中國竹產業發展迅速,竹材消耗量也逐年上升,同時產生了越來越多的竹廢料無法得到有效利用。
目前全世界面臨著能源短缺和環境保護的雙重壓力,大力開發生物質能源是實現經濟社會可持續發展的必然選擇。文章概述了竹材作為生物質能原料的優勢、傳統生物質發電項目存在的問題以及生物質發電領域新技術的應用,可為產竹區、竹產業聚集區的竹廢料應用于分布式生物質熱電聯供提供一種高效、先進、可推廣的模式。
中國是全球竹資源最豐富的國家。近年來,中國竹產業發展迅速,竹材消耗量逐年上升,同時產生了越來越多的竹廢料沒有得到有效的利用。與其他植物相比,竹類植物具有品種多、生長速度快、再生能力強、一次造林成功即可持續利用等特點。竹材的熱值明顯高于常見草本植物和農作物秸稈,是生物質能源的優質原料。在當前全球面臨著能源短缺和環境保護的雙重壓力下,大力開發生物質能源是實現經濟社會可持續發展的必然選擇。竹材作為生物能源產業的新原料,必將成為當地竹產業發展的增長點和帶動當地脫貧致富的新途徑。
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1.生物質能源發展前景
1.1生物質能是新能源產業的重要組成部分
生物質是地球上存在最廣泛的物質,具有取之不盡、用之不竭的優勢。生物質能源是重要的可再生能源,具有高效、低碳、節能、惠農等優點,是除石油、煤炭、天然氣之后的第4大能源,在整個能源系統中占有重要地位。隨著全球變暖趨勢加劇、環境保護壓力增加和化石能源日益匱乏,可再生能源發電將逐步替代不可再生能源發電,成為人類社會發展所依賴的主要能源。將生物質原料用于發電也是目前生物質能源應用中最普遍、最有效的方式之一,在減少碳排放、改善能源供需、保護生態環境、增加農民收入等方面發揮著重要作用,是國家發展新能源產業的重要組成部分。
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1.2生物質發電是節能減排重要手段
自20世紀80年代以來,生物質發電成為我國控制碳排放的主要手段,對生物質電站的建設越來越重視。特別是近年來,國家越來越注重低碳經濟、循環經濟的發展,將生物質能的綜合利用作為新能源開發的重要途徑,加大了對生物質能開發的政策支持和資金投入。隨著《中華人民共和國可再生能源法》和相關能源電價補貼政策的出臺和實施,吸引了大量資本流入生物質能源行業。但相對于歐美等發達國家的生物質發電利用水平和在能源中的占比,我國的生物質發電產業還有很長的路要走,具有廣闊的市場空間。
1.3生物質發電有利于降低農村和農業污染
相比石油化工燃料,生物質資源種類繁多、儲藏量巨大、廣泛分布。其主要有竹木廢料、農林秸稈廢棄物、牲畜糞便、能源植物、城市垃圾等,目前生物質發電是大規模處理農林廢棄物的有效方式。生物質發電有2大好處:首先,秸稈熱值高,平均值約為1.5萬kJ/kg,相當于標準煤的50%,可以有效替代煤電,加快改善地區能源結構;其次,生物質發電環保,可以有效避免農民焚燒秸稈造成的嚴重空氣污染,發電過程中的一氧化碳排放量為零、硫氧化物僅為46mg/m³、煙塵少于127mg/m³,均遠低于國家標準。我國對農林廢棄物發電采用了“以能源補貼為主、輔以環境效益補助(綜合利用稅收優惠)、并允許其無限制電量上網”的鼓勵機制。如果能在農村地區廣泛開展直燃秸稈電站建設,對廣大農村地區能源結構的調整和資源環境保護意義重大。
2.竹材作為生物質能原料的優勢
3.生物質發電產業現狀
3.1傳統生物質發電項目存在的問題
傳統生物質發電項目能源利用率低,占地面積大,裝機容量較大,設備投資巨大,往往電站周邊的生物質原料不能滿足生產,需要從較遠距離運輸生物質原料,這也是目前傳統的生物質發電電價較高的重要原因。
1)原材料成本高。相比風能、光能直接獲取利用的便利性,生物質能其原料不能直接利用,需要再次加工轉化。在生物質原料的獲取和加工過程中需要額外投入人力和物力,導致原料成本較高。
2)單位造價高。傳統的生物質電站的特點決定了其項目投資巨大和建設周期長。目前單位千瓦投資超過1萬元以上,首個投產的國家級示范項目——國能單縣項目單位千瓦造價高達1.3萬元。
3)原料距離遠,物流成本高。與傳統工業原料不同,生物質原料除了購買成本外,原材料分散在農村的千家萬戶,加工、儲運和損耗成本占燃料總成本的比重較大。以秸稈發電為例,經濟收購半徑不宜超過50km,否則在遠距離收購過程中車損、燃油及人力消耗會大大增加原料成本。另外,目前尚未形成大規模的產業鏈,缺少專業的原材料收購和運輸從業人員。生物質電站的大部分原材料是定點收購,少部分是直接向分散的農戶收購。
4.總結