生物质发电技术在中国的发展
1、生物质资源及发展
我国生物质资源十分丰富，各种农作物每年产生秸秆 6～7 亿多吨，主要的农作物有水稻、小麦、 玉米、豆类、薯类和棉花等。从秸秆的总量上来看，三大粮食作物秸秆所占的比例最大，占农作物秸秆总量的 78%(见下图)(王胜曼，2008)。林木总生物量约 190 亿吨，可获得量为 9 亿吨，可作 为能源利用的总量为 3 亿吨。
我国每年收获的秸秆除去用于造纸的 2800 万吨秸秆和作为饲料或饲料原料的 2.13 亿吨秸秆， 造肥还田及收集损失的 1.089 亿吨，可作为能源加以利用的秸秆总量为 3.761 亿吨。其各种用途的份额如下图所示。
我国秸秆资源分布的特点是不均匀性。50%以上的秸秆资源集中在河南、山东、黑龙江、河北、 安徽、江苏、四川 7 省，西北地区和其他省份秸秆资源分布量较少。稻草主要在长江以南的诸多省份，而小麦和玉米秸秆分布在黄河与长江流域之间，以及黑龙江和吉林等省份。从下表可以看出， 我国大部分地区农作物秸秆产量较大，为秸秆发电厂的建立提供了资源优势。农作物秸秆组成的主要元素成分为碳、氢、氧、硫、磷等，除了少量无机物之外，大部分是可以燃烧的有机物质，如下表所示：
2、 技术现状
生物质发电通常采用直接燃烧发电、混烧发电和气化发电等技术路径，是现代生物质能利用技 术中最成熟和发展规模最大的领域。到 2008 年底，我国的生物质发电装机容量约为 300 万千瓦，其 中蔗渣发电约 170 万千瓦、垃圾发电约 100 万千瓦，其余为稻壳等农林废弃物气化发电和沼气发电等(IEA, 2008)。
1直燃发电
生物质直燃发电技术单位投资成本较高，需要进行规模生产，而且对资源供给量也有较高要求， 我国近几年生物质直燃发电产业发展迅速，但由于项目造价水平普遍高于常规燃煤电厂，而且在秸 秆配套预处理工艺设备和秸秆锅炉积灰、结渣和腐蚀等方面仍然存在技术难点，因此目前建成的项 目多处于示范阶段。但在大型农场、林场或农林业集中地区，直燃发电已成为大规模处理利用农林 废弃物的主要方式，并已进入推广应用阶段。
城市生活垃圾发电是生物质直接燃烧发电的另外一种主要形势，目前我国在引进国外垃圾焚烧 发电技术和设备的基础上，已基本具备制造垃圾焚烧发电设备的能力，并建设了一些垃圾填埋气发 电示范项目。但总体来看，我国在生物质发电的原料收集、净化处理、燃烧设备制造等方面与国际 先进水平还有一定的差距。
2混燃发电
生物质混燃发电技术简单，对原有设备改造的工作量小，投资小、而且掺混量可以调节，对原 料价格有较强的调控能力，抗风险能力强，因此是生物质利用最经济的技术。我国目前尚未对生物 质混燃发电有明确的政策优惠，所以混燃技术的使用仅属示范阶段。
3气化发电
气化发电是指以生物质为原料，以空气，水蒸气等为气化介质，在高温条件下通过热化学反应 将生物质转化为可燃气体，净化后燃烧，驱动内燃机或燃气轮机，带动发电机发电。生物质气化发 电系统从发电规模可分为小规模、中等规模和大规模三种。从国际上来看，小规模的生物质气化发 电已进入商业示范阶段，比较适合于生物质分散利用，投资较少，发电成本也低;大规模的生物质 气化发电一般采用煤气化联合循环发电技术，适合于大规模开发利用生物质资源，发电效率也较高， 已进入示范和研究阶段，是今后生物质工业化应用的主要方式(吴创之，周肇秋，马隆龙等. 2008)。
3、成本分析
国外不同生物质发电技术的投资成本见下表(IEA, 2008)。生物质混烧发电的成本要比纯生物质 发电低，在美国生物质混烧发电的成本约为 5 美分/kWh。目前国内运行的直燃生物质电厂的发电成 本在 0.70 元/kWh – 0.80 元/kWh;自主开发的小型生物质气化电厂的发电成本在 0.40 元/kWh – 0.50 元/kWh;城市垃圾焚烧电厂发电成本在 0.70 元/kWh – 0.80 元/kWh。国家对生物质发电实行煤电标杆电价外加 0.25 元/kWh 补贴的上网电价政策。
表1.9 生物质发电典型技术特征
4、发展潜力分析
综合考虑各方面的因素和目前中国生物质资源的特点，我国生物质发电应以规模化利用秸秆和 林业三剩物等非种植类生物质资源为主，其原因是这些废弃生物质资源能量密度较低，生物质发电 成本受原料收集成本的影响很大。
从成本方面分析，通过技术学习和规模经济效应，生物质发电成本在未来将有一定的降低，可能从目前约 0.06-0.18 美分/kWh 降到 2050 年的约 0.05-0.12 美分/kWh，而循环流化床(CFB)技术 和 100MW 装机容量以上混燃发电技术的单位发电成本有可能降到 0.06～0.08 美分/kWh，在价格上具有很强的竞争优势。根据我国《可再生能源中长期发展规划》规划，到 2020 年生物质能发电装机达到 2700 万千瓦， 其中农林废弃物发电 2000 万千瓦，垃圾发电 200 万千瓦，沼气发电 500 万千瓦。预计到 2030 年， 生物质能发电装机达到 4500 万千瓦，其中农林废弃物发电 3200 万千瓦，垃圾发电 500 万千瓦，沼气发电 800 万千瓦。
作者：倪翔，现任千山资本行业分析师、万巢投资投资总监
声明：本文出自千山资本微信平台：《千山资本丨可再生能源行业专题报告——水电技术及生物质发电技术在中国的发展》一文，北极星节能环保网对原文进行了部分转载。
原标题：可再生能源行业专题报告——水电技术及生物质发电技术在中国的发展
