摘要:介紹可再生能源、國內、省內概況、研發生物質發電幾點思考與建議。 [b]前言 [/b] 江蘇省地處東南沿海，長江三角洲，是我國經濟較發達省份之一。但能源資源十分匱乏，3/4以上能源靠外供應。長期以來，能源供應問題制約著江蘇社會經濟發展的重要因素。而且江蘇一次能源構成中煤炭占85%以上，對環境造成了嚴重的影響。所以迫切需要開拓清潔能源供應渠道，以改變惡劣環境對人與自然的侵害，走可持續能源發展之路。本文介紹我國可再生能源概況后，擬結合江蘇實際對開發利用可再生能源特別是生物質發電做些闡述，以補充常規能源供應不足和滿足江蘇能源可持續發展的需求。 一、什么是可再生能源 可再生能源是指從自然界獲取的，可以再生的非化石能源。按聯合國的定義，可再生能源分為傳統的與新的可再生能源。傳統的可再生能源主要包括大水電和用傳統技術利用的風能、太陽能、水能、生物質能、地熱能和海洋能等。新的可再生能源主要指用現代技術利用的小水電、太陽能、風能、生物質能、地熱能、海洋能和固體廢棄物等。 按統計[1]2002年全世界消費的可再生能源為15.4億噸標準煤，約相當于全球一次能源消費總量的15.8%，其中傳統的可再生能源的占80%，新的可再生能源工業的占20%。可再生能源發電量占總的發電量19%，僅次于燃煤發電。 二、什么是生物質能源 生物質能源是太陽能以光化學作用形成化學能儲存于生物質中的能量形式，它直接或間接地來源于綠色植物的光合作用。是取之不盡，用之不竭的能源資源，是太陽能的一種表現形式。生物質發電技術是將生物質能源轉化為電能的一種技術，主要采用農作物秸稈和林業廢棄物作為發電燃料，因此又稱之為秸稈發電。 生物質發電在國際上越來越受到重視，在國內也越來越受到政府的關注和民間的擁護，生物質發電是可持續發展的能源，未來的能源；也是利國利民的“朝陽”產業。我國能源形勢表明；中國進行能源資源結構調整特別是保護農村環境，建設社會主義新農村，要求生物質發電做出更多的貢獻，“十一五”我國的生物質發電的發展將進入初步發展時期。 三、生物質發電是我國經濟發展的客觀需求 自改革開放以來，我國經濟高速發展，連續二十多年來國民經濟GDP增長率一直名到世界前茅，僅次于美國。能源生產與消費位居世界第二大國。但也是世界溫室氣體排放第二大國。隨著世界不可再生能源緊張以及全球性環境保護問題日益突出，必須大力發展可再生能源和提高能源利用率，才能保證我國經濟持續、健康、快速、協調發展，達到全面小康水平。 可再生能源，由于受技術和自然條件的限制，目前對可再生能源的大規模開發利用主要為風能、小水電和生物質能。生物質能發電在可再生能源發電中能質較好，可靠性高，比小水電、風電和太陽能發電等間歇性發電要好得多，具有很高的經濟價值，因而她是我國經濟社會發展的客觀需求。當前大力發展生物質發電具有重大的現實意義和經濟意義。 1、國家能源戰略和調整能源結構的需要 近年來，國際能源緊張形勢再度出現，中東石油你爭我奪，導致石油價格從29美元/桶，飚升到70多美元/桶，我國石油產品進口量已占需求量的40%多，自2002年下半年起，我國再次出現缺電，2003年下半年開始出現了全面的煤、電、油、運緊張狀況，煤價（5000大卡/公斤）由200多元/噸，飚升到500元/噸。雖經近幾年加大電力建設。到2006年；電力供需矛盾才漸趨緩和。