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小秸秆电:农村能源供给新途径

来源:经济日报
摘要:一天清晨,农村青年王民没有像以往那样下地耕作,而是去了村里的工厂,那里已有不少村民赶车拉来秸秆等在了厂门口。这些秸秆就是这家工厂的燃料,而村民们则把运来的秸秆换成了由燃烧灰分制成的肥料,手里还多了一叠钞票。这也许就是未来农村小秸秆电厂的最普通的场景。每到夏收季节,我国北方许多地区的农田地里都少不了......

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        一天清晨,农村青年王民没有像以往那样下地耕作,而是去了村里的工厂,那里已有不少村民赶车拉来秸秆等在了厂门口。这些秸秆就是这家工厂的燃料,而村民们则把运来的秸秆换成了由燃烧灰分制成的肥料,手里还多了一叠钞票。这也许就是未来农村小秸秆电厂的最普通的场景。

        如果你对上述情景感到惊奇的话,那么下面的场景或许你并不陌生。每到夏收季节,我国北方许多地区的农田地里都少不了腾腾燃烧的秸秆,它们在消费着大量宝贵资源的同时也在污染着环境。寻找一个适合中国国情,尤其是适合中国广大农村“乡情”的秸秆处理方式是关键所在。



        秸秆处理新方式

        “小秸秆电”,不仅是秸秆处理的好方式,而且是解决中国广大农村能源供给、提高农民收入的良好途径。

        所谓“小秸秆电”,指的是小型的秸秆发电系统,当然发电的燃料可以包括谷壳、稻草、木材等其他生物质资源,但我国农村农产品废弃物绝大多数还是以农业秸秆资源为主。“小秸秆电”定义在装机容量3000千瓦以下,区别于大型的生物质发电系统。我国从2003年起就在全国20多个县启动了“小水电代燃料工程”,并且取得了明显的经济效益和社会效益。但是,小水电工程仅适合水资源比较丰富的地区,尤其是部分山区及丘陵地带,对于不具备这类条件,但秸秆等生物质资源比较丰富的广大平原地区,则应开发“小秸秆电代燃料工程”。

        先来算一笔账,中国人多地少,农村人均耕地一亩左右,以每个农户家庭平均5口人,总共拥有耕地5亩计算,平均每个家庭一年最多产粮5吨,每吨获利600元,最多每个家庭一年获利3000元。如果考虑到每亩地秸秆产量为1吨,每吨150元人民币,则每个家庭可增加获利750元人民币,即增加了家庭收入的25%。

        如果部分农户在小秸秆电厂就业,则其收益就更高。如果一个自然村有300人,根据调查,可以允许30人到小秸秆电厂工作,约占其中的10%,若全面推广小秸秆发电,将惠及8%—10%的农村家庭和人口,如果再推广部分农田种植甜高粱、木薯等能源作物,则同样可以使8%—10%的农民受惠。更吸引人的是,大力推广能源作物,可以让农民转变为产业农民,从而形成一个能源农业。

        此外,小秸秆电还可以成为保证农村能源供给,沟通农村与城市文明的重要渠道。这对一些偏僻的山区地带显得更加突出和重要。我国有许多山区,包括一些革命老区由于交通不便等客观因素一直比较封闭与贫穷。村民种植的农产品也由于交通所限而无法在更大的市场上流通,开山凿路更由于经济因素而无法施行。那么,山民种什么能卖钱呢?“种电”恐怕最方便。通过建设小秸秆发电厂,可以将当地剩余的秸秆等生物质资源很便利的“卖”出去。从某种意义上来看,对山区而言,输电线不仅仅架设了光明,更承载和传递着自城市而来的文明。

        从更广泛的层面上来说,小秸秆电厂的建设与运行不仅能培养一批技术人员,有利于提升农村的机械化层次,推广农村的工业化水平。而且由于小秸秆电厂可以吸收一部分劳力,尤其是青壮年劳力进厂就业,从一定程度上缓解了农村劳动力过剩的问题。



        开发时机逐渐成熟

        小秸秆电对我国经济发展有许多有利之处。首先,由于2吨秸秆的热值相当于1吨燃煤,目前我国农作物秸秆年产量约为6亿多吨,可作为能源用途的秸秆近3亿吨,至少可替代近1.5亿吨的煤炭。如果我国秸秆发电等可再生能源比例能达到国外的先进水平,煤炭紧缺的局面将得到有效缓解,笼罩北方田野的滚滚烟尘也会逐渐散去。

        其次,小秸秆电作为一种分布式能源供应系统,有利于提升电网的安全性水平。由于小秸秆电基本上遵从就近上网的原则,避免了电力的长距离输送,减少了电网末段的线损,有利于节约电力资源。同时,小秸秆电也可以作为电网调峰的一种补充手段。这对于保障电网的有效运行具有一定意义。

        最后,尤为重要的是,小秸秆电是可再生资源,这是与燃煤火电的本质区别。面对化石能源的日渐枯竭,秸秆资源的可再生优势凸现。并且,利用秸秆资源还可以走出农村循环经济的新路子。无论是采取直接燃烧发电还是气化发电的运行模式,发电环节产生的衍生物均可以有效利用,比如焦油可以制成化工原料,灰分可作为肥料返还农田,真正实现了来自于土,返于田的良性循环。

        近年来,我国将高效利用秸秆等生物质能源摆在技术开发与推广的重要地位。《可再生能源法》的颁布实施也为生物质能源的发展创造了有利的外部环境。如2006年1月,国家发展和改革委员会出台了《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》,明确规定了生物质能发电价格将在各地煤电入网标杆价基础上增加0.25元,这样生物质电上网电价将达到0.65元/千瓦时左右,这也进一步表明国家对发展小秸秆电的支持力度。



