名詞解釋

生物質能是人類賴以生存的重要能源，是僅次于煤炭、石油和天然氣而居于世界能源消耗總量第四位的能源。生物質能作為一種潔凈而又可再生的能源，是唯一可替代化石能源轉化成氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)燃料以及其他化工原料或者產品的碳資源。

生物質發(fā)電是利用生物質所具有的生物質能進行的發(fā)電，是可再生能源發(fā)電的一種，包括農林廢棄物直接燃燒發(fā)電、農林廢棄物氣化發(fā)電、垃圾焚燒發(fā)電、垃圾填埋氣發(fā)電、沼氣發(fā)電。

在過去，樹皮、谷殼、秸稈、油菜桿、玉米芯等農林廢棄物只作為農戶家里做飯的柴火，沒人會想到它也能作為發(fā)電的燃料。而現(xiàn)在利用農林廢棄物作為燃料發(fā)電終于成為現(xiàn)實——貴州省銅仁市松桃苗族自治縣的村民們，就用他們勤勞的雙手種出了“新能源”。

松桃凱迪生物質電廠是貴州省第一家利用廢棄生物發(fā)電并建成投產的企業(yè)，裝機規(guī)模3萬千瓦。電廠于2014年4月正式發(fā)電后，每天消耗生物質燃料約800噸，日發(fā)電量約72萬千瓦時，截止目前，累計發(fā)電量為3000萬千瓦時。預計年發(fā)電量將達到2.4億千瓦時，年二氧化碳減排量近12萬噸，年二氧化硫減排量近7200噸，每年可節(jié)約標煤近10萬噸左右。

“我們的項目將充分利用松桃縣農林廢棄物，每年支付給當?shù)剞r民的生物質原料收購款將達到7000-8000萬元，按照全縣人口均攤，就意味著每人每年將增加2000元收入，直接實現(xiàn)工業(yè)反哺農業(yè)。”松桃縣凱迪綠色能源開發(fā)有限公司(以下簡稱“松桃凱迪”)總經理樊明偉介紹。

高科技生物質鍋爐是運轉“心臟”

9月17日，本刊記者來到位于松桃縣蓼皋鎮(zhèn)馬場“凱迪低碳循環(huán)經濟產業(yè)園”的松桃凱迪生物質電廠。遠觀高聳的煙囪、巨大的冷卻塔和燃燒鍋爐、規(guī)整的廠房等，這里和常見的火電廠并無區(qū)別；走進一看，堆放如山的廢棄木材、谷殼、鋸末、樹皮等原料倉庫，以及圍繞在廠區(qū)周圍的10根超長超大的避雷針映入眼簾，讓人馬上能找到屬于生物質電廠的明顯特征。

“生物質原料的燃點都很低，防火工作是重中之重，所以在火電廠是看不到這么多避雷針的，而且我們用的這種避雷針是特制的。”樊明偉告訴記者。

原料存儲區(qū)在整個電廠占到了很大面積。據(jù)了解，在貴州地區(qū)，生物質發(fā)電廠使用的生物質燃料主要為農作物的油菜秸稈、玉米秸稈、水稻秸稈、稻殼、玉米芯、花生殼等，山林的雜灌木、樹枝、芭茅草、毛竹子、落葉松針等；木材加工廢棄物樹皮、刨花、鋸末、竹屑等；還有建筑的廢模板、手腳架、淘汰的木器家具等。

“這些生物質燃料熱值高，每千克發(fā)熱量在2300至3500千卡左右。在生物質鍋爐中燃燒時也無煙無味，清潔環(huán)保，其含硫量、灰分、含氮量等遠低于煤炭、石油等，二氧化碳零排放，不會導致酸雨產生，不污染大氣，不污染環(huán)境。它們燃燒后的灰燼還是優(yōu)質有機鉀肥，可回收創(chuàng)利，響應中央節(jié)能減排、創(chuàng)造節(jié)約型社會號召。因此，生物質燃料是大自然賦予我們的寶貴財富。”樊明偉一邊介紹一邊抓起一把稻殼，他說像這種原料可以直接送入鍋爐發(fā)電，但像秸稈、廢棄木材等還需通過大型破碎機增加一道破碎工序。

“我們收購的燃料原始形狀可異，有的長度、直徑范圍很廣。但是用于生物質發(fā)電的燃燒鍋爐與普通煤炭發(fā)電的燃燒鍋爐不同，其喂料形式和燃燒特性有著很大的區(qū)別。為保證生物質燃料的充分燃燒，提高熱效率并降低消耗，所以對入爐的生物質燃料的顆粒度與形狀有一定的要求，直徑不能超過5厘米，嚴禁達不到驗收技術標準的生物質燃料進入發(fā)電設備的喂料系統(tǒng)。”

