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1、關于作者張大勇 中國產業發展促進會副秘書長兼生物質能產業分會秘書長 dy_劉洪榮 生物質能產業分會 常務副秘書長 王樂樂 生物質能產業分會產業研究部 主任 BEIPA_張 峰 生物質能產業分會產業研究部 研究員 BEIPA_付春陽 生物質能產業分會產業研究部 研究員 BEIPA_高建勇 生物質能產業分會產業研究部 研究員 BEIPA_ABOUT THE AUTHORS Zhang Dayong,China Association for the Promotion of Industrial Development,Deputy Secretary-General;Biomass Energy
2、 Industry Promotion Association,Secretary-General,dy_Liu Hongrong,Biomass Energy Industry Promotion Association,Executive Deputy Secretary-General,Wang Lele,Department of Industrial Research of Biomass Energy Industry Promotion Association,Director,BEIPA_Zhang Feng,Department of Industrial Research
3、of Biomass Energy Industry Promotion Association,Researcher,BEIPA_Fu Chunyang,Department of Industrial Research of Biomass Energy Industry Promotion Association,Researcher,BEIPA_Gao Jianyong,Department of Industrial Research of Biomass Energy Industry Promotion Association,Researcher,BEIPA_致謝本研究由【中國
4、產業發展促進會生物質能產業分會】統籌撰寫,由能源基金會提供資金支持。本研究是【能源基金會環境管理組下的課題,重點研究生物質能清潔利用推動減污降碳的戰略定位和應用場景】。在本項目研究過程中,研究團隊得到了【國家發改委能源研究所(可再生能源發展中心)、農業農村部農業生態與資源保護總站、清華大學、中國農業大學、中節能咨詢有限公司、中國能源研究會分布式能源專業委員會、世界銀行】的大力支持,在此向他們表示誠摯感謝。研究團隊同時感謝以下專家在項目研究過程中作出的貢獻:【周大地 國家發改委能源研究所】【任東明 國家發改委能源研究所可再生能源發展中心】【李惠斌 農業農村部農業生態與資源保護總站】【楊旭東 清華
5、大學】【程 序 中國農業大學】【袁寶榮 中節能咨詢有限公司】【段潔儀 中國能源研究會分布式能源專業委員會】【李 潔 世界銀行】ACKNOWLEDGEMENTThis report is a product of Biomass Energy Industry Promotion Association and is funded by Energy Foundation China.This report is part of the research project under Energy Foundation Chinas Environmental Management Group,w
6、hich is Strategic Positioning and Application Scenarios for Promoting Pollution Reduction and Carbon Emission Reduction through Clean Utilization of Biomass EnergyThe team is grateful for the generous support it received throughout this research from Energy Research Institute,National Development an
7、d Reform Commission;Rural Energy and Environment Agency,Ministry of Agriculture and Rural Affairs;Tsinghua University;China Agricultural University;CECEP Consulting Co.,Ltd.;Distributed Energy Professional Committee of China Energy Research Society;World Bank.The team would like to thank the followi
8、ng experts for their contribution to this research:Zhou Dadi,Energy Research Institute,National Development and Reform CommissionRen Dongming,Centre for Renewable Energy Development,Energy Research Institute,National Development and Reform Commission Li Huibin,Rural Energy and Environment Agency,Min
9、istry of Agriculture and Rural Affairs Yang Xudong,Tsinghua University Cheng Xu,China Agricultural University Yuan Baorong,CECEP Consulting Co.,Ltd.Duan Jieyi,Distributed Energy Professional Committee of China Energy Research Society Li Jie,World Bank免責聲明-若無特別聲明,報告中陳述的觀點僅代表作者個人意見,不代表能源基金會的觀點。能源基金會不保
10、證本報告中信息及數據的準確性,不對任何人使用本報告引起的后果承擔責任。-凡提及某些公司、產品及服務時,并不意味著它們已為能源基金會所認可或推薦,或優于未提及的其他類似公司、產品及服務。Disclaimer-Unless otherwise specified,the views expressed in this report are those of the authors and do not necessarily represent the views of Energy Foundation China.Energy Foundation China does not guarant
11、ee the accuracy of the information and data included in this report and will not be responsible for any liabilities resulting from or related to using this report by any third party.-The mention of specific companies,products and services does not imply that they are endorsed or recommended by Energ
12、y Foundation China in preference to others of a similar nature that are not mentioned.前 言第一章 生物質能清潔利用的重要意義(一)是生態文明建設的重要內容(二)是實現“雙碳”目標的有效途徑(三)是推動能源革命的發力點(四)是實現鄉村振興戰略的重要抓手(五)是北方地區清潔取暖的有效手段第二章 生物質能產業發展歷程(一)起步階段(二)初步發展階段(三)快速發展階段(四)多元化發展階段第三章 生物質能產業發展現狀(一)生物質資源(二)行業發展(三)存在問題第四章 生物質能戰略定位分析(一)雙碳目標下生物質資源發展
13、水平(二)生物質能源化利用潛力分析(三)實現路徑分析第五章 生物質能清潔利用項目評價指標體系(一)行業相關評價指標體系概述(二)評價指標體系構建原則-1-2-2-2-3-3-3-4-4-4-5-5-7-7-15-21-24-24-28-33-41-41-44目 錄 CONTENTS(三)項目關鍵影響因素(四)評價指標體系建立(五)案例評價及總結第六章 相關建議(一)宏觀政策建議(二)農村地區生物質能清潔利用建議參考文獻附件-45-47-56-62-62-63-66-6712020 年 9 月 22 日,國家主席習近平在第七十五屆聯合國大會一般性辯論上發表重要講話,提出了“雙碳”目標,為實現這一
14、目標,政府部門及相關研究機構公布了實現碳中和的路徑。其中,可再生能源是實現“雙碳”目標的重要途徑,生物質能作為可再生能源的重要組成部分,相比風電、光伏等低碳能源具有獨特的作用。一是生物質能是唯一的零碳可再生能源,能夠低成本儲存參與調峰;二是生物質能具有原料廣泛、獲取簡單的特點,適合作為分布式能源推廣應用;三是生物質能產業鏈較長,具有較強的“帶動性”,可以拓展農業生產領域,帶動農村經濟發展;四是生物質能具備多元化利用的特點,可轉化為固體、液體和氣體燃料,用于發電、供熱(冷)、交通燃料和工業原料等?;诖?,發展生物質能在促進生態文明建設、實現“雙碳”目標、助力鄉村振興、推動能源轉型等方面有著不可替
15、代的作用。我國生物質能產業起源于 20 世紀 70 年代,經過幾十年的發展,在生物質能清潔利用方面取得了諸多成就,生物質能產業規模不斷擴大,支持政策不斷完善。但是,在商業模式、體制機制、管理制度等方面還存在亟需解決的問題。為推動生物質能在清潔利用領域的發展,分析生物質能在減污降碳方向的潛力以及應用場景,受能源基金會委托,中國產業發展促進會生物質能產業分會承接生物質能清潔利用推動減污降碳的戰略定位和應用場景研究課題。為高質量完成課題研究任務,課題組做了大量工作。一是依托協會對行業的了解,通過專家走訪、案例征集、現場調研等形式,篩選整理出 20 多個各類生物質能清潔利用的典型案例;二是通過查閱文獻
16、、資料,梳理出我國生物質能產業發展歷程;三是對當前我國生物質資源及利用情況、生物質能產業發展現狀及存在問題進行深刻分析;四是在分析我國重要發展戰略的基礎上,給出了生物質能發展的戰略定位及實現路徑;五是基于對各類生物質能項目的特點,總結出一般性評價指標,建立了生物質能清潔利用項目評價指標體系;六是在上述分析的基礎上,給出了宏觀層面和在農村地區發展生物質能的建議。前 言2作為公認的零碳可再生能源,生物質能在促進生態文明建設、實現“雙碳”目標、助力鄉村振興、推動能源轉型等方面發揮著重要作用。發展生物質能不僅能夠解決農村用能問題,還可以對城鄉各類有機廢棄物進行無害化、減量化處理,改善城鄉居住環境。生物
17、質能產業將農業、工業、服務業等領域有機的結合在一起,走出一條“農業-環境-能源-農業”綠色低碳、自然循環、可持續發展之路,發展生物質能產業具有重要意義。(一)是生態文明建設的重要內容黨的十八大以來,生態文明建設上升到“五位一體”高度,推進經濟社會發展綠色轉型越來越受到重視。黨的二十大報告進一步提出:推進美麗中國建設,統籌產業結構調整、污染治理、生態保護、應對氣候變化,協同推進降碳、減污、擴綠、增長,推進生態優先、節約集約、綠色低碳發展。這意味著在今后的生態環境保護工作中既要持續推進產業結構調整,優化產業布局,大力發展綠色生態產品,推進基礎設施綠色低碳升級,提供綠色低碳服務,又要開展城鄉環境整治
