0、引言
我國(guó)是世界上第二大能源消費(fèi)國(guó)，能源結(jié)構(gòu)以煤為主，大量使用化石能源給環(huán)境造成了巨大壓力，大力發(fā)展可再生能源可以在一定程度上緩解對(duì)環(huán)境的壓力。因而，我國(guó)制定加快推進(jìn)秸稈發(fā)電的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展政策。發(fā)展秸稈發(fā)電產(chǎn)業(yè)是解決秸稈焚燒，改善城鄉(xiāng)環(huán)境，促進(jìn)生態(tài)良性循環(huán)的要方法。國(guó)家電網(wǎng)公司、五大發(fā)電集團(tuán)等大型國(guó)有、民營(yíng)企業(yè)紛紛投資秸稈發(fā)電建設(shè)。截至2007年底，國(guó)家和各省發(fā)改委己核準(zhǔn)項(xiàng)目87個(gè)，總裝機(jī)規(guī)模220萬kW。全國(guó)已建成投產(chǎn)的秸稈直燃發(fā)電項(xiàng)目超過15個(gè)，在建項(xiàng)目30多個(gè)。
秸稈發(fā)電在發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)廣泛應(yīng)用，其中廣泛應(yīng)用的振動(dòng)爐排直燃鍋爐技術(shù)已經(jīng)非常成熟的，而我國(guó)生物燃料產(chǎn)業(yè)還處于起步階段，暴露出不少問題急需解決，尤其是在構(gòu)建秸稈收購(gòu)系統(tǒng)、燃燒技術(shù)和政策方面跟國(guó)外還有較大的差距。
農(nóng)作物秸稈其實(shí)也是一種很好的資源，如果可以其中回收經(jīng)
秸稈粉碎機(jī)粉碎然后再經(jīng)過
秸稈壓塊機(jī)、
秸稈顆粒機(jī)、飼料顆粒機(jī)壓制成生物質(zhì)燃料飼料供燃燒和牲畜食用不是也是一個(gè)兩全其美的方法么，而且，如果拿到外面銷售老百姓也可以增加收入。
1、秸稈發(fā)電技術(shù)概述
1.1秸稈發(fā)電的主要類型
秸稈發(fā)電主要分為直接燃燒發(fā)電及氣化燃燒發(fā)電兩種類型。直接燃燒發(fā)電與燃煤發(fā)電十分相似，兩者都是燃料在鍋爐內(nèi)燃燒產(chǎn)生蒸汽，驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。秸稈氣化發(fā)電是先將秸稈等轉(zhuǎn)化為可燃?xì)猓倮每扇細(xì)馔苿?dòng)燃?xì)獍l(fā)電設(shè)備進(jìn)行發(fā)電。氣化工藝分固定床和流化床兩大類，國(guó)外正在開發(fā)高壓流化床工藝。燃?xì)獍l(fā)電主要是采用內(nèi)燃機(jī)發(fā)電系統(tǒng)、燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)和燃?xì)猓羝?lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)三種方式，目前發(fā)達(dá)國(guó)家主要是研究第三種方式。這種系統(tǒng)發(fā)電效率比較高，但投資額也比較大。國(guó)內(nèi)己建成的一些項(xiàng)目證明，氣化發(fā)電是分散利用秸稈能的有效手段，比較適合于我國(guó)當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)水平和農(nóng)村能源發(fā)展現(xiàn)狀。
1.2秸稈氣化發(fā)電技術(shù)特點(diǎn)
