2021年咨询工程师继续教育讲义-新能源专业生物质能利用.doc

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1、新能源专业生物质能利用第一课生物质能产业概况生物质是指一切有生命的可以生长的有机体，包括所有的动物、植物和微生物以及由这些有机体派生、排泄和代谢产生的有机质，是地球上存在最广泛的有机物质。生物质能即以生物质为载体的能量，直接或间接地来源于植物的光合作用，是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量。它可转化为常规的固态、液态和气态燃料，是唯一一种可再生的碳源。现代生物质能主要包括农业废弃物、木材及林业废弃物、水生植物、油料作物、城市及工业有机废弃物、动物粪便。农作物秸秆和农产品加工剩余物林业“三剩物”及木材加工剩余物畜禽粪便城市生活垃圾城市生活污水工业有机废渣工业有机污水木本及草本能源作物油脂类能

2、源作物含油藻类其他中国国情1. 耕地面积总量为1.22亿公顷，位居世界第三，仅次于美国和印度。但人均耕地面积约0.1公顷，世界排名在150名之后。（中国国土面积是丹麦的220倍，人均耕地面积不足丹麦的1/5。）2. 中国农村2012年人均纯收入约7917元/年。（世界银行调整后的贫困人口为每年消费456.25美元以下。人均收入是消费贫困线的2.85倍）（丹麦约4%的人口从事农业生产，可满足1500万人的需求，2/3的农产品用于出口。中国有8亿农民，2010年农产品净进口额231亿美元）中国生物质能产业发展具有优先性1.原料以剩余物和废弃物为主，处理/利用具有刚性需求。2.能够提供中国最为短缺的

3、液体燃料。（2013年石油对外依存度58.1%）3.具有调峰能力。4.为农民增加收入。（利用1亿吨农作物秸秆，约可为农民增加收入250亿元，相当于2005年农业税总额。242亿元）国别丹麦德国中国年份201120112013生物质发电量比例（%）126.30.80发电总量 （亿千瓦时）334640052451生物质发电量 （亿千瓦时）40.1403.2420.0温家宝总理曾言道:中国是一个十三亿人口的国家，任何一件小事，乘以1,300,000,000，可能成为大事;任何一件大事,除以1,300,000,000，也可能成为一件小事。生物质能利用必将成为战略性新兴产业。1.相对量小，绝对量大。2.

4、全世界能源消费总量超过5亿吨标煤的国家仅五个。（中美俄日印）3.中国生物质能替代化石能源总量可超过3亿吨标煤，可减少二氧化碳排放4.6亿吨；可拉动投资2万亿元，年产值超过1.2万亿元；可提供超过300万个就业岗位，可为农民增加收入1800亿元。中国的国情决定了，生物质产业不仅需要发展，而且必将成为优先发展的产业。从改变能源结构的角度，受资源条件的限制，中国生物质能难以从根本上改变能源结构。即使生物质能对中国能源消费总量比例影响有限，但并不妨碍中国生物质能产业成为“下一个巨人”。生物质能资源总量及分布1.根据现有生物质能利用技术状况和生物质资源用途等情况估算，目前我国可能源利用的生物质资源总量每

5、年约4.6亿吨标准煤。2.各类资源具有明显的地域分布特征。农作物秸秆及农产品加工剩余物1.农作物秸秆理论资源量为8.2亿吨，华北区和长江中下游区的秸秆资源最为丰富，理论资源量分别约为2.33亿吨和1.93亿吨，占总量50%以上。占比超过10%的有东北区、西南区，剩余各区域除青藏区外，占比均在510%之间。农作物秸秆首先需保证用于农业还田、牲畜饲料、以及工业和手工业，剩余物部分才能作为生物质能利用的原料，可作为生物质能利用原料的约占秸秆理论资源量的3040%，约3亿吨左右，约折合1.5亿吨标准煤。2.农产品加工剩余物由于集中度高，利用方便，所以大部分已经得到利用，而且其中作为能源利用的占有较大比

