风能与生物质能发电研究

齐洪波

(黑龙江省节能技术服务中心，哈尔滨 150001)

风能与生物质能发电研究

齐洪波

(黑龙江省节能技术服务中心，哈尔滨 150001)

快速的经济发展带来了日益增大的能源缺口和严峻的环境问题，加快清洁能源发展替代传统能源，实现能源产业升级成为我国能源电力发展的重大战略选择。本文对风能与生物质能发电的现状、面临的问题及解决的方法进行研究，旨在对发展新能源和可再生能源综合利用提供参考价值。

风能；生物质能；新能源

0 引 言

随着化石资源迅速消耗，生态环境不断恶化，世界各国尤其是主要大国把发展新能源与可再生能源作为新一轮产业发展的重点，寻找新的能源资源以解决能源短缺给人类发展带来的危机，已成为全球日益紧迫的课题[1]。发展新能源产业，大力推动低碳经济，已在全球各国达成共识。当前，开发利用可再生能源已成为世界各国保障能源安全、加强环境保护、应对气候变化的重要措施。随着经济社会的发展，我国能源需求持续增长，能源资源和环境问题日益突出，加快开发利用可再生能源已成为我国应对日益严峻的能源环境问题的必由之路。

可再生能源是可以永续利用的能源资源，如水能、风能、太阳能、生物质能和海洋能等，不存在资源枯竭问题。我国可再生能源资源丰富，具有大规模开发的资源条件和技术潜力，可以为未来社会和经济发展提供足够的能源，开发利用可再生能源大有可为。

低碳经济的实质是能源的高效利用和清洁能源的开发，新能源由此构成了低碳经济的核心内容。它是带动经济增长和应对气候变化的双赢选择[2]。2014年6月，中央财经领导小组第六次会议召开，研究我国能源安全战略。会议强调，面对能源供需格局新变化、国际能源发展新趋势，保障国家能源安全，必须推动能源生产和消费革命。立足国内多元供应保安全，大力推进煤炭清洁高效利用，着力发展非煤能源，形成煤、油、气、核、新能源、可再生能源多轮驱动的能源供应体系。

1 我省风能与生物质能发展现状

1.1 风 能

风能作为一种清洁的可再生能源和替代能源[3]，越来越受到世界各国的重视。《黑龙江省新能源和可再生能源产业发展规划(2010—2020年)》中讲到我省风能资源总储量23 920万kW，可开发利用资源储量约为1 723万kW，排在内蒙古、新疆之后，居全国第三位。风能资源丰富区主要分布在东部地区，包括依兰、桦川、桦南、富锦、鸡东、林口、鹤岗、伊春、龙江、泰来等地。此区50 m高度年平均风功率密度在300 W/m2以上，年平均风速在6.4 m/s以上，有效风速时数在7 400 h以上。风能资源较丰富区包括西南的大部分地区和三江平原大部分以及牡丹江、鸡西等地。此区50 m高度年平均风功率密度在250 W/m2以上，年平均风速大部分在6.0 m/s以上，有效风速时数在7 200 h以上。目前全省共有49个已核准未投产的风电项目，其中12个项目核准时间在1年以内，37个项目核准期超过1年。

与国内其他省市相比，我省在风力资源开发方面起步较晚，1992年才开始对密山市北山和木兰县蒙古山两个点进行风速测试。2003年，全省仅有木兰风电场一期工程首批机组正式投产发电，装机容量0.36万kW。2008年末，风力发电厂发展到12个，主要分布在依兰、桦南、伊春、富裕等地。2010年末，我省风力发电厂发展到34个，发电设备装机容量191.5万kW，累计发电33.1亿kW·h，其中上网电量32.5亿kW·h，实现增加值14亿元。2014年末，我省新能源和可再生能源发电装机规模突破600万kW，其中风电装机规模453.7万kW。全省重点风能发电电场简介如下：

依兰风力资源得天独厚，是全国富风区，被誉为“风电之都”，截止2013年建成风电场8个，总装机40万kW，实现并网40万kW，并网量为黑龙江县级之首。年均可为国家电网输送电力10亿千瓦时，成为全国风电第一县。

富裕风电场共分三期进行开发，一期工程于2004年开工建设，于当年末并网发电；二期工程于2007年开工建设，于2008年初建成并网发电；三期工程于2008年开工建设，于当年9月建成并网发电。2014年9月富裕风电场三期又建设33台单机容量为1 500 kW风机，与富裕一期、二期工程共用110 kW变电站送出。

大庆瑞好风电场一期装机容量4.95万kW，由36台风力发电机组和附属设备组成。2008年9月建设至12月末全部安装完毕，实现并网发电，年发电量达1.2亿kW·h。