秸稈氣化發(fā)電規(guī)模一般小于5 MW;秸稈直燃發(fā)電通常采用中溫中壓鍋爐或高溫高壓鍋爐，規(guī)模一般小于30 MW;秸稈混燃發(fā)電廠大多由火電廠改造而成的，例如國(guó)內(nèi)第一臺(tái)老機(jī)組秸稈和煤粉混合燃燒發(fā)電改造項(xiàng)目是十里泉發(fā)電廠引進(jìn)丹麥的秸稈發(fā)電技術(shù)對(duì)一臺(tái)140 MW機(jī)組進(jìn)行改造，其設(shè)計(jì)的秸稈最大摻燒比例為20%輸入熱量。
1.3秸稈直接燃燒發(fā)電技術(shù)特點(diǎn)
直接燃燒發(fā)電技術(shù)適于現(xiàn)代化大農(nóng)場(chǎng)或大型加工廠的廢物處理，在我國(guó)適合于秸稈資源豐富的地區(qū)：秸稈氣化發(fā)電具有投資少，發(fā)電成本較低，靈活性好的特點(diǎn)。小型秸稈氣化發(fā)電技術(shù)適合于對(duì)缺電、缺油的農(nóng)村和偏遠(yuǎn)的山區(qū)，中型秸稈發(fā)電技術(shù)適合于農(nóng)村、農(nóng)場(chǎng)、林場(chǎng)的照明用電，尤其適用于有加工剩余物的農(nóng)林加工廠、糧食加工廠的自身供電。秸稈混燃發(fā)電是在現(xiàn)有煤電廠基礎(chǔ)上改造而成，具有投資成本低、發(fā)電效率高的優(yōu)點(diǎn)，適合于己有發(fā)電廠、秸稈資源豐富的平原地區(qū)。
秸稈燃料的特點(diǎn)是高氯、高堿、高揮發(fā)分、低灰熔點(diǎn)等，容易腐蝕鍋爐，產(chǎn)生結(jié)渣、結(jié)焦等。直接燃燒發(fā)電的鍋爐主要根據(jù)燃燒方式分成固定床和流化床：固定床燃燒方式多采用往復(fù)式爐排、振動(dòng)爐排、鏈條式爐排等爐型；流化床燃燒方式多采用流化床、循環(huán)流化床等爐型。在大型秸稈直燃鍋爐上多采用振動(dòng)爐排，往復(fù)式爐排及鏈條式爐排使用較少，因?yàn)檎駝?dòng)式爐排活動(dòng)件較少，動(dòng)作時(shí)間短，控制簡(jiǎn)單。國(guó)能投產(chǎn)的7臺(tái)秸稈直燃鍋爐都是引進(jìn)丹麥BWE公司技術(shù)的振動(dòng)式爐排。根據(jù)當(dāng)?shù)亟斩挼奶攸c(diǎn)這些鍋爐上料部分又不同。在單縣、高唐、墾利電廠采用散料上料系統(tǒng)，進(jìn)入鍋爐上料線的是破碎后的散料；在浚縣、鹿邑、望奎、遼源電廠采用料包上料系統(tǒng)，進(jìn)入鍋爐上料線的是打包后的秸稈。
由于秸稈燃料低位熱值低、比重輕、密度小，體積大，造成運(yùn)輸成本大。秸稈收購(gòu)方式適合于農(nóng)業(yè)機(jī)械化程度高的地區(qū)的發(fā)電廠，而我國(guó)大規(guī)模農(nóng)場(chǎng)很少，秸稈收購(gòu)面對(duì)的是農(nóng)戶，過去只有很少的秸稈收購(gòu)經(jīng)驗(yàn)，收購(gòu)體系尚未建立。我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化程度不高，秸稈打包破碎技術(shù)落后，直接從耕田能秸稈打包的機(jī)械極少，秸稈的收獲季節(jié)不能及時(shí)收購(gòu)，造成部分秸稈焚燒。
2、國(guó)內(nèi)外秸稈發(fā)電現(xiàn)狀
2.1國(guó)外情況