6、例。非能源利用方式，主要有以稻壳作为饲料添加剂、甘蔗渣作为造纸和纤维板的原料，玉米芯用于生产糠醛等。扣除非能源消纳部分，可用于能源的农产品加工剩余物可获得量约为7000万吨，折合3500万吨标准煤。林业“三剩物”及木材加工剩余物按我国目前林木采伐限额估算，可产生抚育、采伐、造材剩余物约6000万吨，主要分布在华南区、西南区、华中区和东北区，集中分布于广西、云南、福建、广东、江西、湖南、四川、湖北等省区。木材加工剩余物约占原木的34%，按木材加工总量计（包括自产及进口木材），2012年全国木材加工剩余物约为3800万立方米，约3400万吨，折合2000万吨标准煤，全国各地均有分布。由于目前木材资

7、源缺乏，所以木材的利用率极高，剩余可以作为生物质能源原料的部分较少，2012年生林业剩余物可获得量约为1800万吨，折合1000万吨标准煤。畜禽粪便畜禽粪便主要来自圈养的牛、猪和鸡三类畜禽。根据不同月龄的牛、猪和鸡的日排粪量以及存栏数和粪便收集系数，估计粪便实物量为13.4亿吨，规模化畜禽养殖场粪便资源每年约8.4亿吨，按照平均每吨畜禽粪便发酵产沼气50立方米计，生产沼气的潜力约为400亿立方米，约折2800万吨标准煤。从区域分布看，河南、四川、山东、湖南、云南是我国畜禽粪便资源量前五位的省份，五省总量占全国比例近40%。畜禽粪便资源与区域粮食产量和人口正相关，粮食产量越高，人口越多，则养殖业

8、规模越大，畜禽粪便资源越多。城市生活垃圾2013年，我国垃圾清运量约1.6亿吨，按其中50%可作为焚烧发电方式处理，其余以填埋方式处理，全国生活垃圾约可替代1200万吨标准煤。随着城镇化的加速发展，城市化率不断提高，城市人口数量将持续增加，城镇生活垃圾产生量也将持续增长。城市生活垃圾清运量前五位的省份是广东、江苏、浙江、山东、辽宁，清运量占全国比例均超过5%。城市生活垃圾的产生量与城镇人口数量、经济发展水平密切相关，经济发达、城镇人口较多的华东地区，是城市生活垃圾资源集中区。工业有机废水工业有机废弃物主要来自农副产品加工工业，其中以谷类磨制、屠宰、酿酒、发酵等行业为主。2012年我国工业有机废

9、水总量约45亿吨，可生产280亿m3沼气，相当于2000万吨标准煤。从区域分布看，废水排放量与各地经济总量密切相关，经济发达的华东地区和华南地区是废水排放量最多的地区，分别占全国总量的37%和16%。从行业分布看，主要集中在造纸及纸制品业、化学原料及化学制品制造、纺织等行业。这三个行业排放量占全国工业废水排放量的近一半。其中造纸及纸制品业最高，约占全国工业废水排放总量20%。生物质能产业发展总体情况生物质能“十二五”规划总体目标具体目标一、生物质发电1.有序发展农林生物质发电。2.合理发展垃圾焚烧发电。3.积极发展生物质燃气发电。二、生物质液体燃料1.建设肥量能源原料基地。2.假设肥量生物质液

10、体燃料示范工程。三、生物燃气1.积极推进生物质燃气集中供气2.稳步推进户用沼气建设四、推广生物质成型燃料供热可再生能源法可再生能源法确立了可再生能源在我国经济和社会可持续发展中的重要地位，规定了可再生能源资源勘查、发展规划、技术研发、产业发展、投资、价格和税收等方面的政策和要求，明确了政府、企业和用户在可再生能源开发利用中的责任和义务，是我国可再生能源发展的基本大法。基本大法基本制度依据国家责任和全民义务相结合，政府推动和市场引导相结合，现实需求和长远发展相结合，国内实践和国际经验相结合的原则，可再生能源法确立了我国可再生能源发展的基本制度，即：总量目标制度（产业指导政策、规划）强制上网制度（

