关键词：规模化生物质发电；直燃发电；资源；技术
1、发展现状
1.1全国生物质发电项目进展情况
2006年前，我国生物质发电总装机容量约为2000 MW，其中蔗渣发电约占1700 MW以上，主要是蔗糖厂利用蔗渣发电：其余是碾米厂稻壳气化发电装置，装机容量一般为160～200 kW;以农业废弃物为原料规模化并网发电项目几乎是空白。
2006年1月1日《中华人民共和国可再生能源法》生效，随后相继出台一系列有关生物质发电的实施细则，如《可再生能源发电有关管理规定》、《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》以及《可再生能源发展专项资金管理办法》等，极大地激发了各地发展生物质发电产业的积极性。
2006年底，由国家发改委和各省发改委核准的生物质发电项目已有近50处，总装机容量超过1500 MW;其中2006年核准38处，总装机容量为1284 MW，总投资约100亿元，现已有7处建成并网发电。除了生物质直燃发电外，生物质一煤混燃发电示范工作也有所进展。我国生物质发电已经从设想进入了试点示范阶段。
国家电网公司、中国节能投资公司等国有大公司投资建设的生物质发电项目占上述核准项目的70%以上，其中国家电网公司、中国节能投资公司还专门组建了生物质能源公司，专业从事生物质发电项目的投资和运营。
1.2生物质发电示范项目基本情况
1.2.1单县生物质直燃发电
国能单县生物发电有限公司是由国能生物发电有限公司投资兴建。建设规模为1x25 MW单级抽凝式汽轮发电机组，配1台130 t/h生物质专用振动炉排高温高压锅炉。按年运行6000h计算，年发电量约1.5亿kWh。单县生物发电工程年消耗生物质灰色秸秆燃料16～20万t，主要以破碎后的棉花秸秆为主，可掺烧部分树枝、桑条、果枝等林业废弃物。每年产生8000t左右草木灰，这些草木灰是高品质的钾肥，可以直接还田使用。
国能单县生物发电项目具有以下特点。
①该项目是国内第1个建成投产并网发电的规模化生物质直燃发电工程。项目采用丹麦生物质直燃锅炉技术，由国内生产制造的第1台高温高压生物质直燃发电锅炉：炉前给料系统选用的直线移动螺旋给料机、双列平板给料机等设备都是国内第1次设计和制造的。该项目在收集、储运以及日处理约600t农林废弃物方面，在引进国外关键技术装备与国产设备联动调试、系统调试、燃烧调整方面，在国内原料供应与整个锅炉燃烧适应性等多方面，都做出了富有创新性的、十分有意义的探索。
②单县生物质发电项目秸秆收储运系统是目前国内第一个实际运行的，日吞吐量600多t秸秆等农林废弃物的收储运系统。单县生物质发电秸秆收储运系统的运营结果说明，在市场经济条件下，按照价值规律办事，在中国进行农村生物质燃料规模化开发利用是可行性的。单县生物质发电秸秆收储运系统的设计及运营经验，对于中国农村生物质资源规模化开发利用，对于生物质发电产业都具有十分重要的借鉴和指导作用。
国能单县生物发电项目成功投产并网发电，标志着中国农村生物质资源收储运系统是完全可以适应规模化生物质发电技术与装备的。随着引进技术的消化吸收和制造、运营成本的下降，规模化生物质发电技术在中国推广应用，在技术经济上也是完全可行的。
1.2.2宿迁生物质直燃发电
中节能（宿迁）生物质能发电有限公司投资建设的宿迁秸秆直燃发电示范项目建设规模为2x12MW，包括2台75 t/h中温中压循环流化床燃烧秸秆锅炉，配置1台12MW冷凝式汽轮发电机组和1台12 MW抽凝式汽轮发电机组以及相应的辅助设施。按年运行6500h计算，年发电量约1.63亿kWh。2006年5月工程启动，12月20日锅炉点火。项目每年可燃烧秸秆17～20万t，外供电力1.32亿kWh，年销售收入8500万元，利税1500万元。
该项目具有以下主要特点。
