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1、 农林废弃物发电现状及其可持续发展 宋青松( 安徽科技学院 城建与环境学院，安徽 凤阳 233100)摘要:农林废弃物是当今世界上仅次于煤炭、石油、天然气的第四大能源，长期以来没有得到很好的开发利用；农林废弃物发电，是一种新兴的产业，因其资源的可再生性、污染小、资源丰富等特点逐渐在国内兴起。现就国内农林废弃物发电的现状、国家政策及农林废弃物利用的障碍性因素进行简单的阐述分析，进一步对农林废弃物发电可持续发展提出可行性建议。关键词:农林废弃物；发电；可持续发展农林废弃物分为两类：农作物秸秆和森林废弃物。秸秆通常指小麦、水稻、玉米、薯类、油料、棉花、甘蔗和其他农作物在收获籽实后剩余的部分；森林废弃
2、物主要指非成型树材，树枝、树根等。农作物光合作用的产物有一半以上存在于秸秆中，秸秆富含有机质和氮、磷、钙、镁、硫等多种养分，是一种具有多种用途的可再生生物资源，农业产生的秸秆量相当惊人。据联合国环境规划署（UNEP）统计，世界上种植的各种农作物每年产生的秸秆多达 17 亿 t，其中大部分没有得到利用。1 农林废弃物发电现状农林废弃物由于自身蓬松、范围广，燃烧值较低等多方面原因，对农林废弃物的利用一直处于较原始的利用状态。随着近几年经济的发展以及化石能源的日渐枯竭，农林废弃物的再利用出现了一些较新的利用方式 1。概括起来，有以下几种利用方式：1.1 以秆代煤就是直接燃烧以利用其能源，是一种落后的
3、能源利用方式，其社会效益、生态效益和经济效益都很差。1.2 秸秆还田此利用方式有两种：一种是将农作物秸秆直接粉碎抛洒在田间；另一种是将农作物秸秆通过水的沤制，作为有机肥料用于增加土壤肥力，改善土壤结构。1.3 就地焚烧将农林废弃物就地焚烧以加快收种和清除残余物的速度。针对大量焚烧秸秆带来的环境污染和火灾隐患，有关部门从 1998 年以来加强了秸秆综合利用和禁烧工作力度。1999年初，为保护生态环境，防止焚烧秸秆，保障人体健康，维护公共安全，根据中华人民共和国环境保护法和中华人民共和国大气污染防治法，国家环境保护总局、农业部、财政部、铁道部、交通部、国家民航总局联合制定了秸秆禁烧和综合利用管理办
4、法 2。同年，农业部选择 10 个焚烧秸秆造成严重影响的大城市郊区和 4 条高速公路沿线，作为秸秆综合利用和禁烧的重点区域，集中投入，推广秸秆综合利用技术。2000 年又将范围扩大为 15 个城市郊区和 8 条国道两侧。1.4 秸秆青饲料就是将秸秆作为牲畜的饲料，利用秸秆固有的纤维和营养，发展畜牧业。在江苏省农作物秸秆综合利用规划（20102015 年）中提到了如下 5 种主要的农作物秸秆利用方式：（1）农作物秸秆肥料化利用；包括秸秆直接还田和加工商品有机肥。（2）农作物秸秆能源化利用；包括农村直接生活燃料、秸秆发电、沼气、气化、固化成型和炭化。（3）农作物秸秆工业原料化利用；秸秆作为工业原料
5、，目前主要应用于板材加工、造纸、建材、编织、化工等领域。（4）农作物秸秆饲料化利用；主要指通过氨化、青贮、微贮、揉搓丝化等处理技术，增加农林废弃物饲料的营养价值，提高秸秆转化率。（5）农作物秸秆基料化利用；包括食用菌基料和育苗基料、花木基料、草坪基料等，目前主要以食用菌基料为主。从上述 5 种对农作物秸秆综合利用方式的阐述，农作物秸秆能源化利用是一种最理想的利用方式。将废弃的农作物秸秆转换成一种能源，特别是将农作物秸秆转化成电能，对于缓解国内目前的煤电紧张局势，具有良好的意义 3。根据调查，一个百万人口的县市，可年产小麦、玉米、棉花及水稻等农作物秸秆 100 多万 t，约相当于 50 万 t
