构建和完善本地燃料供应体系维系1×30 MW生物质直燃电厂长期稳定运行

宁申建 韩兆勋 侯鹏 周亚州

中船重工（上海）新能源有限公司

0 引言

2006年12月1日，我国第一个以棉花杆作为主燃料的直燃发电项目——国能山东单县生物质项目并网发电[1]。截止到2018年底，全国范围内已建成投运的生物质直燃发电项目共计有321个，并网装机容量806.3万kW[2]。而生物质直燃发电的技术原理与火力发电厂相比较，差别不大，设备大同小异，只是容量上的区别，各部件的作用功能相同，仅燃烧所需的燃料有所区别[3]。燃料成本占电厂生产成本的三分之一以上[4]，甚至高达70%～80%[5]，一家生物质电厂的盈利与否，与燃料成本直接相关。目前运行的电厂中，除广东粤电湛江生物质[5]电厂为2×50 MW，每天需进料3 000～4 000 t[6]，以及凯迪汪清生物质电厂（2×30 MW）外，国内主流的生物质电厂装机容量均在2×12 MW～1×30 MW之间。因机组效率略有不同，这些电厂对合格燃料的年需求量均在25万t到30万t之间，差异并不大。因此，研究依托于1×30 MW生物质电厂的燃料供应体系，有着较为普遍的意义。

1 生物质电厂燃料市场工作的定义及其特殊性

1.1 生物质电厂燃料市场工作的定义

生物质电厂燃料市场工作是指依托生物质电厂或者是投建生物质电厂公司的强大财力和影响力，在以电厂为中心，通常不超过400 km为半径的区域内，进行广泛的信息收集、宣传、动员、组织、协调，建立起一套完整的、可控的生物质燃料收储体系，以保证电厂生产用燃料供给的工作。其本身独立运行于厂外，与电厂所在地政府、居民、产业链相关从业者密不可分，属于电厂日常运维过程中的一个重要环节。

1.2 生物质电厂燃料市场工作的特殊性

1.2.1 兼备市场开发属性和物资采购属性

生物质电厂的燃料市场工作以标的采购为最终目的，但通常由于电厂建设所在地生物质资源尚未进行市场开发或市场成熟度不足，导致现有的采购渠道获得的生物质资源量不能满足电厂满负荷生产所需。因此，理想化的直接比质比价订货采购的方式在生物质电厂燃料领域客观上几乎不可行。电厂要想获得充足的生产用燃料，必须用市场开发的形式，建立一个在当地全新的行业。

1.2.2 具有鲜明的地域特征和区域局限

与传统化石能源不同，生物质燃料多样性的特点突出。草本类、木本类、藤本类植物，蘑菇、木耳、树舌等真菌，稻壳、花生壳、板栗壳、果皮、果核等农林企业初级废弃物，大型养殖场垫圈料等都可成为生物质电厂生产用燃料的来源。我国疆域辽阔，地理、地形多样，气候、水文、气象复杂多变，人口数量、经济发展水平、某些潜在的燃料品种的市场成熟程度等客观因素的差异也使各地区的生物质燃料采购呈现明显的地域特征。

同等体积的生物质燃料（未经过压缩、烘干加工的各个品种）与化石燃料相比，自身具有重量轻、孔隙大、含水率高、低位热值低、易霉腐等不利于长期保存和长途物流的短板，因此，极少有生物质燃料品种的物流距离大于400 km。

1.2.3 产品需求数量大、价值低

一家正常运行的生物质直燃电厂（1×30 MW）1天所需要消耗的燃料量约750～900 t（视平均入炉热值）。需求量相当于4 000～5 000亩耕地可收集的秸秆（小麦、玉米）总量，如此巨大的需求量，足以支持电厂所在地周边建立起一个独立的行业。

根据2010年7月8日国家发展和改革委出台的《关于完善农林生物质发电价格政策的通知》，对农林生物质发电项目，统一执行标杆上网电价0.75元/kWh[7]。在此大背景下，生物质电厂各品种燃料定价（满价）的平均价格近300元/t（已是边际值）。与其他各种生物质综合利用（原料化、饲料化、基料化）相比，其单价定价位于最底层，对当地农户和专业的农林废弃物经营户吸引力最差。

2 生物质电厂燃料工作的普遍难点

2.1 市场不成熟

除部分扎堆建设电厂的地区外，新建的电厂都会面临资源丰富，但尚未开发的局面。需要投入专门的人力、物力、财力去做专业程度较高的燃料工作。其过程必定是重复、机械、挫折甚至是煎熬的，在此过程中，宏观经济环境的变化、投资公司发展战略策略的调整、电厂负责领导的态度、燃料一线员工的职业素养等都有可能让未知的市场前景充满变数。

2.2 成本不可控

农林废弃物最终变为电厂入炉的燃料须经过一系列的收、加、储、运环节，各环节都需付出一定的成本（如图1所示）。任何一项成本失控都将使燃料价格出现异常。此外，周边同行业者的价格竞争，在保障自身生产用燃料的前提下，控制燃料成本也会随之变得异常困难。