從備料倉庫通過輸送傳動帶，經過嚴格篩選、破碎的合格原料就可以源源不斷地送入鍋爐發(fā)電了。“生物質電廠的關鍵技術和運轉‘心臟’就是這里了！”樊明偉指著位于煙囪和冷卻塔之間的巨型燃燒鍋爐說。

據(jù)介紹，松桃凱迪生物質發(fā)電廠使用的是超高壓循環(huán)流化床生物質鍋爐，這種鍋爐是由陽光凱迪針對生物質發(fā)電所需的生物質燃料專門設計的，適用于燃燒各類生物質燃料，整體設計及各項技術指標處于國際領先水平。

“松桃項目是凱迪同類型機組調試時間最短、安裝質量最優(yōu)、成套試運轉期間缺陷問題最少、負荷率最高的機組。”樊明偉說，之前的96小時成套試運期間，機組發(fā)電機及其機電設備最大負荷連續(xù)運行的穩(wěn)定性和可靠性得以驗證符合規(guī)范要求。其中，系統(tǒng)保護投入率100%，機組自動投入率90%，負荷率101%，其他指標均為優(yōu)良。機組建設期間先后實現(xiàn)水壓試驗、廠用受電、鍋爐酸洗、機組點火吹管、機組并網(wǎng)、機組72 24小時成套試運轉等重大節(jié)點的一次成功。

“生物質燃料在鍋爐中直接燃燒并經過高溫高壓后，產生蒸汽，帶動蒸汽輪機及發(fā)電機發(fā)電。在此過程中產生的熱水進入冷卻塔后經過排污處理成為中水，供給電廠內部綠化等用。燃燒后的草木灰可作有機肥或水泥加工。整個過程零排放、無污染，并形成循環(huán)經濟產業(yè)鏈。”樊明偉告訴本刊記者，投資2.7億建成的生物質電廠是“凱迪低碳循環(huán)經濟產業(yè)園”建成的第一個項目。

一個農民在秋收季節(jié)可增收幾千元

“松桃具有豐富的農林業(yè)資源，是黔東北主要林區(qū)。松桃凱迪生物質發(fā)電廠能率先在貴州建成發(fā)電并網(wǎng)，離不開當?shù)卣拇罅χС帧?rdquo;樊明偉介紹，早在項目籌備初期，松桃縣委、縣政府就高度重視，專門召開生物質能源燃料收購推進會等，全力支持生物質燃料的收購工作，宣傳推廣直接到村。

“地方政府意識到我們的項目建成，對于改善地方環(huán)境、提高資源利用率、優(yōu)化能源結構、提高農民收入等都具有積極促進作用，尤其對工業(yè)反哺農業(yè)具有重大意義。”樊明偉說。凱迪作為生物質能源產業(yè)的領軍者，提出了以源頭收購為核心的村級燃料收購和大客戶收購模式，陽光凱迪燃料團隊嚴格按照收購、破碎和運輸專業(yè)化分工的模式開展燃料收購工作，確立了“即依靠政府提高量，依靠模式提高質，依靠流程化、標準化、機械化和信息化降低成本，依靠企業(yè)文化提高”的“四個依靠”指導方針，不斷加強燃料收購工作流程的流程化、標準化、機械化和信息化的“四化”建設，一個陽光、透明、廉潔的原料收購管控模式在凱迪的實踐成功，成功實現(xiàn)了技術創(chuàng)新與商業(yè)模式創(chuàng)新的有機結合！

據(jù)了解，每年8至9月，貴州山區(qū)的玉米、稻谷等主要農作物成熟收割，也是生物質原料采購的旺季。9月18日清晨，本刊記者隨松桃凱迪的工作人員驅車30多里山路，來到位于重慶秀山與貴州松桃交界的黃板鄉(xiāng)上水村，親歷了生物質原料收購現(xiàn)場。

在上水村毗鄰鄉(xiāng)級公路的一片采摘完畢的玉米地里，松桃人李金生正在指揮三個當?shù)卮迕袷崭钣衩捉斩挕＠罱鹕钱數(shù)赜忻姆N植大戶，3年前，當他了解了生物質發(fā)電廠的來龍去脈后，便開始組織、發(fā)動松桃農民向松桃凱迪供應生物質原料，現(xiàn)在已成為松桃凱迪定點聯(lián)系的協(xié)調人。

