火电厂自动化专题3

火电厂自动化专题

结课报告

( 2012 -- 2013 年度第 1 学期)

课程名称：火电厂自动化专题院系：动力工程系

班级：自动化09K1

学号：0919********

学生姓名：秦术员

成绩：

2012 年10月

对生物质发电的认识

1、生物质发电的定义：

生物质发电是指利用生物质所具有的生物质能进行的发电，是可再生能源发电的一种，包括农林废弃物直接燃烧发电、农林废弃物气化发电、垃圾焚烧发电、垃圾填埋气发电、沼气发电。

2、生物质发电的发展：

世界生物质发电起源于20世纪70年代，当时，世界性的石油危机爆发后，丹麦开始积极开发清洁的可再生能源，大力推行秸秆等生物质发电。自1990年以来，生物质发电在欧美许多国家开始大发展。

中国是一个农业大国，生物质资源十分丰富，各种农作物每年产生秸秆6亿多吨，其中可以作为能源使用的约4亿吨，全国林木总生物量约190亿吨，可获得量为9亿吨，可作为能源利用的总量约为3亿吨。如加以有效利用，开发潜力将十分巨大。为推动生物质发电技术的发展，2003年以来，国家先后核准批复了河北晋州、山东单县和江苏如东3个秸秆发电示范项目，颁布了《可再生能源法》，并实施了生物质发电优惠上网电价等有关配套政策，从而使生物质发电，特别是秸秆发电迅速发展。

最近几年来，国家电网公司、五大发电集团等大型国有、民营以及外资企业纷纷投资参与中国生物质发电产业的建设运营。截至2007年底，国家和各省发改委已核准项目87个，总装机规模220万千瓦。全国已建成投产的生物质直燃发电项目超过15个，在建项目30多个。可以看出，中国生物质发电产业的发展正在渐入佳境根据国家“十一五”规划纲要提出的发展目标，未来将建设生物质发电550万千瓦装机容量，已公布的《可再生能源中长期发展规划》也确定了到2020年生物质发电装机3000万千瓦的发展目标。此外，国家已经决定，将安排资金支持可再生能源的技术研发、设备制造及检测认证等产业服务体系建设。总的说来，生物质能发电行业有着广阔的发展前景。

3、生物质发电的意义：

（1）增加我国清洁能源比重，利用生物质发电是解决能源短缺途径之一：

据估计，植物每年贮存的能量约相当于世界主要燃料消耗的10倍；而作为能源的利用量还不到其总量的l%。这些未加以利用的生物质，为完成自然界的碳循环，其绝大部分由自然腐解将能量和碳素释放，回到自然界中。事实上，生物质能源是人类利用最早、最多、最直接的能源，至今，世界上仍有15亿以上的人口以生物质作为生活能源。生物质燃烧是传统的利用方式，不仅热效率低下，而且劳动强度大，污染严重。

通过生物质能转换技术可以高效地利用生物质能源，生产各种清洁燃料，替代煤炭，石油和天然气等燃料，生产电力。而减少对矿物能源的依赖，保护国家能源资源，减轻能源消费给环境造成的污染。专家认为，生物质能源将成为未来持续能源重要部分，到2015年，全球总能耗将有40%来自生物质能源。意义：1. 缓解我国能源短缺，保证能源安全。2. 治理有机废弃物污染，保护生态环境。

人类使用的三大主要能源是原油、天然气和煤炭，但它们都是不可再生的能源。据国际能源机构的统计，这三种能源还能供开采的年限，分别只有40年、50年和240年。开发新能源已成为人类发展中的紧迫课题，核能还将有所发展，太阳能、风能、地热能、波浪能和氢能这五种新能源，今后将会优先获得开发利用。另一个值得重视的新能源是可再生的生物能源。我国虽已探明煤储量6000亿t，石油70亿t，水力发电6.8亿k但由于1978年以来我国总的能源利用率已超过30％，能源分布不均匀，能源产量低和农村能源供应短缺等因素，致使能源供应趋于紧张。开发利用生物能源，在这方面可以起到显著的缓解作用。特别是在农村年产稻壳3225万t，玉米芯1250万t，甘蔗渣400万t，棉籽壳200万t，糠醛渣

30万t，人畜粪便1380万t的条件下，可用微生物作用年产沼气达14.28×108m3，相当于25.94×106t标准煤，从而彻底改变现在农村能源短缺的状况。

按目前国内外研究水平，燃料电池汽车、电动汽车、氢动力汽车等仍有很多技术上不确定性，何时投入运营是未知数。混合动力汽车造价高，而且仍以成品油消耗为主。另一方面，石油的应用不仅仅是作为交通运输的动力，其衍生的乙烯等化工产品还是比钢铁应用更广泛的基础材料。因此，发展生物能源是必然之路，眼前解决车用燃油问题，中、长期解决后石油时代的能源、原材料问题。