图1

3 构建本地燃料供应体系的目标和方案

3.1 燃料供应体系的含义

燃料供应体系：运用系统论的科学依据，定量地规划和指导生物质电厂的燃料厂外收集、加工、短期存储、到厂运输等一系列生产行为，从而建立起稳定持续的燃料供应。其中包含巨大的物流、资金流和信息流。其具有整体性、关联性、等级结构性、动态平衡性、时序性等基本特征。

3.2 构建本地燃料供应体系的理想目标

所谓“本地”专指电厂所在县级行政区域或半径60 km未受自然、政治条件限制的区域。构建本地燃料供应体系的理想目标是：本地建设一个由150～200个年生产2 000 t农林废弃物的收储点构成的燃料收储点群，电厂全年生产所需各类生物质燃料的70%以上由其生产并且实现进厂供给，在没有出现无可挽回的自然灾害、战争、瘟疫等不可抗逆情况下，可以稳定、持续地供给电厂燃料。

3.3 构建本地燃料供应体系的物质基础

构建本地燃料供应体系的物质基础应包含以下几个方面：

3.3.1 本地或60 km范围内的可收集燃料资源量

资源量不仅仅是一个简单的数字，它应该是包括当地的地形、气候、水文、交通条件、人口密度、经济发展状况等外部环境因素；当地农林加工企业数量、到厂距离、废弃物的生产量、处理利用现状及成为燃料的可能性；当地耕地面积、农民种植习惯、品种、机械化程度、秸秆的处理方式；以及当地政府对本地农、林资源的开发利用计划等各种因素的综合客观评估，在实际的生产实践中具有指导意义。

3.3.2 燃料款及时足额支付

实践表明，及时足额支付燃料款对初期燃料市场培育、燃料质量、价格的管控、企业品牌效应建立都具有明显的积极意义；反之，企业在当地口碑的坍塌、燃料质量、价格的彻底失控甚至直接影响到正常的生产，往往都是从拖欠燃料款开始。

3.3.3 专业的负责人

燃料工作需要一定的专业知识，同时涉及面广，事繁而不细、广而不深，对从业者特别是负责人的专业性、声望、管理水平、心理素质要求较高。而一位合格的燃料负责人所能够创造的价值在电厂的日常经营中非常关键，是其他任何岗位在目前的技术条件下所不能相提并论的。

3.4 构建本地燃料供应体系的原则

3.4.1 稳定原则

构建生物质燃料供应体系应着眼长远，以电厂长期、稳定的生产用燃料为根本目的。

3.4.2 缩减原则

要想方设法缩减生物质燃料自生产到运输到厂中间的供应链一切非必要成本构成，最大限度压缩燃料中间成本。

3.4.3 市场导向原则

在资源不相互交叉的前提下，广泛建设燃料收储加工点，把市场做大，使燃料采购成为电厂所在地农林废弃物处理行业的一部分和托底产业，从而使燃料产业可以健康稳定地发展。

3.4.4 扬长避短原则

根据本地生物质资源品种、产能等实际情况构建本地燃料供应体系。

3.4.5 持续评估与动态调整原则

电厂燃料部应对市场变化和供应商供应燃料质量情况进行持续评估，以随时进行调整，以适应新的市场环境，保障燃料的充足供给。

3.5 构建本地燃料供应体系的方案

3.5.1 资源信息收集与核实

以县级政府农、林部门、工商部门提供的各种资源信息为基准，通过各种渠道逐步逐条核准，不管是什么类型的信息，务求眼见为实。对资源产能类型的信息，可请教产业内有关专家或者当地富有生产经验的长者，进行实际的抽样核算。信息的收集与核实工作，伴随着燃料工作的始终，不会因为阶段性采购任务的完成而终结。

3.5.2 争取政府政策支持

生物质发电具有显著的社会和环境效益，是推进农村能源革命、农业循环经济、绿色低碳发展、实现美丽乡村、建设美丽中国的重要支撑[8]。生物质电厂的运营争取到当地政府的政策优惠和支持，不仅仅是树立企业形象的需要，更是控制燃料成本、维持行业兴旺发达的重要支撑。

3.5.3 广泛而深入的宣传

生物质燃料来源于传统的农林业，生物质电厂天然带有传统的精密工业和精细农业相结合的自然属性，从它在国内诞生的那一刻起，从未有类似于传统电力行业将自己圈在高墙大院内生产的特例。她要求燃料工作者长期奔波于农林生产一线，与当地群众尤其是广大的农林劳动者紧密相连。本地燃料收储体系的建立始于宣传，其形式是多样的，如召开全县规模的收储动员大会、引进先进的作业厂家实地展销、当地电视台的广告、当地标志性建筑的液晶广告屏、独立的微信公众号、抖音、快手视频、村镇会集散发传单等等都是颇为行之有效的宣传方式。燃料收储宣传并不止步于市场开发前期，它是伴随着燃料供应商整体数量的动态平衡的客观形式而贯彻燃料收储工作的始终。

