生物质利用模式报告

1、1. 我国农业生物质能利用现状生物质能仅次于煤炭、石油和天然气，在我国，发展生物质能已经提到国家能源战略的高度，并向着产业化、规模化的方向发展。为了使生物质能得以健康快速发展，我国通过各种途径鼓励生物质能的开发利用，主要形式有立法、投资补贴、征收高额燃油税并免征可再生能源税等。目前，在我国部分农村已经初步实现农村生物质能源应用技术的产业化应用。如农村户用沼气、固体成型燃料、秸秆发电技术、大型沼气工程、秸秆集中供气技术等；但大多数是在政府财政投入支持下的示范性技术，真正能够应用于商业化的利用技术还不多。图1-1归纳出我国生物质能主要的利用技术。图1-1 我国主要生物质能利用技术2. 生物质能利用

2、模式中国农村居民提供生活用能的农村生活能源技术包括农村户用沼气技术、养殖场沼气工程、固体成型燃料技术、秸秆沼气技术、秸秆气化集中供气技术等。其中农村户用沼气、养殖场沼气工程等技术已经比较成熟且相应政策完善，通过政府提供的补贴等经济激励政策，已经实现了产业化应用；固体成型燃料、秸秆沼气等技术正处于试点示范阶段或正进行商业化早期发展阶段，将实现产业化；秸秆热解气化技术还存在诸如技术及成本等问题，影响了其推广应用。表1 生物质能技术综合评价技术类别适用范围发展现状农村户用沼气以户为单位，为农户提供炊事用能技术成熟养殖场沼气工程为周边农村居民供气，提供炊事用能技术基本成熟固体成型燃料农村居民炊事或采暖

3、用能技术趋于成熟，处于试点示范阶段秸秆沼气户用以村为单位集中供气，为农户提供炊事用能示范阶段秸秆气化集中供气以村为单位集中供气，为农户提供炊事用能前期发展快速，但由于技术问题停滞不前，目前又有发展的趋势。2.1 沼气模式我国的沼气利用技术基本成熟，尤其是户用沼气，已经有几十年的发展历史。国家从2003年开始将农村户用沼气项目列入国债项目，中央财政年投入资金超过亿元，政府政策的强力推动下，户用沼气利用已较为成熟，且产业发展迅速，在开展沼气利用工程建设的过程中，以生产沼气为目的，形成了符合各地实际的循环农业生产模式。如在我国南方尝试的以养殖业为依托，以农作物和经济作物为配套的循环农业利用模式一“猪

4、沼果”模式，以及在北方推广的“四位一体”沼气生态农业模式，这些具有特色的循环农业生产模式，为推动农村能源循环利用、改善农村环境起到了促进作用。中国户用沼气技术居国际领先水平，而大中型沼气工程则起步较晚，但大中型沼气工程工艺技术也较成熟，已形成了专业化的设计和施工队伍，服务体系基本完备，具备了大规模发展的条件。随着沼气技术不断进步和完善，我国的户用沼气系统和零部件基本实现了标准化生产和专业化施工，大部分地区建立了沼气技术服务机构，具备了较强的技术服务能力。2.2 生物质液体燃料生物液体燃料（生物燃油）是重要的石油替代产品，主要包括燃料乙醇和生物柴油。与化石燃料相比，生物燃油不含硫，使用时很少产生

5、NOX和SOX等大气污染物；生物质液化燃油中碳的循环是动态的每两年即可完成的“CO2+光合作用生物质生物燃油光合作用生物质”的闭合循环链。因此，对于保护自然环境、维护生态平衡是一种可再生的绿色环保型新能源。理论上可实现对大气环境的“零”排放。2.3 生物质发电产业由于与传统煤电、水电等发电方式相比生物质发电产业在价格上不存在优势，缺乏市场竞争力。为推动生物质发电产业发展，国家采取电价补贴的方式支持生物质发电的发展。2006年国家发展和改革委员会下发了可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法，对生物质发电项目实行电价保护政策。我国沿海发达地区利用蔗糖渣进行燃烧发电，在电厂利用甘蔗渣进行发电运行，

