如何將“臭”名昭著的垃圾場變成可再生能源生產車間,且看新冠億碳的垃圾變電學
驅車從南昌城區出發,經過白貓黑貓鎮守的八一大橋,20分鐘便可到達位于北郊經濟技術開發區的麥園。這里的麥園垃圾場曾經“臭”名昭著——因其每天要“接待”數百輛垃圾車。直到武漢新冠億碳能源開發有限公司(簡稱“新冠億碳”)的入駐,一切發生了改變。
2005年12月,新冠億碳與麥園垃圾場簽署合作協議,投資6500萬元開發填埋氣發電項目,一期發電機組裝機容量為3MW。去年1月,一號發電機組并網發電;6月,二、三號發電機組也相繼投入運行。截至今年8月9日,已累計發電2922萬度,上網電量2735萬度——這一電量能夠滿足1.5萬余家庭的正常生活需求。
現在,走進麥園垃圾場,再也沒有想象中的惡臭,干凈的水泥路面,路旁蒼翠欲滴的植被以及規劃布局有條不紊的發電設施,共同構成了一個俯視如同“別墅”,直視好像“花園”,甚至被國外專家稱為“全世界最美的垃圾填埋氣發電廠”。
新冠億碳總經理楊立德剛剛做完手術,因為創面愈合較差,他不得不忍受著巨大的疼痛。然而,當其向本刊記者談及最愛的話題時,卻忘記了一切。回顧麥園垃圾場填埋氣發電項目前期開發、建設經歷,楊立德也感慨頗多。
“可以說(該項目)充滿了前所未有的挑戰性。”楊立德聲音有些顫抖,甚至不敢大聲說話,因為疼痛,也因為武漢的八月。他輕輕抹去額上的汗珠繼續道:“首先在垃圾資源上國內的生活垃圾同歐洲發達國家相比,在成分和特性上都會有很大差別,填埋的質量更是天壤之別了。而南昌的雨季,也為施工建設帶來了重重困難。”
新冠億碳副總經理孫河川告訴記者,早期到麥園垃圾場做過填埋產氣評估的國內外專家并不看好這一項目。專家們普遍認為麥園垃圾場積水嚴重,填埋不規范,產氣效果差,對項目評估持不樂觀態度,認為不具有開發價值。他說:“我們對第一現場的感覺也是‘垃圾上的水庫,水庫下的垃圾’,施工機械無法進入現場,施工更無從談起。”
然而,功夫不負有心人。終于,在荷蘭排水專家的協助下,新冠億碳采用國內尚無成功案例可循的垃圾堆體導排水新技術,解決了垃圾水庫的難題,使得現場施工得以進行。在施工現場,新冠億碳工程技術人員理論與實踐相結合,完成了一項技術發明:“將導水與氣體收集合二為一的技術開發成新型實用專利。”
作為第一家成功并網發電的南昌麥園垃圾場填埋氣項目打響了新冠億碳進軍可再生能源(特別是生物質能)的第一槍。隨后,其在合肥的填埋氣發電項目從氣體收集工程動工,到成功并網發電,僅用一年時間:在鄭州項目的前期工作包括設備選型已基本完成。
產業前景
相對于其它能源,生物質能具有分布廣泛,可存儲性強的特點,生物質能開發也會更具務實性,在政策的引領下,行業前景將非常可觀。對于這一點,孫河川早有清楚的認識:“總的說來,我國可用于生物質能的生物質原料豐富,技術較為成熟,加上國家政策的大力支持。生物質能發電在我國具有較好的發展前景。”
他向記者列舉了一系列數據:我國現有森林、草原和耕地面積(含可利用荒地)7.76億公頃,理論上生物質資源可達659億噸/年以上。以平均熱值為15000千焦/公斤計算,折合理論資源為33億噸標準煤,相當于我國目前年總能耗的3倍以上。目前可以作為能源利用的生物質主要包括秸稈、薪柴、禽畜糞便、生活垃圾和有機廢渣廢水等。
調查顯示,當前我國秸稈資源已超過7.2億噸。約3.6億噸標準煤,除約1.2億噸作為飼料、造紙、紡織和建材等用途外。其余6億噸可作為能源用途;我國年均薪柴產量約1.27億噸,折合標準煤0.74億噸:禽畜糞便資源約1.3億噸標準煤:城市垃圾生產量約1.2億噸標準煤左右。并以每年8%~10%的速度增長。經估算,我國可開發的生物質能資源總量約7億噸標準煤。
根據國家“十一五”規劃綱要提出的發展目標。未來將建設生物質發電550萬kw裝機容量,已公布的《可再生能源中長期發展規劃》也確定了到2020年生物質發電裝機3000萬kw的發展且標。此外,國家已經決定,將安排資金支持可再生能源的技術研發、設備制造及檢測認證等產業服務體系建設。