3.5.4 动员燃料经纪人建设固定收储点群，逐步形成产业链

生物质电厂燃料的收购标的无论是作为农作物的剩余秸秆，还是作为林业生产废弃物的枝丫柴、剥板皮、清山清林剩余物，都应以动员燃料供应商以建设固定的加工、存储场地，从而成为生物质燃料加工的上游企业，电厂作为其产品的最终销售渠道乃至最终托底，最终形成健康而完整的生物质燃料产业链。实践经验表明，供应商购买各类加工设备，建立燃料供应点的过程是燃料市场开发过程中最为艰难和反复的，也是整个燃料工作中各种矛盾各种问题集中爆发的阶段。

值得注意的是，在收储点群部署到一定密度的时候，燃料供应商之间会出现直接的竞争，这就要求电厂在布局时对供应商的资质、产能、资源进行严格把控和筛选，避免恶劣竞争最终抬高燃料入厂成本。一般而言，两个林业产品加工点的距离不应小于10 km，两个秸秆收储点的距离不应小于5 km。每个乡镇发展的“燃料经纪人”应在2～3人之间。

4 建立健全本地燃料供应体系的“威力”

4.1 某央企下属的1×30MW生物质电厂的燃料本地体系建设情况

某电厂所在县地处淮河中上游，豫、皖两省交界，国土面积1 801 km2，人口169万，耕地面积160万亩，主要种植品种为小麦和玉米，一年两季分品种轮种，收获季节为每年的6月初和10月下旬。

该电厂1×30 MW高温超高压循环流化床机组，设计年使用各类生物质燃料26万t。于2016年12月31日并网发电。自2015年项目开工建设，电厂高度重视燃料市场的开发和培育，在人力、财力、物力方面给予了最大限度的支持。当年末即建成标准秸秆收储点5个，经过4年坚持不懈地发展，截止到2019年12月底，已在全县范围内建成固定的剥皮加工点4个，秸秆收储加工点92个，固定加工设备50台/套，燃料年供应能力20万t以上，其本地收储体系基本成型，见图2。

图2

4.2 健全本地燃料供应体系的“威力”

截至2019年12月底，电厂周边半径150 km范围内，先后有22家同类型生物质电厂建成投产外部燃料供应竞争压力也随之增大。而电厂运维三年从未因燃料不足导致机组停机。以2019年为例，豫东、皖北地区大部分剥板厂因房地产行业趋于下行、环保严查等原因大面积停产停工，往年可以大量收购的树皮成了各电厂抢手货，相当多的电厂出现了燃料紧张、高价抢料的状态。在此条件下，依托于沉淀四年积累的本地收储体系，该电厂依然可以平价保障电厂正常生产所需的燃料供给而不在域外与其他同行业者高价抢购，从而保障全年燃料经营目标的实现。

5 推行本地燃料供应体系可能存在的漏洞、补救方案

5.1 推行本地燃料供应体系可能存在的漏洞

5.1.1 本地价格联盟的形成

与土生土长的本地农林废弃物经营者相比，电厂才是外来者。在燃料体系构建初期，出现价格联盟，与电厂议价并意图把控燃料定价权的情形并不少见，有些地方电厂本地燃料价格反而比较难以控制。

5.1.2 急于求成，构建本地燃料体系方案被僵化地执行

本地农林废弃物资源有物流成本优势，但不顾本地燃料品种、资源量、开发难度等实际情况，要求电厂燃料人员在短期内构建一个稳定的燃料供应体系是很困难的。明显过高的标准往往意味着过低的实现预期，最终不了了之。因此，构建本地燃料供应体系虽被国内很多生物质发电企业提出并付诸实践，但是，限于严格的绩效考核、不确定的职业生涯以及各方面主、客观的原因，导致本地燃料供应体系在实践操作中并不理想。

5.2 应对预案和补救方案

5.2.1 坚持价格底线不让步

积极与政府农、林部门、招商引资部门、物价部门联系，耐心解释电厂燃料定价的原因，避免政府行政误判；面对各供应商要耐心细致地做工作，坚持价格、质量标准不让步，灵活运用谈判技巧，瓦解价格联盟。

5.2.2 提前准备充足的补充资源和应急燃料

密切跟踪半径400 km范围内燃料市场的信息变化，只有时刻拥有充足补充燃料入厂的能力，才有控制质量和价格的物质基础。

综上所述，生物质电厂健康的燃料供应体系犹如一株枝繁叶茂的大树一般，将自身的千万根须深扎于广阔的“三农”沃土，富农支农，默默地起着保护环境、服务民生的作用。而本地燃料供应体系的建立健全正如大树的主干一般有着无可替代的地位。当前，国补电价支持的政策尚不明朗，总体已走在成本优化、补贴“退坡”的路上[9]。如何降低入炉燃料成本，在目前困难的形势下生存下去，是所有生物质电厂需要考虑的首要问题。克服浮躁的情绪，把自己沉下来，努力去构建一个数量稳定、价格可控、成熟可靠的燃料供应体系，是解决目前经营成本居高不下的途径之一。