6、秸秆、谷壳等生物质燃料直接燃烧、生物质一煤混合燃料燃烧发电技术方面，我国也正在积极向国外先进国家引进技术。在生物质发电的商业化方面，我国也取得了一定的进展，目前，我国生物质发电已经从最初的初步规划设计阶段，进入了试点示范阶段和小规模商业化阶段。2.4固体成型燃料生物质固体成型燃料属于可再生能源，不仅可用于家庭炊事和取暖，也可作为工业上的燃料来替代煤、石油、天然气等化石燃料。我国采用的生物质固化成型燃料的形状主要有棒状、块状和颗粒状，从产业发展情况看，我国生物质固体成型燃料的生产和商业化正逐步进入成熟阶段。3. 各种模式的经济性评价3.1 农村户用沼气技术农村户用沼气的经济性较好。农村户用沼气技

7、术是国家大力推广的清洁能源。其原料是免费的，且可以获得沼渣、沼液等副产品，补偿了农户支出。部分地区政府还有相应政策补贴，这也给农户带来了很大的积极性。但在经济条件较为困难的地区，且地方政府没有补贴等激励的政策时，农户将缺乏使用生物质能的主动性和积极性，从而不会使用户用沼气技术。此时，投入成本较少的柴炉则成为大多数农户的第一选择。表2 农村生物质能数据比较表规模/户原料成本/元总投资/元运行成本/元副产品/元资料来源农村户用沼气1030000152.24郝先荣等，2006彭新宇等，2009户用秸秆沼气194.553000120100张文倩等，2008养殖场沼气工程2000100万14.5万164

8、250洪燕真等，2010气化集中供气20015314.29100万36108曹光乔等，2008固体成型燃料1000112672.6780万14.5万田宜水等，20093.2 养殖场沼气工程目前，大型的养殖场沼气工程是我国农村发展的主要项目。养殖场沼气工程需要建设输送管网等附属设施，其成本较高，但考虑到养殖场禽畜粪便等资源量较多，在原料来源上，大大减少了成本投入。且大型的沼气工程对于生物质能原料集中加工，生产出的产品用于发电和供气以及有副产品的收益，一定程度上给予了补偿。虽然其设备成本较高，但投入成本、发电和供气及副产品带来的收益，以及部分地区政府提供财政等补贴，且大型沼气工程禽畜粪便资源丰富，

9、组织化、规模化程度较高、整体运行的效率也高，其工艺技术先进、产品种类多样，市场潜力巨大，多种优势使得养殖场大型沼气工程的经济性非常好。3.3 固体成型燃料技术固体成型燃料技术的成本较高于农村户用沼气，但其来源广泛，与传统燃料相比生物质固体成型燃料具有一定的经济成本竞争力。对农户同样具有很大吸引力。表2-2列出固体成型燃料与产同燃料的热值及成本对比。表3 生物质颗粒燃料与常规燃料热值及费用比较品种燃烧热值（净含）单位价格每生产IGJ所需燃料费用之比管道天然气36006.48KJ/m31.95元/m354.16元/GJ1.0燃料油180CST48148.20 KJ/kg3000元/t62.31元/

10、GJ1.2燃料油M10041868.00 KJ/kg3300元/t78.82元/GJ1.5柴油50241.60 KJ/kg5780元/t115.04元/GJ2.2煤24283.44 KJ/kg1350元/t55.59元/GJ1.0商业用电3600.65KJ/kWh0.6元/kWh166.64元/GJ3.1木质颗粒18840.60 KJ/kg1000元/t53.08元/GJ1.0资料来源：洪沿，叶文虎，宋波，张显学,中国生物质成型燃料产业化问题及实证研究，资源科学，2010，32(11)：21722178。从经济性角度来看，生物质固化成型燃料的成本较其他传统燃料性价比要高，其成本低于其他传统燃料

