江苏省秸秆发电的现状分析及对策

张 钦,周德群

(1.南京航空航天大学 经济与管理学院,江苏南京 210016;

2.南京航空航天大学 能源软科学研究中心,江苏南京 210016)

江苏省秸秆发电的现状分析及对策

张 钦1,2,周德群1,2

(1.南京航空航天大学 经济与管理学院,江苏南京 210016;

2.南京航空航天大学 能源软科学研究中心,江苏南京 210016)

江苏是能源资源小省,却是经济大省和农业大省,在电能逐年缺口的情况下,江苏积极探索秸秆的开发和利用。到 2009年底,江苏有 12家并网秸秆发电企业,但其中 10家亏损。本文通过若干调查以及资料、数据分析,认为企业亏损根源在于秸秆发电项目的建设成本高、原料供应不足、秸秆到厂价格高、企业用电和维护成本高。同时给出了关于江苏秸秆发电的合理化建议:慎重投建秸秆发电项目;重视农村分布式能源的开发;强化秸秆收购工作;加强秸秆发电技术及设备研发等创新能力的建设;秸秆发电企业加强内部管理。

秸秆;发电;生物质

一、引言

由于可耗竭能源的不断减少及其生产和使用过程中对环境造成的严重后果,作为发展替代能源的一个重要路径,生物质发电受到了许多国家的高度重视。我国“十一五”规划就明确提出生物质发电 5500MW装机容量的发展目标,《可再生能源中长期发展规划》提出到 2020年我国生物质发电装机容量完成 30000MW的建设任务。

表 1 江苏省规模以上工业企业煤炭、原油生产量及占全国比 (单位:万吨)

表 2 江苏省电力生产量与消费情况 (单位:亿 K WH)

江苏是能源资源小省,规模以上工业企业煤炭、原油生产量及占全国比基本上在 1%左右徘徊(见表 1)。江苏却是经济大省,多年来其 GDP一直位于全国前三。随着江苏全面小康社会建设步伐的加快,对电力等能源的需求也逐年增长,但电力生产的增长远不如消费的增长,缺口很大 (见表2),电力供应不足已成为制约江苏持续发展的主要原因之一。

江苏还是农业大省,农作物残留物秸秆资源非常丰富,位居全国第四。全省年产秸秆量基本稳定在 4000万吨左右 (见表 3),而且未来几年内变化不大。因为尽管工业化与城市化进程会减少大田农作物种植面积,但科技进步会提高农作物产量,一增一减可以相抵。

表 3 2003-2008年江苏省秸秆资源总量表(单位 :万吨 )

江苏省积极探索可再生能源的开发和利用。2003年,江苏如东的秸秆发电项目最早被批准为 3个国家级秸秆发电示范项目之一。2003年 11月,我国与世界银行及全球环境基金 (GEF)合作开展的可再生能源政策开发和投资项目 CRESP,江苏作为四个省 (区)试点之一,经过 6年多努力取得了可喜的阶段性成果,现已进入第二阶段的推广工作。截至 2009年底,有 12家企业并网发电。然而,这 12家秸秆发电厂的经营状况不容乐观,除了2家在 2009年盈利或扭亏为盈以外其余均亏损。因此,本文试图通过其亏损现象,分析、寻找其根源,为江苏省和我国秸秆发电业的健康发展提供一些有益的对策和建议。

二、江苏省秸秆资源的分布和利用情况

(一)江苏省秸秆资源的分布

江苏省秸秆品种类型相对集中,比重排名前四是水稻秸秆、小麦秸秆,油菜秸秆和玉米秸秆,它们占全省秸秆资源总量的 80%以上,具体情况见表 4。

由于地理条件、产业结构等原因,江苏秸秆资源量的分布是由南少北多,苏南、苏中、苏北秸秆资源量分别占全省总量的 15.1%、27.2%和57.7%。小麦、油菜等夏季农作物收获期由南向北从 5月下旬到 6月下旬,秸秆产量 1314.72万吨,占全省总量的 32.8%;水稻、玉米、棉花、大豆等秋季主作物收获期则从 9月下旬到 11月中旬,秸秆产量 2240.83万吨,占全省总量的55.9%。

表 4 2008年江苏省秸秆资源量分布表 单位:(万吨)

表 5 2008年江苏省秸秆能源化利用情况 单位:(万吨)