不可再生化石能源的緊張，嚴重影響運行成本增加，嚴重影響我國經濟可持續發展，乃至危及國家安全。 我國的能源資源結構以煤為主占70%左右，燃煤污染環境，急需增加清潔能源比重，才能建成資源節約型，環境友好型的和諧社會。 化石能源不可再生，遲早要枯竭，生物質能源豐富，可循環使用，又無污染，必將取代化石能源成為能源供應的主要成員。增加清潔可再生能源比重替代原煤，石油化石能源，是我國“十一五”和2020年的重要任務，而利用風能，生物質能等可再生能源是我國能源結構調整最現實的主要方向之一。 2、是建設社會主義新農村，服務“三農”的需要。 發展生物質發電，可增加農民收入。生物質發電使生物秸稈變廢為寶，一個裝機容量為25MW的機組年耗生物質秸稈約30萬噸以上，若按150元/噸秸稈計算，則當地農民年收入約4500萬元，同時生物質秸稈的收、儲、運工作可給農村造就成千上萬個新的就業崗位。 中國80%人口生活在農村，秸稈和薪柴等生物質能是農村的主要生活燃料。盡管煤炭、液化氣等商品能源在農村的使用能當量約3.65億噸標煤，其中秸稈和薪柴為2.07億噸標煤，占56.7%。因此，發展農村地區提供生活和生產用電能，是幫助這些地區脫貧致富，實現小康目標的一項重要任務。 3、是環境保護的需要 生物質發電可減少大氣污染。生物質發電是國際上發達國家普遍推行的CDM（清潔發展機制）項目，裝機容量為12MW機組的生物質發電機組年減排3.85萬噸CO2當量，可大幅度降低全球溫室氣體排放。比燃煤火電清潔得多，基本極少污染物排放。 生物質發電可消除農村大氣污染和河水污染。隨著農村燃料結構和肥料結構的改變，現在全國農村絕大多數的農作物秸稈，如麥稈、稻稈、棉花桿、玉米稈等基本都就地焚燒和推入河中，不僅污染了大氣，到處濃煙滾滾防礙飛機、汽車等造成交通事故和火災事故，又使河水變黑發臭，水生作物死亡等災害。 四、我國生物質能源發展規劃 利用生物質生產電力、氣體、液化燃料以及成型固體燃料是生物質能源利用的發展方向。初步規劃，到2020年時，生物質發電裝機容量達2000萬千瓦，年替代2800萬噸標準煤。沼氣是生物質能利用的重要途經，如果到2020年時農村居民中有1/4利用沼氣作為生活能源，戶用沼氣池將達到約5000萬戶，每年利用量125億立方米，可節約能源900萬噸標準煤。城市生活垃圾處理也可回收大量能源資源。到2020年，我國城市垃圾年產量將達2.1億噸，如考慮30%焚燒發電，60%衛生填埋并回收沼氣發電，可以達到發電裝機容量250萬千瓦，年替代500萬噸標準煤。 五、江蘇生物質能發電估量 江蘇省可供開發利用的生物資源，除用于氨化青貯作飼料，生物食用菌、氣化作燃料、部分還田作肥料外，估計每年約2000萬噸可用來發電。目前江蘇省生物質能發電項目有：豐縣鑫源生物質環保熱電廠，興化4MW生物質氣化燃氣蒸汽聯合循環發電項目、如東和宿遷24MW秸稈焚燒發電項目，無錫1.6MW垃圾填埋氣發電項目，太倉1.5MW沼氣發電和供熱項目，南京7.5MW垃圾填埋氣發電等項目。 江蘇擬選用秸稈焚燒發電和生物質氣化發電為推進生物質能發電的主要形式。估計在年生產農作物秸稈50萬噸以上的縣市級建設1～2個12MW級秸稈生物質能發電項目，全省有11個這樣的縣和縣級市，可裝容量11～22個12MW總容量232～464（MW）；在年產秸稈40萬噸以上的縣市級市；建設1個12MW級秸稈電廠，全省有12個這樣的縣和縣級市，總容量144（MW）；全省有25個縣和縣級市年產秸稈20萬噸以上建1個6MW級電站，共25個6MW級電站，總容量150（MW）。