6、标准煤。假设每年有 3 亿 t 秸秆用于发电，就相当于节约 1.5 亿 t 标准煤。据已运行生物质电厂统计数据显示， 1kg 秸秆可发电 1kW.h，原料费用不到 0.2 元，而上网电价为 0.50.6 元/（kW.h）。一个年消耗秸秆约 17 万 t 的发电机组，可增加农民收入 3000 多万元，具有良好的经济效益和社会效益 4。农林废弃物发电作为秸秆能源化利用的一种重要模式，目前在国内尚属于一项新兴产业。丹麦是较早利用农林废弃物进行发电的国家，丹麦农作物主要有大麦、小麦和黑麦，这些农林废弃物过去除小部分被还田或作为青饲料外，大部分就地焚烧，既污染环境影响交通，又造成生物质能源的浪费 5。丹
7、麦 BWE 公司是世界范围内率先研发秸秆生物质燃烧发电技术公司之一，迄今仍在这一领域保持世界领先水平，在这家欧洲着名能源研发企业的努力下，丹麦于 1988 年诞生了世界上第一座秸秆生物质燃烧发电厂，目前丹麦已拥有120 余座秸秆发电厂，秸秆发电等可再生能源占到该国能源消费量的 24%以上，秸秆发电技术现已被联合国列为重点推广项目。目前，位于英国坎贝斯的生物质能发电厂是目前世界上最大的秸秆发电厂，装机容量 38MW，总投资约 5 亿丹麦克朗。我国利用农林废弃物发电技术研发较晚，尚处于起步阶段，2006 年 12 月 1 日，我国第一座国家级生物发电示范项目单县秸秆直燃发电项目投产发电。单县秸秆发
8、电项目是经核准的第一座秸秆直燃发电示范项目，以棉花秸秆和林业废弃物为燃料，装机容量2.5 万 kW，设计年发电量约 1.6 亿 kW 时，每年可减少二氧化碳排放 10 万 t，每年可为当地农民增加约 3000 万元的收入。该项目由国家电网公司控股的国能生物质发电有限公司投资建设，电站采用丹麦 BWE 公司先进的高温高压水冷振动炉排燃烧技术，锅炉由济南锅炉厂制造，汽轮机和发电机均由国内企业生产。2 农林废弃物发电的制约因素长期以来，由于种种因素的制约，农林废弃物发电在国内发展缓慢，农林废弃物能源化利用程度一直不高，总结起来，制约农林废弃物发电行业发展的主要因素有以下几点：2.1 农民积极性低，电
9、厂发电原料难收集农民可以说是与农林废弃物接触的第一道线，长期以来，对于农林废弃物的收集、利用积极性并不高。以江苏省为例，农作物收割主要为两季：稻、麦收割。随着经济的发展，单从农业方面的经济收入已不再占农民收入的绝大部分，大量的农民工入城务工，改善家庭经济状况。收入水平较以往大有改观 6。利益决定行为，秸秆的低收入直接导致农民的低积极性，更倾向于将秸秆就地焚烧或直接还田，直接导致生物质电厂原料供应不足。2.2 技术瓶颈问题直接导致生物质发电行业难以扩大目前，由于国内农林废弃物发电技术起步较晚，国内生物质电厂发电锅炉、排渣、发电系统基本上依赖进口，前期投资巨大。山东单县 2.5 万 kW 生物质电
10、厂前期投资约 2.3 亿元，大部分资金用于采购国外设备，设备维护保养等方面都受到极大限制 7。2.3 收集贮运体系问题农林废弃物收集贮运体系是农林废弃物综合利用产业化发展的前提和基础。农林废弃物量大、分散、体积蓬松、密度较低、收获季节性强，收割、捡拾、打捆等配套设施缺乏，造成农林废弃物的收集、贮运难度大、成本高，加上服务体系不健全，农林废弃物收集贮运问题已成为制约农林废弃物发电产业化发展的主要瓶颈之一。2.4 产业化带动问题农林废弃物规模化利用有赖于产业化发展的拉动。目前，社会资本投资农林废弃物开发利用的积极性不高，农林废弃物利用的龙头型、骨干型企业不多，年利用量超过 20 万 t的规模化企业
11、仅有江苏新大纸业一家，除农林废弃物发电厂以外，大多数规模企业年实际利用量仅为 2 万 t 左右，投入产出效率较低，仍处于小规模、低层次水平 8。2.5 政策激励机制问题目前，各地虽然制订了一些农林废弃物综合利用优惠政策，但政策的覆盖面不够宽、系统性不完备、利益纽带不紧密。2008 年 10 月，财政部秸秆能源化利用补助资金管理暂行办法出台，其第三章对申报补助的企业列出了具体条件：“（一）企业注册资本金在 1000 万元以上。（二）企业秸秆能源化利用符合本地区秸秆综合利用规划。（三）企业年消耗秸秆量在 1 万吨以上（含 1 万吨）。（四）企业秸秆能源产品已实现销售并拥有稳定的用户。” 但并未给出