(二)江苏省秸秆资源的能源化利用情况

2008年,江苏省秸秆综合利用量 2366万吨,利用率达 59%,其中用于包括农民生活燃料和能源企业的原料等方面的占 20%(见表 5),而苏北、苏中、苏南地区秸秆能源化利用率分别为 21.3%、20.7%、19.8%。

三、江苏省秸秆发电现状

(一)江苏省秸秆发电厂的布局和规模

秸秆发电有直燃发电、混燃发电和气化后发电三种发电方式,江苏省的秸秆发电几乎都是直燃方式。截止到 2009年底,已有 12家企业并网发电,总装机容量 294MW,投资规模32.51亿元,年秸秆量需求量约 225万吨 (见表6)。在这 12家发电厂中,一家秸秆气化发电,一家由燃煤技改后变成秸秆直燃发电。另外,江苏省还有在建和已批待建共计 25家,装机容量 617MW,年秸秆设计需求量 440万吨 (见表7)。

表 6 到 2009年江苏省已投产秸秆发电厂的名称和规模

表 7 江苏省在建和已批待建秸秆发电项目数、规模以及秸秆需求量和剩余量

(二)江苏省秸秆发电厂的营运状况

到 2009年底,江苏省秸秆发电厂大多数产能不足或发电越多亏损越严重。比如国家级生物质发电示范项目——江苏国信如东生物质发电有限公司,自 2008年 7月份投入运营到 2008年底,亏损 1500万元。江苏国信淮安生物质发电有限公司,2008年全年发电 1.81亿 K WH,亏损 4000多万元。

中节能宿迁生物质发电厂 2009年 1-8月份主营业务收入 5766.72万元,同比增长 38.50%,累计实现利润 450.49万元 (不含 CDM收入),同比增利 999.15万元 (上年同期亏损 548.66万元)。截至 2009年 9月 16日,累计实现发电量1.134亿 K WH,上网电量 1.00亿 K WH。凯迪电力宿迁生物质发电厂投产至今发电量 0.156亿K WH,连同 CDM大约能有 2000万以上的利润。

四、江苏省秸秆发电中的主要问题及原因分析

(一)秸秆发电项目的建设成本高

除了秸秆气化发电以外,江苏省秸秆发电的新装机容量有四种 (见表 6):15、24、25、30MW。由于连云港协鑫生物质发电有限公司的秸秆发电是由燃煤改造而来,所以扣除该公司的装机容量和投资金额,江苏省秸秆发电厂项目的平均造价为(294-25)/(32.51-0.8)=8483(元 /K W)。根据火电参考造价,1000MW的单位造价为 3724元/K W,600MW的是 3643元/K W,300MW的是 4401元/K W。江苏省秸秆发电项目的单位造价是火电的 2倍还多[1]。

秸秆发电厂建设投资除了锅炉设备和除灰渣设备以及燃料上料系统与燃煤电厂不同外,其他系统大致相同。秸秆发电厂项目工程造价高的原因主要有:①设备造价较高。江苏省 12家秸秆发电厂的技术和设备有很高的国产化率,锅炉、秸秆破碎和上料等设备设计和制造在我国处于起步阶段,没有成熟设备可供选用,几乎全部是边建设边研发;②电厂的土地购置成本高。发电厂占地面积大,大多在 66666.7-133333.4m2(100-200亩)范围内。这是因为秸秆燃料重量密度小,且电厂需要较大的储存空间和作业场地,仓库有效面积从 4000-7000m2不等,容积在 50000-70000 m3之间;③折旧等费用高,它们与造价正相关。

(二)秸秆发电厂的原料供应不足

原料供应不足是江苏省秸秆发电厂的最主要问题,致使电厂经常停工待料,产能不足,大多没有达到全年 20小时 /天 ×300天 =6000小时的发电目标。项目规划设计时的秸秆收购半径 50km,电厂实际收购半径远超过这个数字。

