淺談秸稈發(fā)電

王朝鳳

國核電力規(guī)劃設計研究院

在經濟社會高速發(fā)展的今天，能源和生態(tài)問題越來越引起人們的重視。沒有能源，經濟發(fā)展就失去了動力；生態(tài)破壞，人們生存空間就受到了限制。于是，選擇新型再生能源，減少環(huán)境污染，就成了人們刻意追求的一個主要目標。而利用秸稈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。

1 秸稈發(fā)電介紹

1.1 什么是秸稈發(fā)電？

秸稈發(fā)電是生物質能發(fā)電的一種形式，通過在高溫高壓鍋爐中直接燃燒經過預加工的秸稈產生熱能，再進一步轉化為電能。

1.2 秸稈發(fā)電的優(yōu)勢

第一，農作物秸稈量大，覆蓋面廣，燃料來源充足。秸稈是農作物通過采摘脫粒后留下來的莖葉。主要有玉米、小麥、水稻、高粱、大豆等秸稈品種。有關數據顯示，中國農作物秸稈年產量約為7億噸左右，列世界之首，每年收獲的秸稈除去用于造紙、飼料、造肥還田及收集損失的1.09億噸外，可作為能源加以利用的秸稈總量達3.76億噸。

第二，秸稈含硫量很低。國際能源機構的有關研究表明，秸稈的平均含硫量只有千分之3.8，而煤的平均含硫量約達百分之一。且低溫燃燒產生的氮氧化物較少，所以除塵后的煙氣不進行脫硫，煙氣可直接通過煙囪排入大氣。

第三，使用秸稈發(fā)電，可降低煤炭消耗。各類作物秸稈發(fā)熱量略有區(qū)別，但經測定，秸稈熱值約為15000KJ/Kg，相當于標準煤的50%。其中麥秸稈、玉米秸稈的發(fā)熱量在農作物秸稈中為最小，低位發(fā)熱量也有14.4MJ/kg，相當0.492kg標準煤。

2 秸稈電廠投資運營情況分析

為促進可再生能源協調、可持續(xù)發(fā)展，規(guī)范電網企業(yè)收購可再生能源電量行為和可再生能源配額交易行為，國家先后出臺了《可再生能源法》，《電網企業(yè)全額收購可再生能源電量監(jiān)管辦法》、《可再生能源發(fā)電價格和費用分攤管理試行辦法》等相關規(guī)定，明確了秸稈發(fā)電電價優(yōu)惠，上網電量全額收購和電力調度優(yōu)先等政策，有力支持秸稈電廠的建設。

但是現實情況是，秸稈電廠投資大，效益低，許多生物質發(fā)電公司都在虧損。影響秸稈電廠投資運營效益的主要因素有建設投資高，秸稈價格高，機組熱效率低以及上網電價政策影響等。

2.1 建設投資及單位造價

我國目前秸稈電廠單機容量主要以15MW和30MW為主。通過與常規(guī)火電廠相比可以看到，秸稈電廠相對于常規(guī)火電廠，其費用的構成比例差不多，但秸稈電廠的單位造價卻較高，秸稈電廠每千瓦造價約為9000～11000元左右，而常規(guī)火電廠每千瓦造價約為3300～4400元左右，相比之下，秸稈電廠的單位造價約為常規(guī)火電廠的3倍左右。

秸稈電廠建設除了鍋爐設備和除灰渣設備以及燃料上料系統(tǒng)與常規(guī)火電廠不同外，其他系統(tǒng)大致相同。造成秸稈電廠投資高的主要原因有：1設備費用較高。鍋爐、秸稈破碎和上料等設備設計和制造在我國處于起步階段，加上秸稈中的鉀、氯質量分數較高，極易破壞金屬表面的鈍化膜，為防止秸稈鍋爐的受熱面腐蝕而大量采用特種耐腐蝕鋼材。2儲料系統(tǒng)成本高。秸稈體積大質量小，存取秸稈的占地以及秸稈倉庫等相對較大。

