在介紹生物質(zhì)能時(shí)，兩院院士石元春喜歡形容其為“灰姑娘”。這個(gè)“灰姑娘”看起來“灰頭土臉”，總是離不開農(nóng)業(yè)、農(nóng)村和農(nóng)民；想要了解她也不那么簡(jiǎn)單，復(fù)雜多樣的原料種類和利用形式，常常讓人望而卻步。
實(shí)際上，雖然生物質(zhì)能同樣位列我國可再生能源的發(fā)展規(guī)劃，但過去五年，中國已成為全球最大的風(fēng)電裝機(jī)市場(chǎng)，全球超過一半的太陽能電池組件也被打上“中國制造”的標(biāo)簽。而與這兩者相比，生物質(zhì)能的發(fā)展實(shí)在是不值一提。
“由于生物質(zhì)原料工業(yè)化應(yīng)用不成熟的特點(diǎn)，生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)本身發(fā)展就有一些難度。”一位業(yè)內(nèi)人士表示，“而且生物質(zhì)直燃發(fā)電的燃燒技術(shù)和裝備制造相對(duì)成熟，對(duì)新型發(fā)電設(shè)備制造業(yè)的帶動(dòng)并沒有那么大，所以資金也相對(duì)較少流向這個(gè)行業(yè)。”
在沉寂多年之后，這一局面正在發(fā)展逆轉(zhuǎn)。日前于北京召開的全國農(nóng)村能源工作會(huì)議上，國家能源局局長(zhǎng)劉鐵男表示：到2015年生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī)達(dá)到1300萬千瓦、集中供氣達(dá)到300萬戶、成型燃料年利用量達(dá)到2000萬噸、生物燃料乙醇年利用量達(dá)到300萬噸，生物柴油年利用量達(dá)到150萬噸。
這是近30年來第一次圍繞農(nóng)村能源召開的專題會(huì)議，而許多從事生物質(zhì)能利用的人士都相信，這次會(huì)議也被視為中國生物質(zhì)能發(fā)展的標(biāo)志性拐點(diǎn)。
“國家現(xiàn)在重視起來了。”發(fā)改委能源研究所高級(jí)顧問周鳳起說，“國際上常把生物質(zhì)能作為僅次于水電發(fā)展的第二大清潔能源，我國也應(yīng)該更多發(fā)展。”
在力推了近十年生物質(zhì)能之后，石元春也不禁感慨，“這次的發(fā)展目標(biāo)出乎我意料之外。”
不過，考慮到生物質(zhì)發(fā)電的熱效率只有30%-50%，石元春認(rèn)為，直燃發(fā)電可以作為現(xiàn)階段生物質(zhì)能利用的重點(diǎn)，但是中長(zhǎng)期來看，生物質(zhì)液體、氣化燃料，以及生物質(zhì)產(chǎn)品，應(yīng)該受到更多的關(guān)注。”
生物質(zhì)發(fā)電將邁“井噴”期
“生物質(zhì)原料資源中以固體最多，僅作物秸稈、林業(yè)剩余物和林地生物質(zhì)三項(xiàng)的年產(chǎn)能潛力即超過7億噸標(biāo)煤。”石元春介紹，“其中，秸稈原料與木質(zhì)性原料分占四成和六成，可以有直燃發(fā)電、混燃發(fā)電、裂解氣化或液化等多種轉(zhuǎn)化途徑與產(chǎn)品。”
據(jù)了解，眾多的利用方式中，以生物質(zhì)直燃發(fā)電的技術(shù)門檻最低，也是目前生物質(zhì)替代煤最成熟的方式，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化規(guī)模。
從業(yè)內(nèi)人士看，其效能很具優(yōu)勢(shì)。即與風(fēng)能和太陽能發(fā)電具有波動(dòng)性和不穩(wěn)定性的特征相比，生物質(zhì)直燃發(fā)電的原理基本與火電相似，電能穩(wěn)定、質(zhì)量高，對(duì)于電網(wǎng)而言更為友好；與同樣穩(wěn)定的水電相比，生物質(zhì)直燃發(fā)電的全年發(fā)電小時(shí)數(shù)為7000-8000小時(shí)，水電則只有4000-5000小時(shí)，而風(fēng)電、太陽能則更低。
根據(jù)國家能源局的數(shù)據(jù)，十一五期間，我國已建設(shè)了200萬千瓦農(nóng)林剩余物直燃發(fā)電廠，年發(fā)電量超過100億度電。
