黑龙江省生物质能源开发可行性及前景

摘要：生物质能一直是人类赖以生存的重要能源，它是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源，在整个能源系统中占有重要地位。文章以肇东市为例，对肇东市的生物质发电项目进行可行性论证，进而探讨黑龙江省生物质能源开发前景。

关键词：生物质；秸秆发电；可再生性；低污染性

作者简介：李拥新（1976-），男，山东曹县人，大唐黑龙江新能源开发有限公司，助理工程师。（黑龙江 哈尔滨 150039）王兴鹏（1973-），男，辽宁辽阳人，辽阳供电公司辽阳电力勘测设计院副院长，高级经济师。（辽宁 辽阳 111000）

中图分类号：TK6  文献标识码：A  文章编号：1007-0079（2011）36-0093-02

一、课题背景

当前，我国能源供应过分依赖煤炭等一次能源，煤电占全国电力的70%以上，但我国煤炭资源储备人均占有量低，煤炭资源人均相对匮缺，且我国产能、储能地域与主要用能地域之间距离过远，造成运力（输能）负担过重和损耗增加，煤炭供应紧缺，能源利用率较低。另外，大量以终端直接燃烧方式消耗煤炭，是造成大气环境污染的主要原因，目前，全国约90%的二氧化硫和氮氧化物排放及70%的烟尘都是燃煤造成的，大气污染不仅造成土壤酸化、粮食减产和植被破坏，而且引发大量呼吸道等疾病。因而，充分利用风能、太阳能、水能、生物质能等可再生能源，对改善我国能源结构、保护环境、实现经济社会的可持续发展和保障能源安全都有着重要意义。

生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物。而所谓生物质能，就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源，同时也是唯一一种可再生的碳源。依据来源的不同，可以将适合于能源利用的生物质分为林业资源、农业资源、生活污水和工业有机废水、城市固体废物和畜禽粪便等五大类。

黑龙江省是农业和林业大省，有丰富的生物质能。秸秆作为农业的副产物，广泛分布在松嫩平原和三江平原等粮食主产区。是农村地区人民生活的主要能源。黑龙江省秸秆总产量为4000万吨左右，折合标准煤1856万吨；薪柴合理开发量400万吨，折合标准煤228.4万吨；柴草合理开发量380万吨，折合标准煤179万吨。另外，有机废物如禽畜粪便、城市垃圾、工业有机废水资源也较多。扣除林业、牧业区域，考虑生物质原料运输等问题，预计生物质电站可建设规模在500～700MW左右。

二、生物质能特点

1.可再生性

生物质属可再生资源，生物质能由于通过植物的光合作用可以再生，与风能、太阳能等同属可再生能源，资源丰富，可保证能源的永续利用。

2.低污染性

生物质的硫含量、氮含量低、燃烧过程中生成的SOX、NOX较少；生物质作为燃料时，由于它在生长时需要的二氧化碳相当于它排放的二氧化碳的量，因而对大气的二氧化碳净排放量近似于零，可有效地减轻温室效应。

3.广泛分布性

缺乏煤炭的地域，可充分利用生物质能。

4.生物质燃料总量十分丰富

生物质能是世界第四大能源，仅次于煤炭、石油和天然气。根据生物学家估算，地球陆地每年生产1000～1250亿吨生物质；海洋年生产500亿吨生物质。生物质能源的年生产量远远超过全世界总能源需求量，相当于目前世界总能耗的10倍。我国可开发为能源的生物质资源到2010年可达3亿吨。随着农林业的发展，特别是炭薪林的推广，生物质资源还将越来越多。

三、生物质能应用

生物质能一直是人类赖以生存的重要能源，它是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源，在整个能源系统中占有重要地位。有关专家估计，生物质能极有可能成为未来可持续能源系统的组成部分，到下世纪中叶，采用新技术生产的各种生物质替代燃料将占全球总能耗的40％以上。

目前人类对生物质能的利用，包括直接用作燃料的有农作物的秸秆、薪柴等；间接作为燃料的有农林废弃物、动物粪便、垃圾及藻类等，它们通过微生物作用生成沼气，或采用热解法制造液体和气体燃料，也可制造生物炭。

四、生物质发电技术的应用

以秸秆发电技术为例，秸秆产能是生物质能里面具有代表性的一种。秸秆属可再生能源，年复一年可保证能源的永续利用。装机容量为12MW机组的生物质发电机组年消耗秸秆15万吨左右，减少CO2等污染物排放3.85万吨，比燃煤火电清洁得多，它燃烧产生的灰分还是一种好的农作物所需的肥料，是发展循环经济的好项目。

