能源“童话”与现实的艰难“对接”

我国每年的秸秆、薪柴等农林废弃物产生量近6亿吨，秸秆发电的诱人前景也已被讨论了多年，但至今仍面临着种种现实困难。
　　哥本哈根气候会议在经过十多天的艰难谈判，终于落下了帷幕，本次会议并没有达成一项具有法律约束力的协议。但是我国在会议前就公布了控制温室气体排放的行动目标，决定到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40％到45％。
　　不管未来国际气候谈判结果如何，我国要实现减排目标，必然将加快可再生能源的发展。按照国家规划，到2010年可再生能源将占到一次能源消费量的10%，到2020年将增加到15%。生物质发电作为可再生能源利用的一种方式，加快技术成熟、扩大规模，优化结构就显得更迫切和重要了。
　　“2009中国国际节能减排和新能源科技博览会”上，国能生物发电集团研发的农村生物发电厂模型前，总是围着很多人。模型上依次闪亮的灯光让人们看到生物质发电的全过程，也就是将秸秆、棉花秆等生物废料从分散农户那里回收发电企业，然后集中燃烧发电，电能、热能供新农村建设用，剩下的灰渣作为肥料还田，实现了农村循环经济，使“每一颗种子的生命全过程都得到了充分利用”。
　　生物质直燃发电过程中不额外排放二氧化碳，是一种清洁环保的生物质能应用方式。相对于化石燃料，能够实现温室气体二氧化碳的减排，在二氧化硫以及烟尘颗粒的排放方面上都远远少于火力发电。截至目前，我国约有50个生物发电项目投入运行。
　　——资源丰富——
　　我国生物质资源每年近6亿吨
　　在日前召开的“中国农村地区生物质发电项目”国际论坛上公布的《中国农村地区生物质发电项目最终报告》显示，在我国，可利用农业废弃物数量为每年5—6亿吨。即使减去在收集和运输过程中损耗，再扣除保障土地肥力、用作饲料和工业原料等竞争性用途外，可作为能源利用的生物质总量，估计每年约为2.4亿吨，相当于1.2亿吨标煤；如果把农业加工过程中的副产品也计算在内，可作为能源利用的生物质总量将达3亿吨，相当于1.5亿吨标煤。
　　此外，林业生物质能资源，包括薪柴、森林废弃物、主干修剪得到的树木枝杈等，总的来说，3.68亿吨的林木生物质中，约1.61亿吨可作为能源利用，相当于约9200 万吨标煤。
　　——四大优势——
　　农民每月可增收约1500元
　　以目前我国建设一个25兆瓦的秸秆发电厂来计算，每年需要消耗农村剩余秸秆约20万吨，按每吨秸秆收购价200元计，每年约可为当地一个县范围的农民增收约4000万元，每人每月可增收约1500元。以我国农作物每年产生秸秆6亿多吨，林木生物质可获得量约3亿吨计算，若能充分加以利用，可为农民增收近1000亿元。
　　年减排二氧化碳近3.5亿吨
　　据估算，如果我国生物质能利用量达到5亿吨标准煤，就可解决目前我国能源消费量的20％以上，每年可减排二氧化碳的碳量近3.5亿吨，二氧化硫、氮氧化物、烟尘减排量近2500万吨，将产生巨大的环境效益。生物质发电还有助于防止土壤沙化和水土流失。
　　为农民提供就业机会约18万个
　　生物质发电原料的收集，需要“农民经纪人”，也就是原本分散在一家一户的零星秸秆资源，由经纪人统一收罗起来，积少成多，免去了农民散户卖秸秆的奔波和储存问题，经纪人也能从中赚取差价，增加家庭收入。
　　据统计，围绕燃料的收购、加工、储存、运输等环节，能直接为当地农村创造1000—1500多个就业岗位。此外，生物质发电厂内可以留下一批掌握了先进科学技术的年轻人到农村就业。“十一五”期间我国生物质发电装机将达到550万千瓦，总计可以为农民提供就业机会约18万个。
　　提高农村农业机械装备水平
　　生物质发电项目一般建设在经济条件比较落后的农区，该产业可大幅度扩展农业机械的市场空间。据估算，一个装机容量为25兆瓦的电厂，燃料收、储、运所需要的农机装备投资在1200万元以上。巨大市场需求，必将促进我国农机市场的发展，促进我国农业机械化、现代化水平的提升。