18、,推進城鄉清潔工程。我國發展生物質能產業主要是對農作物秸稈、生活垃圾、畜禽糞污等廢棄物進行無害化處理和資源化利用,從源頭避免廢棄物亂堆、亂扔、亂排、亂燒、亂埋,改善城鄉人居環境的同時,所產生能源具有綠色、清潔、低碳等特點,可有效助力我國能源轉型及能源結構調整。發展生物質能產業將為生態文明建設注入新的發展動力。(二)是實現“雙碳”目標的有效途徑實現碳達峰、碳中和(“雙碳”目標),是以習近平同志為核心的黨中央統籌國內、國際兩個大局做出的重大戰略決策,是著力解決資源環境約束突出問題、實現中華民族永續發展的必然選擇,是構建人類命運共同體的莊嚴承諾。二十大報告提出:立足我國能源資源稟賦,堅持先立后破,有
19、計劃分步驟實施碳達峰行動,深入推進能源革命,加快規劃建設新型能源體系。開發和應用可再生能源是實現“雙碳”目標的關鍵。而在可再生能源中,相比風、光、電等低碳能源,生物質能具有獨特的作用生物質能是唯一的零碳能源,能夠低成本儲存參與調峰;生物質能具備多元化利用的特點,可轉化為固體、液體和氣體燃料,用于發電、供熱(冷)、交通燃料和工業原料等?;诖?,在替代化石能源和化肥使用,降低二氧化碳排放方面有重要作用,同時林業生物質(如森林)具有較強的碳匯能力,根據國家林業和草原局的統計,森林每增加 1 立方米蓄積量,可吸收 1.83噸二氧化碳,釋放出 1.62 噸氧氣;用 1 立方米木材替代等量的混凝土,可減少
20、 0.8 噸二氧化碳排放。綜上所述,生物質能產業將是實現“雙碳”目標的有效途徑。(三)是推動能源革命的發力點第三次能源革命的核心是大力推動可再生能源的發展,提高可再生能源在一次能源中的比重,第一章 生物質能清潔利用的重要意義3實現化石能源向綠色、可持續的可再生能源轉變。2021 年國務院印發2030 年前碳達峰行動方案指出,要調整優化能源結構,大力發展新能源,建立清潔低碳安全高效的能源體系,以實現到2030 年非化石能源消費比重達到 25%左右的目標。當前我國能源結構依然以化石能源為主,煤炭、石油、天然氣消費占比超過 80%。生物質能具有低碳環保、穩定可靠、循環再生、品類豐富的特點,具備在油、
21、電、氣、熱等化石能源領域無死角替代的獨特優勢,既能夠在難以實現電氣化的領域實現清潔能源替代,又能夠在新型能源體系中發揮獨特優勢。主要表現在:工業生產中的高溫處理工藝能夠使用生物天然氣等綠色燃料替代化石燃料;航海、航空等領域能夠使用生物航煤等液體燃料替代航空煤油;同時,在新型能源體系中生物質能作為光伏、風電等能源的補充,在分布式能源利用方面有著不可替代的作用。因此,生物質能在推動我國能源結構轉型方面將發揮重要作用,是推動能源革命的發力點。(四)是實現鄉村振興戰略的重要抓手習近平總書記在黨的二十大報告中提出“全面推進鄉村振興”,強調“建設宜居宜業和美鄉村”。重要任務之一是構建現代鄉村產業體系,促進
22、產業振興。要求要依托農業農村資源,發展鄉村二三產業,延長產業鏈、提升價值鏈,推動鄉村產業發展向深度和廣度進軍,提高質量效益和市場競爭力,樹立帶動農民就業、促進農民增收的發展導向,立足整個縣域統籌規劃產業發展,帶動農民增收致富。我國生物質資源主要分布于農村地區,對于生物質能利用(如農林生物質發電、沼氣工程等)的產業鏈來說,從上游的原料收集到中游的生產轉化再到下游的能源生產應用,各個環節都與當地農民的生產生活緊密相關,都需要當地農民的積極參與,能夠顯著增加農民就業和收入。同時,生物質能產業涉及農業種植、加工、裝備制造、交通運輸、電力服務、農村能源革命、清潔能源供給等多個行業和領域,是實現鄉村振興發
23、展戰略的重要抓手。(五)是北方地區清潔取暖的有效手段近年來,我國北方地區霧霾天氣頻發,京津冀地區尤為嚴重。受經濟成本、取暖模式等諸多因素影響,短期內燃燒化石能源仍為北方農村地區冬季取暖的主要形式。推進我國北方地區冬季清潔取暖工作是中央提出的一項重要戰略部署,這也為生物質能清潔供暖提供了發展機遇。生物質能在清潔供暖改造中有其獨特的優勢。一是成本較低,生物質成型燃料的燃燒性能與中質煤差不多,價格在800-1200 元/噸,如果用于替代燃煤,燃料成本會略有增加,但遠遠小于“煤改氣”“煤改電”的成本。二是生物質能有多種利用方式來滿足清潔供熱需求。如通過生物質熱電聯產、生物質鍋爐、生物質熱解氣化,可以為
24、縣城地區集中供熱;通過沼氣工程,可以供氣入戶,也可以通過沼氣熱電聯產或者沼氣鍋爐為區域集中供熱;通過生物質戶用爐具,可以為農村散戶供暖,替代傳統燃煤爐具。合理開發利用生物質能供暖,將是北方地區清潔供暖的重要組成部分。4第二章 生物質能產業發展歷程我國生物質能產業發展起源于 20 世紀 70 年代,經過近半個世紀的發展,從最初的為解決農村用能問題重點關注的戶用沼氣發展為目前熱、電、氣、油等產品綜合利用的新格局。在此過程中,我國生物質能清潔利用技術不斷突破,能源利用形式更加多元化,同時國家和地方層面也出臺了諸多促進生物質能產業發展的政策法規。下面從我國生物質能利用形式、技術應用情況、政策法規等方面
25、作簡單梳理。(一)起步階段(20 世紀 70 年代初到 80 年代末)我國生物質能產業起源于 20 世紀 70 年代,為解決當時農村和邊遠地區能源需求和環境突出問題,農村能源的開發利用急需政府立法和出臺相關的政策加以扶持。為此,國務院和有關部委頒布了促進生物質能發展的政策性文件,例如關于當前農村建設中幾個問題的報告(1979 年)、關于進一步發展沼氣的報告(1984 年)、關于加強農村能源建設的意見(1986 年)等,明確提出“發展沼氣是解決農村能源,充分利用農業資源,減輕環境污染的一項重要措施”1。此時沼氣工程主要以小型、分散的農村沼氣池系統為主。這一階段相關政策的出臺促進了農村生物質能的快
26、速發展,提高了農村地區能源供應可靠性,但同時也存在政策支持力度不夠,缺乏持續性的資金和技術支持,造成一些項目難以實施和可持續發展。(二)初步發展階段(20 世紀 90 年代初到 21 世紀初期)由于生物質能產業的發展未取得較大進展,扶持生物質能產業發展的法律法規文件較少,僅在新能源和可再生能源發展綱要(1995 年)提出了“九五”至 2010 年新能源和可再生能源的發展目標、任務;中華人民共和國節約能源法(1997 年)中僅提到了生物質能源可作為能源的一種,中華人民共和國森林法(1998 年)中提到了森林資源可作為生物質資源的一種,關于進一步支持可再生能源發展有關問題的通知(1999 年)對可
27、再生能源(包括生物質能)發電項目財政優惠進行了明確規定,鼓勵企業和地方政府投資建設生物質發電項目,農林生物質發電從試點運行進入大規模建設階段,中華人民共和國農業法(2002 年)中指出農業可以為生物質能源產業的發展提供支持。2001 年頒布了可供使用乙醇汽油的國家標準,次年在哈爾濱等城市實現乙醇汽油的試點使用。此時生物質能更多的是一種理念性的能源,缺乏實際生產及發展此種能源的意識,生物質能源產業發展處于投入階段。在此階段競爭者較少,進入壁壘很低,可供利用的生物質資源及技術手段較少,設備不夠先進、自動化程度不高,專業人員供需不平衡,生產及研發成本高,投入階段需要5大量固定資產投資,經營杠桿較高,
28、經營風險較大。因此,外界消極看待其盈利模式,商業銀行不愿提供貸款,企業融資較少不利于產業發展,難以實現生物質能源產業化及商業化發展,發展主要依靠政府扶持。(三)快速發展階段(“十五”末期到“十二五”期間)“十五”后期,我國開始加強能源立法,特別是中華人民共和國可再生能源法(2005 年)的頒布為生物質能的開發利用提供了法律框架,標志著我國生物質能的發展進入了一個新的發展階段 2。發改委頒布的可再生能源產業發展指導目錄(2005 年)中生物質能領域包含了 13 項開發利用和設備制造項目。2005 年全國首個生物質發電示范項目正式在江蘇運營,同年 3 月生物柴油生產技術取得較大突破,生物柴油生產逐
29、步變多,9 月關于農林生物質工程的國家專項設立,規劃了未來生物質能源發展期望。2006 年可再生能源發電相關管理規定和可再生能源發電價格和分攤管理試行辦法頒布,指出了多種生物質發電的形式。同年 1 月黑龍江、湖北、江蘇等地實現了生物質乙醇汽油的實際應用,河北和山東兩地的生物質發電項目也順利通過國家發改委審批?!笆晃濉币巹澲赋?,將建設沼氣工程兩萬余個,并且新增秸稈沼氣工程。此后逐步出現迪森股份、長青集團等從事生物質能源產業的上市公司,但其總量較少、市場份額不出眾。2008 年國家及地方發改委核準了 39 個生物質發電項目,相關投資約 100 億元。據中國私募股權投資基金年報顯示,2010 年起
30、私募股權投資基金越來越青睞對生物質能源產業的投資。這一階段我國生物質能產業投資規模逐漸擴大,生物質發電、生物液體燃料等領域得到迅猛發展,形成較為完整的產業體系,生物質成型燃料、生物天然氣等發展已起步,呈現良好勢頭;政策支持力度,如鼓勵政策、補貼政策、稅收優惠政策等進一步加大;國際合作與交流進一步加強,借鑒國外先進的技術與經驗,為生物質能產業健康發展奠定了基礎。(四)多元化發展階段(“十三五”初期到現在)“十三五”是實現能源轉型升級的重要時期,是新型城鎮化建設、生態文明建設、全面建成小康社會的關鍵時期,生物質能面臨產業化發展的重要機遇??稍偕茉窗l展“十三五”規劃(2016年)提出加快生物質能發
31、展,按照因地制宜、統籌兼顧、綜合利用、提高效率的思路,建立健全資源收集、加工轉化、就近利用的分布式生產消費體系,提高生物質能利用效率和效益。在此基礎上編制的生物質能發展“十三五”規劃(2016 年)闡述了“十三五”時期我國生物質能產業發展的基本原則、發展目標、發展布局和建設重點,提出了保障措施,為我國生物質能產業優化發展奠定了基礎?!笆奈濉笨稍偕茉窗l展規劃(2022 年)提出推進生物質能多元化開發利用,穩步發展生物質發電,積極發展生物質能清潔供暖,加快發展生物天然氣,積極開展生物天然氣示范縣建設,大力發展非糧生物質液體燃料,支持生物柴油、生物航空煤油等領域先進技術裝備研發6和推廣使用,初步
32、形成生物質電、熱、氣及液體燃料多元化利用格局。在生物質發電方面,一是開發規模不斷擴大,2022 年底,垃圾焚燒發電裝機容量較 2016 年增長 330%;二是指導政策進一步完善,國家發改委、國家能源局關于促進生物質能供熱發展指導意見的通知(2017 年)指出要大力發展農林生物質熱電聯產,形成一批以農林生物質熱電聯產為特色的縣域。在生物質清潔供熱方面,關于印發北方地區冬季清潔取暖規劃(2017-2021 年)的通知(2017年)明確了生物質清潔供暖利用的發展方向;關于印發 的通知(2020 年)提出要因地制宜的發展生物質清潔供熱技術,為生物質清潔供熱的發展提供了新的發展思路。在生物天然氣方面,2
33、015 年農村沼氣工程轉型升級工作方案 和 全國農村沼氣發展“十三五”規劃的出臺,促使規?;?、產業化的沼氣工程的發展進入了快車道。2015-2017 年,國家連續三年以投資補貼方式支持規?;锾烊粴夤こ探ㄔO,相關支持工程數量累計達到 64 個。關于促進生物天然氣產業化發展的指導意見(2019 年)制定了未來 10 年生物天然氣的發展目標,極大的鼓勵了生物天然氣產業的發展。在生物液體燃料方面,關于擴大生物燃料乙醇生產和推廣使用車用乙醇汽油的實施方案(2017 年),要求到 2020 年全國范圍將推廣使用車用乙醇汽油。2021 年能源工作指導意見明確指出了發展纖維素燃料乙醇將是生物燃料乙醇的重點