秸秆供应不足的主要原因有两点:(1)秸秆采购困难。秸秆收集、翻晒费时费力,且农村劳动力紧缺,夏秋两季收种时间紧、任务重,农民出售秸秆有可能倒贴钱而不愿意收集秸秆。(2)企业争夺秸秆资源现象严重。中节能宿迁生物质发电厂的秸秆收购半径已达到 150km,而与此相距不到 50km的还有江苏省泗阳生物质秸秆发电厂;扬州市至少有 7家非发电企业需要大量的秸秆资源,其中仪征市鼎盛炭业有限公司年秸秆需求量就达到 15万吨。南通如东县的草绳业是传统产业,与电厂相互“争吃”秸秆;一些垃圾发电厂也使用秸秆作为原料。

(三)秸秆的到厂价格高

不同区域的秸秆收购价格差异并不大,但秸秆到厂价格差异会很大,不同时期的秸秆价格也会不同。在秸秆价格中,包含了一些必须的成本支出。根据淮安市楚州、洪泽两地农机部门的核算,2008年秸秆收购过程中的人工、油料等费用合计为 120元 /吨 ,其中:捆草绳 25元 /吨 ,油料费 15元 /吨 ,运输费 40元 /吨,驾驶员工资 20元 /吨,杂工工资 20元 /吨。苏中、苏南的人工费用略高于苏北。

2008年,泰兴麦秸秆收割时收购价为 220元至 240元 /吨,往后每个月的收购价格都在提高,当年 12月到次年 5月收购价格提高到每吨 340元。淮安生物质发电公司 2007-2009年秸秆到厂价格分别是:190、250(稻秸秆 )和 280(麦秸秆 )、310元/吨。江苏国信如东生物质发电有限公司在淮安、宿迁、连云港等地收购秸秆的到厂价格最高为480元 /吨。厂家在秸秆发电项目立项时所测算的秸秆到厂价是在 150-200元 /吨时保本,实际上2009年江苏省秸秆到厂价普遍在 280元 /吨左右。

(四)秸秆发电厂的用电和维护成本高

秸秆发电厂的辅助设备比燃煤电厂多,秸秆破碎、风机和水泵等耗电量也较燃煤电厂大,并且变频调速等节能技术还未全面应用。通过对江苏省的 7家秸秆发电厂的厂内用电率统计,2008年 1-9月平均水平为 12.98%。即使秸秆发电厂的厂用电率降到 12%左右,仍然高出燃煤电厂用电率两倍以上[2]。

由表 4得知,江苏以生产稻、麦等软秸秆为主,软秸秆因其体积蓬松、韧性大、流动性差、易缠绕堵塞特点,在发电生产过程中普遍存在秸秆破碎机进料卡死、给料量方向单一、出料不均匀、上料困难、料仓容易蓬堵、分料器螺旋缠绕堵塞等问题。原料供应的不足,使秸秆发电厂以大量稻壳、树皮等作为替代燃料,导致实际燃料与设计燃料不符,且有一些“黑心”经纪人在秸秆中掺了土、石块等杂质,不仅影响了秸秆充分燃烧,甚至损坏了设备。

五、江苏省秸秆发电的对策与建议

(一)谨慎审批秸秆发电新项目,停建或缓建已批项目

秸秆的供应量不足不仅是秸秆发电企业也是所有秸秆规模利用企业生存和发展的瓶颈问题。根据《江苏省秸秆综合利用规划 (2010-2015年)》,江苏力争到 2012年年利用秸秆量 5万吨以上的企业达到 80家,2015年达到 100家,共有 8大类工程项目,其中以秸秆为原料的项目有 7大类,且秸秆规模利用的企业布点比较密集 (见表 8)。据统计,一个户用沼气池、供气站、气化站年需秸秆大约分别为 1吨、27吨、32吨,到 2015年全省生产沼气年需秸秆量为 60万吨。按照种植 1公顷食用菌至少需要秸秆 0.3万吨计算,到 2015年全省秸秆基料年需要秸秆量 42万吨以上。再由表 7,如果在建、待建项目投产,南京、无锡的秸秆可能剩余量已经很少,而镇江的已成负数。