　　——两大难题——
　　技术与成本的瓶颈
　　不同于煤炭和石油等一次性能源，生物质原料能量密度低、分布分散、季节性强，易腐不易存，在高温燃烧时会产生结焦和腐蚀。另外，我国农村都是分田到户、分散经营、机械化程度低，生物质规模化收集的装备、市场不成熟，收集和运输成本高。
　　目前，我国生物质发电采用的两种主流燃烧技术是基于层燃锅炉、循环流化床燃烧锅炉的直燃技术，截至2007年底，国家发改委批准的项目总数为81个，17家电厂已投产。
　　生物质能源的特性和中国国情，造成了生物质发电的困难和技术瓶颈。
　　农林生物质工程专家、生物质发电成套设备国家工程实验室副主任庄会永告诉记者，目前，生物质发电存在三大难题：
　　什么都能烧的技术难题：由于生物质原料种类随季节变化而有所不同，如何制造具有高度适应能力的锅炉以支持不同种类的生物质燃烧成为亟须解决的问题。
　　自动筛检非燃物和传输技术难题：目前，生物质经人工筛检和机械传动装置被送入锅炉，输送系统可靠率约为90%。未来需要发展自动原料输送系统等技术，以提高生物质发电水平。
　　准确测量原料水分含量技术难题:生物质原料的水分含量关系到生物质质量，并进一步影响生物质价格，如何准确测量生物质的水分含量成为一个亟须解决的技术难题，尤其是测量不同种类农业废弃物的水分含量。
　　发电成本超过上网电价
　　发电成本超过上网电价也是生物质发电面临的另外一个瓶颈。
　　作为“中国农村地区生物质发电项目”负责人之一，清华大学核能与新能源技术研究院副院长王革华教授说，目前生物质发电厂亏损首要因素是其投资成本高于其他类型发电厂，使用进口、国产设备投资分别为10000、8000元/千瓦时左右，而火电设备投资仅为50%；其次是生物质电厂分布战略规划不合理，不同电厂间过度争夺生物质资源，使得生物质价格高于预期，增加了发电成本。据实际计算，生物质发电可行电价不低于0.65—0.7元/千瓦时。即使在现行补贴政策上再加上0.1元/千瓦时的临时补助，生物质发电也难以实施商业化运作。
　　——专家建议——
　　中国式生物质发电技术研发
　　为解决技术上的问题，庄会永建议进一步研发燃烧、生物质处理与输送等技术与设备。他说，无论在国内还是国外，燃烧技术都处于不断改进过程中。改进的首要目标是尽量降低总发电成本，提高安全性能、运行性能和发电效率。如通过提高蒸汽透平温度、增大透平压力，以提高总发电效率，这要求锅炉采用更为先进的燃烧技术，以增强其在更高温度下耐腐蚀和磨蚀的能力。另外，需增强锅炉对燃烧原料的适应性，以支持不同种类生物质燃料的燃烧，加强对新材料与先进材料的研究。
　　加大财政优惠政策
　　《中国农村地区生物质发电项目最终报告》建议，生物质发电电能质量高，项目支农富农成果显著，我国应该考虑加大生物质发电项目的财政优惠政策，使之与其他可再生能源项目同享国家可再生能源基金补贴；继续完善生物质发电项目价格补贴政策；制定吸引民营资本投资的政策。
　　改造小火电厂为生物质电厂
　　王革华说，与燃煤电厂相比，生物质电厂增加的投资主要用于购买锅炉设备。造一新生物质电厂投入的资本远多于将小型燃煤电厂改造成生物质电厂的成本。如河南长葛电厂经过改造，将燃煤锅炉替换为75吨/千瓦时燃生物质锅炉，总投资仅3000万元人民币，单位投资降低为2500元/千瓦时。将目前政策要求关停的小火电厂，改造其旧燃煤锅炉，能大幅削减投资成本，提高生物质发电项目在我国推广的可行性。
　　图片说明:由于第一座秸秆生物发电厂诞生于童话王国丹麦，有人把生物发电称为“能源新童话”。
李禾 科技日报 2009-12-22

关键词 生态  生物多样性  林产品  森林资源  木材  国际合作  碳汇  图片