11、，但其加工方法均为传统生产方法，普遍存在着设备能耗过高、磨损严重和使用寿命短等问题，从而导致其生产设备及运行过程的维护工作难度加大，运营成本提高。3.4 热解气化集中供气无氧热解法制气可以在农村使用的是常规热解技术，工艺流程简单，易于运行维护，燃烧热值可 38004800大卡.m-3，同时可得到炭，木醋液，焦油等副产品，两者使用的原料基本上均为薪柴、秸秆、玉米芯等，每1t植物体 (干基)可以产出 350m3可燃气、300 kg木炭和50 kg焦油 (符合销售标准)。表4 北京各区县生物质气化集中供气现状分布区域供气站数量供气户数秸秆日消耗量（kg）原料成本（元.kg-1）延庆265200350

12、00.4大兴7240050000.4房山185000135000.4怀柔496015100.5通州5134035000.25平谷3107122000.4昌平区35506500.4大兴区12507070.4延庆县2300.4根据北京市的延庆、房山、大兴、怀柔、通州、昌平、平谷等区县生物质气化集中供气系统的调研结果，北京市的秸秆集中供气系统可分为氧化气化与热解干馏两种气站类型，以氧化制气数量居多，运行的集中供气系统分别为66个和 2个，覆盖面较广，使用农户达到29 860人左右。一般地，使用秸秆气化集中供气系统，每kg秸秆可产 22.4m3可燃气，每户每天平均用6 m3秸秆可燃气，每m3按 0.1

13、5元收费，一年需 300元，与燃煤相比可以节约 200元以上的燃料费。使用该技术不仅可以得到清洁的能源，还可以节约煤用量，以及副产品的附加值。3.5 生物质发电生物质发电产业未来发展潜力巨大，但目前生物质发电项目从经济角度来看，其经济性较差，主要在于初期投资成本较高、设备运营维护支出较高，生物质发电项目规模较发达国家略小，但单位成本、发电的燃烧成本高，生物质发电设备运行小时数较低、性能不高、导致其设备、运行及维护成本高居不下。目前我国生物质发电规模较小，热电联产的企业也较少。应适当降低单位成本，提高企业的效益与竞争力。2010年7月，国家发改委发布了关于完善农林生物质发电价格政策的通知，制定了

14、全国统一农林生物质发电标杆上网电价标准 0.75元/kW.h，提高了生物质发电的上网电价。此外，生物质发电还可享受收入减计10%的所得税优惠，秸秆生物质发电享受增值税即征即退政策等。这些举措提高了生物质发电企业的经济性，缩小了与燃煤电厂的差距。表5 国能生物发电集团有限公司的基本情况产业名称（有限公司）规模/MW总投资/亿元年发电量/亿kW.h原料需求/万t农民受益/万元国能威县生物发电有限公司1252.61.5204000国能高唐生物发电有限公司12531.65205000国能垦利生物发电有限公司1252.61.65204000国能浚县生物发电有限公司1252.681.2618.55500国

15、能鹿邑生物发电公司1252.431.4163000据调查与测算， 1台装机容量为 2.5万kW的生物质发电厂，年可处理农林废弃物20多万t，这些废弃生物质对于传统农业生产而言是一种额外收入； 1年的发电量可以达到 1.5亿kW.h，新增产值近亿元，可为大约 40万户农村家庭提供全年的生活用电；同时，参与燃料收购、加工、储存、运输而提供的农民作业工岗位约 1000多个；按发电厂到达的平均成本 300350元.t-1计算，在整个燃料供应过程中，一个电厂要直接和间接地支付给相关农民费用总计 60007000万元。另外，生物质发电产业对农业机具有着巨大的市场需求，将大大促进我国农业机械化程度和农业现代化水平的提高，也因此而增加收入。与同类型火电机组相比，年可替