“一開始，很多村民還不相信這些世世代代都用于喂豬、喂牛或者直接焚燒的包谷桿、玉米芯、稻殼等農作物廢棄物還能賣錢？到現(xiàn)在，每年玉米收獲的季節(jié)，松桃凱迪付出去的收購款、原料運輸款、人工收割款等差不多有20幾萬。”李金生說，不僅村民的觀點發(fā)生了改變，每逢秋收季節(jié)農田里常見的滾滾濃煙也逐漸減少。

據(jù)了解，目前，我國農村大面積的農作物秸稈因沒有收集利用而被焚燒，既造成了環(huán)境污染和安全隱患，還浪費了豐富的生物質燃料資源。國家從1998年以來加強了秸稈綜合利用禁燒工作力度，國家環(huán)境保護總局還會同多個部門聯(lián)合制定了《秸稈禁燒和綜合利用管理辦法》。

“農作物秸稈再利用是發(fā)展農村循環(huán)經濟的重要物質基礎，所以國家鼓勵農作物秸稈的再利用。我們大量收集農作物秸稈，為松桃農業(yè)廢棄物的綜合利用提供了新途徑。”樊明偉說。

協(xié)調人李金生告訴本刊記者，目前松桃凱迪主要采用兩種方式進行收購，一是支付費用直接收購原料，二是雇傭農閑的村民進行收割。“像今天這片地的主人，原本就要盡快砍掉采摘完的玉米秸稈，以便種植下一季的土豆。如果他愿意自己收集秸稈，我就讓他將收集好的秸稈送到松桃凱迪電廠的固定收購點，由凱迪公司燃料人員現(xiàn)場收購、現(xiàn)場質檢、現(xiàn)場付款。如果他愿意由松桃凱迪電廠下地收秸稈，就可以什么都不管，相當于松桃凱迪電廠免費幫他干了農活，砍下的秸稈也交給松桃凱迪電廠發(fā)電。”李金生笑著說。

看著堆在田坎邊的一捆捆秸稈逐漸高起來，身著藍色工作服的松桃凱迪收購員開始進行抽查稱重。一般是運用能稱150公斤重量的特大木質秤桿，由三至四人合力挑起來稱量。

“一捆秸稈的重量約為50斤左右，最后根據(jù)總捆數(shù)，就可以估算一個大概的總重量。但這并不是最后的收購重量，因為還要除去其中的含水量。”松桃凱迪的收購人員介紹。

據(jù)了解，生物質燃料的質量關系到生物質發(fā)電廠發(fā)電量與發(fā)電成本，關系到發(fā)電設備的使用效率與運行壽命，也關系到農戶收集生物質燃料的經濟收入。生物質燃料的質量指標主要包括含水量(水分)、含雜率、粒度形狀、熱值等。生物質燃料收集時，物料含水量往往高于燃料收購的含水量標準(30%以下)，如黃色秸稈(小麥、水稻、玉米、大豆等)在收集時一般為30%至60%，灰色秸稈(棉花、芭茅草、干果殼等)在收集時一般為40%至60%，木質類(雜灌木、竹木材加工廢棄物)等再收集時一般為40%至50%。因此，生物質電廠收入原料后，還要進行一段時間的晾曬與風干，并留有一定的空氣流動間隙，才能使物料含水量迅速降低。

“根據(jù)含水量和燃燒熱值的不同，這些農林業(yè)廢棄物的收購價也不同。”松桃凱迪工作人員說，平均1畝玉米地可收割半噸秸稈，一般半天就可以完成收割，這就意味著，在秋收季一個農民如果勤加收割，年收入可增加幾千元。目前，除了直接和木材加工廠對接收購邊角余料、建筑模板等，松桃凱迪還在該縣設立了8個村級收購點，全縣共計劃建設24個點，方便農民更好、更快的提供生物質原料。

發(fā)展困境

高原山地成原料收購最大阻礙

“據(jù)統(tǒng)計，隨著生物質電廠的建成投產，生物質原料收購周期縮短，隨之也帶動了運輸?shù)认嚓P行業(yè)發(fā)展，幾年來至少有數(shù)萬人直接受益。”樊明偉表示，在貴州發(fā)展生物質產業(yè)，其實獲益最多的還是當?shù)乩习傩铡?/p>

“國家對生物質發(fā)電制定的電價是0.75元，其中貴州電網(wǎng)的上網(wǎng)電價是0.372元，國家補貼0.378元。而據(jù)我們測算，目前松桃凱迪生物質電廠平均燃燒1.2公斤原料發(fā)一度電，僅生物質原料收集成本一項(包括出產地收購價格、收集過程中發(fā)生的勞務工人費用、收集機械設備投入費用、轉運工程中的運輸費用等)折合成每度電的成本就達0.36元，這還不包括電廠運行的管理、財務等其他費用。”樊明偉透露。