目前，国际上生物能源技术相对成熟，替代石油的路线是：谷物、秸杆、其它植物等－发酵－乙醇－车用油、乙烯、无毒溶剂及上百种化工、原材料产品等；另一种是利用劣质食用油、麻疯树籽等直接加工生产高品质车用柴油。无论何种生物质转化，都是我国资源的“长腿”。发展生物能源是农业大国和“缺油多煤”资源现状化短为长的最佳契机。

（2）生物质发电可以减少大气污，改善环境：

我国现在因利用能源而导致严重的环境污染，例如烟尘和SO2年排放量为2857万t，燃烧后的垃圾排放为年均573000万t，因薪柴之用破坏森林植被导致每年土壤流失50亿t。利用生物生产能源和对其进行利用，不仅没有环境污染问题出现，而且还可使目前污染严重的环境状况得以缓解。数百年来在燃料王国里唱“主角”的煤和石油都是远古时代的动植物生成的，那么能否种植能源作物，直接从能源作物生产燃料？这是21世纪普遍关注的一个新问题。理想的生物燃料作物应具有高效光合能力，到目前为止，科学家们已发现了40多种能够生产“石油”的植物。

生物质能是由植物与太阳能的光合作用而贮存于地球上植物中的太阳能，最有可能成为21世纪主要的新能源之一。据估计，植物每年贮存的能量相当于世界主要燃料消耗的10倍，而作为能源的利用量还不到其总量的1%。通过生物质能转换技术，可以高效地利用生物质能源，生产各种清洁燃料，替代煤炭、石油和天然气等燃料。由此可见，发展生物质能源，对保障我国未来能源安全具有重要作用。

（3）生物质能发电可增加农民收入，缩小城乡差距：

我国年产秸秆６亿ｔ左右，造肥还田、家庭燃灶消耗约３５％，剩余４亿ｔ秸秆没有利用。若秸秆以１５０元／ｔ收购，农民可增加收入６００亿元，对增加农民收入，提高农民生活水平大有好处。河南省年产秸秆６０００万ｔ，有４０００万ｔ尚未利用。如果将４０００万ｔ秸秆用来发电，节省下来的发电燃煤量相当于一个大煤矿的产量，农民收入也将增加６０亿元。国家经济发展，人民生活水平的提高，能源紧缺的解决，都必须走可持续发展的道路，秸秆发电正是解决这些问题的关键之一。

4、生物质发电目前存在的问题：

我国第１台总投资近３０００万元燃用谷壳、木屑、稻草的江苏兴化中科生物质能发电有限公司装机容量５ＭＷ，目前上网电价为０．５８５元／（ｋＷ?ｈ），而江苏省火电上网电价大约是０．４５元／（ｋＷ?ｈ）。运行不到１年已经亏损１００多万元，每月都要亏损１０多万元，被迫停产。所以，秸秆发电工程的发展，要解决以下几个问题：

a)电价补贴没有落实到位

据了解，秸秆发电上网电价随着投资的不同在０．５８～０．７元／（ｋＷ?ｈ）之间。但在《可再生能源法》出台后明确规定国家给予０．２５元／（ｋＷ?ｈ）的电价补贴，所发电量电网全额收购的政策应该得到落实，不然在竞价上网的市场中就失去优势。当前生物质发电处在发展初期，政策环境仍不完善，尤其需加强扶持的力度。要加快出台一些符合实际情况、企业需要的配套政策。据说，一些切合实际，贴近企业发展的财税政策将要出台，将会有力地推动生物质发电产业的发展。

b)缺乏专门制造燃用农林废弃物的锅炉

已有燃用秸秆等的专用锅炉，但在设计和制造上经验不足，制造成本高，运行可靠性差和配套设施不完备，使得运行成本高，投资过高，限制了推广应用。

c)运行成本高不利于竞价上网

由于总投资普遍高于一般火电厂，必然导致发电成本要高。而一座２４ＭＷ燃用秸秆热电厂，年燃用秸秆２３．７ｌ万ｔ。电厂３０—５０ｋｍ半径范围内，要设８一１０个收购站，到分散的农户收购秸秆，集中打包、储存、运输，分批送到电厂，这个过程耗费大量的人力物力，秸秆收购成本要在２００元／ｔ以上，与煤价相当，所以不利于竞价上网。值得注意的是秸秆价格很难控制，会很快升高，这才是问题的所在。前面提到的江苏兴化中科生物质发电有限公司亏损原因就是原稻壳前期调研时只有０．０５元／ｋｇ，现在涨到了０．１５元／ｋｇ，电价当然也要上浮。

d)缺少一批这方面的专业技术人才

生物质燃料多种多样，性质也有很大差别，所以不同生物质燃料的炉型和燃烧技术也不尽相同，需要专业人员研究开发和改造，生产运行中不断完善管理和操作方法，只有这样才能使这一技术成熟和发展，制造出不同炉型和配套设备，并完善燃烧技术。

e)可研阶段所得结果过于理想化

可研报告所有取值和结果太理想化，和实际有较大出入，例如，收购的分散性、难度及价格就是很大的变数，天气以及干旱、洪涝灾害粮食及秸秆减收，都将得不到充足的燃料供应，还有技术及设备原因等都将造成减产、停产损失，影响回收年限，将对生物质发电产业的发展产生不利的影响。