从实际应用来说，秸秆作为能源原材料可用于制作秸秆煤或者用于秸秆发电。与普通煤炭相比，秸秆煤不仅投入小、生产安全，还具有易燃耐燃、热效率高、残渣少等特点，在新农村建设中推广秸秆煤，不仅能使农村的生态环境得到保护，而且能给生产秸秆煤的农民家庭带来丰厚的利润回报。目前利用秸秆发电的途径有两种：一是秸秆气化发电，二是秸秆直接燃烧发电，用得最广泛的是秸秆直接燃烧发电。秸秆发电与常规的火力发电的不同之处主要是燃料不同引起燃烧系统的变化，重点是燃烧设备的变化，而热力系统的其余部分和电气系统与常规一般火电厂类同。秸秆燃烧的另一途径是利用已经运行电厂中的锅炉进行掺烧，这既可节约煤，又可增加秸秆利用的途径。各地电厂所配炉型不同，可以由秸秆的各种成型来满足不同炉型锅炉燃烧要求。有一种在煤粉炉中掺烧秸秆的思路是炉膛中下部稍加改造增加一块炉排烧秸秆，称之为联合燃烧。还有对将按要求被关闭的小型火力发电厂，可以对其锅炉改造或重新建设锅炉装置，改造成为生物质能电厂，这也是有利途径。

五、生物质发电项目的探索

以肇东市为例对肇东市的生物质发电项目进行初步研究。肇东位于黑龙江省西南部，松花江北岸，松嫩平原中部，是黑龙江省委、省政府确定的哈尔滨大都市圈中的城市之一。下辖4区、11镇、10乡和1个办事处，全市幅员面积3905平方公里，其中市区50平方公里；总人口93万，其中市区30万。肇东地处哈（哈尔滨）大（大庆）齐（齐齐哈尔）工业走廊前端，南临省会哈尔滨53公里，北距油城大庆80公里，到重工业城齐齐哈尔225公里。滨洲铁路、哈大高速穿越市区，距哈尔滨太平国际机场90公里（40分钟车程），铁路、公路、航空交通极为便利。

全市有耕地305万亩，草原150万亩，林地100万亩，水面26万亩。奶牛存栏12.5万头，肉牛、猪、羊、鹅、鸡等饲养量超过3100万头（只）。地下石油、天然气储量丰富。是国家商品粮生产基地，主要生产玉米、水稻等，粮食总产超过32亿斤。工业总资产54亿元，重点骨干行业有：高新技术、粮食化工、石油化工、医药化工、绿色乳品、绿色食品、建材、机械等。主要工业产品有：酒精、中西药、乳制品、燃料油、味精、稻米、葵花、绿色食品、机电等900多种。先后有香港华润、中粮集团、伊利集团、希望集团、大庆油田有限公司、中石油天然气管道局等一大批国内外知名企业在肇东建厂。

肇东市粮食总产量全国县级排名第七，是国家商品粮基地，盛产玉米、水稻等。全市耕地总面积349万亩，2006年粮豆薯种植面积298.4万亩，总产178.97万吨。粮食作物种植面积267.7万亩，总产170.36万吨；其他作物种植面积30.7万亩，总产8.62万吨。粮食作物中，玉米种植面积230.5万亩，总产149.12万吨；水稻种植面积30万亩，总产18万吨；谷子、高粱7.2万亩，总产3.24万吨。

在50公里半径内，涉及肇东市11镇、10乡、1个办事处：肇东镇、宋站镇、尚家镇、昌五镇、姜家镇、里木店镇、五站镇、涝洲镇、黎明镇、四站镇、五里明镇、海城乡、宣化乡、向阳乡、德昌乡、太平乡、跃进乡、明久乡、洪河乡、安民乡、西八里乡、东发办事处。安达市：羊草镇。双城市：临江镇。哈市呼兰区：对青山镇。哈市道外区：万宝镇。农村人口83万，主要农作物种植面积346.7万亩，粮食总产量222.21万吨，秸秆总产量222.21万吨。其中：玉米秸秆产量197.41万吨。

肇东市丰年农作物秸秆产量170.36万吨，如果按50%折扣，年富余量78万吨；歉年农作物秸秆产量95.97万吨，如果按50%折扣，年富余量48万吨。50公里半径：丰年农作物秸秆产量222.21万吨，如果按50%折扣（消耗），年富余量110万吨；歉年农作物秸秆产量170.28万吨，如果按50%折扣（消耗），年富余量85万吨。按建设规模为一台130t/h高温高压生物质燃料锅炉配一台30MW抽汽式汽轮发电机组，计划年消耗生物质燃料30万吨左右的秸秆量来计算的话，完全能够满足秸秆发电厂的正常运行的需要。

生物质发电在国际上越来越受到重视，在国内也越来越受到政府的关注和民间的拥护，生物质发电是可持续发展的能源、未来的能源、也是利国利民的“朝阳”产业。我国能源形势表明：中国进行能源资源结构调整特别是保护环境，减少污染物及温室气体排放，要求生物质发电做出更多的贡献!