全省總計可建12MW發電項目23～34個，可考慮分期建設，逐步推進，爭取2010年前建設10～15個裝機容量120～180MW，6MW10個項目60MW，2020年建成23～34個12MW，25個6MW裝機總容量達到426MW～558MW。 除秸稈和生物質能源發電外，江蘇繼續推進秸稈氣化工程建設，2010年爭取建成并投入運行100處，2020年建成并投入運行200處。陸續推進農戶沼氣池和沼氣綜合利用工程建設，重點在酒廠、酒精廠、大型家禽養殖場建設沼氣發電與供熱工程，推進沼氣發電與供熱規模化發展，爭取2020年裝機總容量達到200MW。 [b]六、生物質發電的技術日臻成熟 [/b] 國外生物質發電技術開發，始于上世紀70年代末期，現日臻成熟。目前，直接燃燒秸稈的先進設備已投放市場。生物質供熱，發電或熱電聯產已成現實。丹麥BWE公司研發的秸稈焚燒發電機組已在丹麥、西班牙、瑞典、法國等國投產運行多年。目前美國有350座生物質發電站，總裝機容量達7000MW，提供了大約6.6萬個工作崗位。預計到2010年美國生物質能發電收達到13000MW裝機容量。北京龍基電力有限公司是BWE公司在中國電力領域的項目發展公司和窗口公司，主要負責將BWE公司秸稈發電技術的引進、消化和吸收，目前已將BWE公司秸稈發電技術成功引進到山東國能單縣生物發電有限公司，將于2006年底建成投產。 七、國家鼓勵生物質能發電的各項政策相繼到位 我國鼓勵生物質能發電的各項法規政策已陸續出臺。2005年2月28日十屆全國人大常委全第十四次會議通過《中華人民共和國可再生能源法》，并于2006年1月1日正式實施，比原先立法規劃，整整提前一年。同時，國家發展和改革委員會等相關部門以最快的速度相繼出臺了相關配套法規，如《可再生能源發電價格和費用分攤管理試行辦法》和《中華人民共和國可再生能源發電有關管理規定》已于2006年1月1日公布執行。據國家發改委介紹，與《可再生能源法》相配套的法規將達到12個之多，這些舉措充分表明了中國政府鼓勵大力發展可再生能源發電的決心和力度。 同時，為了有效調整我國電力能源結構，促進可再生能源發電，國家將采用國際通行的做法，即可再生能源配額制（RenewablePertfulieStandard）：規定各發電企業每新增1000萬千瓦火電機組容量，就必須按照5%的配額發展50萬千瓦可再生能源發電項目，其中只有生物質發電和風力發電擔任此項配額任務。 八、焚燒發電是生物質發電發展的主流 1、生物質發電主要技術及其特點 生物質焚燒發電國際上技術比較成熟的為丹麥BWE公司。我國利用此項技術大力發展的公司為國能生物發電有限公司，其他如中國節能投資公司，江蘇國信集團公司等也正尋求此類技術大力發展生物發電。此技術機組容量較大，當前在建或擬建機組，國外已達到單機容量100MW機組水平。其熱效率較高，受環境影響較小（可使用生物質燃料較寬，加工要求較低）。便于單獨作為公用電源點建設，便于規模化推廣。 生物質氣化發電其技術代表為廣州能源研究所研發的機組，已先后在江蘇興化、黑龍江等地，通過多種投資方式建立許多臺發電機組。此項技術容量較小（一般僅零點幾到幾MW，目前最大的僅為4MW，是往復式內燃機組，且屬剛建試投產階段）。