2.2 秸稈價格

由于各種類型秸稈的熱值不同，秸稈收購價格存在差異。以某地區(qū)舉例，稻草的熱值為10465kJ/kg，單價280元/t，熱值單價0.0268元/MJ，麥草的熱值為10884kJ/kg，單價300元/t，熱值單價0.0275元/MJ，稻殼的熱值為13395kJ/kg，單價380元/t，熱值單價0.0284元/MJ。

由于秸稈資源較分散，而秸稈又是體積大質量較小的燃料，因此收購難、運輸難導致成本居高不下。在實際收購中，還受含水率不同的影響。目前，根據實際的收購情況，秸稈價格折合到熱值上大約為0.0275元/MJ。此外，秸稈質量輕，體積大，導致運輸車輛超寬超高。往往運輸一趟，要被過境的公路收費站罰上兩次錢；由于運輸秸稈沒開辟“綠色通道”，過橋、過路費是個不小的數字。這樣，秸稈運送到公司后，價格就又上浮了不少。

2.3 電廠熱效率

考慮到秸稈燃料收集和輸送的特殊性，秸稈電廠單機容量都較小，而目前秸稈發(fā)電使用的循環(huán)流化床爐，其設計在國內還處于探索階段，缺乏相關的專業(yè)技術儲備，大多是在燃煤爐基礎上改型的，其材料、設計和制造工藝還不成熟，存在許多需要改進的地方，如鍋爐、汽輪發(fā)電機等關鍵設備運行比較穩(wěn)定，但給水泵、螺旋給料機、上料系統(tǒng)、引風機等輔助設備質量還不夠穩(wěn)定。而設備的不穩(wěn)定，就會影響到整個秸稈發(fā)電系統(tǒng)不能穩(wěn)定運行，要不時停產檢修，極大地影響了項目效益。

而且秸稈燃料普遍存在含水率高、雜質多的問題，鍋爐實際運行效率低于常規(guī)火電廠鍋爐。

同時，秸稈電廠的輔助設備比常規(guī)火電廠多，秸稈破碎、風機和水泵等耗電量也比較大，并且變頻調速等節(jié)能技術還未全面應用。

另外，秸稈電廠自身能耗大，也導致了發(fā)電成本的居高不下。秸稈電廠的廠用電率一般在12%～13%，約為常規(guī)火電廠廠用電率的兩倍。

上述因素導致了秸稈電廠的熱效率遠低于常規(guī)火電廠，增加了秸稈電廠的發(fā)電成本。

2.4 上網電價

2010年國家發(fā)展改革委發(fā)布《關于完善農林生物質發(fā)電價格政策的通知》出臺了全國統(tǒng)一的農林生物質發(fā)電標桿上網電價標準?！锻ㄖ芬?guī)定，未采用招標確定投資人的新建農林生物質發(fā)電項目，統(tǒng)一執(zhí)行標桿上網電價每千瓦時0.75元（含稅）。通過招標確定投資人的，上網電價按中標確定的價格執(zhí)行，但不得高于全國農林生物質發(fā)電標桿上網電價。同時，繼續(xù)實行全國分攤政策，農林生物質發(fā)電超出常規(guī)能源發(fā)電價格的部分，通過全國征收的可再生能源電價附加分攤解決。初步測算，農林生物質發(fā)電價格平均每千瓦時上漲約7分錢。

2.5 經濟效益分析

以一個實際工程為例，新建1×30MW抽凝式汽輪發(fā)電機組，配1臺130t/h高溫高壓生物質燃料鍋爐，本建設項目發(fā)電工程靜態(tài)投資為28129萬元(單位造價約9376元/kW),建設期貸款利息990萬元，廠外收購點投資為3000萬元（單位造價約1000元/kW）工程動態(tài)總投資32119萬元（單位造價約10706元/kW）。秸稈價格280元/t，秸稈的熱耗10500kJ/kWh，發(fā)電標煤耗：398.85kg/MWh，年利用小時：6000小時，電廠定員：98人，年人均工資：50000元/人.年，福利系數為：60%，年發(fā)電用水量：63.6萬m3，發(fā)電廠用電率：11.26%，水價：3.8元/噸，材料費：12.00元/MWh，其他費用：16.00元/MWh，基準收益率：8%,工程上網電價是按企業(yè)的銷售收入滿足發(fā)電成本、稅金、所得稅、企業(yè)盈余公積金、貸款償還的情況下，同時滿足投資方資本金應得的分利條件下測定的。經測定按投資方內部收益率9%計算期內的平均上網含稅電價為727.80元/MWh，接近生物質發(fā)電上網標桿電價750元/MWh，由此可以看出企業(yè)利潤空間很小。