34、方向?!笆奈濉鄙锝洕l展規劃(2022 年)提出推動生物燃料與生物化工融合發展,加快纖維素乙醇、藻類生物燃料等關鍵技術的研發,為生物質重點發展方向指明了道路。這一階段的特點是生物質能開發利用呈現多元化趨勢,生物質能以發電利用為主,非電利用為輔。隨著國家可再生能源發展基金缺口不斷擴大,電價補貼拖欠已經相當嚴重,加上財政補貼退坡政策的影響,生物質發電行業發展形勢并不樂觀;同時,國家也出臺了一系列政策鼓勵生物質能產業高附加值發展,生物質能非電利用規模不斷擴大。但是也存在分布式商業化開發利用經驗不足,專業化市場化程度較低,技術水平需要提高等問題。7圖 3-1 秸稈資源量分布(萬噸)第三章 生物質能
35、產業發展現狀我國有豐富的生物質資源,截止到 2022 年底,全國主要生物質資源量超過 34 億噸,有大規模發展生物質能產業的基礎;能源化利用水平相對較低,能源化利用率僅 12%,但是發展潛力巨大。十八大以來,我國生物質能產業取得了一定的成績:生物質發電裝機容量連續四年穩居世界第一,生物天然氣年產量約 3 億立方米,生物質清潔供暖面積超過 3 億平方米,生物質成型燃料年利用量約 2000 萬噸,生物乙醇、生物柴油等液體燃料年產量超過 500 萬噸。但是,在支持政策、商業模式、體制機制、技術裝備等方面還存在諸多亟需解決的問題。(一)生物質資源我國是人口和農業大國,各類生物質資源豐富。目前我國主要生
36、物質資源年產生量約為 34.28億噸。其中,以秸稈、林業剩余物、畜禽糞污、生活垃圾資源量最為豐富。1、秸稈秸稈是作物收割后剩余的莖稈部分,種類上以水稻、小麥、玉米、大豆秸稈為主,谷子、油料作物、經濟作物等其它作物秸稈為輔。根據農業農村部數據統計,2022 年全國(不含港澳臺)秸稈資源量約為 8.65 億噸,可收集量約為 7.34 億噸,秸稈的產生和利用情況與區域地形地貌、自然資源條件、農業活動、經濟特點有密切關系,因而具有廣泛的區域差異性,據全國主要農區秸稈資源臺賬統計結果顯示,秸稈產生量由大到小依次為長江中下游區、華北區、東北區、西北區、西南區、華南區,分別占全國秸稈總量的 32.41%、2
37、3.82%、20.66%、10.23%、8.44%、4.44%。8我國農作物秸稈利用的主要途徑包括肥料化利用、飼料化利用、能源化利用、原料化利用、基料化利用五種。肥料化利用主要以秸稈直接還田為主,包括機械化直接還田、覆蓋還田等;飼料化利用方式包括秸稈青貯、氨化、微貯、膨化飼料及生產單細胞蛋白等,主要將農作物秸稈中的纖維素、半纖維素、木質素等轉化為含有豐富菌體蛋白、微生物等成分的生物蛋白質飼料;能源化利用方式包括秸稈壓塊、秸稈直燃發電、秸稈打捆直燃供熱、厭氧條件下秸稈與畜禽糞污等有機物混合發酵生產沼氣等;原料化利用的方式包括秸稈造紙、秸稈生產板材、制作工藝品和生產木糖醇等,基料化利用主要是秸稈生
38、產食用菌。根據農業農村部數據,目前我國秸稈綜合利用率達到了 88.1%,其中,肥料化利用率 60%,利用量約 4.4 億噸;飼料化利用率達 18%,利用量約 1.32 億噸;能源化利用率 8.5%,利用量約 0.6億噸;原料化利用率 0.9%,利用量約 660 萬噸;基料化利用率 0.7%,利用量約 500 萬噸。圖 3-2 農作物秸稈利用形式及利用量2、林業剩余物林業剩余物是指林業生產和加工過程中產生的剩余物,主要包括林木采伐和造材剩余物、木材加工剩余物、竹材采伐和加工剩余物、森林撫育與間伐剩余物、城市園林綠化廢棄物、經濟林修剪廢棄物、廢棄木質材料共七大類。根據統計,目前我國林業面積約為 1
39、7989 萬公頃1,按相關計算,截至 2022 年,我國林業剩余物資源量約為 3.5 億噸,林業剩余物資源量以廣西、云南、福建、廣東、湖南最為豐富,占總量的 40%。我國林業剩余物的利用途徑主要為原料化利用、能源化利用、肥料化利用、飼料化利用等 3。原料化利用是指以林業剩余物為原料采用機械加工和化學加工利用等方式生產人造板、活性炭等;1.數據來源林業和草原統計年鑒9圖 3-3 林業剩余物資源量分布(萬噸)圖 3-4 林業剩余物利用形式及利用量能源化利用是指通過燃燒、熱解氣化、機械加工等方式生產固體成型燃料、生物柴油、生物質燃氣、發電供熱等;肥料化利用是將林業剩余物通過堆肥技術生產有機肥,用作園
40、林環保植物的肥料;飼料化利用是利用林業剩余物生產各種飼料產品。10圖 3-5 畜禽糞污資源量分布(萬噸)2 數據來源中國農業年鑒中國農村統計年鑒中國畜牧獸醫年鑒根據養殖規模的不同畜禽糞污的處理方式也有所不同。傳統農戶小規模養殖的畜禽固體糞污大多以農家肥的形式直接還田,部分用于厭氧發酵生產沼氣;規?;B殖場主要集中在人口密集的大城市近郊,使得養殖業與種植業分離,從事養殖的企業沒有配套的耕地,使得畜禽糞污很難直接返當前我國林業剩余物綜合利用率約 60%,原料化利用是最主要的方式,利用率超過 50%;能源化利用所占比例較小,僅為 4.2%,利用量在 1500 萬噸左右;飼料化利用技術發展緩慢,特別是
41、利用纖維素、木質素生產飼料技術由于成本較高難以產業化;肥料化應用由于原料種類的不確定性導致生產的有機肥降解速度和穩定性存在差異影響作物的生長,進而規模較小。3、畜禽糞污畜禽糞污是畜禽養殖過程中,畜禽產生的糞便、尿液等排泄物,主要包括生豬、牛、家禽等畜禽的糞便。截止到 2022 年,全國豬、牛、家禽三大類畜禽存欄量約分別為 44922 萬、9817 萬、67.8 億,我國畜禽糞污(不包含沖洗廢水)的資源量共計 18.68 億噸2,其中,山東、河南、四川、河北、江蘇五省畜禽糞污資源量位居全國前列,占總量的 38%。11圖 3-6 畜禽糞污利用形式及利用量4、生活垃圾生活垃圾是指在日常生活中或者為日
42、常生活提供服務的活動中產生的固體廢物,一般分為四類:可回收垃圾、廚余垃圾、有害垃圾和其它垃圾,其中廚余垃圾占比超過二分之一,主要包括丟棄不用的菜葉、剩菜、剩飯、果皮、蛋殼、茶渣、骨頭等,其主要來源為家庭廚房、餐廳、飯店、食堂、市場及其他與食品加工有關的行業。隨著我國社會經濟的快速發展、城市化進程的加快以及人民生活水平的迅速提高,生活垃圾產生量也隨之迅速增加,污染環境的狀況以及對人們健康的影響也越加明顯。根據住建部發布的城鄉建設統計年鑒數據,2022 年國內生活垃圾清運量約為 3.16 億噸,生活垃圾的清運量與經濟發展水平密切相關,我國大、中城市中,北京城市生活垃圾清運量約為800 萬噸,占全國
43、生活垃圾總清運量的 2.50%,上海城市生活垃圾清運量約為 960 萬噸,占全國生活垃圾總清運量的 3.04%,分省份來看,廣東、山東、江蘇、浙江、四川五省的生活垃圾清運量占到總清運量的 35%?;氐礁?,這部分畜禽糞污主要通過規?;恼託夤こ躺a沼氣進行發電或者出售給第三方生產有機肥。當前我國畜禽糞污的處理方式主要有肥料化利用、飼料化利用和能源化利用等。肥料化利用主要是直接還田和生產有機肥,飼料化利用是將高溫、滅菌處理的糞便用作動物飼料或飼料添加劑,肥料化利用則主要通過厭氧發酵技術生產沼氣或生物天然氣。根據農業農村部數據及協會統計的規?;託猓ㄉ锾烊粴猓╉椖坑嬎?,目前我國畜禽糞污綜合利用率
44、約 78%,肥料化利用率超過 60%,利用量約 12.14 億噸;能源化利用率為 11.29%,利用量約 2.11 億噸。12圖 3-8 生活垃圾利用形式及利用量當前我國生活垃圾基本上已實現無害化處理,處理方式包括衛生填埋、焚燒和堆肥。2022年國內生活垃圾無害化處理量達到 3.15 億噸,無害化利用率約 99.6%。其中,能源化利用率約74%,利用量約 2.35 億噸;能源化利用的主要方式是垃圾焚燒發電和厭氧發酵生產沼氣(生物天然氣)。另外,隨著我國垃圾分類工作的持續推進,廚余垃圾在生活垃圾的占比呈現下降趨勢,當前我國廚余垃圾清運量約 1.12 億噸,處理方式以衛生填埋為主。圖 3-7 生活
45、垃圾資源量分布(萬噸)135、其他有機廢棄物其他有機廢棄物包括廢棄油脂、污水污泥等。廢棄油脂是指不可再食用的動植物油脂和各類油水混合物。根據國家統計局數據及中國農業展望報告統計數據顯示,2022 年我國動、植物油消費總量大約是 4000 萬噸,在未統計畜禽處理產生的廢棄油脂情況下,廢棄油脂產量約為動植物油消費總量的 30,當前廢棄油脂產量在 1200 萬噸左右。如果這些廢油不能正當處理不僅污染環境,還會被不法商販進行簡單的加工后重新流入餐桌,直接威脅到人們的食品安全。廢棄油脂的產量與人口數量、飲食習慣等因素相關,我國廢棄油脂資源分布主要集中在廣東、四川、河南、江蘇、湖南等人口大省,占到廢棄油脂
46、總產量的 35%左右。當前我國廢棄油脂利用途徑主要有三種,一是對地溝油等廢棄油脂進行簡單加工提純,直接作為低檔的工業油酸、硬脂酸和工業油脂等;二是利用地溝油制備無磷洗衣粉;三是將廢棄油脂醇解制取生物柴油。根據全國生物柴油生產規模推算,當前我國廢棄油脂綜合利用率超過 24%,其中 18%用于生產生物柴油或生物航煤,少部分用于生產油酸等化工原料。圖 3-9 食用油消費量分布(萬噸)14圖 3-10 廢棄油脂利用形式及利用量根據住房和城鄉建設部數據,2022 年我國生活污水污泥產生量干重為 1622 萬噸,污水污泥資源集中在城市化程度較高區域,資源總量前五分別是北京、廣東、浙江、江蘇、山東,占全國總
47、量的 44.3%。圖 3-11 污水污泥資源量分布(萬噸)15圖 3-12 污泥利用形式及利用量目前我國常用的污泥處理技術主要包括污泥濃縮技術、污泥脫水技術、污泥厭氧消化技術、高溫好氧發酵技術、污泥熱干化技術等。經過處理的污泥需要進行安全處置,目前通常采用的處置方法有農用(堆肥)、焚燒、衛生填埋。但這些處置方式現在都遇到了不同程度的阻礙:農用對污泥泥質要求較高,污泥中重金屬和其他有毒有害物質往往超標;焚燒存在能耗高、投資運營要求高、臭氣及尾氣處理不達標等問題;衛生填埋通常遇到無地可埋的尷尬處境。當前,我國污水污泥無害化處理率超過 80%,其中大部分用于衛生填埋,少量用于焚燒發電及堆肥處理。(二
48、)行業發展目前我國生物質能產業涉及生物質發電、生物天然氣、生物質清潔供熱、生物液體燃料等領域。其中,生物質發電裝機容量連續四年穩居世界第一,生物天然氣、生物質清潔供熱、生物液體燃料規模不斷擴大。1、生物質發電生物質發電是可再生能源發電的重要組成部分,包括農林生物質發電、垃圾焚燒發電、沼氣發電。截止到2022年,我國可再生能源總發電裝機容量達到12.13億千瓦,發電量達2.7萬億千瓦時。其中,生物質發電全國并網裝機 4132 萬千瓦,年發電量 1824 億千瓦時,年上網電量 1531 億千瓦時3。3 數據來源國家能源局、2023 中國生物質能產業發展年鑒、中國可再生能源發展報告 202216圖
49、3-13 2022 年全國各類可再生能源發電裝機比例圖 3-14 2016-2022 年全國生物質發電裝機容量和新增容量(萬千瓦)(1)農林生物質發電截止到 2022 年底,全國農林生物質發電累計裝機容量 1623 萬千瓦,新增裝機 65 萬千瓦,較2021 年增長 3.7%。裝機容量排名前 5 的省份分別是:黑龍江?。?4.29%)、山東?。?1.91%)、廣西?。?1.67%)、安徽?。?.78%)、河南?。?.71%)。全國農林生物質發電行業年發電量為 517 億千瓦時,較 2021 年增長 0.2%。從地區發展來看,發電量排名前 5 位的省份是黑龍江省、山東省、安徽省、河南省、廣西壯族
50、自治區,分別為 74.8億千瓦時、72.7 億千瓦時、68.7 億千瓦時、52.6 億千瓦時和 40.4 億千瓦時。全國農林生物質發電行業年總上網電量為 442 億千瓦時,較 2021 年降低 0.8%。從地區發展17圖 3-15 2016-2022 年農林生物質發電裝機容量和新增裝機容量(萬千瓦)圖 3-16 2016-2022 年農林生物質發電發電量和上網電量(億千瓦時)農林生物質發電行業主要企業有:國能生物質發電集團有限公司、中國光大綠色環保有限公司、理昂生態能源股份有限公司等。來看,上網電量排名前 5 位的省份是黑龍江省、安徽省、山東省、河南省和江蘇省,分別為 65.2億千瓦時、63.