①采用自主开发的可适用于多品种和多包型的秸秆粉碎、输送和燃烧设备，该系统可以燃烧水稻、小麦、玉米、棉花、花生、大豆、油菜、稻壳、树皮及桑树枝条等10多种秸秆，实现了中国农村秸秆资源的有效利用，为秸秆资源的综合利用开创新的技术路线。
②该项目是世界上第1个大规模以稻秆为主要原料的秸秆示范项目。稻秆灰含量高，热值比棉秆低约2100kj/kg。此外，稻秆等“黄秸秆”具有高氯高碱、低密度等特性，而棉秆、林业废物等“灰秸秆”氯、碱等有害元素含量通常较低（可节省锅炉制造成本），密度也比较大（可节省运输成本），热值也远高于“黄秸秆”（可节省燃料采购成本），这就对以“黄秸秆”为主要原料的秸秆发电设备提出更高的要求。
③该项目是第一个采用我国自主研发，拥有完全自主知识产权的国产化秸秆直燃发电设备的示范项目，它的秸秆上料系统和循环流化床锅炉均为国内首创，已经申请了国家专利；项目的建成投产将推动我国在相关技术领域自主创新能力的形成和设备的国产化进程。
1.2.3十里泉生物质掺混发电
华电国际电力股份有限公司所属十里泉发电厂5#机组秸秆发电工程项目，引入了欧洲生物发电工艺和关键设备，在5#机组(锅炉容量为400t/h．配套机组容量140MW)上增加一套秸秆粉碎及输送设备，增加2台秸秆燃烧器，对供风系统及相关控制系统也进行了调整改造。锅炉原有结构和参数基本不变，既可单独烧煤，也可混烧秸秆与煤。2005年11月底项目总体调试投入运行。目前锅炉燃烧稳定，运行正常。该项目主要生物质原料是麦秆和玉米秆，秸秆到厂平均价格约350元／t。按照项目设计能力，人炉秸秆热值占总人炉热值的18.6%，按机组年运行7446h进行计算，年消耗秸秆10,5万t。
十里泉发电厂秸秆发电项目是国内第1个秸秆和煤粉混合燃烧、第1个在老机组上改造、第1个利用长管道输送秸秆粉末的秸秆直接燃烧项目。项目的成功运行，实现了秸秆混合燃烧发电从理论到实践的飞跃，填补了国内秸秆发电技术的空白。
秸秆与煤粉混燃发电工艺与全秸秆直燃发电工艺相比，具有以下显著特点。
①技术成熟、改造投资低。单位装机成本仅是秸秆直接燃烧发电的1/3。预计关键设备国产化后，投资还将减少一半，仅为直燃发电的1/6左右。
②可以根据生物质燃料资源供应量调节掺烧比例，发电企业运营风险小。
③为小火电改造开辟一条新路。对有改造价值的燃煤小火电进行生物质能发电改造，‘主要改造锅炉燃烧设备，汽轮机、发电机等都不需要再投资，与新建秸秆发电机组相比，改造工作量小，资金投入少，建设周期短，见效快。
1.3生物质发电支农、环保、发展可再生能源效益显著
秸秆规模化发电可以增加农民收入，有效解决秸秆焚烧造成的环境污染和资源浪费，对于拉动农业经济发展，建设社会主义新农村具有重要意义。
1.3.1增加农民收入
一个25 MW生物质发电项目，年平均消耗农林剩余物15～20万t，农林剩余物平均初始价格为150元/t．经过收集、加工、运输等环节，到厂平均收购价格约为300元/t，每个项目可为当地农民增加4500～6000万元的现金收入。此外，由于原料收集系统的所有工作均由当地农民完成，生物质发电项目还可为当地农民提供大量的就业机会。
1.3.2环保效益显著
生物质发电项目的建成产生了显著的环保效益。随着农村经济的发展，农民生活水平不断提高，生活用能中商品能源的比例大幅上升，传统的农林剩余物燃料大量过剩，秸秆焚烧严重影响农村、城市大气环境和交通运输的安全。据测算，一个25 MW生物质电厂每年可减少C02排放10万t，减少S02排放1500t。生物质发电项目的建成，使秸秆成为商品，从根本上解决了秸秆焚烧问题，减少了温室气体排放，改善了农村居住环境，增加了农民的经济收入。
1.3.3发展可再生能源
与常规能源发电相比，单个生物质发电项目规模较小，一个25 MW生物质发电项目每年约可替代化石能源5万t标煤。根据《可再生能源“十一五”规划》要求，2010年我国生物质发电装机容量为5 000 MW，届时每年可替代化石燃料1000万t标煤。2020年，生物质发电总装机容量为30000 MW时，可替代化石能源超过6000万t标煤，相当于6个大型煤矿的年产量。