表 8 江苏省秸秆综合利用规划中的重大工程项目

我们建议已批的、刚刚动工的秸秆发电项目要缓建,应重新论证、规划这些项目;谨慎审批新建项目,包括由燃煤发电技改成秸秆发电项目;不支持垃圾发电以秸秆作为原材料。

(二)缩小秸秆发电项目的规模,充分重视农村分布式能源的开发

农村对能源的需求量在逐年增加,但农村所需能源如何供应有待进一步研究。据测算,随着新农村建设进程加快,到 2020年我国农村人均商品能源消耗将由 0.62吨标煤增加到 1.99吨标煤,其增量相当于我国能源发展中长期规划 (2005-2020年)能源消耗增量的 60%[3]。秸秆的大规模开发、利用需要建立一个庞大的物流系统,把分散的秸秆经过收集、加工、存储、转换等流程,将电力再供给分散的终端用户,即使秸秆发电所需的能耗低于所产生的能效,但维持这一过程的正常运转也还需要大量的电力、燃油、人力、设施和设备,秸秆发电的经济效益、能源效率和低碳问题均值得探讨。江苏省秸秆直燃发电的装机容量主要为24、25、30MW,发达国家的装机容量通常也在20MW以上。装机容量越大,效率越高,但投资所需金额就越高,其风险也会很高,短期内无法收回投资已成为事实。

建设小型秸秆发电厂可避免上述问题,规模在3MW以下的发电厂占地面积少,设备价格通常不超过 1700万元,年秸秆需求量约为 2万吨,电厂周围几个自然村的秸秆产量即可满足需求。实践证明,秸秆沼气也是解决农村能源需求的重要途径。

(三)全面禁止秸秆露天焚烧,进一步强化秸秆收购工作

禁止秸秆露天焚烧是保证秸秆供应的必要手段。江苏省各级政府对秸秆露天禁烧工作相当重视,不仅发文、宣传,提出了具体奖惩措施,且在夏秋季节组织专人到田间地头巡查,成效显著。从2009年 5月 27日到 7月 8日国家有关部门监测的42天中,全省境内有 17天没被发现秸秆焚烧 (见表 9)。秸秆禁烧工作做得最好的是宿迁 (0点),其次是镇江 (10点)、淮安 (36点),这说明全面禁烧完全可行。

加强秸秆收购是保证秸秆供应的充分条件。影响秸秆收购工作除了价格,还有另外三个很重要的因素:经纪人、收购场地和运输费用。电厂不可能面对每年数十万笔的秸秆交易,经纪人在秸秆收购中不可或缺。秸秆需求量的不断增长,使农民看到了秸秆收购中的商机,江苏省秸秆收购经纪人的队伍不断壮大,阜宁、灌云、邗江、盱眙等地相继成立了秸秆收集利用合作社;仅高邮市一次就注册了 23家,其成员 1239人。收购的秸秆质量和价格与经纪人的素质、能力等有直接的关系。秸秆收购需要足够大的场地存储秸秆和防潮、干燥设备,秸秆运输中经常是车辆超高、超宽导致罚款。

表 9 2009年江苏省夏收季节秸秆露天焚烧火点分布情况 (个)

政府应该全面禁烧秸秆,加强对经纪人教育和培训,并实行持证上岗,鼓励、支持农民成立秸秆收集利用合作社。在每个自然村建立 1-2个秸秆暂存点,对于收购站或中心的建立,应从整体上加以规划。开辟“绿色”通道,减免秸秆运输车的过路、过桥费用。

(四)加强秸秆发电技术、设备研发等创新能力的建设

江苏省秸秆发电项目的直接燃烧技术只有江苏国能射阳秸秆发电项目、江苏东海龙源秸秆发电项目这两家来自于丹麦的 BWE公司,其余项目的技术均为国内研发,锅炉等设备也都是国产,但这些设备在运行中不稳定,经常要停工修理。

不打捆的散草储、运费用很高,秸秆收获机械化水平成为秸秆发电厂原料供应的主要障碍。我国秸秆收获机械的研发起步晚,大约在 2000年从德国 CLAAS公司、美国 CNH公司、美国 JOHNDEERE公司引入小方捆打捆机开始,陆续研发了小圆捆打捆机以及二次压缩机等产品,加之研究经费不足、生产手段较为落后,产品性能及可靠性偏低,除搂集设备国内有少量生产外,其他相关设备基本属于空白[4]。

针对秸秆综合利用技术研发成本高昂的特征,适度增加技术创新的补贴、奖励,对于科研单位或企业新的技术成果及产品转让销售所得收入,在一定时期可以给予减免营业税和所得税照顾等措施。建立产学研联盟,促进研究开发与产业化融合。通过自主开发或者引进、消化、吸收国外先进技术,嫁接商品化、集约化、规模化的管理经验,完全可以解决制约技术创新的因素。