51、5 億千瓦時、63.3 億千瓦時、47.6 億千瓦時和 22.7 億千瓦時。18圖 3-17 2016-2022 年垃圾焚燒發電裝機容量和新增容量(萬千瓦)圖 3-18 2016-2022 年垃圾焚燒發電發電量和上網電量(億千瓦時)(2)生活垃圾焚燒發電截止到 2022 年底,全國垃圾焚燒發電裝機容量 2386 萬千瓦,新增裝機 257 萬千瓦,較 2021年增長 11.4%。裝機容量排名前 5 的省份分別是:廣東?。?4.24%)、浙江?。?0.38%)、山東?。?.50%)、江蘇?。?.35%)、河北?。?.11%)。全國垃圾焚燒發電行業年發電量為 1268 億千瓦時,較 2021 年增長
52、 16.9%。從地區發展來看,發電量排名前 5 位的省份是廣東省、浙江省、山東省、江蘇省和河北省,分別為 184.0 億千瓦時、130.5 億千瓦時、108.3 億千瓦時、107.5 億千瓦時和 65.2 億千瓦時。19全國垃圾焚燒發電行業年上網電量為 1056 億千瓦時,較 2021 年增長 17.0%。從地區發展來看,上網電量排名前 5 位的省份是廣東省、浙江省、山東省、江蘇省和四川省,分別為 158.2 億千瓦時、102.5 億千瓦時、88.9 億千瓦時、88.7 億千瓦時和 55.4 億千瓦時。生活垃圾焚燒發電行業主要企業有:中國光大國際有限公司、深圳市能源環保有限公司、重慶三峰環境股
53、份有限公司、中國環保集團有限公司等、瀚藍環境股份有限公司等。(3)沼氣發電截止到 2022 年底,全國沼氣發電裝機容量 122 萬千瓦,新增裝機 12 萬千瓦,較 2021 年增長10.5%。裝機容量排名前 5 的省份分別是:廣東?。?6.18%)、山東?。?2.18%)、江蘇?。?.57%)、湖南?。?.7%)、浙江?。?.14%)。圖 3-19 2016-2022 年沼氣發電裝機容量和新增容量(萬千瓦)圖 3-20 2016-2022 年沼氣發電發電量和上網電量(億千瓦時)20全國沼氣發電行業年發電量為 40 億千瓦時,較 2021 年增加 5.4%。從地區發展來看,年發電量排名前 5 位
54、的省份是廣東省、山東省、湖南省、四川省、浙江省,分別為 11.7 億千瓦時、4.0 億千瓦時、2.6 億千瓦時、2.5 億千瓦時和 2.3 億千瓦時。全國沼氣發電行業年上網電量為 33 億千瓦時,較 2021 年增長 2.5%。從地區發展來看,上網電量排名前 5 位的省份是廣東省、湖南省、四川省、浙江省和河南省,分別為 10.9 億千瓦時、2.5億千瓦時、2.4 億千瓦時、1.91 億千瓦時和 1.90 億千瓦時。2、沼氣及生物天然氣根據協會數據統計,目前我國已經建成及正在建設的沼氣工程及規?;锾烊粴忭椖砍^200 個,生物天然氣設計年產量約 14 億立方米。在這些項目中,正常運行的項目約
55、 127 個,占項目總數的 61%,設計產氣規模約 7.9 億立方米;半運行狀態的項目約 17 個,占項目總數的 8.17%,設計產氣規模約 1.68 億立方米;處于停滯狀態的項目約 30 個,占項目總數的 14.42%,設計產氣規模約 2.52 億立方米;在建項目 17 個,占項目總數的 8.17%,設計產能 0.63 億立方米;其他項目沒有掌握運行情況,項目數量在 17 個左右,占項目總數的 8.17%,設計產氣規模約 1.27 億立方米。分地區看,華東地區生物天然氣項目設計規模約 4.34 億立方米,占總設計規模的 31%,居全國首位;其次是華北地區、東北地區、華中地區、西南地區、西北地
56、區、華南地區,分別占全國總產氣規模的 25%、13%、12.5%、9.7%、7.4%和 2%。3、生物質清潔供熱目前,生物質已實現通過多種利用方式來滿足清潔供熱需求,如通過生物質熱電聯產、生物質鍋爐、生物質熱解氣化,為縣城地區集中供熱;通過沼氣熱電聯產或者沼氣鍋爐為區域集中供熱;通過生物質戶用爐具為農村散戶供暖。截止到 2022 年,我國生物質清潔供熱量已超過 3 億吉焦,其中生物質清潔供暖面積約 3 億平方米;生物質成型燃料年利用量達到 2000 萬噸。(1)生物質成型燃料+生物質鍋爐集中供熱生物質成型燃料鍋爐集中供熱是指把作物秸稈、林業廢棄物等生物質材料壓縮成塊狀、棒狀、顆粒狀等成型燃料,
57、并將其與專用鍋爐相結合,利用生物質成型燃料在鍋爐中的高溫裂解氣化反應,產生可燃性氣體,然后通過管道輸送至需要供暖的場所,實現對建筑物的供暖。當前我國生物質成型燃料+生物質鍋爐集中供熱模式主要對鄉鎮政府、醫院、學校、養老院等村鎮公共設施供暖。(2)生物質成型燃料+生物質戶用爐具分散式供熱生物質戶用爐具一般利用生物質燃料的半氣化燃燒原理,把焦油、生物質炭渣等完全燃燒殆盡,21明顯地降低顆粒物和一氧化碳等污染物的排放。當前我國生物質成型燃料+生物質戶用爐具已實現為散村的農戶及管網新建成本較高、財政補貼困難的地區進行分散式供暖。(3)秸稈打捆直燃集中供暖秸稈打捆直燃集中供暖技術是一種將打成捆的秸稈,在
58、新型專用鍋爐內直接燃燒,替代燃煤,為社區、鄉鎮政府、學校、醫院、敬老院等提供集中供暖,為工農業生產提供集中供熱的清潔能源技術。目前該技術在我國東北地區應用較為廣泛。4、生物液體燃料生物液體燃料包括生物燃料乙醇、生物柴油、生物甲醇、生物航煤等。截止到 2022 年,我國生物液體燃料年產量約 550 萬噸,具體來看,生物燃料乙醇以一代糧食乙醇為主,二代纖維素乙醇由于關鍵技術還未突破仍處于試驗階段,目前燃料乙醇的年產量約 350 萬噸;生物柴油主要以廢棄油脂為原料通過油脂與甲醇酯交換生產的第一代生物柴油為主,年產量約 200 萬噸。生物航煤及生物甲醇目前還處于試驗階段,并未實現大規模生產。(三)存在
59、問題近年來,雖然我國生物質能產業發展取得了積極成效,但與我國豐富的生物質資源和廣闊的市場前景相比,仍存在諸多亟需解決的問題,距離生物質資源的高效利用還有較大差距,造成這些差距的主要原因如下:1、對生物質能認識有待提高當前,我國生物質能主要以農林廢棄物、城鎮生活垃圾、廚余垃圾、畜禽糞污、工業有機廢棄物等為原料,生物質能是在解決環保問題的基礎上,對生物質資源進行能源化、資源化利用,具有顯著的綠色清潔、低碳環保的屬性和優勢。但因生物質能源化利用技術路徑多,利用規模相對較小,多年來一直沒有得到足夠重視,對生物質能兼具的環保和清潔能源雙重屬性定位不清,對生物質能開發利用產生的環保、民生、扶貧和公共服務等
60、多重社會屬性和綜合效益認識不足,部分地方甚至出臺相關限制性政策措施,如深圳、唐山等市,在生態環境部 2017 年 4 月發布高污染燃料目錄后又相繼制定出臺了“把生物質成型燃料等同于高污染燃料”的限制性政策文件,對我國生物質能健康可持續發展造成較大的阻礙。2、頂層設計亟需加強生物質能開發利用涉及發改、能源、農業、環境、住建、林草等多個部門,多年來一直面臨“多頭”管理的局面,各部門職責界定不清。如農林廢棄物資源的收儲運,從國家層面沒有一個專職部22門進行管理,不少地方僅從環保角度出臺禁燒政策,對如何解決這一問題沒有配套措施,資源收集幾乎都是企業行為。多頭管理的另一弊端就是政出多門,部門間協調難度大
61、,政策難以形成合力,執行效率低下,甚至時有發生部門間相互掣肘的現象。典型問題之一,發改和能源部門從清潔的可再生能源角度出發,積極推動生物質能清潔供熱產業發展,大力發展生物質成型燃料,但生態環保部門卻將生物質成型燃料視為高污染燃料,禁止推廣應用,導致企業無所適從,極大影響了生物質能在清潔供熱領域的發展。3、支持政策需要進一步完善與風能、太陽能等可再生能源相比,我國對生物質能發展的支持力度明顯不足,有些對生物質能產業發展起著關鍵作用的政策至今仍未出臺。以生物質直燃鍋爐的大氣污染物專用排放標準缺失最為典型,由此導致部分地方政府要求生物質發電項目執行燃煤超低排放標準。有的方面雖然出臺了相關政策,但政策
62、支持力度不足。如 2019 年 12 月十部委聯合發布了關于促進生物天然氣產業化發展的指導意見,明確提出了生物天然氣近期和遠期發展目標,但兩年多時間過去了,至今沒有出臺相關的配套政策措施。此外,生物質能作為具有典型環保屬性的可再生能源,目前國家仍未出臺能實現其生態環境價值的相關政策,也未建立“誰排污、誰付費”的廢棄物有償處理機制,這是導致生物質能非電利用沒有形成規模、發展速度嚴重滯后的一個重要因素。4、體系機制需要健全到目前為止,我國從未開展過全面系統的生物質資源調查工作,生物質資源量數出多門,沒有形成標準協調的統計口徑,也未建立國家生物質原料收集、儲運保障體系和開發利用管理體系。多年來,沒有
63、在國家層面建立專門的生物質能研究機構,也未建立生物質能技術研發及推廣應用機制,并缺乏相應的人才培養機制。投資生物質能領域的企業大多以民營企業為主,企業規模普遍偏小,項目盈利能力弱,技術更新迭代緩慢,技術創新能力嚴重不足,產業體系和核心裝備制造體系還需完善,如粉碎機、干式厭氧發酵、攪拌器、提純等關鍵技術和核心裝備還需依賴進口,這嚴重制約了我國生物質能產業的高質量發展。5、商業模式需要創新生物質能是唯一可轉化成多種能源產品的可再生能源。發電、供熱、氣化制氣、生產液體燃料等任何一種能源化利用方式產業鏈都相對較長,目前尚未建立形成相對成熟的商業模式。在原料收集保障方面,農業秸稈、畜禽糞污、廚余垃圾等廢
64、棄物資源尚未建立“誰排污、誰付費”的由第三方專業化有償處理機制,原料收儲運成本占比過高,能源化利用項目經濟性相對較差。在產品市場方面,生物質發電補貼拖欠嚴重,目前又面臨補貼退坡影響,企業運營步履維艱;熱力、生物天然氣、燃料乙醇、生物柴油等各種能源產品,普遍存在市場壁壘,需要營造良好的市場環境,打破市場壁23壘,建立多元化的消費體系,增強盈利水平;生物天然氣有機肥產品相關政策、標準尚未建立健全,市場也有待進一步培育。6、技術裝備需要創新相比歐美發達國家,我國生物質能利用技術還處于起步階段,核心裝備還需要進口。在農林生物質發電技術方面,原料預處理及高效轉化與成套裝備研制等核心技術仍存在瓶頸,鍋爐系