1.3.4生物质规模化直燃发电在中国是可行的
生物质规模化直燃发电厂建成运行的实践证明，生物质直燃发电在中国是可行的。中国的农业生产虽然比较分散，但在市场经济条件下，通过建立适当的生物质原料收集系统，是可以为规模化发电提供原料保障的。生物质发电锅炉的研制或引进技术的本地化生产，以我国目前的设备设计制造水平，不存在不可逾越的障碍。
2、生物质发电产业示范发展阶段存在的问题
2.1有关生物质资源对生物质发电产业发展的重要性问题认识不足
生物质发电项目具有很好的支农、环保和发展农村经济的经济、社会效益，各地建设生物质发电项目的积极性十分高涨。但是，由于没有进行科学的资源调查，忽略了对秸秆资源量和收购价格有重要影响的诸多因素的研究分析，使得资源保有量、资源的价格预测值与实际情况发生很大偏差，导致生物质发电规划和项目建设的盲目性。
单县生物质电厂建设前，2004年棉花种植面积为3.33万hm2，有一定的生物质资源量。2006年，由于种植结构调整，当地增加种植1.33万hm2山药，棉花种植面积减少。在山药生长过程中需要棉花秸秆作为支架，导致计划用于发电的棉秆资源大幅度减少。宿迁生物质发电项目立项资源调查认为，在50 km范围内的秸秆资源可供应量，可以满足建设25 MW电厂的需要。2007年，项目投产运行时，实际秸秆的收购半径已经扩大到150km，收购成本上升。更为严酷的现实是，2007年3月，在宿迁生物质发电项目50km范围内的邻界泗阳县，一座30 MW的发电项目又开始建设。项目总投资3亿元，占地面积10hm2，每年可消耗农村废弃物约22万t。
生物质发电示范项目的实践表明，中国大部分县域范围内的农林生物质资源，难以保证一个25 MW发电厂长期稳定运行对燃料的需求。随着农村经济的发展，农业产业结构的调整和农民收入水平的提高，生物质资源量在不断变化，收集成本的增加是必然的趋势。目前，生物质发电产业刚刚起步，建设项目逐年增加，如果对影响生物质资源变化的诸多影响因素缺乏深入、严谨、客观的调查分析，没有做好化解生物质资源可供应量和到厂价格风险的准备，缺乏规划或者项目布局不合理，将使生物质电厂的正常运行和预期经济效益的实现受到严重影响，也将阻碍生物质发电产业的健康发展。
2.2缺乏生物质能开发利用服务产业
2.2.1建立生物质能开发利用服务产业是十分必要的
生物质能在资源种类、工艺技术路线、开发利用方式及项目管理等方面具有多样性的特点。
①生物质资源种类多样，主要来源于农业、林业和城镇，形态各异，能量密度低，收集、运输、存储和利用有一定难度。
②技术路线具有多样性。目前，生物质能开发利用至少有生物质发电（直燃、气化、混燃）、生物质成型燃料（经过秸秆颗粒机或者秸秆压块机压制生产而成，如下图所示）、沼气和生物质液体燃料等4个完全不同的技术路线。技术路线的不同，导致可利用的生物质资源种类、性能的不同，相应的技术规定、设计规范、产品标准、市场准人条件和管理内容等都有极大不同。
③涉及的行业和政府部门较多。生物质能开发利用涉及的不仅是农业、林业等少数行业，它必须由国家可再生能源主管部门负责，协调科技、农林、能源、交通、环保、市政等多个政府部门和行业共同工作，加强协调，统筹兼顾，才可能较顺利发展。
2.2.2生物质能开发利用服务产业的主要工作
由国家能源主管部门牵头，定期召开生物质能相关部门、技术开发机构、技术依托单位参加的联席会议，推动生物质能开发利用服务产业的发展。
“十一五”期间，技术开发机构应加快引进技术的消化和吸收，加快实现关键设备的国产化；组织国内发电设计、设备制造和相关运营行业的重点企业和专家，研发具有自主知识产权的生物质发电技术与设备。