5、生物质发电的前景：

目前国家在生物质能发电的上网电价上给予了扶持，每千瓦时电价比火电高两角钱左右，但是，我国的扶植力度与欧美国家比还是有差距。欧洲一些国家除了电价，在税收上的扶持力度更大。欧洲一些电厂之所以经营得好，有很重要的一条，人家的原料不仅不付钱，而且

由于秸秆是按照垃圾处理，还要征收垃圾处理费，因此可以良性发展。我国与国外情况不同，一方面要通过发电避免农民焚烧秸秆引起污染等社会问题，一方面又要通过发电扶助农民。基于以上两点，不仅秸秆收购价格不能过低，而且随着此类项目的增多，收购价格还在上升。如国家在确定生物质能发电的上网电价补贴时，秸秆每吨价格被定在100元左右，而秸秆实际收购价格已达200—300元/吨，如此高的原料成本增加了企业成本预算，以山东秸秆发电的上网电价为例，实际成本在0.65元/千瓦时左右，脱硫标杆上网电价(0.344元/千瓦时)加上政府补贴电价(0.25元/千瓦时)，总计为0.594元/千瓦时，亏损显而易见。亏损的状态迫使部分生物质能企业停产，因此国家在税收等政策上进一步加大扶持力度就显得非常重要。

国家发改委能源局可再生能源处周篁博士近日在河北省晋州生物质发电项目开工仪式上介绍说，生物质直接燃烧发电（简称生物质发电）是目前世界上仅次于风力发电的可再生能源发电技术。据初步估算，在我国，仅农作物秸秆技术可开发量就有6亿吨，其中除部分用于农村炊事取暖等生活用能、满足养殖业、秸秆还田和造纸需要之外，我国每年废弃的农作物秸秆约有1亿吨，折合标准煤5000万吨。照此计算，预计到2020年，全国每年秸秆废弃量将达2亿吨以上，折合标准煤1亿吨相当于煤炭大省河南一年的产煤量。

致公党中央在全国政协十届四次会议上的发言中提出，我国生物质资源生产潜力可达650亿吨/年，折合33亿吨标准煤，相当于每年化石资源消耗总量的3倍以上。中国工程院专家预测说，2015年，全球总能耗将有4成来自生物。大力加强生物质产业的开发与培育，对于缓解能源短缺、改善环境、扩大乡镇产业规模、促进循环经济的发展具有重要意义。

我国是世界上人口最多的国家，国民经济发展面临资源和环境的双重压力。从人均化石

能源资源量看，煤炭资源只有世界平均水平的60%，石油只有世界平均水平的10%，天然气只有5%。从能源生产和消费来看，目前我国已经成为世界上第二大能源生产国和第二大能源消费国，大量生产和使用化石能源所造成的环境污染已经十分严重。专家认为，随着经济的发展和人民生活水平的提高，我国的能源需求将快速增长，能源、环境和经济三者之间的矛盾也将更加突出，因此，加大能源结构调整力度，加快可再生能源发展势在必行。

根据国家“十一五”规划纲要提出的发展目标，未来将建设生物质发电550万千瓦装机容量，已公布的《可再生能源中长期发展规划》也确定了到2020年生物质发电装机3000万千瓦的发展目标。此外，国家已经决定，将安排资金支持可再生能源的技术研发、设备制造及检测认证等产业服务体系建设。总的说来，生物质能发电行业有着广阔的发展前景。

6、分析与建议：

生物质发电成功与否的关键在生物质秸秆燃料的组织和管理，解决这一问题应分两步。

（1）初期需依靠地方政府行政引导、组织和政策支持，使广大农村和农民理解生物质发电对国家、社会和个人的巨大作用，理解生物质秸秆的出售不同于普通自由化竞争的商品，鼓励农民积极出售秸秆，增收去废。政府应负责科学地组织建立起整个收购、储存和运输网络，保证充足的生物质秸秆燃料(合理的价格)供应。

（2）条件成熟时逐步市场化。生物质发电企业应创新管理，创新思维，加快自主建立生物质秸秆收、储、运网络和模式，用尽快短的时间建立起市场化运营的模式，并力求最大幅度地降低燃料运营成本。生物质秸秆组织的最大难处在于储存，具体模式可考虑化整为零和分级收储2种模式。化整为零即将生物质秸秆以个体农户或村镇为单位，利用空余场地妥善储存，按生物质发电企业生产需要，按计划均衡送货。分级收储即分别设置几个一级中心仓库和多个二、三级小型仓库。按计划逐级调拨使用。

生物质发电企业应在地方政府的大力支持和配合下，根据当地具体情况合理有机选用这二种模式。