對燃料要求較為苛刻（一般要求使用稻殼、木屑等顆粒生物質燃料，），且氣體凈化要求高（除焦油等雜物）。故多建在木材加工廠、米廠等周圍，宜作為此類工廠的自備電廠，不便于大規模、大面積推廣。同時，秸稈氣化熱值低，在穩定運行，焦油消除，氣體凈化等技術上仍需進一步提高。 沼氣發電（厭氧消化技術）自上世紀七八十年代起，沼氣在農村曾多次推廣，主要用于大型養殖場及一家家農戶生活燃料，原料主要為禽畜類糞便。此技術發電容量較小，雖有在農戶家庭大力推廣，使農戶用電自給，解決糞便垃圾等作用，但不宜作為公用電源的建設。同時，厭氧消化產氣率低，不穩定，系統運行和管理的自動化水平低，產業化發展緩慢，不便于大規模市場化推進。 2、焚燒發電是生物質發電的主流 從上述技術及持點比較可以看出，雖然目前利用生物質發電的技術有多種，但能夠大面積規模化有效處理農村廢棄生物質秸稈，從而消除農村環境污染，能夠作為我國電力能源有力補充，改變我國電力能源結構，能給最廣大農民增收，能大規模實用化推廣的發電技術只能是秸稈焚燒發電。 在這方面，國能生物發電有限公司，中國節能投資公司和江蘇國信集團等，已率先進軍生物質焚燒發電行業。 九、生物質發電存在的問題與解決的思考 盡管我國生物質發電具有巨大的資源潛力，部分技術實現了商業化，產品、產業也有一定的發展，但生物質焚燒發電產業發展還面臨著許多問題和障礙，有待解決，主要有： 1、缺乏成熟的核心技術和設備 到目前為止，用于生物質焚燒發電的鍋爐及燃料輸送系統的技術和設備絕大部份來自國外，國內尚無成熟產品制造廠家。這必將成為制約我國生物質發電事業高效、低投入、快速發展的瓶頸。（近來無錫華光、四川、南通萬達、濟鍋等鍋爐制造廠正試制研發這些設備，有的正調試中。）同時，由于國外生產運輸方式，工作習慣和文化的差異，很可能在技術和設備引進以后造成消化不良，使機組無法安全、穩定、滿發。另外，由于缺乏核心技術，投產后生物質發電企業很有可能將長期受制于國外企業（缺乏備品備件）。解決辦法：一是在引進國外技術設備的同時，積極進行消化吸收，并進行技術改進，以適應國情。 如燃料運輸系統：由于國外農業耕作方式是大面積耕種，大型聯合收割機收割，而我國為單個農戶小面積耕種，小型機械或人力收割；運輸工具國外大型平板車較多，而我國農村運輸工具以小型拖拉機和農村運輸車為主。從而引起生物質秸稈打包方式，打包尺寸和要求不同。如國外某公司要求包裝尺寸為2.25m×1.2m×1.3m，而我國目前既無此大的打包機，農村也無大量的平板車運輸，再加上自動化要求不同，可能導致燃料運輸系統不能適應我國國情，造成生物質燃料上料困難。所以對這一部分必須進行改進。 二是加大對生物質發電技術和設備的研發和投入，實現設備制造本地化、國產化，以擺脫對國外技術和設備的依賴。建議將生物質發電的發展列入產業發展和科研攻關計劃，增加投入，并納入財政預算。相關行業的企業如鍋爐廠等應看到生物質發電是一新興行業所蘊藏的巨大商機，集中人、財、物，開發自主創新核心技術、生產核心設備。 2、發電運營成本偏高 據國外生物質發電廠運行實績統計和我國權威部門測算，生物質發電成本遠高于常規燃煤發電成本，約為煤電的1.5倍。成本高的原因有三：其一為初投資高，生物發電單位投資約10000元/KW，而常規火電機組，一般都在6000～7000元/KW。