强可再生能源开发利用,是应对日益严重的能源和环境问题的必由之 路,也是人类社会实现可持续发展的必由之路。” 可见,再生能源的效益除了经济方面,更重要的是社会的,是更长远的人类社会可持续 发展方面的。风能、海洋能、

太阳能、生物质能、地热能等不同类型的可再生能源均有这一特点。 其中,生物质能的特点最为明显。因为生物质能利用的原材料是生物,而生物在生长过 程中产生大量的氧气,因此生物质能可实现二氧化碳零排放。更重要的是,生物质能的发展 能直接带动农村、农民的增收。 中科院植物研究所生态专家韩兴国说: “之所以我们开始投入研究生物发电, 是因为生 物发电既利用了秸杆、废弃木料等以前没有利用到的资源,对保护生态环境有贡献,同时为 老百姓提供了实惠,增加了收入。这是生物质能区别与其他能源的重要社会效益,尤其是中 国。” 韩兴国是植物研究所生态所的前所长,长期致力于生态方面的研究,现在正在从植物、 生态学方面对生物质能进行研究,包括种植、选育什么样的植物更适合用于生物燃料,这样 的植物适合在何种环境下生长等。

韩说,生物质能的另一个回馈农民的是燃烧后的草木灰。他说:“发电后的灰烬,就是 草木灰,含有丰富的钾、镁、磷、钙等营养成分,可用作高效农业肥料。” 据了解,在丹麦,农民每卖一吨秸秆不仅能得到 550 元人民币,还能免费得到电厂返还 的 40 公斤炉灰。 结合我国的能源与生态特征,韩兴国为记者分析了生物质能的几个特性: 一是生物质能有很强的可持续性。从农业、林业、城市垃圾等各方面都能供应原料,因 此生物质能的发展应用具有广泛的可持续性。 二是适合我国的国情。我国有 70%~80%的人在农村,三农问题一直是政府非常重视的 问题,建设新农村成为近期政府的主要工作,而生物质能的发展能为农村、农民的增收做出 巨大贡献。 三是适合我国的资源。我国面积大,有的土地一直没利用起来。这些土地主要包括,新 疆、内蒙等土地广袤的区域,土地利用不够充分多,大量不能种植粮食的土地是否能利用来 种植热质高的生物呢?这就是值得研究的课题; 边际性土地也可以利用起来, 比如高速公路 两边的绿化带;荒山、山区的一些零散土地如何合理利用,也可以在满足生物发电这方面进 行开发。 与这一分析不谋而合的是国家林业局植树造林司司长、 林业局生物质能源办公室主任魏 殿生和龙基电力公司董事长蒋大龙。蒋大龙说:“如果与交通部联合,在高速公路两边种植 可用来生物发电的植物, 那全国高速公路两边所产生的‘能量’将是个天文数字, 而且就在 高速公路两边,运输起来也方便。” 现在, 国家林业局在配合生物质能发展上已经有了实际动作。 为了加快和规模发展生物 质能, 国家林业局专门成立了生物质能源办公室, 植树造林司司长魏殿生亲自任该办公室主 任,以大力推广。 魏说: “目前, 发展林业生物质能源的费用主要来源于原料成本, 一般估算在 80%以上, 但原料成本绝大部分可以转化为农民的收入。” 蒋大龙给生物质能为农民增收算了一笔帐, 一个 2.5 万千瓦的生物质能发电厂, 仅燃料 一项每年可为当地农民直接带来 4000~5000 万元的收入, 还可以吸纳农村劳动力 1000 多人。 联动 生物质能的发展还同时带动了科研的进步,逐步形成一个围绕生物质能的完整产业链 条。 在生物质能没有提上日程的时候,全国关于此的科研是一片空白。韩说:“就从生物发 电来说,锅炉是重要的技术,但除此之外,还有许多技术需要攻关,比如许多农机的应用。

如何打出高密度、促进充分燃烧的捆,就是打捆机要解决的问题,以前就没有为生物发电开 发相应的机械。” 生物质能主要包括这样几种利用方式, 一是以纤维素、 淀粉类转化燃料乙醇及乙醇下游 产品; 二是将高油脂含量的植物种子转化为生物柴油和相关的化工产品; 三是植物转化燃料 气体;四是加工为可燃烧的固体燃料;五是直接燃烧的发电和供热。 每一种利用都需要技术的支撑,而且都能形成一个完整的产业链条。以生物发电为例, 从原料开始到发电要经过这样的一个流程: 原料,即植物的选育、栽种——采伐、收集——打捆、仓储——添塞进锅炉; 仅在这一环节中就涉及到植物、林业、农机、运输、仓储等各个行业,然后才到锅炉直 接燃烧环节。锅炉直燃是核心环节,虽然秸秆发电和常规火力发电的原理基本相同,就因为 原料不同, 而锅炉的燃烧器设计和制造就有很大的差异, 使得生物质发电复杂的燃料供应系 统和锅炉燃烧技术,完全不同于常规火电机组,在技术层面上也是一道很高的门槛。 据韩兴国介绍,燃烧发电之后,生物质能发电还涉及到草木灰的再利用。他说,“不同 的原料产生的灰烬都有不同,包括形状、成分等。而且灰烬的状态、是否燃烧充分等都是锅 炉设计需要考虑的重要因素,比如含糖量高的生物燃烧后焦化现象严重,就不适合直接燃 烧。” 据他透露, “关于灰的调查”在国能生物公司的协助下, 他们已经完成了一个课题调研, 并形成了报告。目前生物发电多用的是木材废料、棉花秸杆,这是两种热质含量高的材料。 目前,生物质能的发展还处于起步阶段,因此,对于其他产业的带动尚不显著,但对于 相关科研的推进已经非常明显。 韩兴国正在指导一些博士,研究在盐碱、低洼土地可种植的植物。他说,“一是我们自 己研究,另外也可以引进欧洲、美国等的研究成果。”现在,韩正在与普林斯顿大学联合研 究,适合内蒙古草原种植可用来发电的植物。 此外,亟待研究的还有如何增加亩产秸杆量,以前只重视的是粮食产量,现在也要考虑 秸杆的量;适宜种植、低投入、高多样性可交替生产的品种;割、捆、运、烧各环节的农机 的研究。 当然,生物乙醇、生物柴油、固体燃料的加工等不同方式的工艺,会产生和带动不同方 向的科研与相关产业发展。 这样由生物质能推动的,一个完整的产业链将形成。 困难 在看到生物质能的美好前景与效益的同时,也不能忽视它相应存在的困难依然严峻。

