福建省生物质发电特点和发展趋势
2010-04-20福建省煤炭工业科学研究所郑宗明
福建省煤炭工业科学研究所 郑宗明
1 福建省生物质的资源特点
生物质依据来源的不同,可将适合于发电的资源分为林业资源、农业资源、生活污水城市固体废物和畜禽粪便等四大类。福建省生物质发电的主要资源是以城市垃圾发电为主,目前在农业方面仅以农业生产过程中剩余的稻壳进行发电,并探索采用菌草进行发电的可能性。
福建省城市生活垃圾中易腐有机物、可燃物、可回收物及煤渣灰土所占的比例各地差别较大,主要受城市生活能源结构(气化率)和消费水平的影响。煤渣灰和易腐有机物所占比例与城市燃气化率密切相关,燃气化率高的城市煤渣灰少,约为5%~25%,易腐有机物所占比例大,可达40%~60%;燃气化率低的城市煤渣灰多,约为30%~60%,易腐有机物所占比例小,可达10%~35%。城市居民消费水平高的城市,易燃烧物(废纸、废布)和可回收物比重上升。
2 福建省生物质发电的资源量测算和利用前景
根据福建省有关部门调查资料测算,全省市、县居民人均生活垃圾的产生量约为0.7kg/人·d~1.5kg/人·d,预测2006年~2010年约为0.94kg/人·d~1.25kg/人·d。全省县城生活垃圾量:2008年为477.8万t,可用于发电的约为133.5万t;预测2010年为671.3万t,其中设区城市年垃圾资源量和可用于发电的资源量分别为497.42万t和479万t;县城区年垃圾资源量可用于发电的资源量分别为173.88万t和123.6万t。预测2015年为942.4万t,其中设区城市年垃圾资源量和可用于发电的资源量分别为706.6万t和718.34万t;县城区年垃圾资源量可用于发电的资源量分别为235.8万t和153.14万t。根据《福建省“十一五”城镇体系建设专项规划》2020年城镇人口和垃圾产生量测算公式推算,预测2020年全省垃圾量为1027万t,其中设区城市年垃圾资源量为770万t;县城区年垃圾资源量为257万t。详见表1。
福建省是全国的重点林区,林业“三剩物”(采伐剩余物、造材剩余物、加工剩余物)和森林抚育间伐资源十分丰富,如利用林木抚育和采伐废弃物,加工固体成型燃料,或在重点农区和林区的村镇建设秸秆及粮食加工废弃物和林业“三剩”物致密成型装置,作为生物质发电的燃料,数量巨大,具有十分远大的前景。据不完全统计,能作为生物质发电的资源量:农作物秸杆量为345万t;农产品加工副产品其中包括稻壳、蔗渣的量约为285万t;林木枝桠和林业废弃物量为1200万t。详见表2。
表1 福建省城市生活垃圾资源量 (万t)
表2 福建省农林废弃物资源量 (万t)
3 生物质开发利用特点
福建省的生物质资源的开发利用主要以城市生活垃圾为主,目前农林生物质发电正在起步阶段。
1)随着经济的发展,人民生活水平的提高,城市生活垃圾的热值和其它物化性质将发生变化,应实行生活垃圾进行分类收集,以提高垃圾焚烧的热值。
2)农林生物质未得到充分合理利用,大部分任其枯萎、腐败,目前利用率仅在30%左右,而且其能源利用方式极为原始,大多数物质以直接燃烧为主,这是一项巨大的资源浪费。
3)由于生物质能低密度特点,大量收购造成运输成本高昂,且原料采集范围大,以至上网电价盈亏平衡点远高于风力发电上网电价,其发展速度,将明显地低于太阳能、风力发电。
4 当前开发中存在的主要问题
1)社会各界对生物质发电的综合效益认识不足,尚未引起相关部门的足够重视,认为垃圾发电成本太高,会产生二次污染,对加快发展有疑虑。
2)生物质发电上网关系尚未理顺;对发电项目引导不够,定价没有体现生物质能对环保的贡献,补贴渠道不畅通,经济优惠政策落实难。
