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生物质颗粒燃料产业打破传统燃料格局脱颖而出

来源:能源 日期: 2014年04月10日

 

对于北京这个冬季供热能源消耗重镇来说,在刚刚过去的这个供暖季,首次出现了以生物质为供热能源的项目。

3月中旬的北京已接近供暖季的尾声,但北京郊区的小汤山大东流苗圃的供暖锅炉离熄火还有一个多月。在这个国家级树木种苗示范基地里,有近6万平米的温室大棚需要供暖,由于花卉苗木生长的特殊性,它每年的供暖季比一般单位长两个月,而且由于不同物种需要的温度不同,因此其对供暖要求更高。

大东流苗圃曾经使用过多种供暖方式,但要么费用高昂、要么供暖达不到要求,始终没有找到最合适的供暖方式。经历过燃煤锅炉、地源热泵和燃油锅炉的使用摸索后,在这个供暖季里,大东流苗圃终于找到了最心仪的供暖方式,即用生物质能源供暖。

这是北京首个大规模使用生物质能源供暖的项目,它打破了北京供暖基本以天然气和煤炭为燃料的格局。与此同时,国内其它地区也已经开始建设生物质供暖/热的项目。

生物质颗粒供暖

小汤山镇的大东流苗圃是北京主要的种苗花卉培育生产基地,因位置相对比较偏远,市政供暖管网无法覆盖。在此之前,大东流苗圃曾经尝试过好几种供暖方式,主要用的是燃油供热和地热泵机供热两种相结合的方式,可是这两种方式的费用都比较高,在只有2万平方米温室供暖的情况下,所消费的燃油费用和电费总共约380万元。如果要使全部的温室都正常供暖,费用则高达近千万元,这让苗圃是难以承受的。

在此情况下,大东流苗圃与吉林宏日新能源合作,采用以生物质颗粒为燃料的供暖方式,2013年秋天,北京首个大规模以生物质供暖的项目在大东流苗圃正式投入运营。

生物质颗粒燃料与其他能源相比,最大的优势即经济上划算,并且属于符合环保要求的可再生能源。

宏日新能源公司北京办事处副主任刘庆胜给《能源》记者算了一笔账,根据2013年市场行情,如果将生物质颗粒的单位有效热量费用设为1,相应的管道天然气、燃料油、柴油、电力分别的费用则为1.48、1.75、2.61和2.81,均高于木质颗粒,而煤炭费用相对较低为0.72,但煤炭所隐藏的环保成本则高于生物质颗粒。

对大东流苗圃而言,在2013—2014这个供暖季,超过6万平米的温室大棚和办公区供暖共消耗2600吨生物质颗粒燃料,算上人工费、维护费等(不包括前期投入),运行费用仅300万元左右,远低于天然气、燃油、地热泵等供暖方式,同时,其所排放的二氧化硫和氮氧化物等物质远低于燃煤。

不过,燃料的远距离运输是目前北京生物质供暖项目发展的一个不利条件。大东流苗圃所使用的生物质颗粒是从山东青岛的工厂运输到北京的,每吨颗粒的运输费用约为100元。

“其实北京市内就有很丰富的生物质能源原材料,都可以加工成生物质颗粒燃料。”站在大东流苗圃的温室边上,中国农业大学[微博]副教授朱万斌指着身边的树木惋惜地对《能源》记者说,“北京市每年产生的园林绿化和林果枝叶达到数百万吨,枯枝等生物质垃圾非常多,由于处理成本高,有的就被丢弃和就地焚烧了,不仅浪费了资源还污染环境,如果加工成生物质颗粒,就是很好的燃料,用于替代郊区小锅炉燃煤。”

根据《北京市2013-2017年清洁空气行动计划重点任务分解》方案,到2015年,全市要完成600蒸吨改造任务,实现城六区无燃煤锅炉。如果全部实行“煤改气”,气源短缺和高成本的问题就难以解决,生物质能源供暖则成为“煤改气”之外最经济可行的方案。

刘庆胜说:“根据目前各种能源产品的价格和政府的环保要求,我们在北京开拓更多的业务是很有希望的,在北京配建加工厂也是水到渠成的,我们已经计划在北京建立一个生物质颗粒加工厂。”