為了減少能源的對(duì)外依賴、提高能源供應(yīng)安全，歐洲國(guó)家對(duì)可再生能源非常重視。秸稈資源是重要的可再生能源，既可以通過鍋爐直接燃燒發(fā)電和供熱也可以汽化后發(fā)電．歐洲國(guó)家都把秸稈能作為優(yōu)先發(fā)展的可再生能源予以高度重視，他們對(duì)秸稈發(fā)電有強(qiáng)有力的政策補(bǔ)貼，包括投資補(bǔ)貼、上網(wǎng)電價(jià)補(bǔ)貼、減免稅費(fèi)、低息貼息貸款、科研投入、配額認(rèn)購(gòu)等方面。丹麥在農(nóng)作物秸稈和農(nóng)林廢棄物直燃發(fā)電方面成績(jī)顯著，對(duì)于農(nóng)作物秸稈和農(nóng)林廢棄物資源的利用則傾向于直燃熱電聯(lián)供。聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約及京都議定書分別于1992年和1997年出臺(tái)后，為建立清潔發(fā)展機(jī)制，減少溫室氣體排放，丹麥進(jìn)一步加大了農(nóng)作物秸稈和農(nóng)林廢棄物資源和其他清潔可再生能源的研發(fā)利用力度。丹麥BWE公司率先研發(fā)秸稈原料燃燒發(fā)電技術(shù)，迄今在這一領(lǐng)域仍是世界最高水平的保持者。丹麥南部的洛蘭島考察馬里博秸稈發(fā)電廠，采用BWE公司的技術(shù)設(shè)計(jì)和鍋爐設(shè)備，裝機(jī)容量1.2萬kW，總投資2.3億丹麥克朗。從1996年底開工建設(shè)到1998年初竣工運(yùn)營(yíng)，電廠實(shí)行熱電聯(lián)供，年發(fā)電5000 h，每小時(shí)消耗7.5 t秸稈，為馬里博和薩克斯克賓兩個(gè)鎮(zhèn)1萬戶5萬人口供應(yīng)熱和電。BWE秸稈發(fā)電技術(shù)現(xiàn)己走向世界，被聯(lián)合國(guó)列為重點(diǎn)推廣項(xiàng)目。瑞典、芬蘭、西班牙等多個(gè)歐洲國(guó)家均建成了由BWE公司提供技術(shù)設(shè)備的秸稈發(fā)電廠，其中位于英國(guó)坎貝斯的秸稈能發(fā)電廠是目前世界上最大的秸稈發(fā)電廠，裝機(jī)容量3.8萬kW，總投資約5億丹麥克朗。
德國(guó)是一個(gè)資源相對(duì)貧乏的國(guó)家，能源主要依靠進(jìn)口。上世紀(jì)70年代能源危機(jī)后，德國(guó)開始進(jìn)行可再生能源開發(fā)，2003年德國(guó)擁有80多家秸稈發(fā)電廠。目前，德國(guó)使用最廣泛固體成型技術(shù)，就是通過機(jī)械裝置，對(duì)農(nóng)作物秸稈和農(nóng)林廢棄物原材料進(jìn)行加工，制成秸稈成型壓塊和顆粒燃料。經(jīng)過壓縮成型的秸稈固體燃料，密度和熱值大幅提高，接近于劣質(zhì)煤，運(yùn)輸和儲(chǔ)存都很方便。
意大利對(duì)直燃發(fā)電非常重視，在農(nóng)作物秸稈和農(nóng)林廢棄物熱電聯(lián)產(chǎn)應(yīng)用方面也很普遍。意大利2002年能源消費(fèi)總量約為25000萬t標(biāo)準(zhǔn)煤，其中可再生能源約130萬t標(biāo)準(zhǔn)煤，占能源消費(fèi)總量的5%。在可再生能源消費(fèi)中秸稈能24%，主要是固體廢棄物發(fā)電和生物液體燃料。意大利哈佛吶燃燒技術(shù)有限公司擁有多年的鍋爐設(shè)計(jì)和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，為歐洲多家電廠及熱力廠提供技術(shù)支持和設(shè)備。
瑞典也正在實(shí)行利用農(nóng)作物秸稈和農(nóng)林廢棄物進(jìn)行熱電聯(lián)產(chǎn)的計(jì)劃，使農(nóng)作物秸稈和農(nóng)林廢棄物資源在轉(zhuǎn)換為高品位電能的同時(shí)滿足供熱的需求，以大大提高其轉(zhuǎn)換效率。1991年，瑞典地區(qū)供熱和熱電聯(lián)產(chǎn)所消耗的燃料，26%是農(nóng)作物秸稈和農(nóng)林廢棄物