其二為機組熱效率低于常規火電機組，現在新建常規火電機組容量一般都在600MW及以上，而國內可建的生物質發電機組容量一般為12MW～25MW左右；其三燃料成本較高，由于生物質秸稈燃料低位熱值一般在8000Kj/kg，大大低于煤炭，且因比重輕，密度小，體積大，巨大的運輸成本導致燃料成本偏高。 解決這一問題有兩：一是因采用環保再生能源發電技術應靠國家政策的保護、扶持和激勵。如較高的保護電價、減免稅、財政補貼（如每發一度電補貼0.25元）、貼息貸款、運輸環節收費減免等，將來經過一段時間的發展，通過科技進步，企業挖潛降耗等手段，最后達到能與常規火電相競爭。二是在有條件的地方將其與熱電聯產有機組合起來。只要條件許可，盡量將廠址選擇在熱負荷中心地帶，實行熱電聯產，提高全廠能源利用率，降低成本。 3、秸稈燃料、儲、運組織困難 生物質秸稈的收購組織面廣量大，涉及到千家萬戶，沒有現成模式可借鑒或套用。其組織的難度主要有： 收購難農民出售秸稈的意識不強，存在著惜售與無所謂思想，尤其是經濟較發達的地區，因秸稈收購價不高，往往達不到農民的期望值，農民不愿費勁勞神；農村收集秸稈的力量不足，農作物秸稈如麥秸，收購往往在夏收夏種，秋收秋種農村大忙季節，農民既要收又要種，加上大量農村青壯勞力不足，所以農民較多地收秸稈在田間焚燒或推下河道；液化氣燃料價格偏高，農民不愿進行生活燃料結構調整；部分布點不當，某些對生物質秸稈選擇不合理企業與農民不愿進行生活燃料結構調整或可用于其它工業用途的生物質秸稈存在爭資源現象；農村缺乏秸稈收購的組織機構或有一定經驗和經濟實力的農民經紀人，且無成熟模式或經驗可循，看不到其中蘊藏的經濟利益。 儲存難由于農作物秸稈收購具有很強的季節性要求，不能做到均衡連續收購。生物質發電企業一般至少需儲存半年的秸稈量，如一臺12MW的發電機組，儲存6萬噸秸稈燃料。因農村秸稈比重輕，體積大，堆入存儲場地廣大，還需進行防雨、防潮、防火和防雷設施建設，故占用土地多，投資建設費用和維護費用大。 運輸難秸稈比重輕、密度小，運輸量巨大，且對公路運輸容量會形成巨大壓力。為方便運輸、節約費用，需在田間地頭對秸稈打包，必須投入巨資購買較大量的打包機，且所打包塊需符合鍋爐燃料系統的技術要求。我國農村運輸工具多為小型拖拉機和農用運輸車，對國外燃料系統設計使用所要求的大型包塊難以運輸。同時，打包用的打包帶需入爐燃燒，應為生物質材料，可能經受不住多次倒運的需要。 生物質發電成功與否的關鍵在于生物質秸稈燃料的組織和管理。解決辦法有二：一是初期需依靠地方政府行政引導、組織和政策支持。使廣大農村和農民理解生物發電對國家、社會和個人的巨大作用，理解生物質秸稈的出售不同于普通自由化競爭的商品，積極出售秸稈，增收去廢。政府應負責科學地組織建立起整個收購、儲存和運輸網絡，保證充足的生物質秸稈燃料（合理價格）供應。二是條件成熟時逐步市場化。生物質發電企業應創新管理、創新思維，加快自主生物質秸稈收、儲、運網絡和模式，用盡快的時間建立起市場化運營的模式，并力求最大幅度地降低燃料運營成本。 生物質秸稈組織的最大難處在于儲存，具體模式可考慮化整為零和分級收儲兩種模式。化整為零，即將生物質秸稈以個體農戶或村鎮為單位，利用空余場地妥善儲存，按生物質發電企業生產的需要按計劃均衡送貨。分級收儲，即分別設置幾個一級中心倉庫和多個二、三級小型倉庫，按計劃逐級調撥使用。發電企業應在地方政府的大力支持和配合下，根據當地具體情況，合理選用。 