孫河川說,生物質能是人類利用最早、最多、最直接的能源。也是僅次于煤炭、石油和天然氣等的世界第四大能源。其與傳統能源相比,優點自然很多;其與風能、太陽能等新能源相比,也毫不遜色。
相對于傳統煤電而言。生物質發電更具有燃燒容易,污染少,灰分較低等優點。具體體現在:一是,生物質利用過程中具有二氧化碳零排放特性:由于生物質在生長時需要的CO2相當于它排放的CO2的量。因而對大氣的CO2凈排放量近似于零,可有效降低溫室效應。二是,生物含硫、舍氮都較低,灰分含量也很少,燃燒后SOx、NOx和灰塵排放比煤電小得多,是一種清潔的燃料。三是,生物質資源分布廣、產量大、轉化方式多種多樣。四是。可再生性。生物質通過植物的光合作用可以再生,與風能、太陽能同屬可再生能源、資源豐富,可保證能源的永續利用。
與風能和太陽能相比。也具有充分的靈活性和投資的經濟性。首先,生物質發電不僅可以采用內燃機,也可以采用燃氣輪機,甚至可結合余熱鍋爐和蒸汽發電系統。所以生物質可以根據規模的大小選用合適的發電設備,保證在任何規模下都具有合理的發電率。這一技術的靈活性,能很好地滿足生物質分散利用的特點。其次,生物質發電的靈活性,可以保證該技術在小規模下有較好的經濟性。同時燃氣發電過程簡單,設備緊湊,因此生物質發電技術比風能和太陽能等其他可再生能源發電技術項目規模小、投資成本相對較低,所以說,生物質發電是所有可再生能源技術中最經濟的發電技術。
生物質能的上述優點與政策利好,并不能掩蓋我國生物質發電整體水平的落后。國內生物質能發電始于20世紀60年代。而垃圾填埋氣發電項目起步較晚,自1998年至今,最大的填埋氣發電運營商也就是外資企業。國內的填埋氣發電項目業主較為分散,雖然形式多樣,但大多數投資商都把填埋氣發電項目作為產業多元化發展的方向。而因為專業從事填埋氣發電。按現有的項目數量及規模,新冠億碳已經走在國內各填埋氣發電項目業主群前列。
生物質能陷阱
在生物質能開發中。垃圾填埋場沼氣收集利用項目。既具環保效益。又具產業效益,且在技術上成熟可靠。因此,近年來國內的對填埋氣項目的開發不斷風起云涌,行業炙手可熱。
然而,硬幣的另一面是生物質能的不足之處。相對于傳統煤電,生物質能熱值及熱效率低、體積大而不易運輸,并且單位投資成本過高。“由于生物質能發電的原料體積龐大,其對電廠的規模和地理位置造成了影響。然而如果電廠遠離生活區。又必將會增加原料的運輸成本。這是生物質能發電項目普遍存在的矛盾,也是新冠億碳不得不面對的。”孫河川說。
而很難保證原料供應的穩定與充足。更是孫河川最為擔心的:“雖然我國生物質能資源豐富,但是分布較廣。如秸稈等農業生物質能不易收集和運輸,必須增加額外的風險成本及投資。特別是生活垃圾填埋氣發電項目,由于生活垃圾的特殊性,必須考慮生活垃圾的運輸和儲存等相關管理措施。”
事實上,在電廠項目立項規劃初期,新冠億碳就已經充分考慮了電廠規模與選址等問題,并與當地的市政市容部門合作,達成雙方互惠協議。新冠億碳在南昌、合肥及鄭州等三座省會城市的垃圾填埋場的填埋氣發電項目都是很好地利用了已有的資源,即垃圾填埋有一定年限、垃圾填埋保有量達到一定規模。
孫河川告訴記者,“我們依據垃圾填埋場的原有的填埋狀況和當前填埋進度,合理地建設填埋氣氣體收集系統,很好地開發了垃圾填埋場這塊平時無人問津的‘沃土’。由于填埋場的庫容可以容納大量的垃圾,所以消除了原料體積龐大對儲存等諸多條件要求的障礙。”
據了解,新冠億碳的項目建設用地由垃圾場方提供,全部在垃圾場規劃控制紅線范圍之內,位置都在遠離城市生活區的垃圾填埋場內,大大縮短了填埋氣管道的長度,有效地減小了輸送成本。另外各項目都沒有另行征地建設,有效地節約了我國的土地資源。
孫河川說,“國家對城市生活垃圾填埋場的建設標準及環衛要求已經越來越高,對新建垃圾填埋場,特別是2004年以后,提出了更高的審批及建設要求,所以項目業主不會單純地為了填埋氣發電而建設新的垃圾填埋場。從國內眾多填埋氣回收利用項目及新冠億碳的建設經驗可以看出,依托現有建設和管理水平較高,且具有一定規模的垃圾填埋場,與當地市政市容部門形成資源共享,達成互惠合作是最好的選擇。