如果按照國家十二五期間裝機(jī)1300萬千瓦的規(guī)劃，就意味著到2015年，我國年生物質(zhì)能發(fā)電量將達(dá)到910億度-1040億度電。“三峽水電站一年的發(fā)電量是600億度-700億度，而建水電站會(huì)給生態(tài)帶來負(fù)擔(dān)。”石元春表示。
作為專注于清潔能源和清潔技術(shù)領(lǐng)域的投資人，圓基環(huán)保資本首席執(zhí)行官兼董事總經(jīng)理陳家強(qiáng)早就關(guān)注到了生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目。
“中國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，有很多的秸稈和農(nóng)業(yè)廢料。”陳家強(qiáng)表示，“從發(fā)電技術(shù)和整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈條上來講應(yīng)該是很有前景的。”
但當(dāng)他真正的去看這個(gè)領(lǐng)域的投資時(shí)，陳家強(qiáng)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)難題，秸稈的所有者是分散的農(nóng)民，電廠直接和他們打交道，成本會(huì)很高；而且農(nóng)民知道秸稈能掙錢了，往往可能抬價(jià)。最令人頭疼的，則是一些農(nóng)民可能會(huì)在秸稈中加入水、沙和石頭等雜物，降低秸稈的發(fā)電量和設(shè)備的使用壽命。
“這樣的情況確實(shí)可能發(fā)生，但卻不是不可控的。”中糧科學(xué)研究院生化研發(fā)中心總經(jīng)理助理林海龍表示，“這和收集糧食的區(qū)別不大。”
莊會(huì)永也表示了同樣的看法，他是國能生物發(fā)電集團(tuán)有限公司（下稱國能生物）科技部的負(fù)責(zé)人。
目前，國能生物號(hào)稱是全球最大，產(chǎn)業(yè)鏈最完整的生物質(zhì)直燃發(fā)電投資、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)一體化公司。其投資的第一個(gè)國家級(jí)生物質(zhì)發(fā)電示范項(xiàng)目——國能單縣生物發(fā)電項(xiàng)目于2006年12月1日投產(chǎn)。目前已建設(shè)了40多家生物質(zhì)發(fā)電廠，其中24家已投入運(yùn)營(yíng)，總裝機(jī)容量達(dá)到100萬千瓦，累計(jì)發(fā)電約100億千瓦時(shí)。
“糧食都能收上來，以前是廢物的秸稈應(yīng)該更好收集。”莊會(huì)永表示，“大家覺得難，是因?yàn)檫^去從來沒有把秸稈作為商品，在收集上沒有可借鑒的商業(yè)模式。”
莊介紹，國能生物的電廠規(guī)模一般是30兆瓦，在滿負(fù)荷發(fā)電的情況下，一小時(shí)的發(fā)電量需要約30噸秸稈，一天消耗的秸稈約為600噸。按照目前的300元/噸的秸稈售價(jià)，一年花在秸稈上的費(fèi)用是約6600萬元。
“每個(gè)月我們需要將近600萬元的秸稈，有哪個(gè)農(nóng)民能有這么大的經(jīng)濟(jì)實(shí)力囤積秸稈坐地漲價(jià)？”莊會(huì)永認(rèn)為，即使有實(shí)力的經(jīng)紀(jì)人也難以承擔(dān)100萬元左右的秸稈存儲(chǔ)保管風(fēng)險(xiǎn)，“如果他有這么多錢，肯定去炒樓或者豬肉了。”
總體而言，中國生物質(zhì)直燃發(fā)電比較適合北方干燥地區(qū)。因此，國能生物目前有四個(gè)基地，分別位于東北、華東、內(nèi)蒙和新疆。“電廠還是選址在糧食的主要地區(qū)，一個(gè)電廠的原料理論收集半徑是50-100公里，一般是要覆蓋4-5個(gè)縣，一噸玉米對(duì)應(yīng)著一噸秸稈。”莊表示。
按照國能生物的經(jīng)驗(yàn)，一個(gè)產(chǎn)糧大縣基本可以保證每年100萬噸的糧食，5個(gè)縣就是500萬噸，去除100萬噸難以回收的，剩下的400萬噸只要能收集到一半，就能保證電廠的正常運(yùn)行。