11、电力、液体燃料市场准入）分类电价制度（营造市场发展空间、建立工业体系）费用分摊制度（国家责任和全民义务相结合）专项资金制度（政府推动和市场引导相结合）发展规划按照可再生能源法的要求，我国已陆续颁布了可再生能源中长期发展规划、可再生能源发展“十二五”规划、生物质能发展“十二五”规划、生物产业发展“十二五”规划等相关规划，明确了我国生物质能发展的战略目标、重点任务和发展布局。各级地方政府也出台了包括可再生能源发展相关规划，根据自身发展情况制定了不同层面的生物质能源开发利用目标和实施方案，同时制定了符合当地资源、市场、经济发展水平等实际情况的生物质能源发展规划。相关政策一、产业政策出台各类可再生能源

12、利用项目管理办法。建立可再生能源电价费用分摊制度。针对可再生能源电价、液体燃料补贴的相关政策。二、财税政策对生物质能开发利用企业实行增值税、所得税的减免政策。三、标准体系建设针对生物质能利用制定各类标准，规范产业发展。第二课生物质发电农林生物质直燃发电农林生物质混燃发电农林生物质气化发电垃圾焚烧发电垃圾填埋气发电养殖场沼气发电产业规模从2005年开始，以国家发改委批复如东、单县、晋州3个秸秆发电示范项目为序幕，在可再生能源法及配套政策的支持下，我国生物质直燃发电迈出实质性步伐，装机容量逐年增加。截至2013年底，我国农林剩余物发电项目并网装机容量达420万千瓦，占生物质发电并网总装机容量的一半

13、以上。2013年各地建设农林剩余物发电项目的核准备案由国务院主管部门下放至地方，各地新建项目数量快速增加，全年新增并网装机容量83万千瓦。生物质直燃发电项目主要集中在农作物秸秆丰富的华北、华中和东北地区，装机容量约占全国生物质直燃发电装机总量的70%。相关政策电网企业全额收购所发电量。征收可再生能源电价附加费。执行75元/MW的固定电价，高于本省标杆电价部分由可再生能源基金支付。可再生能源发电项目接入线路补贴。增值税即征即退。销售收入在计算应纳税所得额时，减按90%计入当年收入总额。近年来，由于生物质直燃发电项目布局过于集中，造成原料供应紧张，严重影响了电厂的经济效益。目前国家能源局已经明确限

14、制单纯生物质直燃发电项目，鼓励生物质热电联产。混燃发电现状生物质混燃发电至今无实质性的经济激励政策，主要原因是混入煤炭的生物质原料量计量问题尚未得到解决。山东十里泉电厂是目前唯一运行的示范项目，该项目按照混入20%生物质原料设计并基于补贴，但补贴资金未纳入可再生能源基金，而是有山东省电网自行消纳。气化发电（1）气化发电（2）气化发电现状目前，我国已建成的生物质气化发电总装机容量约5万千瓦，大部分没有并网，多为粮食加工企业的自备电厂。所用技术主要为循环流化床气化和固定床气化两类，其中，循环流化床气化燃气中焦油含量过高和灰渣处理困难的问题尚未彻底解决，固定床气化已建成了示范工程，但推广应用较慢。气化发电电力并网执行生物质直燃发电电价垃圾焚烧发电将垃圾作为固体燃料送入炉膛内燃烧，在8001000的高温条件下，垃圾中的可燃组分与空气中的氧进行剧烈的化学反应，释放出热量转化为高温的燃烧气和少量性质稳定的固定残渣。当垃圾有足够的热值时，垃圾能靠自身的能量维持自燃，而不用提供辅助燃料。垃圾燃烧产生的高温燃烧气通过垃圾锅炉内设置的热交换器产生高温高压蒸汽，蒸汽推动汽轮机，并带动发电机发电。垃圾焚烧锅炉中产生的性质稳定的残渣