当宏日新能源公司在北京的木质颗粒加工厂建成后,如果北京未来建更多的生物质供暖项目,“就地取材”也就会变成可能。

产业破壳良机

说起生物质能源,大多数人对它的认识还停留在农村沼气的印象里,但实际上,生物质能源的种类是非常多元的,其资源量也十分巨大。生物质颗粒燃料就是一种可广泛使用的生物质能源,两院院士石元春等多位专家在接受《能源》记者采访时都认为,将其作为供热燃料具有很强的经济、社会价值。

生物质颗粒燃料一般是用林业“三剩物”(采伐剩余物、造材剩余物和加工剩余物)、秸秆、稻壳、花生壳、玉米芯、油茶壳、棉籽壳等原料加工产生的成型燃料,它是一种热值接近燃煤的可再生清洁燃料。

直接燃烧“三剩物”等原料与燃料加工后的生物质颗粒相比,有何不同?朱万斌解释说,燃烧的效率和所产生的废弃物与该物质所处的物理状态有关,将原料压制成固体颗粒后,有助于充分燃烧,让燃烧速度可与分解的速度相匹配。同时,使用专业的辅助设备燃烧,也有利于生物质颗粒燃料提高热值并且降低有害物的排放。另外,将农林废弃物制成固体成型燃料可以减少其体积,更方便储存和运输。

以秸秆为例,秸秆被压缩成生物质颗粒燃料后,燃烧效率由原来的不足20%提高到80%以上;秸秆颗粒燃烧的热量为3500大卡/公斤,平均含硫量只有0.38%,2吨秸秆的热值相当于1吨煤,而煤的平均含硫量约达1%;此外,充分燃烧后的秸秆灰渣还可作为肥料还田。

据石元春介绍,瑞典等欧洲国家对生物质颗粒燃料的使用已经比较普遍,2008年瑞典的生物质供热就占到了该国供热能源消费总量的71.6%。我国的生物质颗粒燃料的资源潜力十分巨大,“绝大多数资源都还没有开发出来,我们应该学习借鉴瑞典的经验。”石元春说。

目前,由于油气价格快速上涨,以及迫在眉睫的雾霾治理需求,我国已经有越来越多的地区开始提倡使用生物质颗粒燃料,冬季供暖和工业企业的供热需求让生物质供热产业逐渐发展壮大起来,该产业已经到了破壳而出的临界点。

生物质成型燃料产业的相关发展规划也已经出台。《国家可再生能源中长期发展规划(2007-2020)》中指出,到2020年要生产和使用生物质成型燃料5000万吨;《国家生物质能发展“十二五”规划(2012)》则提出,到2015年要生产和使用1500万吨。而截至2011年底,生物质成型燃料总产能约为500万吨,市场增长空间还有很大。

在这方面,吉林省走在了全国的前面。今年年初,吉林省政府发布《吉林省发展生物质经济实施方案》,称该省生物质资源丰富,年可收集秸秆、稻壳、林业剩余物等生物质资源9400多万吨,未来要重点发展颗粒燃料、城市锅炉供热、大型生物颗粒燃料工厂,部分替代城市燃煤供热、工业集中区燃煤供气和居民用煤。

上述方案还提出,吉林省将主要依托吉林宏日新能源、固得为等企业,形成500万吨农林生物质成型燃料、150万吨生物液体燃料剩余物成型燃料、50万吨能源植物成型燃料生产能力,用于满足城市分布式供热、工业集中区供气等需要。

除了吉林,辽宁、哈尔滨、山东,以及陕西等地都在近几年建设了生物质能源供暖的项目。成立于2006年的宏日新能源公司,是国内北方地区主要的生物质能源供热运营商,现已建成5座生物质颗粒燃料生产加工厂,该公司提供服务的供热用户20余户,总供热面积超过100万平方米。

而在我国南方地区,生物质供热也已在一些工业企业中开始使用。总部位于广州的迪森热能技术股份有限公司已将生物质供热的业务覆盖到广东、广西、浙江等地。

吉林宏日新能源有限公司董事长洪浩对生物质供热行业前景十分看好,他向《能源》记者介绍说,我国供热市场燃煤占比高达85%,生物质是目前取代燃煤最经济的清洁能源,生物质供热行业呼之欲出。对分布式和特殊的供热需求市场,生物质供热具有独特的比较优势。