12、具体的补助标准和金额比例等。政策激励机制不健全，国家支持力度没有具体到位，是导致秸秆发电行业难以兴盛的又一因素。2008 年 1 月 11 日，能源局在京组织召开了生物质能开发利用工作座谈会，回顾总结了近年来我国生物质能开发利用情况和存在问题，并就如何做好生物质能开发利用工作进行了交流和讨论。会议提出目前制约生物质利用的三大问题：资源、技术和市场。一是生物质资源的季节性和生物质能生产的连续性的矛盾，致使生物质资源收集难度大，资源和成本都具有很大的不确定性。二是生物质技术总体还处于发展阶段，尚不够成熟，建设和运行成本较高。三是市场开拓难度大，除生物质发电外，其他生物质能技术，特别是生物质液体燃料
13、面临市场的严重制约 9。3 针对农林废弃物发电可持续发展的几点思考2009 年 12 月，江苏省人民政府办公厅颁发江苏省农作物秸秆综合利用规划（20102015）（苏政办发（2009）133 号），提出：“到 2012 年，秸秆肥料化利用率达 32%，能源化利用率达 26%，工业原料化利用率达 12%，；到 2015 年秸秆肥料化利用率达 33%，能源化利用率达 27%，工业原料化利用率达 18%，。”“合理安排秸秆发电。充分考虑已批秸秆发电企业布局和秸秆资源状况等因素，重点抓好已批 28 家秸秆发电厂的建设和管理，一方面着力提高已并网发电机组秸秆利用潜力，力争一台额定容量 15MW 的发电机
14、组利用秸秆量达 10 万吨以上；另一方面加快已批秸秆发电厂的建设进度，力争 2012 年底前秸秆发电厂全部投入运营，全省建成并网发电机组800MW，秸秆利用量达 500 万吨 10。”国家国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要明确提出：“实行优惠的财税、投资政策和强制性市场份额政策，鼓励生产与消费可再生能源，提高在一次能源消费中的比重”，“加快开发生物质能，支持发展秸秆、垃圾焚烧和垃圾填埋气发电，建设一批秸秆和林木质电站，扩大生物质固体成型燃料、燃料乙醇和生物柴油生产能力。并网风电装机、生物质发电装机分别达到 500 万千瓦和 550 万千瓦，新建 25MW 的生物质发电厂 80 座；到 20
15、20 年，要达到 3000 万 kW 的规划目标，需新建 25MW 生物质发电厂 1080 座” 11。胡锦涛总书记指出：“加强可再生能源开发利用，是应对日益严重的能源和环境问题的必由之路，也是人类社会实现可持续发展的必由之路。”随着一系列政策、规划的出台，农林废弃物发电日益为国内新能源开发的瞩目点，各大电力集团纷纷投资生物质发电行业，推动农林废弃物发电行业的壮大。利用农林废弃物发电，在国内毕竟属于一项新兴行业，如何将这一新兴事业可持续地发展下去，在世界能源体系中拥有一席之地，还有许多问题亟待解决。3.1 制定并补充可再生能源相关配套法规，完善政策，为农林废弃物发电行业壮大繁荣提供法律保障为推
16、动农林废弃物发电的进一步发展，当务之急是依据可再生能源法规定的“经济激励与监督措施”，尽快制定适合农林废弃物发电行业财政贴息和税收优惠的相关政策，将可再生能源法的指导性意义真正落实到实处。对于农林废弃物发电的补贴提出合理的量化标准，中央政策与地方政策相配套，因地制宜，将生物质电价补贴、减免税款、政府贴息等方面政策完善到位，让农林废弃物电厂轻松起步。在全国范围内加强农林废弃物禁烧宣传力度，将农林废弃物利用作为一项社会共性问题进行宣传，改变人们的观点。由国家财政对农林废弃物收集利用农户进行资金补助，调动农民的积极性。3.2 遵循市场规律，让农林废弃物发电这一新兴行业独立行走利用农林废弃物发电，必须具备良好的利益机制。政策支持只是让农林废弃物发电企业起步阶段不负重而行，如果要农林废弃物发电可持续发展下去，必须有它本身可盈利部分。做好农林废弃物电厂的经济可行性分析，