造成成本增高的主要原因是高原農田或山林都呈分散式梯級形狀，大型收割機、破碎機等專業(yè)設備無法入場。

李金生也告訴記者，雖然作為收購協(xié)調人獲得了一定收益，但他斥資20萬元從山東購買的破碎機等生物質收購設備至今無法投用，還是造成了一定損失。

“像秸稈等原料，體積太大，貴州山路崎嶇，從收購地到電廠的運輸費很高，如果能先就地破碎成小顆粒，一趟車就能裝得更多。但是等我買來一看，受場地制約，這些東西根本用不了。”李金生嘆了嘆氣說，在不破碎的情況下，2噸的秸稈正好能裝滿一輛中型貨車，扣除人工成本、運輸成本等費用后，跑這趟能賺到的毛利也就幾十元。

“生物質原料收集成本控制是一個生物質電廠是否能盈利的關鍵點！”樊明偉指出，我國內地的種植習慣是農作物輪作制，玉米、稻谷等收獲后還要種植其他農作物，就要求盡快將玉米、稻谷等秸稈清理出農田，不影響隨后的耕作、播種等環(huán)節(jié)。在平原地區(qū)的大片的農田或同類農作物集中種植區(qū)域，利用玉米聯(lián)合收割機進行收割，將秸稈拋散在農田里，由摟草機將秸稈集中成行，打包機同步將秸稈打成包捆，通過轉運機械將農作物秸稈的包捆轉移到臨時場地堆放，集中后運至生物質發(fā)電廠交售，其機械化收集效率高，作業(yè)成本相對較低，作業(yè)時間短，“但這些目前在松桃地區(qū)都完全行不通，這里幾乎全是高高低低大大小小的梯田，只能使用最小型的電動棉桿機、便攜式割灌機、伸縮桿式高枝油鋸等設備。”

樊明偉表示，目前松桃凱迪已向武漢總部反映了貴州的情況，希望后方智囊團隊能盡快找出適合山地生物質原料收集的機械設備，幫助他們走出收集效率低的困境。

據(jù)了解，陽光凱迪新能源集團有限公司是一家長期專注于節(jié)能環(huán)保和綠色能源產業(yè)的高新技術企業(yè)，陽光凱迪現(xiàn)有生物質油氣、生物質發(fā)電、環(huán)保、大型工程EPC四大板塊主營業(yè)務。其中生物質氣化合成燃油技術已經走在了國際前沿，世界首條萬噸級生物質燃油商業(yè)化示范生產線于2013年1月在公司順利投產，成功將農林廢棄物生產成為高品質、高清潔的航空煤油、汽油和柴油；生物質發(fā)電技術與業(yè)務規(guī)模也已處于國內領先地位。

貴州省能源局副巡視員卓軍在接受本刊記者采訪時指出，國家《生物質能發(fā)展“十二五”規(guī)劃》指出，到2015年，我國將形成較為完整的生物質能產業(yè)體系，生物質能年利用量超過5000萬噸標準煤。其中，生物質發(fā)電裝機容量1300萬千瓦、年發(fā)電量約780億千瓦時，生物質年供氣220億立方米，生物質成型燃料1000萬噸，生物質液體燃料500萬噸。建成一批生物質能綜合利用新技術產業(yè)化示范項目。

“松桃凱迪生物質電廠3萬千瓦項目的建成投產，彌補了貴州農林生物質產業(yè)發(fā)展的空白，促進我省初步形成以風電、農林生物質發(fā)電、垃圾發(fā)電、光伏發(fā)電、煤礦瓦斯發(fā)電等新能源格局。目前，核準在建裝機18萬千瓦，從江、黃平及紫云項目基本建成；三都、德江及鳳岡項目正在施工建設。”卓軍表示。

據(jù)悉，國家《生物質能發(fā)展“十二五”規(guī)劃》明確提出，要在貴州等地建設生物質熱化學轉化制備液體燃料及多聯(lián)產示范工程。今年起，貴州省將組織編制《貴州省生物質能發(fā)展規(guī)劃》，為全省生物質能源健康發(fā)展提供依據(jù)，為高效利用貴州生物質能資源創(chuàng)造條件。同時，結合全省實際情況，將對貴州省農林生物質發(fā)電規(guī)劃進行調整，以農林生物質氣化合成油項目為主。

 記者 彭雅  鄧澤見