与其他可再生能源一样,生物质能的发展也受到资金、政策、技术等各方面的制约。因 此, 在这里我们不多赘述与其他可再生能源有相同性的制约因素, 只分析生物质能在我国发 展所特有的困难。 比较其他可再生能源,生物质能的投资成本还是比较高。据业内分析,建设一个秸秆燃 烧发电厂的投资是同规模火电厂的四倍。 生物发电的投资偏高原因在技术, 大量技术设备靠 的是引进。 现在,生物发电的技术还是靠引进,但设计和制造正在消化、吸收,实现了国产化。因 此,国家加大对生物质发电的研究力度,尽快地生产出适应中国发电的设备,并实现商业化 和规模化。 现在,龙基电力公司是生物发电锅炉的主要供应商。蒋大龙介绍,虽然技术是引进的, 但相信随着国内需求的快速增长,国内厂商完全具备自主研制能力已经为时不远了。 在引进丹麦技术之后, 龙基开发的我国首台燃煤锅炉掺烧生物质改造项目即秸秆—煤粉 混燃技术改造项目,于 2005 年 12 月在华电国际山东枣庄十里泉电厂顺利投产。目前,该公 司正在开展临沂及聊城等热电厂的燃煤锅炉掺烧生物质改造。 该公司在北京平谷建设的全国 最大生物质能锅炉研发生产基地,在 2007 年即可建成投产,实现年生产 20 台 25MW 生物质 能发电锅炉能力。 发电成本高形成高电价,为此,国家制定的《可再生能源法》规定:在生物质发电项目 运行满 15 年内,国家给予每度电 0.25 元的电价补贴,所发电量电网全额收购。 这使生物质能发电企业在一定时间内可以无忧销路了, 否则如此高的电价与火力发电是 无法竞争的。对于十五年后,生物发电是否能够实现不补贴,现在还很难预测,但身处其间 的企业相当有信心,因为按照国家规划,到 2020 年,生物质发电装机达到 3000 万千瓦,生 物质能年利用量占到一次能源消费量的 4%。这样,生物发电的规模上去了,投资成本自然 会降下来。 影响生物发电的另一个因素就是原料供应。 虽然在数据分析和统计上, 可以用于生物发 电的原料特别丰富,但这都不是运送到发电厂的实际数字。 因为发电用原料消耗非常大,无论是秸杆还是废弃木料,所以涉及到运输半径问题,无 论是研究人员还是企业界人士,都谈到了一个发电厂的合理半径问题。蒋大龙说:“这个半 径是作为建厂必须充分考虑的条件, 否则厂规模过大会受到运输原料的影响, 而且运输过程 中是耗能的。我们现在投建的电厂一般都在 40~50 公里的半径之内。” 我国目前的情况是,原料多由当地周围的农民供应,个体耕作面积小,秸杆品种多,机 械化、自动化程度低,还有乡间道路交通差,交通工具不发达等。因此,原料的收购、储存、 运输、质量等问题就比较复杂,这样就把原料的成本层层增高。如果原料的成本价格太低, 又不能刺激农民把秸杆卖出来。

这些问题都需要电厂在实际运行中总结经验,并需要当地政府的支持和配合。现在,投 资建厂的各公司都已经充分考虑到这个问题, 从单一电厂的规模控制、 机械化、 收购、 仓储、 运输等各方面都有因地制宜的办法,找到合理的解决途径。 生物发电比较发达的欧洲国家的电厂一般建在大规模的农场附近, 农场的农作物品种单 一、规模大,机械化程度高,各个环节的成本自然就低,而且容易形成正规的生产链条。 总结科研机构和企业界对我国生物质能发展制约因素的分析, 有以下几点: 一是技术落 后,专业技术人员缺乏,包括锅炉、农机两个方面;二是,因产业处于起步阶段,政策不够 完善,扶持力度不够;三是规模小,成本降不小来,需要加快发展。


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