通過財務分析我們發(fā)現，影響秸稈電廠的上網電價的敏感因素為發(fā)電小時、總投資、秸稈價。所以在考慮國內秸稈電廠面臨的問題的時候，應該首先從這幾個方面著手。

3 秸稈電廠目前面臨的問題及建議

秸稈電廠項目存在四個主要問題：一是工程造價高，單位千瓦造價是常規(guī)火電的3倍左右；自身能耗大，燃料成本高，280元/噸的秸稈價格折成標煤的價格約為566元/噸。二是技術不成熟，導致稻、麥秸稈實際消耗量嚴重低于設計水平，我們所做的經濟評價及分析都是以設計值為標準，但在實際運行時，一般達不到這一狀態(tài)。三是秸稈收購、儲運難度大。一般秸稈供給方比較分散，所以對于一臺30MW的秸稈發(fā)電廠要相應的建十幾個秸稈收購點。這樣既使初投資增加，也使建成后運行費用增加。四是配套政策和標準尚不完善，制約了秸稈電廠項目的技術進步及產業(yè)化發(fā)展。

如何經營秸稈電廠項目不虧并略有盈利，促進秸稈電廠健康而持續(xù)的發(fā)展，有以下對策措施：

3.1 提高秸稈電廠設計水平

針對秸稈電廠項目的特點，制定秸稈電廠設計技術規(guī)范，規(guī)范秸稈電廠各系統(tǒng)的規(guī)范化設計，使將來的秸稈電廠設計技術逐步發(fā)展并走向成熟，在不久的將來，秸稈發(fā)電設計將如火電設計一樣具有屬于自己的設計流程和標準。

3.2 降低投資、穩(wěn)定機組運行

企業(yè)要把降低成本作為當前的首要任務。通過對秸稈發(fā)電設備的技術改造、改進，使秸稈電廠的單位發(fā)電燃料消耗和發(fā)電廠用電率降下來，讓發(fā)電利用小時和單位裝機容量發(fā)電量升上去。通過加強技術支持和組織技術攻關，解決成本投資高、運行穩(wěn)定性差的問題。

3.3 有效控制秸稈收購成本

合理確定項目布點，藏草于民，保證燃料供應充足，收購、運輸便捷。同時，在秸稈運輸上，真正落實“綠色通道”免征費等相關政策等。

3.4 制定優(yōu)惠政策

明確秸稈發(fā)電項目的公益性定位，制定節(jié)能優(yōu)惠政策。爭取合理的上網電價，通過經濟論證，合理比較，可爭取適當提高補貼電價。同時，爭取稅收等政策支持。建議有關部門根據當前秸稈電廠的實際情況，適當調整秸稈發(fā)電的上網電價。

4 秸稈發(fā)電的前景

目前，我國的秸稈發(fā)電剛剛起步，主要設備及技術還不成熟，通過技術引進、消化吸收和研究開發(fā)等手段，提高秸稈的設計和制造水平，同時，不斷完善秸稈收購的渠道和收購體系，降低秸稈的收購價格，由此提高秸稈電廠的市場競爭力，為社會經濟的發(fā)展做出新的貢獻。

開發(fā)利用可再生能源，對于保障能源安全、保護生態(tài)環(huán)境、實現可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。國家已經決定，將安排資金支持可再生能源的技術研發(fā)、設備制造及檢測認證等產業(yè)服務體系建設?？偟恼f來，生物質能發(fā)電行業(yè)有著廣闊的發(fā)展前景。

[1]可再生能源法

[2]電網企業(yè)全額收購可再生能源電量監(jiān)管辦法

[3]可再生能源發(fā)電價格和費用分攤管理試行辦法

[4]關于完善農林生物質發(fā)電價格政策的通知