65、統、配套輔助設備工藝等方面相對落后,燃燒裝置沉積結渣和防腐技術需要突破。在沼氣/生物天然氣方面,現階段我國投產運行的規?;?、商業化項目不多,能適應不同原料、不同氣候條件的先進發酵酶工藝以及發酵、提純技術設備仍需從國外進口;生物天然氣核心裝備生產技術與國外同類產品相比仍有一定差距,還存在制造水平低、品種單一或缺檔、產品配套性差等問題。此外,在生物制清潔供熱方面,仍缺乏高效、大型低排放生物質鍋爐等現代化的專用設備,生物質成型燃料工程化水平還有待提高;纖維素制備燃料乙醇的核心技術仍未取得突破,許多關鍵技術和核心設備都依賴進口;生物柴油酶轉化技術仍未進入商業化大規模應用。24第四章 生物質能戰略定位分
66、析生物質能發展要服務于實現國家重要發展戰略,生物質能發展目標應成為國家戰略目標的重要組成部分。具體來說,生物質能應服務于“雙碳目標”戰略。一是服務于構建清潔低碳安全高效的能源體系,加快化石能源替代,降低二氧化碳排放,推進生物質發電、生物天然氣、生物液體燃料等多元化發展;二是服務于農村建設和用能低碳轉型,加快生物質能等可再生能源在農業生產和農村生活中的應用。生物質能應服務于鄉村振興戰略。一是服務于鄉村產業振興,以生物質能產業為紐帶,促進鄉村一二三產業融合發展;二是服務于北方地區大氣污染治理行動,拓展生物質清潔供暖市場,特別是在農村地區發展現代生物質供熱、供氣;三是服務于美麗鄉村建設,因地制宜處理
67、各類有機廢棄物,拓展生物質能的應用;三是結合零碳鄉村建設,提升生物質能產業的發展質量和效益。服務于推動全社會高質量發展戰略目標。一是服務于創新驅動發展戰略,加大技術研發投入,突破生物質能行業關鍵核心技術裝備;二是服務于推進區域協調發展,促進全體人民共同富裕的目標,拓展生物質能生產-加工-利用產業鏈,縮小城鄉居民收入差距;三是服務于推進高水平對外開放,積極引入國外資金及先進技術,同時推動生物質能產業參與“一帶一路”建設。在國家重大戰略目標指導下,生物質資源能源化利用量呈現快速增長的趨勢,生物質發電、生物天然氣、生物甲醇等生物質能源在電氣化背景下將發揮其獨特的作用,能夠為實現我國 2030 年碳達
68、峰,2060 年碳中和做出巨大減排貢獻。本部分基于過去五到十年生物質資源的發展趨勢,對秸稈、生活垃圾等廢棄物資源量及能源化利用量進行預測,結合各類生物質能產品的優勢,在電氣化背景下,預測 2030 年-2060 年我國生物質發電、生物天然氣等生物質能利用的潛力及二氧化碳減排量。(一)雙碳目標下生物質資源發展水平圖 4-1 我國生物質資源總量增長預測(億噸)25隨著經濟的發展和消費水平不斷提升,我國生物質資源產生量呈不斷上升趨勢,總資源量年增長率預計維持在 0.8%以上。預計 2030 年我國生物質總資源量達到 36.34 億噸,到 2060 年我國生物質總資源量將達到 44.06 億噸。1、秸
69、稈目前,根據農業農村部統計數據,并依照第二次全國污染源普查公報草谷比參數,我國秸稈產生量約為 8.65 億噸,可收集資源量約為 7.34 億噸。根據國家統計局發布的關于我國糧食產量統計數據分析,近年來我國糧食產量總體保持 1%的平穩上漲趨勢,隨著人口增長率的降低,預計未來秸稈資源總量也將保持 0.3%的低速增長,2030 年秸稈產生量約為 8.86 億噸,秸稈可收集資源量約為 7.52 億噸;2060 年秸稈產生量約為 9.69 億噸,秸稈可收集資源量約為 8.22 億噸。圖 4-2 我國秸稈總量增長預測(億噸)2、林業剩余物根據國家林草局發布的中國林業和草原統計年鑒統計,目前我國林業面積約為
70、 17988.85萬公頃,森林覆蓋率達到 22.96%,年采伐木材 10045.85 萬立方米,由此計算出林業廢棄物資源量約為 3.5 億噸。林業碳匯做為重要的固碳手段,預計未來我國林業面積也會保持穩定增長。根據近 20 年年鑒數據分析,林業采伐總資源量保持 1.5%的增長,預計未來林業剩余物資源量也隨之持續增加。預計 2030 年林業剩余物總量將達到 3.94 億噸,到 2060 年,林業剩余物總量將達到 6.16億噸。26圖 4-4 我國畜禽糞污資源總量增長預測(億噸)4、生活垃圾根據住建部發布的城鄉建設統計年鑒數據,當前生活垃圾清運量約為 3.16 億噸,人均垃圾產生量約 650 千克/
71、日,其中廚余垃圾占到 40%-60%,各地實行垃圾分類后,廚余垃圾清運量約 1.12億噸。隨著我國城市化進程的不斷推進,人民生活水平的不斷提高,預計人均垃圾產生量也會逐年提升,保持 3%的穩步增長,并達到發達國家人均垃圾產生量水平。世界銀行報告顯示,人均垃圾產生量與人均 GDP 有較好相關性,有專家學者預測我國預計到 2045 年進入發達國家行列,人均垃3、畜禽糞污根據中國農業年鑒及國家統計局統計數據,近年來我國主要畜禽類存欄量呈現小幅震蕩,雖然在 2019 年到低點后因擴大豬肉供給大幅反彈,總體上還是受短期市場因素影響。預計未來肉蛋奶消費市場將趨于飽和,畜禽糞污資源量保持在固定區間內,畜禽糞
72、污資源量將保持 0.4%的較低增長趨勢。預計2030年畜禽糞污資源總量約為19.29億噸;2060年畜禽糞污資源總量約為21.74億噸。圖 4-3 我國林業剩余物資源總量增長預測(億噸)27圾產生量約為 1.28 千克/日,結合聯合國預測我國人口走勢,預計到 2030 年我國生活垃圾清運量達到 3.91 億噸,2060 年達到 5.81 億噸。隨著垃圾分類工作的持續推進,廚余垃圾在生活垃圾中的比重將逐漸降低,到 2030 年預計將有 40%的廚余垃圾從生活垃圾中分離出來,廚余垃圾清運量將達到 1.64 億噸,2060 年將有 53%的廚余垃圾分離出來,廚余垃圾清運量達到 2.91 億噸。圖 4
73、-5 我國廚余垃圾資源總量增長預測(億噸)5、廢棄油脂廢棄油脂的產量與人口數量、經濟發展水平、飲食習慣等相關,根據國家統計局數據計算,我國人均食用油消費量約 30 千克/年,根據行業數據,在未統計畜禽處理產生的廢棄油脂情況下,廢棄油脂產生量約為食用油消費量的 30%,考慮到未來人口增速放緩及負增長的情況,假定人均食用油消費量基本不變,預計 2030 年廢棄油脂產生量約為 1296 萬噸,2060 年廢棄油脂產生量約為 1192 萬噸。圖 4-6 我國廢棄油脂資源總量增長預測(萬噸)286、污水污泥由于社會發展,居民生活水平逐步提高,生活用水需求加大,同時生活污水處理率提高,推動生活污水污泥產生
74、量增加。根據住房和城鄉建設部城鄉建設統計年鑒數據分析,當前我國生活污水污泥產生量為 1433.57 萬噸,生活污水污泥產生量增長率約為 3-8%。預計 2030 年污水污泥產生干重約為 2087 萬噸,2060 年污水污泥產生干重約為 5369 億噸。圖 4-7 我國污水污泥資源總量增長預測(億噸)(二)生物質能源化利用潛力分析生物質能源化利用潛力包括焚燒、發電、供熱、生產沼氣(生物天然氣)、生物燃料的生物質資源量。本部分基于秸稈、林業剩余物、畜禽糞污、生活垃圾等生物質資源利用現狀及過去十年能源化利用的發展趨勢,結合各類生物質資源多元化、高附加值利用的原則,預測 2030 年、2060 年生物
75、質資源能源化利用規模及二氧化碳減排量。查閱相關資料 4,二氧化碳減排量有三種計算方法,本部分選取基于原料(消耗廢棄物量)和基于標煤(廢棄物折合標煤量)兩種方法分別計算二氧化碳減排量。圖 4-8 我國生物質資源能源化利用量增長預測(億噸)29圖 4-9 基于原料各項生物質資源能源化利用減排量預測(億噸)圖 4-10 基于標準煤的各項生物質資源能源化利用減排量預測(億噸)隨著我國雙碳目標、能源轉型及鄉村振興戰略的推進,我國生物質能源化利用水平不斷提升,預計 2030 年我國生物質能源化利用量達到 8.74 億噸,折合標煤量 3.66 億噸,二氧化碳減排量在4.39.5 億噸,到 2060 年我國生
76、物質能源化利用量達到 22.34 億噸,折合標煤量 10.11 億噸,二氧化碳減排量在 12.5626 億噸。2022 年全國能源消費總量約 54 億噸標準煤,假定能源消費總量不變,到 2030 年生物質能對全國能源消費的貢獻度約 6.8%,到 2060 年生物質能對全國能源消費的貢獻度可達到 18.7%。1、秸稈當前,我國秸稈超過 70%用于肥料化和飼料化利用,能源化利用僅為 8.5%。根據研究發現,秸稈還田利用比例在 20%左右既能夠保持土壤肥力又有較好的經濟性。同時隨著雙碳工作的推進,秸稈的能源化利用將是未來重要的發展方向,預計到 2030 年秸稈能源化利用量約為 1.19 億噸,能源化
77、30圖 4-11 2030、2060 年秸稈利用量預測(億噸)2、林業剩余物我國林業剩余物主要用于原料化利用,超過 50%的林業剩余物用于生產人造板、紙制品、活性炭等。根據中國人造板產業報告 2022顯示,隨著我國城鎮化水平的提高,家具制造、建筑裝飾及地板行業對人造板的需求緩慢增加,人造板產量會保持小幅增長,但是其所占比重會有所降低。林業剩余物作為生產固體顆粒的主要原料,與秸稈顆粒燃料相比具有熱值高、容易儲存等優點,將是未來重要的利用方式。預計 2030 年林業剩余物能源化利用量約為 6321 萬噸,能源化利用率達到16%,折合標煤量 0.32 億噸,二氧化碳減排量 0.177 0.84 億噸
78、;2060 年能源化利用量約為 2.36億噸,能源化利用率達到 38%,折合標煤量 1.21 億噸,二氧化碳減排量 0.663.14 億噸。圖 4-12 2030、2060 年林業剩余物利用量預測(億噸)利用率達到 16%,折合標煤量 0.59 億噸,二氧化碳減排量 1.371.52 億噸;2060 年能源化利用量約為 4.23 億噸,能源化利用率達到 51%,折合標煤量 2.10 億噸,二氧化碳減排量 4.835.40 億噸。313、畜禽糞污當前我國畜禽糞污大約 60%用于肥料化(堆肥、還田),能源化利用僅為 11.29%。2019 年十部委出臺的關于促進生物天然氣產業化發展的指導意見,制定