技术依托单位要根据政府主管部门的要求，组织协调全国生物质资源调查评价、规划编制工作；起草促进生物质能开发利用的标准规范、政策法规及实施细则以及生物质开发利用示范项目日常管理工作等。具体到农林废弃物生物质能的开发利用，有关技术依托单位在政府主管部门领导下，协助组织开展生物质能资源调查、培训，组织各省（市）开展资源调查评价工作，汇总整理调查评估结果，协助撰写资源调查评估报告，编制生物质能开发利用规划；牵头组织起草有关标准、技术规范、法律法规和实施细则；承担示范项目的审查评估，跟踪调查，经验总结，项目后评估以及人员培训、专家体系建立、数据库及网站建设等工作。
2.3技术装备问题
由于国内进行技术消化吸收和标准转换，并在国内组织生产制造的生物质发电锅炉只有130t/h高温、高压生物质振动炉排直燃发电锅炉，同时，由于规模化生产产量不大，加上锅炉本身合金钢材料费用高，加工难度大，致使采用国外技术的锅炉价格居高不下。
采用国产技术和设备可能降低项目的初期投资额度。目前，秸秆发电国产化技术和设备还处于研发和试运行阶段，系统的可靠性、稳定性和系统优化性等诸方面还需要进一步完善提高。自主创新技术在研究开发过程中不可避免出现技术失败，需要修改与完善，投资人还要为此支付额外的费用，承担在后续运行期间由此造成的生产中断、年发电小时数减少等一系列效率和稳定性方面的经济损失，这是生物质发电领域国产设备自主创新的最大风险和问题。
2.4部分相关政策需要进一步细化落实问题
生物质发电示范工程还无法得到发展专项资金的资助。示范项目对推动生物质发电产业有着巨大的作用，但示范工程的建设投资必然高于成熟项目，如研发的风险和超额成本都由企业承担，降低了企业的市场竞争力。目前，《可再生能源发展专项资金管理暂行办法》资助“可再生能源开发利用的科学技术研究、标准制定和示范工程”的实施细则和具体的操作程序尚未出台。
生物质发电尚未得到明确的税收优惠政策。生物质发电企业的原料来自农民，无法获得增值税发票，企业也无法得到增值税抵扣，变相地加重了企业的税赋，实际增值税率已经高于常规能源发电，这与国家产业政策是相悖的。
2.5生物质混燃发电掺烧量计量监管问题
秸秆混合燃烧技术在我国推广应用尚存在一些问题。首先，在政策上国家规定，常规化石能源超过20%的生物质混烧项目不给予财政补贴，这就限制了生物质混燃发电技术的推广应用；其次，在技术上，目前缺乏有效地、准确地核实秸秆掺烧量的设备和措施，这个问题不解决，即使制定秸秆混合燃烧优惠政策，也难以得到落实。
3、建议
3.1做好生物质资源调查评估和生物质发电规划工作
生物质资源调查是生物质利用规划的基础，也是保证生物质发电产业有序发展的根本。建议由国家发改委负责，会同农业部、林业部，抓紧组织相关技术支持单位制定资源调查的技术规范和管理办法，并开展全国资源调查和评价工作。在资源调查的基础上，编制全国和省级生物质发电规划，防止盲目建设。
3.2加大生物质发电服务产业的支持力度
由于生物质发电、生物质成型燃料、沼气和生物质液体燃料等4种主要的生物质开发利用方式在资源、工艺技术、项目管理等方面存在较大差别，建议根据目前各部门或有关社会中介机构已有的工作基础，确立几家各有侧重点的技术依托单位。
建议建立国家可再生能源技术研发中心，加快引进技术的消化和吸收，加快实现关键设备的国产化；组织国内发电设计、设备制造和相关运营行业的重点企业和专家，研发具有自主知识产权的生物质发电技术与设备。’
建议“十一五”期间，启动生物质能开发利用专项基金，支持开展生物质能开发利用产业服务体系能力建设和相关工作。
3.3进一步完善相关鼓励政策
建议出台补充文件，将生物质发电列入《可再生能源专项资金管理办法》中专项资金重点扶持目录。
建议财政部、国家税务总局出台一个《财政部国家税务总局关于部分资源综合利用及其他产品增值税政策问题的通知》（财税[2001]198号文）的补充通知，将生物质发电纳入税收优惠范畴，对生物质发电增值税实行即征即退。
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