(淄博市科學技術情報研究所,淄博市,255000) 吳俊恩
大力發展生物質能源,減少對外依賴度,對于確保國家能源安全具有重要作用。生物質能源與其他傳統化石能源相比,利用農林廢棄物和其他能源植物進行發電,具有成本較低的優勢。
我國以燃煤發電為主要方式,每年消耗煤炭大約15億t,給我國的環境保護事業造成嚴重的壓力,尤其是近年來全國范圍內霧霾天氣頻發,給人民生產生活和居民健康造成了巨大危害。從生物質種植到燃燒的全過程來看,生物質能源的消耗具有CO2接近零排放的特點。并且能能夠大大減少SO2等大氣污染物的排放,是促進綠色發展、低碳發展和治理霧霾的有效途徑。
采用生物質能源進行發電,可以將農業生產中的農林廢棄物變廢為寶,提高農林廢棄物本身的附加值,為農民帶來更多經濟利潤。這對于加強土地利用效率、增加農民收入和改善生態環境具有重要意義。
在生物質能源發電產業發展過程中,也涌現了一批達到世界一流水平和規模的大型生物質能發電企業。我國目前最大裝機容量生物質投產電廠為國能生物發電集團公司和陽光凱迪新能源集團公司。國能集團下轄30多個投產項目,在建的項目也達到了20多個。陽光凱迪經過多年發展也發展成為擁有30多個投產生物發電廠,30多個即將投產電廠的大型發電集團。除國能和凱迪之外,我國中節能、安立興、光大集團等多家大型生物質發電企業。隨著生物質能源產業的不斷發展,生物質電力產業的結構會不斷趨于合理和優化,產能和效率也將大大提升,我國的生物質發電產業雖然起步較晚,但也在逐步趕超國際腳步。
但在產業迅速發展的同時,也應看到我國生物質發電企業的地區分布并不均勻。這主要是由于我國地區間生物質資源分布不均勻而造成的。我國目前主要的生物質燃料為秸稈,而秸稈主要分布于農業資源較為豐富的地區。由于生物質燃料運輸和儲藏等因素,生物質電廠靠近資源地分布可以有效的降低成本。在城市地區,生物質發電企業的主要燃料為城市垃圾。我國各地區生物質能源電廠的分布占比大致如圖1。

圖1 全中各地生物質電廠分布比重
根據上圖的統計數據,可以看出我國分布生物質電廠最多的地區位于華東地區,這與該區農業生產比較發達,糧食產量加大,秸稈生產能力強有很大的關系。其次是中南部地區、東北地區和華北地區,分布較少的地區為西南地區和西北地區。
近年來,政府逐步增強對新能源產業發展的重視程度,扶持力度逐漸增大。與此同時,林業和農業發展速度也不斷加快,生物質能源物種不斷被引進、吸收,這些都為生物質發電產業提供了巨大的發展空間和燃料基礎,有關學者對我國生物質資源的潛在發展潛力做了如下的測算。

表1 我國生物質能源可利用資源的潛力估算(108t標準煤)
在《可再生能源中長期發展規劃》中提出,到2020年我國生物質發電的裝機容量要達到30 000MW。在“十三五”規劃中還提出,在“十三五”期間,我國單位GDP能源消耗計劃降低15%,到2020年能耗消費控制在50億噸標準煤以內。在此政策之下,電力行業是解決節能問題的重要方面。
目前,最主要的生物質燃料為農林廢棄物,其中又以秸稈的使用最為廣泛。以平均水平進行計算,大約8個村莊的秸稈產量可以供應一個小型生物質電廠進行發電。但秸稈發電具有很多不足。如秸稈的熱值較低,可能帶來產能不足的問題;秸稈需要向農民進行收購,其質量很難進行統一衡量,可能出現摻假的情況,使發電企業增加運營成本;另外,秸稈的收獲時間比較集中,可能面臨收儲困難的問題。
目前,生物質發電領域還存在許多亟待解決的技術問題。主要有高溫超高壓鍋爐、蒸汽機和發電機的整體國產化不足、原料預處理成本高、氣化爐結構優化設計不足、系統耦合程度有所欠缺、氣化氣中的焦油裂解與凈化技術和固體炭副產品的高值化利用技術,以及各個技術環節的系統集成問題等。這些問題的解決對于提升我國生物質發電的整體水平和效率都具有重要的意義。
生物質發電的產業鏈條建設尚需要進一步完善。我國的生物質發電產業模式較為單一,發電企業由于運費和其他成本的原因,主要將廠址設于農業較為發達的地區,這就使得我國生物質電廠的分布十分不均勻,產業發展十分不平衡。并且在該領域還存在人才儲備不足、配套的機械設備制造業尚未形成、產品市場不夠成熟、生物質發電行業標準建設不足等問題。
目前生物質發電產業的技術工藝標準、設備生產標準尚未建立,產業技術及裝備水平參差不齊。另外,政府對于可再生能源發電有一定的政策支持,但這些支持從宏觀角度切入的較多,政策指導性意見較多,許多政策不夠具體、明確,地方進行落實時會存在一定的差距,在實際運用政策時也會出現許多實際困難。
我國生物質發電行業經過10多年的發展壯大,已經初見規模,特別是生物質電廠的規模和數量都在不斷增加。生物質發電的相關技術正逐步成熟,漸漸趕上國際腳步;生物質發電領域的相關法律、法規正逐步完善,產業規范不斷建立;生物質燃料的種類也在不斷豐富,生物質電廠的收益率和工作效率也不斷提升。
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