(五)秸秆发电企业加强内部管理,降低运营成本

近几年兴起的秸秆发电,在原材料采购等方面和煤电有很大差别,其企业的一些管理无法借鉴煤电企业的经验和方法,也不能完全依赖政府的政策帮助,企业的生存和发展困难重重。江苏秸秆发电企业总体处于亏损状态,但在现有政策下还是有两家是盈利的。

我们认为企业可在如下 3个方面加强管理:①设施布局规划。秸秆发电厂投建前,要做好资源调查和评估,应根据秸秆的分布特点和燃料特性,因地制宜,统筹兼顾,长远考虑,合理规划秸秆发电的设施和规模;②秸秆收购模式。农民出售秸秆的积极性是增加秸秆供应量的关键,这不仅和价格有关,也和秸秆收购模式有关。江苏秸秆收购主要有“运送到厂 ”、“上门收购 ”、“帮助收割 ”、“预先买断 ”等模式,这些模式各有利弊,电厂应探索出符合当地农村实际情况的收购模式;③与经纪人合作。秸秆发电厂与经纪人 (合作社)在很多方面利益是一致的,且不止一家企业需要秸秆,所以电厂应与经纪人形成长期的战略合作关系。当然要慎选经纪人,要考虑其经济能力、信用等方面综合因素。

六、结语

秸秆发电在我国刚刚起步,无论是政策、技术还是企业内部管理都有不成熟、不规范之处,亏损在所难免。然而,秸秆发电是最具开发利用潜力的新能源之一,国外发达国家的实践已经证明了秸秆发电有良好的经济、生态和社会效益。因此,对江苏省在秸秆发电方面所取得的成绩既要肯定,又需对秸秆发电企业亏损进行深入的调查、研究。本文通过若干的资料整理和数据分析,找出了江苏省秸秆发电亏损的原因,并指明了江苏省秸秆发电未来的发展方向和解决亏损的对策建议。

需要说明的是,限于篇幅,本文没有给出江苏省秸秆发电的政策性详细建议。关于这点,我们将另文再议。

[1]电力规划设计总院.火电工程限额设计参考造价指标(2007年水平)[M].北京:中国电力出版社,2008.

[2]李玉芳,闫 艳,高 杰.秸秆发电厂普遍面临投资大、效益低的亏损局面[N].中国环境报,2009-04-15.

[3]中国农机互联网.我国农作物秸秆收获机械现状及发展趋势 [EB/OL].http://www.nongji.com.cn/news/content-58828.aspx.

[4]李晓明.九三学社中央建议立足“三农”发展生物质能源:先农业需求,再化石能源替代[N].科学时报,2008-03-07.

(本文责编:润 泽)

Analysis on Present Situation of Generating Electricity by Burn ing Straw in Jiangsu Province

ZHANG Qin1,2,ZHOU De-qun1,2
(1.College of Econom ics and M anagem ent,Nanjing University of Aeronautics and Astronautics,Nanjing210016,China;
2.Research Center for Soft Energy Science,Nanjing University of Aeronautics and Astronautics,Nanjing210016,China)

Jiangsu is a s maller province of energy resources,but a lager one of economics and agriculture.In the case of a shortage of electric power annually,Jiangsu actively explores the development and use of straw.By the end of 2009,Jiangsu has 12 grid straw power plants,but 10 losses.Through a number of surveys and data analysis,the paper concludes the sources of the enterprises'losses are that straw power project construction costs are high,feedstock supply is shortage,costs of straw delivered to the plant are high,the plants consuming power and maintenance costs high.Meanwhile the paper proposing reasonable recommendations on generating electricity by Straw in Jiangsu Province is that the straw power project should be deliberately invested and constructed,the development of distributed energy in rural areas adequately stressed,acquisition of straw strengthened,the innovative R&D capacity including the technology and equipment should energetically be fostered.And lastly,the enterprises should focus on interiormanagement.

straw;generating electricity;biomass

T M619

A

1002-9753(2010)10-0104-08

2010-05-18

2010-09-08

国家重大社科项目(08&ZD046);教育部人文社科规划项目(09YJA630065)。

张 钦 (1963-),男,江苏淮安人,南京航空航天大学经济与管理学院副教授,博士,研究方向:供应链管理、能源管理。