1.2 生物质能

生物质能是唯一可以直接规模化生产气体、液体、 固体等清洁能源的可再生资源。开发利用生物质能源，将有助于能源结构多元化和实现低碳发展，对于调整产业结构、促进经济增长方式转变、推进经济和社会可持续发展意义重大[4]。开发利用生物质能源，把有机废弃物转化为生物燃气等清洁能源，把城乡环保卫生产业转变为环保能源产业，把荒山荒地转变为能源生产基地，将有助于维护国家能源安全，保障社会可持续发展；有助于减少温室气体排放和环境污染，实现低碳发展；有助于改善农村环境，促进农村经济发展。

目前，世界上技术较为成熟、实现规模化开发利用的生物质能利用方式主要包括生物质发电、生物液体燃料、沼气和生物质成型燃料等。我省生物质能主要用来发电，即利用生物质所具有的生物质能进行的发电，是可再生能源发电的一种，包括农林废弃物直接燃烧发电、农林废弃物气化发电、垃圾焚烧发电、垃圾填埋气发电、沼气发电。

《黑龙江省生物质发电规划》指出我省拟到2020年建设58处生物质发电项目，总装机容量150万kW，年发电量可达900 000万kW·h。据了解，截止2011年我省已建成生物质并网发电项目18个，总装机容量33.45万kW，另有6个项目核准在建。2014年末，我省新能源和可再生能源发电装机规模突破600万kW。其中，生物质发电装机规模56.5万kW，增长24%。我省生物质资源发电将有更大的上升空间。

2 风能与生物质能发展中遇到的问题

2.1 风能发展中的问题

(1)风电消纳难

2014年全国弃风量及弃风率双降，但三北地区弃风形势仍非常严峻。我省平均利用小时数为1 799 h，全国平均利用小时数为1 905 h。自2010年以来我国出现明显的风电限电现象，2011—2013年弃风限电量均在100亿kW·h以上，2012年弃风量为200亿kW·h，弃风率均在10%以上。只有建立完善政策措施，创新体制机制，优化调度管理等才能解决风电消纳难的问题。

(2)风电大规模并网技术仍是瓶颈

我国风电送出通道不足，调风、调频能力不足，电网稳定性较差，控制管理不足，这些问题实际上都是技术问题，需要我们自主创新。同时风电装备制造业规模小，市场竞争力弱。近几年，风机等新能源装备产业在全国发展迅猛，尽管我省相关产业已经起步，但相比之下，培育和发展机制还没有形成，与国内先进省份和企业差距较大，风电项目选用设备与我省制造业没有明显关联，对装备制造业支撑少，制约了新能源产业的发展。

(3)风电装机规模逐年增大，项目因种种原因而延缓开工

经调查分析，省核准一年以上风力发电机项目未开工的原因主要有政策性因素——项目审批缓慢，项目单位无法取得开工许可；市场性因素——经济效益滑坡，项目单位对投资持犹豫态度；投资主体因素——投资主体融资遇到困难，建设资金不到位。

2.2 生物质能源产业发展面临的困难

(1)生物质能原料收集成本高，没有全面收集系统。

生物质规模收集体系尚未形成，收集率低，大部分被农民在田里直接烧掉，造成环境污染。秸秆及稻壳比重小、体积大，运输成本高，存储期长增加了损耗和场地、管理等费用。

(2)生物质能源扶持政策缺乏系统性和配套性，检测认证体系建设滞后，缺乏市场监管和技术监督。黑龙江省生物质发电仅执行《可再生能源法》规定的全额收购可再生能源电量，使得生物质发电企业雪上加霜。

(3)生物质能源产业缺乏市场竞争力，生物质能源开发技术发展缓慢。

与新能源产业方兴未艾的发展态势相比，我省新能源产业核心与关键技术的自主研发和创新能力不强，尚未实现根本性突破。生物质能源建设与新能源产业整体发展对我省经济贡献率低。整个生物质产业的技术体系仍属于初级阶段，技术体系还没有形成，大部分技术处在研发过程中，离商业化还有很长的路要走，即使是现在已经进行商业化运行的技术，仍然有很大的提升空间。

3 风能与生物质能未来发展建议

3.1 风能未来发展建议

(1)国家继续加大政策支持和监管力度。

2014年国家主管部门出台多项举措力图进一步减少弃风限电，同时建立全国风电设备质量信息监测评价体系。风电政策包括战略与计划方面，管理与规范方面，并网与消纳方面，电价与扶持方面。国家能源局发布的《关于印发2014年能源工作指导意见的通知》，提出坚持集中式与分布式并重、集中送出与就地消纳结合，稳步推进风电等可再生能源发展。保证风电市场空间，加强风电核准管理。强调并网消纳，规范风电开发秩序。加强安全监督管理，规范风电设备市场秩序，强调企业自律。2014年能源局下发《关于规范风电设备市场秩序有关要求的通知》。通知提出加强检测认证，规范风电设备质量验收工作，构建公平、工资、开放的招标采购市场，加强风电设备市场的信息披露和监管。鼓励通过行业自律的方式规范采购行为，避免不公平竞争。