3)垃圾管理体系薄弱。行业本性的迷失以及行业管理力量薄弱,缺乏对现有各种技术使用实际状况的了解,不能对现有的技术作出正确的、明确的评价和比较,包括实际的技术数据和运营经济数据。
4)生物质收集运输系统与发电系统配套设施不完善。飞灰作为危险品处理,增加发电成本,尚待进一步研究。
5)由于分类收集缺失,一些建筑垃圾中的塑料和少部分医疗垃圾进入垃圾焚烧炉,致使二恶英等有毒气体超标,易造成二次污染。
5 生物质发电的发展趋势
5.1 发展目标
按照协调发展,化害为利;降低成本,取得效益;规划实施,逐步实现;资源共享,规模经营的原则,2015年福建省的生物质发电要实现如下目标:
——“十二五”期间,建成厦门海沧、漳州(龙海)、闽候、平潭、龙岩、三明、福州第二、邵武、浦城等9个垃圾焚烧发电厂。到2015年,福建省建成垃圾焚烧发电厂22座,处理规模将达1.53万t/d,生物质发电总装机容量43.26万kW,年发电量19.39 亿kWh。
——加快研制大型高效生物质连续气化装置,开发生物质燃气高效净化技术,积极开展秸秆、木屑等农林废弃物直燃和气化发电示范工程,大力支持以象草、巨菌草等燃值高的速生能源植物为原料的生物质直燃发电技术示范项目。
——积极发展生物质致密成型燃料技术,鼓励利用农作物秸秆、林木剩余物,加工致密成型燃料进行发电,为农村、林区提供清洁环保、燃烧效率高的能源。
展望2020年目标,福建省要完成“十二五”的垃圾焚烧发电厂的建设,结合生物质其它燃料发电厂的建设,实现一县建成一个生物质发电厂。垃圾处理规模达1.78万t/d,装机容量达到35.15万kW,年发电量达15.01亿kWh;生物质发电总装机容量68.55万kW,年发电量30.4亿kWh。
要应用大型高效生物质连续气化装置,建立生物质燃气高效净化秸秆、木屑等农林废弃物和象草、巨菌草为原料的直燃和气化发电工程,形成一定的发电规模。
要实施生物质致密成型燃料技术进行发电工程,充分利用农村、林区“林业三废”的压密技术进行发电,提供使用方便、清洁环保、燃烧效率高的电力。详见表3。
5.2 发展方向和重点区域
5.2.1 发展方向
沿海经济较发达地区以城市垃圾焚烧发电为主;内陆山区根据各地方经济发展的具体实际和垃圾成份,选择以大力发展垃圾焚烧和象草、巨菌、固体生物质燃料作为发电的发展方向,从而推动生物质发电产业的开发利用,以实现福建省城镇垃圾处理减量化、无害化、资源化和加大林区“三废”处理的的既定发展目标。
5.2.2 重点区域
1)根据垃圾焚烧发电产业开发利用的发展方向,针对闽江口经济圈、厦门湾经济圈、泉州“半小时城市群”三大经济圈不同城市区域,实现环境卫生重大基础设施优化配置的原则,对区域内的垃圾焚烧发电进行合理规划。对于山区,要实行区域统筹,打破行政限制,跨县(市)布局和建设具有规模效益的垃圾焚烧发电项目。
表3 福建省生物质能源“十二五”及2020年发展规划
2)生物质发电以闽中、闽北为主要突破口,以永安、建宁为试点,侧重于“林区三废”、菌草和压密成型燃料的发电示范工程建设,带动沿海地区生物质发电企业的发展。
6 结束语
生物质发电是一个系统工程,在建设和运行过程中,既要有政策的引导和支持,又要有技术作支撑,因此要建立生物质发电产业发展重大问题的协调机制,加强生物质发电产业发展、技术研究开发、安全监管等方面的有机衔接,形成推进合力。要注意建立城市生活垃圾收集、运输、处理全过程管理体系,构建良好的废弃资源的物流系统,确保原料供应,确保垃圾质量;特别要加强对垃圾发电企业的监管,建立实时监测排放系统,以促进生物质能发电的产业发展。