        (作者单位:中科院广州能源研究所)



秸秆发电为何要“小”

        在农村之所以不宜建大型的秸秆发电系统,或者说不宜大规模的建大型的秸秆发电系统,这主要是由我国农村的“乡情”所决定的。

        首先,由于大型的秸秆发电系统一般都采用西方发达国家比较成熟的技术,国外整个发电系统的效率较国内高,且大都使用单一的生物质燃料发电,没有广泛的使用多种生物质燃料的混合燃烧的先例或良好的适用性,因此,许多进口机组经常会“水土不服”。并且,国外的机组为了提高效率,单个发电系统的设计装机容量比较大,基本上都在2万千瓦以上,这导致每个电厂每年需要30万吨以上的秸秆供应,电厂投资都达2亿至3亿元之巨。因此,最终发出的电力价格会比较偏高,且短期内很难降下来。让大多数农民为了节能或者环保而承担更高的电价,时机尚不成熟。

        其次,大型的秸秆发电系统存在的一个最大风险就是秸秆的收集问题,我国农村人多地薄、自然村相对分散的特点决定了很难在几个自然村的小范围内收集到大型秸秆发电系统所需要的数十万吨秸秆燃料,除非扩大收集半径。这样又涉及到秸秆的收集、分选、运输、储存、防腐等诸多问题,收购成本会急剧上升。

        最后,大型秸秆发电厂的初投资也是很大的问题。动辄上亿元投资的大数目连外资都会掂量,何况是实力相对并不强的民间资本,指望农村地方政府投资就更困难。大投资也意味着大风险,况且是投入到这类新型的农村能源系统中,投资方会慎之又慎。

        这也正是我国大型的秸秆发电系统仅建了几个示范性项目而没有大规模铺开的原因所在。而小秸秆电恰恰规避了上述所有问题,从而优势也就体现出来。技术上,3000千瓦以下的小秸秆电无论采用直接燃烧发电还是气化发电都不存在问题,所需设备全部可以实现国产化,价格相当低廉,总投资不超过1500万元人民币。发电成本的相对低廉保证了农户可以接受的优势电价。资金上,小秸秆电的初投资对国内资本基本上不算大数目,甚至一些个人资本都可以完全承担。秸秆用量上,小秸秆电年需求量不超过2万吨,小秸秆电厂周边的几个自然村的农田秸秆产量就可以满足需要,完全可以就近、廉价、稳定的获取秸秆资源。因此,从各方面来看,小秸秆电适合中国广大农村的乡情。



我国首台秸秆发电机组运行平稳

        我国首台秸秆混燃发电机组,去年12月16日在华电国际十里泉发电厂投运以来,平稳运行。若按年运行7236小时计算,该机组每年可燃用10.5万吨秸秆,相当于7.56万吨标准煤。

        秸秆混烧发电技术是国际上比较先进的发电技术之一。在对常规燃煤锅炉掺烧秸秆的可行性进行了充分的调研和分析的基础上,华电国际引进了丹麦BWE公司的技术设备,对十里泉发电厂1台14万千瓦机组的锅炉燃烧器进行了秸秆混烧技术改造。该项技术改造总投资8000多万元,增加了1套秸秆收购、储存、粉碎和输送设备,2台从丹麦进口的输入热负荷为3万千瓦的秸秆专用燃烧器,并对供风系统及相关控制系统进行了优化。锅炉改造后原有系统和参数不变,既可实现秸秆与煤粉混烧,也可单独烧煤。

        该技术改造项目在全国尚属首家,同时也是目前容量最大、单位造价最低的生物质能发电项目。专家认为,该项目的成功运营,使我国实现了秸秆混烧发电项目从理论到实践的突破,为秸秆掺烧发电改造技术的推广应用奠定了坚实的基础,具有多方面的示范效应。

        首先,利用生物质能有效替代煤炭资源。目前我国农作物秸秆年产量约为6亿多吨,可作为能源用途的近3亿吨。秸秆发电,潜力巨大。

        其次,减少二氧化硫排放和农民随意焚烧秸秆造成的环境污染。秸秆含硫量只有煤炭的1/4至1/5,燃用秸秆,一年可减少二氧化硫排放量约1500吨。

        再次,把原来随意废弃甚至就地燃烧的秸秆变成农民增收的资源。该项目年可利用秸秆价值3000多万元。按照华电国际收购价测算,如果全国可利用秸秆被全部收购,每年可为农民增收780亿元。

        另外,煤粉秸秆混燃技术的成功应用,也为我国大批面临关停的小火电机组提供了改造发展的新机遇。据统计,我国尚有总装机容量约1亿千瓦的小火电厂,平均发电煤耗在400克标煤以上,有的甚至超过500克标煤,高于大型先进发电机组煤耗约30%至40%。十里泉发电厂秸秆混烧发电项目的成功,为我国小火电机组的技术改造和再利用开辟了一条新的途径。

        3个多月的运转,从十里泉发电厂秸秆收集来看,4个收购点运行情况较好,周边农民储存、零售秸秆的积极性较高,秸秆打包、分散储存和计划运输等工作安排有序,基本可以满足电厂燃用秸秆的需要。但是秸秆的收购价格正逐渐走高,已由原来每吨100元飙升到400元,加之秸秆收购、储存、粉碎和输送所需的关键设备依靠进口,导致秸秆混烧发电成本增加约1倍,市场竞争力明显下降。业内人士建议国家有关部门加快制定鼓励与支持生物质能发电的产业政策,研究相关电价扶持和税收优惠政策,以及全额收购上网电量办法等,促进可再生能源的开发利用并尽快形成规模,加快我国资源节约型社会的发展。
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