美國(guó)十分重視生物能源的發(fā)展，美國(guó)利用秸稈發(fā)電處于世界領(lǐng)先地位。自1979年就開始采用生物質(zhì)燃料直接燃燒發(fā)電一來，已有350多座生物質(zhì)發(fā)電站投產(chǎn)，主要分布在紙漿、紙產(chǎn)品加工廠和其它林產(chǎn)品加工廠。美國(guó)現(xiàn)在美國(guó)能源部又提出了逐步提高綠色電力的發(fā)展計(jì)劃，根據(jù)政府制定的生物質(zhì)能發(fā)展規(guī)劃，預(yù)計(jì)到2010年，生物質(zhì)發(fā)電將達(dá)到13000 MW裝機(jī)容量，屆時(shí)有400萬英畝的能源農(nóng)作物和生物質(zhì)剩余物用作氣化發(fā)電的原料。
除此之外其他國(guó)家也大力發(fā)展秸稈發(fā)電，芬蘭秸稈發(fā)電量占本國(guó)發(fā)電量的11%奧地利成功地推行了建立燃燒木材剩余物的區(qū)域供電站的計(jì)劃，秸稈能在總能耗中的比例由原來大約2～3%激增到約25%。印度也開始研究用流化床氣化農(nóng)業(yè)剩余物的技術(shù)。
有關(guān)資料顯示，到2020年，西方工業(yè)國(guó)家15%的電力將來自秸稈發(fā)電，而目前秸稈發(fā)電只占整個(gè)電力生產(chǎn)的1%。屆時(shí)，西方將有1億個(gè)家庭使用的電力來自秸稈發(fā)電，秸稈發(fā)電產(chǎn)業(yè)還將為社會(huì)提供40萬個(gè)就業(yè)機(jī)會(huì)。
2.2國(guó)內(nèi)情況
我國(guó)秸稈氣化發(fā)電發(fā)展較早，目前160kW、200kW的秸稈氣化發(fā)電電機(jī)組己小規(guī)模應(yīng)用。“十五”期間，在國(guó)家“863”計(jì)劃的支持下，建成了4～6MW的秸稈氣化燃?xì)狻Ｕ羝?lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)示范工程，發(fā)電效率最高達(dá)到28%。這些氣化發(fā)電系統(tǒng)使用的秸稈原料多為稻殼和木材加工廢棄物，氣化設(shè)備主要是流化床／循環(huán)流化床和下吸式固定床空氣氣化爐，發(fā)電設(shè)備是低熱值燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組。
秸稈直接燃燒發(fā)電技術(shù)近幾年在我國(guó)才開始研究，缺乏合適的技術(shù)和規(guī)模。國(guó)家電網(wǎng)公司2005年7月投資成立了國(guó)能生物發(fā)電有限公司，注冊(cè)資金十億元，引進(jìn)丹麥BWE公司的純?nèi)冀斩捜剂襄仩t技術(shù)，利用我國(guó)豐富的秸稈資源，投資建設(shè)秸稈發(fā)電項(xiàng)目。2006年底國(guó)能單縣秸稈發(fā)電廠并網(wǎng)發(fā)電，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)秸稈直燃發(fā)電從無到有的重大突破。其后，國(guó)能生物發(fā)電公司相繼投資建成投產(chǎn)了國(guó)能高唐1*30MW、墾利1*25MW，國(guó)能威縣1*24MW、成安1*24MW和國(guó)能射陽(yáng)1*25MW 5臺(tái)秸稈燃料發(fā)電機(jī)組。目前，該公司有在建秸稈發(fā)電項(xiàng)目十幾個(gè)，其中黑龍江望奎1*25MW、內(nèi)蒙通遼1*12MW、赤峰1*12MW、遼寧黑山1*12MW、山東巨野1*12MW、河南扶溝1*12MW、新疆巴楚1*12MW、阿瓦提1*12MW 8個(gè)項(xiàng)目計(jì)劃在今年內(nèi)建成投產(chǎn)，同時(shí)在全國(guó)各地已有30多個(gè)項(xiàng)目得到核準(zhǔn)。以上項(xiàng)目的鍋爐技術(shù)都與山東單縣電廠相同。