生物質能發電另一個眾所周知的矛盾是:它與傳統煤電相比,單位投資成本高,發電規模小,內部收益低。孫河川借用老百姓的那句話——“是一個虧本的買賣”。然而,新冠億碳卻能從全球關注氣侯變化影響的政治背景中,解讀出生物質能發電的希望。
出讓“碳減排量”是新冠億碳的額外收益。2005年開始生效的《京都議定書》的三個機制之一的清潔發展機制(CDM)允許發達的國家提供技術支持和資金援助在發展中國家實現減排溫室氣體,使此類項目有一定比例來自發達國家的碳交易額外收入。
國家對生物質能發電的政策扶持。2006年出臺的《可再生能源發電價格和費用分攤管理試行辦法》為生物質利用項目的上網電價實行政策優惠,再生能源的電價標準由各省2005年脫硫燃煤機組標桿上網電價加每千瓦時0.25元補貼電價組成。
孫河川還指出,盡管聯合國出臺了利好機制、國內出臺了兩個較好的扶持政策,但生物質能源項目還是無法同傳統能源項目同臺競爭。這類投資項目近期之所以成為國際形勢下的香餑餑,是因為投資人期許于未來碳市場價格的升高。
挑戰與機遇
金融危機席卷全球,中國宏觀經濟的發展增速也趨緩,國內能源市場的發展也受到一定的沖擊:下游客戶現金流偏緊、CDM減排價格下降、一些海外新能源投資開發商退出國內市場,隨著2008年下半年煤價的回落,新能源與傳統能源發電成本差距將再度拉開。
然而,危險中總包含著機會。特定的環境沖擊了能源市場,也給生物質能這一可再生能源帶來了發展的新契機。誠可見,政府鼓勵新能源投資的力度不斷加大,而對于新興能源的振興計劃也將不日出臺。對眾多生物質能發電企業及即將進入生物質發電行業的企業來說,則是要做好直面挑戰,迎接機遇的準備。
孫河川告訴記者,近年來,隨著中國生物質發電行業的高速增長,中國的生物質能市場一度成為世界投資資金熱衷的投資對象。但是到2008年第四季度,突然出現了拐點,隨著這輪金融海嘯的蔓延,許多國家的外匯下降、外債高筑、進而造成金融惡化、信貸緊縮。不僅引起生物質能行業風險投資增速的下滑,同時也使得生物質能遭遇融資困境。
金融危機對生物質能企業的運營同樣帶來了挑戰。煤炭、天然氣、鋼材水泥等原材料價格大幅下跌將會刺激火電、水電的投資,這無形中給生物質能發電帶來了壓力,2009年,隨著金融危機對實體經濟的深入,生物質能發電行業能否繼續保持現有利潤水平,將面臨很大挑戰。
但是,對國內填埋氣發電企業的管理提升則帶來機遇。生物質能企業(特別是垃圾填埋氣發電項目)管理主要體現在兩個方面,一是上游設備制造商的協同,二是內部資源的整合。我國填埋氣發電起步較晚,大多數填埋氣發電廠運營均不超過5年,發電設備的質量還無法準確判定,就目前國內填埋氣發電相關制造業的情況來看,都是柴油機的改裝版,發電效率較低:發動機零部件使用壽命短,大、小修周期僅是進口機組的二分之一,此現狀乃是當前急需解決的課題。
孫河川表示,“當前,金融危機已經對填埋氣發電行業造成一定沖擊,這更需要項目企業與上游設備制造商良好協同,共同開發質量好、容量大的發電設備,以提升企業競爭力。從企業內部管理來說,填埋氣發電行業需要大量資源,如何充分利用好現有資源,協調內部關系應對2009年和2010年諸多不確定因素,將是填埋氣發電企業首要解決的問題。”
此外,對填埋氣發電行業的整合帶來機遇。“經濟放緩既降低了電力需求,也相應地降低了鋼材、PE管等原材料的成本,這對中國填埋氣發電企業來說,某種程度上是一個很好的機遇,就是加速了填埋氣發電方面的整合。”孫河川說。
“填埋氣發電是一個較為復雜的系統工程,對于企業資源以及技術要求非常高,而國內填埋氣發電行業的現狀是企業相互之間合作較少、資源整合不夠。這次全球性金融危機對我國填埋氣發電行業將會產生一定影響,這將促使國內部分填埋氣發電企業合作性上升。2008年上半年我國開始進行市場緊縮政策,而現在隨著金融危機的蔓延我國逐漸開始加強銀行資金的流動性,相信填埋氣發電企業會優先得到政府銀行貸款的支持,從而加速了填埋氣發電企業的正向機遇。”楊立德對生物質能充滿希望。
隨著金融危機的蔓延我國逐漸開始加強銀行資金的流動性,相信填埋氣發電企業會優先得到政府銀行貸款的支持,從而加速了填埋氣發電企業的正向機遇。