79、了到 2030 年生物天然氣年產量超過 200 億立方米的發展目標。畜禽糞污作為厭氧發酵的主要原料,生產沼氣(生物天然氣)將是未來主要的發展方向。預計 2030 年畜禽糞污能源化利用量約為 4.05 億噸,能源化利用率達到21%,折合標煤量 2.18 億噸,二氧化碳減排量 2.105.68 億噸;2060 年能源化利用量約為 10.72億噸,能源化利用率達到 49%,折合標煤量 5.78 億噸,二氧化碳減排量 5.5015 億噸。圖 4-13 2030、2060 年畜禽糞污各類利用量預測(億噸)4、生活垃圾圖 4-14 2030、2060 年生活垃圾利用量預測(億噸)32圖 4-15 2030
80、、2060 年廢棄油脂利用量預測(萬噸)6、污水污泥當前我國污泥的無害化處理率超過 85%,主要處理方式是衛生填埋,占比大約 65%,少部分用于能源化利用,占比大約 8%?,F在及今后的較長一段時間,污泥與餐廚垃圾、生活垃圾協同處理將是主要處理技術。預計 2030 年能源化利用量約為 357 萬噸,能源化利用率達到 17%,折合標煤量 0.013 億噸,二氧化碳減排量 0.0330.036 億噸;2060 年能源化利用量約為 3596 萬噸,能源化利用率達到 68%,折合標煤量 0.13 億噸,二氧化碳減排量 0.330.36 億噸。目前我國生活垃圾基本上全部實現無害化處理,超過 70%的生活垃
81、圾用于焚燒發電,20%用于衛生填埋。生活垃圾中分離出來的廚余垃圾大部分通過衛生填埋處理,少部分用于厭氧發酵生產沼氣??紤]到垃圾填埋存在占用土地、污染地下水等風險,未來垃圾焚燒處理比例將會進一步提高。預計 2030 年生活垃圾能源化利用量約為 2.87 億噸,能源化利用率達到 78%,折合標煤量 0.52 億噸,二氧化碳減排量 0.51.35 億噸;2060 年能源化利用量約為 4.58 億噸,能源化利用率達到 83%,折合標煤量 0.82 億噸,二氧化碳減排量 0.782.14 億噸。5、廢棄油脂我國廢棄油脂利用途徑主要有兩類,一是作為原料出口歐盟,二是用于國內生產。當前我國廢棄油脂綜合利用率
82、大約 20%,其中大部分用于生產生物柴油。隨著歐盟啟動亞洲生物柴油反傾銷調查,廢棄油脂的出口量大幅減少。同時,隨著國內在生物柴油生產應用政策的日益完善,廢棄油脂能源化利用量將進一步提高。預計 2030 年能源化利用量約為 304 萬噸,能源化利用率達到 23%,折合標煤量 0.033 億噸,二氧化碳減排量 0.070.09 億噸;2060 年能源化利用量約為 696 萬噸,能源化利用率達到 58%,折合標煤量 0.077 億噸,二氧化碳減排量 0.160.20 億噸。33圖 4-16 2030、2060 年污水污泥利用量預測(萬噸)(三)實現路徑分析在 2030 碳達峰背景下,生物質能利用主要
83、在供電、供熱等領域實現對化石能源的替代。2023年 2030 年,生物質清潔供熱和生物天然氣能在縣域有效替代燃煤使用,在縣域及村鎮構建分布式能源站,徹底改變農村用能結構。生物質清潔供熱和生物天然氣的應用在處理各類廢棄物的同時,產生清潔能源,為居民供暖供氣,助力實現全面鄉村振興。預計到 2030 年,生物質發電、生物質清潔供熱、生物天然氣等生物質能利用方式可消納廢棄物約 9 億噸,二氧化碳減排量在 49 億噸。2030 年 2060 年,電氣化將占用能主導地位。生物質能利用主要集中在難以用電氣替代的領域,如航空、生物基材料等,BECCS 將會得到大力發展。預計到 2030 年,各生物質能利用方式
84、可消納廢棄物約 22 億噸,二氧化碳減排量在 1327 億噸。圖 4-17 基于原料的生物質能利用方式碳減排潛力(億噸)預測34圖 4-18 基于標煤的生物質能利用方式碳減排潛力(億噸)預測1、生物質發電截止 2022 年底,我國已投產生物質發電并網裝機容量 4132 萬千瓦,年提供的清潔電力超過1531 億千瓦時。生物質發電項目數量約 1300 個,帶動就業人數約 60 萬,促進農民年增收約 480億元。根據現有溫室氣體減排方法學進行測算,已有項目自愿減排量超過 1.2 億噸。根據國際可再生能源署 IRENA 的研究,大多數新建風電、光伏等可再生能源的發電成本,已經比最便宜的化石燃料發電成本
85、要低。越來越低的發電成本,使得可再生能源大規模代替煤炭發電成為可能。近 10 年生物質發電的設備降本空間不大,影響發電成本的主要因素是其原料的價格。受制于原料的收集成本、運輸半徑的限制,預計未來發電成本保持平穩。圖 4-19 2030-2060 年生物質發電規模預測盡管生物質發電成本遠高于風電、光伏等其他可再生能源發電成本,但是生物質發電輸出穩定,能夠參與電力調峰,如果與儲熱結合,更能參與電力市場的深度調峰,未來在電力交易市場獲取輔35圖 4-20 基于原料的生物質發電行業減排潛力(億噸)分析助服務、備用容量等受益的同時,能夠靈活參與熱力市場,提供清潔熱力。根據預測,到 2030 年,生物質發
86、電裝機容量約 4654 萬千瓦,年發電量約 2239 億千瓦時,廢棄物利用量約 4.2 億噸,二氧化碳減排量約 1.644.3 億噸;到 2060 年,生物質發電裝機容量約5758萬千瓦,年發電量約3751億千瓦時,廢棄物利用量約8億噸,二氧化碳減排量約3.139.5億噸。圖 4-21(基于標煤)生物質發電行業減排潛力(億噸)分析2、沼氣(生物天然氣)根據統計,目前全國沼氣產量約 90 億立方米,其中包括規?;託猓ㄉ锾烊粴猓┕こ坍a沼氣量 25 億立方米及農村戶用沼氣工程產沼氣量 65 億立方米。目前建成大型沼氣、生物天然氣工程7700 余處,規?;锾烊粴忭椖繑盗砍^ 130 個,產能
87、10 億立方米,年產氣量 3 億立方米。根據測算,目前生物天然氣的使用相等于替代標煤量超過 160 萬噸,二氧化碳減排量超過 800 萬噸。36圖 4-22 2030-2060 年沼氣(生物天然氣)產量預測圖 4-23 基于原料的沼氣(生物天然氣)行業減排潛力(億噸)分析圖 4-24 基于標煤的沼氣(生物天然氣)行業減排潛力(億噸)分析37根據實地調研,目前大多數的中小型沼氣項目因為原料收集麻煩、維護工作量大等原因,多數已經廢棄。預計未來將會是以工業化、規?;锾烊粴忭椖浚ㄈ债a生物天然氣超過 1 萬立方米)發展為主。根據預測,到 2030 年,沼氣產量約 420 億立方米,其中提純為生物天然
88、氣約 100 億立方米,廢棄物利用量約3.86億噸,二氧化碳減排量約2.13.5億噸;到2060年,沼氣產量約1260億立方米,其中提純為生物天然氣約 500 億立方米,廢棄物利用量約 9.78 億噸,二氧化碳減排量 68 億噸。3、生物質清潔供熱從目前縣域環境發展來看,生物質熱電、供熱、生物天然氣可以在消費側直接替代散煤等傳統化石能源,因地制宜地利用生物質資源,對推動鄉村生產生活用能方式具有革命性影響,為農村居民提供穩定價廉的清潔可再生能源,享受與城市居民無差別的用能服務。從經濟性方面進行測算,生物質清潔供熱同電供熱、天然氣供熱相比,也是目前成本最接近燃煤,居民可承受的供熱方式。隨著可再生能
89、源發電成本逐步走低,全面電氣化將是未來發展趨勢。在此到來之前,在未來 10 年間,應大力發展生物質清潔供熱,在縣域替代燃煤小鍋爐,發揮生物質零碳屬性,在供熱供暖領域做出減排貢獻。根據統計,目前我國生物質清潔供暖面積超過 3 億 m2,主要是以農林生物質為原料的熱電聯產及生物質鍋爐供熱項目為熱源。根據秸稈及林業剩余物資源量的增長以及清潔取暖工作的持續推進,用作清潔取暖的農林廢棄物以7%的速度增長,預計到2030年生物質清潔供暖面積17億立方米,廢棄物利用量接近 0.9 億噸,二氧化碳減排量約 0.610.8 億噸,到 2040 年全面進入電氣化時代,居民供暖用能以綠色電力為主,生物質供熱逐步被淘
90、汰,到 2060 年生物質清潔供暖面積 12 億立方米,廢棄物利用量接近 0.4 億噸,二氧化碳減排量約 0.40.52 億噸。圖 4-25 2030-2060 年生物質清潔供暖面積預測(億立方米)38圖 4-26 基于原料的生物質清潔供暖碳減排預測(億噸)圖 4-27 基于標煤的生物質清潔供暖碳減排預測(億噸)4、生物液體燃料在交通領域應用方面,生物質液體燃料具有巨大的發展潛力。燃料乙醇有效替代化石汽油,生物柴油可以替代化石柴油,生物航空煤油同樣已經在航空領域得到應用驗證 5。通過生物質液體燃料替代化石石油,為交通領域碳減排拓寬新的途徑。根據統計,2022 年全國生物液體燃料年產量約 550
91、 萬噸。其中,生物燃料乙醇的年產量約350 萬噸,生物柴油產量約 200 萬噸。以此進行測算,目前生物液體燃料二氧化碳減排量約為1000 萬噸。目前生物液體燃料的生產成本仍然較高,是制約發展的重要原因。根據調研和測算,目前燃料39圖 4-28 2030-2060 年生物液體燃料產量預測(億噸)圖 4-29 基于原料的生物液體燃料減排量預測(億噸)乙醇和生物柴油的成本在 6000 元左右,在市場上還不具備競爭力,但是其成本仍低于氫能成本。如果未來以秸稈為原料的二代燃料乙醇能夠實現技術突破,預計成本將會降低 40%左右,將會有大的發展空間。另外,從國外發展趨勢來看,生物燃料是未來降低航空排放水平、
92、實現化石能源替代最直接、最有效的手段 6。利用電能和氫能替代航空燃油的難度較大,我國是航空運輸大國和化石能源進口大國,生物燃料的研究和推廣應用需求比國外更為迫切。根據預測,到 2030 年,生物柴油產量約 390 萬噸,生物乙醇產量約 500 萬噸,生物航煤的關鍵技術實現突破,產量將達到 150 萬噸,生物甲醇產量約 210 萬噸,廢棄物利用量約 0.3 億噸,二氧化碳減排量約0.450.8億噸;到2060年,生物航煤、生物甲醇將在液體燃料領域占據主要地位,產量將突破 3000 萬噸,廢棄物利用量超過 3 億噸,二氧化碳減排量超過 4 9 億噸。40圖 4-30 基于標煤的生物液體燃料減排量預
93、測(億噸)5、化肥替代生物天然氣項目在厭氧發酵過程中產生大量的沼渣、沼液,其中富含有機質、腐殖質、微量營養元素、多種氨基酸、酶類和有益微生物。經過腐熟劑腐熟生產成肥料后,可以替代或部分替代化肥施用,能夠增加土壤有機碳的存儲量、改善土壤環境、提升農產品品質、抑制病蟲害等。作為優質的有機肥資源,對發展綠色有機農業提供支撐,為農業領域減排做出貢獻。根據對生物天然氣產業的預測分析,到 2030 年,我國有機肥的產量約 5000 萬噸,替代有機肥減少二氧化碳排放約 600 萬噸;到 2060 年有機肥產量約 1.5 億噸,二氧化碳減排量約 2.4 億噸。6、BECCS 技術我國目前已在 CCS 項目積累