此外，中節(jié)能、河北建投、武漢凱迪、江蘇省國(guó)信等也在秸稈能發(fā)電領(lǐng)域投資建設(shè)秸稈燃料電廠。各地各級(jí)政府也大力支持發(fā)展農(nóng)林秸稈發(fā)電項(xiàng)目，例如在江蘇省已投產(chǎn)、正在建設(shè)中的秸稈發(fā)電項(xiàng)目合計(jì)12個(gè)，設(shè)計(jì)容量313MW。從投產(chǎn)的秸稈電廠的運(yùn)營(yíng)情況來看，秸稈原料的收購(gòu)是制約秸稈規(guī)模化的一個(gè)瓶頸，適合我國(guó)國(guó)情的秸稈收購(gòu)體系技術(shù)、政策還不完善。
3、秸稈收購(gòu)體系分析
3.1秸稈收購(gòu)現(xiàn)狀
我國(guó)特有的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)決定了秸稈在收集、加工、儲(chǔ)存、運(yùn)輸?shù)雀鱾�(gè)環(huán)節(jié)繁雜，增加秸稈的成本，導(dǎo)致燃料入廠的價(jià)格高，隨著國(guó)內(nèi)生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，生物質(zhì)電廠規(guī)劃的位置不夠科學(xué)，燃料收購(gòu)競(jìng)爭(zhēng)激烈，價(jià)格不斷上漲。
3.2秸稈的特性
3.2.1秸稈總量大、密度小、不適合長(zhǎng)距離運(yùn)輸
目前我國(guó)農(nóng)作物秸稈年產(chǎn)量約為7億t，可作為能源用途的秸稈近2億t，但我國(guó)耕地分散，很難在小范圍內(nèi)收購(gòu)到大型秸稈發(fā)電系統(tǒng)所需要的一二十萬噸秸稈燃料。這樣大型直燃秸稈發(fā)電廠只能擴(kuò)大秸稈收購(gòu)的半徑，而農(nóng)作物秸稈密度小、體積大，所以隨著收購(gòu)半徑的增大其運(yùn)輸成本急劇增加。
3.2.2秸稈成熟季節(jié)性強(qiáng)
秸稈在收獲期間含水率大，容易質(zhì)變。棉花桿、麥草、稻草、玉米稈等秸稈作物在收獲的季節(jié)，秸稈含水率還相當(dāng)高，而發(fā)電所需秸稈含水率在15%以下最好，大于30%的水分不易存儲(chǔ)，在鍋爐里也不容易燃盡。大多數(shù)秸稈收獲的季節(jié)也是播種下一季農(nóng)作物的季節(jié)，能夠在田間放置的時(shí)間短。如果采取田間打包，就地收購(gòu)的方式大量收購(gòu)，則水分含量高，不易干燥，綜合成本高，且濕度大的秸稈打包后極易發(fā)熱、變質(zhì)，堆垛存儲(chǔ)還會(huì)發(fā)生自燃。
3.2.3秸稈種類繁多
秸稈類原料主要包括農(nóng)作物和自燃類植物兩個(gè)方面。其中，農(nóng)作物的秸稈類品種主要包括棉花稈、麥草、稻草、玉米稈、高梁稈、花生、大豆、油菜等：自燃類植物類秸稈主要包括蘆葦、蘆竹、象草、樹木和野生灌木等。不同秸稈密度、發(fā)熱量有很大差別的，其揮發(fā)分、灰分、碳、氫等方面也會(huì)隨收獲后儲(chǔ)存時(shí)間而發(fā)生變化。因此，掌握原料收購(gòu)時(shí)機(jī)，方法、儲(chǔ)運(yùn)方式對(duì)于秸稈如爐質(zhì)量至關(guān)重要。
3.3國(guó)內(nèi)外應(yīng)用的三種秸稈收購(gòu)方式
3.3.1三種秸稈收購(gòu)方式
秸稈的收購(gòu)方式目前在國(guó)內(nèi)外有三種：直接收集、分布收購(gòu)站和電廠統(tǒng)一收購(gòu)。
(1)直接收集一種是是各個(gè)鄉(xiāng)村的農(nóng)戶自己把收集后的秸稈運(yùn)送至電廠，另一種是秸稈經(jīng)紀(jì)人到農(nóng)戶收購(gòu)，再運(yùn)輸?shù)浇斩掚姀S出售。