能源效率遠(yuǎn)遜于國外
“發(fā)展生物質(zhì)直燃電廠只要能夠做到合理布局，將大中小型的項(xiàng)目結(jié)合，秸稈的回收不是一個(gè)太大的難題。”周鳳起表示，“只要能以合理的價(jià)格收到秸稈，企業(yè)盈利并不難。”
去年，國家發(fā)改委發(fā)布通知，出臺(tái)全國統(tǒng)一的農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定其未采用招標(biāo)的標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)為含稅每度0.75元。“這基本可以與生物質(zhì)直燃發(fā)電的成本持平，如果企業(yè)管理規(guī)范，再加上CDM項(xiàng)目的補(bǔ)貼，IRR即能維持在8%。”莊會(huì)永介紹。
“我們投資電廠是20%來自自有資金，80%來自銀行貸款，投資收益一般在12年。”國能生物發(fā)電集團(tuán)有限公司董事長(zhǎng)蔣大龍表示。他同時(shí)透露，隨著規(guī)模的擴(kuò)大，裝機(jī)在30兆瓦的生物質(zhì)發(fā)電廠的造價(jià)，已從原來的3.3億元降低至2.4億元。
“投資成本主要是在鍋爐的投資上。”石元春說。他介紹，一噸秸稈的熱值約相當(dāng)于0.5噸標(biāo)準(zhǔn)煤。秸稈的熱值在3000-3500大卡，標(biāo)準(zhǔn)煤的熱值是7000大卡。
“在熱值相同的情況下，生物質(zhì)發(fā)電所需的鍋爐要比燃煤鍋爐體積大。”石元春解釋，而因?yàn)樯镔|(zhì)的灰熔點(diǎn)較低，燃燒容易結(jié)渣，所以生物質(zhì)發(fā)電的鍋爐還需要考慮堵塞煙道的問題。
為了獲得先進(jìn)的鍋爐生產(chǎn)技術(shù)，國能生物與其股東公司龍基電力收購了丹麥百安那公司。“丹麥百安那公司擁有丹麥BWE公司的生物質(zhì)發(fā)電專用燃燒鍋爐技術(shù)。”莊會(huì)永解釋。
“我們將丹麥BWE的技術(shù)進(jìn)行了消化吸收和再創(chuàng)新，現(xiàn)由濟(jì)南鍋爐集團(tuán)制造生產(chǎn)。”莊會(huì)永說。
如果只用秸稈發(fā)電，目前我國與國外的發(fā)電效率已經(jīng)相差無幾。“我們是30%，國外也就是40%左右。”石元春表示，“但是發(fā)達(dá)國家并不僅用秸稈發(fā)電，他們往往是熱電、燃料聯(lián)產(chǎn)。”
據(jù)了解，不同于我國燃燒生物質(zhì)只用來發(fā)電，國外通常是把余熱收集起來充分利用，燃燒后的廢渣也可以做其他產(chǎn)品。熱能利用最高的國家是挪威，熱效率可達(dá)97%。
“我們除了發(fā)電以外，50%-60%的熱能都損失了，如果在發(fā)電過程中實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)，轉(zhuǎn)換效率可也可以達(dá)到80%-88%。”莊會(huì)永介紹。
但他坦言，類似的熱電聯(lián)產(chǎn)在我國現(xiàn)階段并不容易實(shí)現(xiàn)。“許多電廠所在地的供熱管網(wǎng)不是很成熟。”
實(shí)際上，最主要的原因還是國家沒有生物質(zhì)發(fā)電供熱的相關(guān)補(bǔ)貼政策。莊介紹，國能生物位于東北的一個(gè)電廠，曾經(jīng)嘗試過給當(dāng)?shù)匾粋�(gè)地產(chǎn)項(xiàng)目供熱，但結(jié)果卻讓國能生物的積極性受挫。
“要保證穩(wěn)定的供熱，我們就必須把發(fā)電效率降低為20%，這必然影響我們的發(fā)電量。此外，供熱價(jià)格也很難計(jì)算，因?yàn)楝F(xiàn)在都是以燃煤供熱的價(jià)格相比，但是燃煤供熱都是賠本在做的。”莊直言，雖然一些新建的發(fā)電廠都是按照熱電聯(lián)產(chǎn)來設(shè)計(jì)，“但除非國家有支持政策，不然電廠沒有積極性去供熱。”
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