94、了一定的經驗,開展了數十個示范項目,在利用和封存方面取得了一定的突破,為 BECCS 技術的研發奠定了前期基礎。目前其碳捕集成本仍然較高,根據生物質能產業分會產業查閱資料顯示,目前 CCUS 的成本約在 5001000 元/噸。根據生態環境部環境規劃院最新發布的中國二氧化碳捕集利用與封存(CCUS)年度報告(2021)中國 CCUS 路徑研究,其中對 CCUS 的成本進行預測,預計到 2030 年,我國全流程 CCUS(按 250 公里運輸計)技術成本為 310-770 元/噸二氧化碳,到 2060 年,將逐步降至 140-410 元/噸二氧化碳。如果未來碳捕集成本能夠低于碳價,將能夠獲得正收
95、益。另外報告中對 BECCS 碳減排潛力需求進行了分析,預計到 2030 年 0.01 億噸,2060 年 3-6 億噸。41第五章 生物質能清潔利用項目評價指標體系當前我國生物質能利用形式較多,包括生物質發電(熱電聯產)、生物質清潔供熱、生物天然氣、生物質熱解氣化、生物液體燃料等。各種生物質能利用形式的不同項目的工藝流程、技術路徑、經濟性、關鍵設備性能等差別較大,不同類型生物質能利用項目評價的側重點不同,選取的評價指標不同,沒有一個適合評價不同生物質能利用形式的項目指標體系。本報告通過案例征集、現場調研等形式,整理出 20 多個不同生物質能利用形式的典型案例,為篩選出優秀案例,需要建立適合各
96、類生物質能利用的項目評價指標體系。為此,課題組在分析不同生物質能利用形式評價指標體系的基礎上,歸納總結出適合評價不同生物質能利用項目的關鍵指標,建立生物質能清潔利用評價體系。當前該評價指標體系也存在一些不足之處,在選擇評價指標時,考慮到評價指標需要適用所有生物質能利用項目,對某一類型的生物質能利用項目(如生物質發電)可能適用性較低,后續還需要進一步完善。(一)行業相關評價指標體系概述通過查閱文獻、專家咨詢等方法,對行業相關評價指標體系 7-12:固體廢物資源化技術多維績效評價指標體系,農林生物質直燃發電項目評價指標體系,生活垃圾焚燒發電項目評價指標體系進行對比分析,為建立生物質能清潔利用項目評
97、價指標體系提供參考。1、固體廢物資源化技術多維績效評價指標體系固體廢物資源化技術多維績效評價指標體系評價方法是先根據指標的正向和負向屬性,對指標計算結果進行無量綱化處理;確定各指標權重并計算綜合評價結果,并對評價結果進行解釋。具體評價指標見表 5-1。表 5-1 固體廢物資源化技術多維績效評價指標體系評價維度分類層指標層正向/負向定性/定量得分資源效率資源消耗處理單位固體廢物的原輔料消耗量負向定量處理單位固體廢物的綜合能耗負向定量處理單位固體廢物的新鮮水消耗量負向定量處理單位固體廢物的土地占用負向定量綜合利用固體廢物資源化率正向定量戰略資源回收的稀缺性貢獻正向定量水循環利用率正向定量余熱利用率
98、正向定量42環境影響全生命周期環境影響氣候變化負向定量酸化負向定量富營養化負向定量光化學污染負向定量生態毒性負向定量人體毒性負向定量經濟可行經濟可持續性處理單位固體廢物的投資建設費用負向定量處理單位固體廢物的運行成本負向定量銷售凈利潤率正向定量靜態投資回收期正向定量技術價值技術價值水平正向定量專利價值正向定量社會效應當地社區與社會影響單位投資提供的就業崗位正向定量循環經濟示范性正向定性公眾對技術實施的態度正向定性職工安全與福利職業暴露風險正向定性職工平均工資與當地平均工資比例負向定量2、農林生物質直燃發電項目評價指標體系農林生物質發電項目評價指標體系以統計指標體系為基礎,并根據各一級指標權重對
99、二級指標進行打分,實現對單一項目的評價,具體監測和評價指標內容詳見表 5-2。表 5-2 農林生物質發電項目評價指標一級指標二級指標內容說明備注總分分值原料年原料消耗量電廠每年各類秸稈消耗的總量(t)及占比定量241-8原料價格折 算 到 低 位 發 熱 量 為2500kcal/kg 時的原料價格定量1-8原料特性原料熱值、含水率、含硫量等基本屬性定量1-843農林生物質發電項目評價指標在統計指標基礎上刪減掉部分經濟指標,并根據一級指標權重設置二級指標分值,二級指標得分取值可采用基準法或歷史法(新建項目可采用可研測算值作為歷史數據)。五項一級評價指標滿分合計 100 分,評價得分在 85 分-
100、100 分為優秀,得分在 70 分-84分為良好,得分在 60 分-69 分為合格,得分在 60 以下為不合格。3、生活垃圾焚燒發電項目評價指標體系生活垃圾焚燒發電項目評價指標體系以統計指標體系為基礎,并根據各一級指標權重對二級指標進行打分,實現對單一項目的評價,具體評價指標內容詳見表 5-3。表 5-3 生活垃圾焚燒發電項目評價指標技術項目裝機規模鍋爐容量和發電機組發電功率。定量211-7機組工藝路線主要燃燒設備形式和發電機組形式定性1-7機組關鍵參數主蒸汽參數定量1-7經濟年發電量發電機組年發電量,包含上網電量和廠用電兩部分定量201-10廠用電率電廠內部年消耗電能占發電量的百分比定量1-
101、10環境影響年粉塵排放量經凈化處理后,隨煙氣排放到大氣中的粉塵質量,單位為 t/a定量201-5年二氧化硫排放量經凈化處理后,隨煙氣排放到大氣中的二氧化硫質量,單位為 t/a定量1-5年氮氧化物排放量經凈化處理后,隨煙氣排放到大氣中的氮氧化物質量,單位為 t/a定量1-5碳減排量每年減少二氧化碳的排放量定量1-5社會影響勞動就業項目建設可直接和間接帶動的勞動就業人數定量151-5公眾接受度公眾對技術實施產生影響的接受程度定性1-10一級指標二級指標內容說明備注總分分值技術項目裝機規模鍋爐容量和發電機組發電功率定量271-9機組工藝路線主要燃燒設備形式和發電機組形式定性1-9機組關鍵參數主蒸汽參
102、數定量1-944經濟噸垃圾收益噸垃圾處置收益與發電收益的總和定量281-10年發電量發電機組年發電量,包含上網電量和廠用電兩部分定量1-9廠用電率電廠內部年消耗電能占發電量的百分比定量1-9環境影響年粉塵排放量經凈化處理后,隨煙氣排放到大氣中的粉塵質量,單位為 t/a定量301-6年二氧化硫排放量經凈化處理后,隨煙氣排放到大氣中的二氧化硫質量,單位為 t/a定量1-6年氮氧化物排放量經凈化處理后,隨煙氣排放到大氣中的氮氧化物質量,單位為 t/a定量1-6二噁英檢測值如果一年內進行多次檢查,取平均值定量1-6碳減排量每年減少二氧化碳的排放量定量1-6社會影響勞動就業項目建設可直接和間接帶動的勞動
103、就業人數定量151-5公眾接受度公眾對技術實施產生影響的接受程度定性1-10生活垃圾焚燒發電項目評價指標在統計指標基礎上刪減掉部分經濟指標,并根據一級指標權重設置二級指標分值,二級指標得分取值可采用基準法或歷史法(新建項目可采用可研測算值作為歷史數據)。五項一級評價指標滿分合計 100 分,評價得分在 85 分-100 分為優秀,得分在 70 分-84分為良好,得分在 60 分-69 分為合格,得分在 60 以下為不合格。(二)評價指標體系構建原則從以上分析可以看出,對于生物質供熱/發電項目,工程建設、經濟可行、原料性質、污染物排放、項目運行管理、社會效益等屬于較重要的評價指標。在生物質能開發
104、利用方面,生物質資源情況非常重要,因為生物質原料的可獲得性及原料的價格等會直接影響生物質能開發利用的可持續性;同時,在經濟因素之外,生物質能利用的社會和環境效益尤為重要。因此,在生物質能清潔利用項目評價指標體系建立時,既要遵循統計理論與統計指標建立的通用基本原則,也要充分考慮生物質能行業的特點。在此分析基礎上分析確立了生物質生物質能清潔利用項目評價指標體系的原則,原則如下:1、科學性和實用性科學性是指標的設計既要符合生物質能利用的專業理論和數學統計原理,又要能真實反映生物質能行業開發利用的實際情況。而實用性方面則應該考慮生物質能利用統計評價系統指標設置及操作便捷性,盡可能選擇有代表性和便于統計
105、的綜合指標。452、穩定性與動態性生物質能清潔利用項目評價指標系統參數不僅應該具有一定的穩定性,必須保證該指標在一定時期內波動或變化不大。同時也必須兼顧指標的動態性,以表示統計評價指標具有靈活的統計評價功能,使其在不同邊界條件下均可以對生物質能利用進行有效的評價。3、可測性和可比性生物質能清潔利用項目評價指標應該是具有可量化的特性,能夠直觀的進行比較,并且是具有可參數化、對比化的指標,以便于統計對比。4、完備性和代表性生物質能清潔利用項目評價指標體系的完備性是指,作為一個整體,該統計監測評價指標體系應系統反映其主要影響因素和特征。同時,在指標體系比較完備的情況下,指標的選取也應該具有代表性和典
106、型性,能夠極大的反映其對社會和環境的影響。5、特殊性和一般性生物質能清潔利用項目評價指標體系的特殊性是指選取的評價指標既能夠反映不同生物質能利用形式(如生物質發電、生物天然氣、生物質清潔供熱等)的特點,又能夠全面、客觀的反映生物質能行業的發展狀況。(三)項目關鍵影響因素課題組經過開展文案研究、專家訪談和項目調研等研究活動,對生物質發電(含熱電聯產)、生物質清潔供熱、生物質熱解氣化、生物天然氣等生物質能清潔利用項目的各種影響因素進行了梳理與分析 13-17,并從中總結出對項目評價相對重要的共性指標,包括經濟性、技術先進性和創新性、原料保障、環境效益、運行管理等方面。1、經濟性對于任何一種生物質能
107、清潔利用形式,經濟性都是較為重要的因素,它包括項目建設投資、生產運營成本及收益情況。其中,建設投資包括建筑工程費、設備及器具購置費、安裝工程費、預備費、鋪底流動資金等。生產運營成本包括外購原料費、外購燃料動力費、員工工資福利支出、折舊攤銷費等。項目收益包括發電上網、供熱、供氣、出售副產品(有機肥、生物炭等)收益及參與碳市場、收取處理費等環境收益。這些因素對評價生物質能項目能否持續、穩定運行具有重要意義。2、技術先進性和創新性技術的先進性和適用性對于生物質能清潔利用項目的可持續發展至關重要,通常先進的技術通46常能夠實現更高的能源轉化效率和生產效率,從而降低生產成本。適用性強的技術能夠更好地適應