(2)分布收購(gòu)站點(diǎn)就是根據(jù)資源的分布情況，建立若干收購(gòu)點(diǎn)，進(jìn)行收購(gòu)，打包后等到秸稈電廠需要時(shí)調(diào)用。
(3)電廠統(tǒng)一收購(gòu)就是電廠購(gòu)買收割設(shè)備，組織收割隊(duì)伍，同時(shí)要求農(nóng)戶把秸稈出讓給電廠，每年簽訂一次合同。
3.3.2三種收購(gòu)方式的優(yōu)缺點(diǎn)
（11直接收集
該方案的運(yùn)輸方式：由電廠定價(jià)，農(nóng)戶自己把秸稈送到電廠。這種收購(gòu)方式電廠只需要在廠內(nèi)建立一個(gè)料場(chǎng)，容易管理，但是這種收購(gòu)方式需要對(duì)不同運(yùn)輸距離的秸稈分別定價(jià)，不易控制。
（21分布收購(gòu)站點(diǎn)這種收購(gòu)方式的優(yōu)點(diǎn)是秸稈收購(gòu)范圍大，每個(gè)秸稈收購(gòu)點(diǎn)都是獨(dú)立的，缺點(diǎn)是初期投資較大，需要大量的人力，收購(gòu)的秸稈質(zhì)量較難得到保障。若該方案收購(gòu)點(diǎn)的一般由電廠、政府、個(gè)人共同出資，風(fēng)險(xiǎn)同擔(dān)的。
（31電廠統(tǒng)一收購(gòu)
秸稈發(fā)電廠自己出資購(gòu)買秸稈收割打捆機(jī)，免費(fèi)為農(nóng)場(chǎng)主收割作物，糧食歸農(nóng)場(chǎng)主所有，打捆后的秸稈被電廠運(yùn)走。運(yùn)到電廠之后再進(jìn)行粉碎、干燥、儲(chǔ)存。這種收購(gòu)方式秸稈原料供應(yīng)最穩(wěn)定，沒有中間商參與，減少了收購(gòu)成本，秸稈質(zhì)量高。但一次性投資成本最高，干燥成本高。這種收購(gòu)方式使用于機(jī)械化程度高的地方，國(guó)外一般使用這種方式。
從已投運(yùn)的秸稈電廠的經(jīng)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)得出，我國(guó)的秸稈電廠保證秸稈原料能否充分供應(yīng)是企業(yè)成敗的關(guān)鍵。由于秸稈自身的特點(diǎn)和我國(guó)的農(nóng)林業(yè)狀況，需要根據(jù)實(shí)際情況制定收購(gòu)方案，秸稈發(fā)電廠要逐步建立一個(gè)完善的秸稈收購(gòu)體系。
4、結(jié)論
推進(jìn)秸稈發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)化石能源替代，是走可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，是貫徹科學(xué)發(fā)展觀的具體體現(xiàn)。而我國(guó)秸稈直燃發(fā)電產(chǎn)業(yè)尚處于起步階段，盡管有一些優(yōu)惠政策，但目前絕大多數(shù)秸稈電廠處于虧損運(yùn)營(yíng)狀態(tài)，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力較弱。歐、美等發(fā)達(dá)國(guó)家秸稈發(fā)電產(chǎn)業(yè)之所以能夠順利發(fā)展是得益于國(guó)家強(qiáng)有力的政策支持。我國(guó)要走可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，把秸稈發(fā)電事業(yè)推向良性循環(huán)，任重道遠(yuǎn)。
三門峽富通新能源生產(chǎn)銷售
顆粒機(jī)、飼料顆粒機(jī)、
秸稈壓塊機(jī)、
秸稈顆粒機(jī)等生物質(zhì)燃料成型機(jī)械設(shè)備。