(2)提高风电技术研发能力，企业自主创新，转变发展思路和商业模式。

近年来，风电开发商逐步转变观念，不在单纯追求规模扩张，更加重视项目的开发和经营效益。加强基础研究工作，建立技术研发平台，将自主创新与技术引进和消化吸收再创新相结合，建立和形成以国内制造为主的风电装备能力。风电技术不断创新、2.5 MW及以下机组已经趋于成熟，风电机组在设计方面更加智能化和细分化，出现了很多适合不同环境气候条件的定制化机组。

就我国目前形式分析，大力开展大规模集中式风力发电并不完全适合中国国情，国内已出现了由于大规模接入电网导致危及电网运行的安全稳定问题。因此，发展分散式风电技术更适合我国国情。2015年1月我省参与的“分散式风电接入技术及工程示范”科技项目通过国网公司总部科技项目验收，分散式风电开发是指不通过变电站，直接将风电升压后接入农网和低压电压。与常规的集中风电方式相比，分散式风电可以与现有电力系统结合形成高效灵活的新系统，可以提高电网的可靠性。

3.2 生物质能未来发展建议

(1)加强政策调控与经济激励

要开放能源市场，建立保障性收购制度。完善市场进入标准。完善生物质能经济激励政策的体系。要帮助生物质能源拓展资金渠道。在制定更符合市场实际情况和企业真实需要的政策的同时，加大对政策的宣传力度和渠道，做到“政策及时进企”，达到扶持产业的初衷。政府“加大对农作物收获及秸秆还田收集一体化农机的补贴力度”、“研究建立秸秆还田或打捆收集补助机制”。这将提高农户正确处置秸秆的积极性，有利于生物质能源企业解决既有的原料保障难题，使秸秆收集能够常规化、规模化。

(2)加大对生物质资源的综合利用，加快生物质能源发展的步伐。

在生物质能综合利用方面，我省也在积极探索中。我省在哈尔滨市拟建的大型秸秆综合利用加工基地建成后将成为全球范围内最大的生物乙醇燃料转化加工基地。东林大的黑龙江秸秆综合利用联盟目前正在推行用秸秆制油的方法解决秸秆焚烧的问题。按照计划，每年将2万多吨秸秆进行深加工，将生产出1万多吨清洁燃油和5 000 t 秸秆碳，清洁燃油可用于冶金、陶瓷等行业，经济环保，同时还能产生废热，可带动农村的沼气工程。沼气产生的沼渣和沼液还可以制成有机肥，用于有机农业的种植。同时，积极探寻畜牧饲料、粉碎还田等方式加强补贴降低成本，探索秸秆综合利用新路。

(3)加强技术开发能力，自主创新。

加大科技支撑力度，突破关键技术装备制约，加强产学研组合，组织联合攻关。积极吸纳国际先进技术，技术开发要有地域针对性，推进生物质能源产学研的组合，加快推进生物质能源相关科研成果的转化，进一步提高生物质能开发相关企业的研发能力和自主创新能力。

4 结束语

我省风能与生物质能资源丰富，资源利用空间充足，积极发展新能源和可再生能源，可有效缓解环境污染严重，产业落后发展等状况，对我省未来低碳经济发展具有积极推进作用。

[1] 张英珊.生物质能——能源的新出路. 资源·发展，2006(12)20-21.

[2] 王多云，张秀英.低碳经济视角中的新能源发展问题研究.开发研究,2010,(149):104-107.

[3] 郑 红，于宏敏，魏 磊，等.黑龙江省风能资源再分析[J].黑龙江大学工程学报，2010(3).

[4] 推进生物质能源发展列入国家“十二五”规划.建筑节能，2010(8).

Study of Wind Power and Biomass Power Generation

QI Hong-bo

(Energy Conservation Service Centre of Heilongjiang Province, Harbin 150001, China)

Rapid economic development has brought increasing energy gap and serious environmental problems, to speed up the development of clean energy alternative to traditional energy sources, to achieve energy industrial upgrading has become a major strategic choice for energy and power development in china. Research status of face, wind power and biomass power generation in this problem and solving method, in order to provide reference value of comprehensive utilization of the development of new energy and renewable energy.

Wind power；Biomass power；New energy

2014-12-10

2015-02-21

齐洪波(1983-)，女，工程师，2008年毕业于哈尔滨工业大学，研究生学历，主要从事能源技术研究工作、工程咨询等工作。

10.3969/j.issn.1009-3230.2015.04.010

TK6.TK

B