十、發展生物質發電幾點建議 1、政府支持盡管生物質發電有許多優勢，但在現今狀況下，發電成本似太高（比常規火電貴1.5～2倍）還有許多困難需要克服。縱觀國內外的經驗表明，需要政府扶持，特別是發展初期更是如此。生物質發電的優點有益于環境，但環境效益往往得不到補償，市場調節作用對它往往是失靈的，因而只有政府的支持，才能加快生物質發電的發展，政府的支持包括實行促進生物質發電發展的市場強制政策如發展配額政策和經濟激勵政策，如每度電補助0.25元等。這些既要中央政府的宏觀強力法規政策支持（如可再生能源法等），更要各級地方政策的具體實施細則的大力協助。 2、法律保證早期各國發展生物質發電都首先是發展技術，一旦技術成熟，就轉向示范和千方百計降低成本。只有成本足夠低，才有市場，才能發展。近年，要大規模發展生物質發電的一些西方國家，都通過立法，強制電力公司建設供應或購買（上網）再生能源電力，對未完成任務的予以懲罰。這樣，就不再需要沿襲過去的常規順序而直接跳躍到創立市場階段。有了生物質發電市場強制的立法，就可以吸引民間資本，提高生物質發電投資商的信心。我國在這方面已邁出了巨大的一步，《中國可再生能源法》及國家發改委的二個配套文件已經出臺實施，但還有另外的10個配套法規在制定中。相關政策的出臺直接關系到再生能源利用行業的健康發展。 3、增加科技投入要發展生物質發電，降低發電成本，最根本要依靠科技進步，不斷創新：提高技術水平，研究開發具有自主知識產權的核心技術和設備。要提高轉換元件的轉換效率，降低生產成本，改進系統的經濟性、可靠性和穩定性。建議國家應增加科技投入和培養這方面技術人才，研發具有自主知識產權的核心技術、關鍵技術，提高可再生能源技術裝備的國產化水平。 4、創新管理，合理布局秸稈發電目前正起步階段，應先選點示范，取得經驗后，逐步推廣。應面對廣大農村，千家萬戶，涉及面龐大的社會系統工程，它會引起我國農村經濟和能源環境巨大變化，因此建議各級政府和發電企業應創新思維、創新管理，創新技術，確保秸稈收、儲、運模式安全、經濟生產，使生物質發電盡快地走向市場，參與竟價上網。各縣（縣級市）市結合秸稈生產情況科學規則合理布局，保證穩定秸稈供應。切不可不顧客觀實際情況盲目布點，一轟而上，造成秸稈市場無序競爭，最終無秸稈可燒或無法組織收、儲、運等工作，造成巨大浪費。 5、示范試點，逐步推廣政府綜合部門加強示范推廣工作，確定并扶持一批可再生能源開發利用的示范點或示范區，取得經驗后，逐步推廣。 [b]結語 [/b] 全球共識能源可持續發展的兩個車輪是提高能源利用率和發展可再生能源。從戰略上來說，地球世界最終將轉入可再生能源的永續利用。生物質能源是可再生能源的重要組成部分。結合我國實際，由于能源結構問題、環境問題和發展社會主義新農村的客觀需求，我國快速發展生物質發電的機遇和歷史責任已經來臨，必須以科學發展觀統帥全局，以積極、穩健、持續、快速發展的要求，為這個利國利民朝陽產業鳴鑼開道開好頭、起好步。 [b] 參考文獻 [/b][1]周風起，中國可再生能源發展戰略《能源研究與利用》2004增刊2004.10.8 [2]駱俊，對我國生物質發電的發展戰備思考第四屆海峽兩岸熱電聯產、汽電共氣論文集2006.5廈門 [3]許瑞林等，江蘇省可再生能源規模化發展展望《能源研究與利用》2004增刊2004.10.8