108、項目的規模和需求,實現更高的經濟效益。從技術層面評價項目的優劣一般從技術的領先水平、是否獲得技術創新獎,項目是否引入或突破新的關鍵技術以解決生物質能轉化過程中的難點,以及項目采用的技術是否具備持續改進或創新的能力能夠滿足不同規模、地域的應用條件等方面考慮。3、原料供應保障原料供應的穩定性、可持續性及原料質量是維持生物質能項目正常運行最基本的條件。根據協會掌握的數據,國內規?;锾烊粴猓ㄕ託猓╉椖恳蛟蠁栴}導致停產占總停產項目的比例超過 25%,農林生物質發電項目中原料收儲成本占到運營總成本的 60%左右。為確保項目所需原料的安全性、穩定性及供應的可持續性,選擇了多個評價指標,包括建立原料收儲
109、運體系、原料來源多樣化、原料供應充足及原料質量監控等。4、環境效益生物質能清潔利用項目主要功能之一是處理各類有機廢棄物。在降低生活垃圾、畜禽糞污等有機廢棄物污染、減少二氧化碳等溫室氣體排放、推動綠色循環經濟發展等方面發揮重要作用。但是,在此過程中也會產生污水、噪聲、及顆粒物等大氣污染物。由于各類生物質能清潔利用項目產生的廢棄物類型不同,如生物質發電項目大多考慮煙塵排放、飛灰處理等,生物天然氣(沼氣)項目主要考慮沼渣沼液處理等,在分析各類項目污染物排放的基礎上,綜合其在減污降碳等方面的作用,選取廢棄物處理、二氧化碳減排、大氣污染物排放等多個指標進行項目評價。這些指標直接關系到項目的環保性,且易獲
110、得。5、運行管理科學的運行管理能夠為生物質能項目帶來更高的生產效率,更好地保護環境,能夠提高資源利用效率,確保項目安全、穩定運行。項目建設的技術檔案資料如建設批文、驗收報告、工程建設圖紙等應保存完好。項目運行管理文件及資料如項目全年廢棄物處理量、全年輔助燃料消耗量、政府部門對項目排放物的監測資料、年運行記錄、各種儀表校準及校驗記錄資料等應專人管理,方便查閱及事故排查、檢修等工作。故課題組選擇安全操作規程是否齊全、技術檔案是否齊全、管理制度、培訓制度和應急處預案是否完善、工作記錄是否完整等指標進行考核,以此來評價項目的運行管理。6、能效管理生物質能清潔利用項目的能源利用效率直接反應了項目的技術水
111、平,它是指在能源利用中,發揮作用的與實際消耗的能源量之比,是評價項目能源利用水平的重要指標。47(四)評價指標體系建立根據上述評價指標體系構建的原則及關鍵影響因素分析,參照農林生物質直燃發電項目和生活垃圾焚燒發電項目評價指標體系,確定了生物質能清潔利用項目的評價指標體系框架思路,主要包括經濟性、技術水平、原料保障、環境效益、能效管理、運行管理、社會效益等 7 項一級指標,以及單位廢棄物處理成本、技術先進性、原料供應保障、二氧化碳減排量、能源利用效率、運行穩定、員工福利等 25 項二級指標,各二級指標下又細分為 39 項三級指標,具體分析過程如下:1、研究范圍及邊界本課題的研究范圍包括新建、改建
112、和擴建的生物質發電(含熱電聯產)、生物質清潔供熱、生物質熱解氣化、生物天然氣等生物質清潔利用項目。2、經濟性評價指標及評價方法(1)經濟性評價指標生物質能清潔利用項目的經濟性評價指標包括單位廢棄物處理成本、項目收入、財務評估等 3個關鍵指標。根據對生物天然氣、生物質發電、生物質熱解氣化等 30 多個項目建設投資成本、生產運營成本、噸廢棄物處理收益等重要經濟指標的計算,在處理單位廢棄物建設投資成本不高于50 萬元/噸,處理單位廢棄物生產運營成本不高于 500 元/噸,噸廢棄物處理收益不低于 200 元/噸,項目收入來源途徑大于 4 種,主營業務利潤率不低于 20%下,生物質能清潔利用項目盈利能力
113、、抗風險能力較強。(2)經濟性評價方法依據經濟性指標在生物質能清潔利用項目實施中的權重,“單位廢棄物處理成本”指標共計 2 項,如果處理單位廢棄物建設投資成本 50 萬元/噸得 3 分,50-60 萬元/噸(含 60 萬元)得 2 分,60 萬元/噸以上得 1 分;處理單位廢棄物生產運營總成本 500 元/噸得 3 分,500-600 元/噸(含600 元)得 2 分,600 元/噸以上得 1 分?!绊椖渴杖搿敝笜斯灿?2 項,噸廢棄物處理收益 200元/噸得 3 分,100-200 元/噸(含 100 元)得 2 分,100 元以下得 1 分;收入來源途徑(如發電上網、收取處理費、售賣有機肥
114、等)4 種得 1 分,2-4 種(不含 4 種)得 1 分,不足 2 種得 0 分?!柏攧赵u估”指標共計 2 項,主營業務收入超過同年度目標 90%得 2 分,80%-90%(含 90%)得 1 分,不足 80%得 0 分?!敖洕浴敝笜藵M分合計 15 分,評價方法見表 5-4。48表 5-4 生物質能清潔利用項目經濟性評價方法3、技術水平評價指標及評價方法(1)技術水平評價指標生物質能清潔利用項目的技術水平評價指標包括 2 個關鍵指標??紤]生物質能清潔利用技術的發展,項目所采用的技術在國際或國內宜處于領先地位或水平,項目宜引入或突破新的關鍵技術以解決生物質能轉化過程中的難點,技術獲得國家級、
115、省級或市縣級技術創新獎;后端能源產品利用方式(發電上網、供熱、并入市政管網、車用燃料等)宜不少于 2 種,技術宜具備持續改進或創新的能力,應用該技術的同類項目數量不低于 30 個。(2)技術水平評價方法依據技術水平指標在生物質能清潔利用項目實施中的權重,技術先進性評價指標共計 3 項,如果項目所采用的技術在國際或國內處于領先地位或水平得 2 分,處于一般地位或水平得 1 分;項目引入新的關鍵技術以突破生物質能轉化過程中的瓶頸得 2 分,沒有則得 0 分;技術獲得國家級、省級或市縣級技術創新獎之一得 2 分,沒有則 0 分。技術適應性評價指標 3 項,如果后端能源產品利用方式不少于 2 種得 2
116、 分,1 種方式得 1 分;技術具備持續改進或創新的能力能夠滿足不同規模、地域的應用條件得 3 分,不具備持續改進或創新的能力得 0 分;應用該技術的同類項目數量不低于30 個得 3 分,15-30 個(含 15 個)得 2 分,少于 15 個得 1 分?!凹夹g水平”指標滿分合計 14 分,評價方法見表 5-5。序號評價指標評價方法及評分一單位廢棄物處理成本總建設投資成本 50 萬元/噸,3 分;50-60 萬元/噸(含 60 萬元),2 分;60 萬元/噸以上 1 分??偵a運營總成本 500 元/噸,3 分;500-600 元/噸(含 600 元),2 分;600 元/噸以上 1 分。二項
117、目收入噸廢棄物處理收益 200 元/噸,3 分;100-200 元/噸(含 100 元),2 分;100 元以下 1 分。收入來源途徑 4 種,2 分;2-4 種(不含 4 種),1 分,不足 2 種 0 分。三財務評估主 營 業 務 收 入 超 過 同 年 度 目 標 90%,2 分;80%-90%(含90%),1 分;80%,0 分。主營業務利潤率 20%,2 分;10%-20%,1 分;10%,0 分。四經濟性總分15 分49表 5-5 生物質能清潔利用項目技術水平評價方法序號評價指標評價方法及評分一先進性技術在國際或國內處于領先地位或水平,2 分;一般地位或水平,得 1 分。項目引入或
118、突破新的關鍵技術以解決生物質能轉化過程中的難點,得 2 分;沒有,得 0 分。獲得國家級、省級、市縣級技術創新獎之一,得 2 分;沒有,得 0 分。二適用性后端能源產品利用方式 2 種,2 分;1 種,1 分。技術具備持續改進或創新的能力,得 3 分;不具備,得 0 分。應用該技術的同類項目數量 30 個,得 3 分;15-30 個(含 15 個),得 2 分;15 個,得 1 分。三技術水平總分11 分4、原料保障評價指標及評價方法(1)原料保障評價指標生物質能清潔利用項目原料保障包括 2 個關鍵指標。對于任何一個生物質能清潔利用項目都應保障原料供應,建立有效的原料收儲運體系,使原料種類多元
119、化;同時也應保障原料的質量,制定完善的原料質量控制管理制度,并配備原料檢測設施或實驗室,或有相關的檢測資源,同時應對每批次原料進行檢測,并做好相關記錄。(2)原料保障評價方法依據原料保障評價指標在生物質能清潔利用項目實施中的權重,原料供應保障指標共計 3 項,如果項目建有完善的原料收儲運體系得 4 分,每發現一處問題扣 0.5 分,扣完為止;供應原料種類 2種得 3 分,1 種得 1 分;日原料供應量超過設計(額定)值的 90%得 3 分,80%-90%(含 90%)得 2 分,60%-80%得 1 分(含 80%),60%得 0 分。原料質量監控指標共計 3 項,有完善的原料質量控制管理制度
120、,得 2 分,否則不得分;如果配有原料檢測設施,得 2 分,否則不得分;如果原料檢測施批次檢,得 3 分,不定期檢得 2 分,不進行檢測則不得分?!霸媳U稀敝笜藵M分合計 17 分,評價方法見表 5-6。50表 5-6 生物質能清潔利用項目原料保障評價方法序號評價指標評價方法及評分一原料供應保障建立有效的收儲運體系,4 分;每發現一處問題扣 0.5 分,扣完為止。供應原料種類 2 種,3 分;1 種,1 分。日 原 料 供 應 量 超 過 設 計(額 定)值 的 90%,3 分;80%-90%(含90%),2 分;60%-80%,1 分(含 80%);60%,0 分。二原料質量監控完善的原料質
121、量控制管理制度,2 分;不完善,0 分。配有原料檢測設施 2 分,沒有 0 分。原料檢測:批次檢 3 分,不定期檢 2 分,不檢 0 分。三原料保障總分17 分5、環境效益評價指標及評價方法(1)環境效益評價指標生物質能清潔利用項目環境效益主要從項目處理廢棄物量、二氧化碳減排量及項目在生產過程中產生的大氣污染物、污水及固廢的處理等方面考慮。評價內容選取了廢棄物處理量、二氧化碳減排量、碳足跡可追溯性、大氣污染物排放、污水處理、固廢處理等主要指標。其中,廢棄物處理量應達到設計(額定)處理量 80%-110%,二氧化碳排放量應達到設計(額定)減排量 80%以上,大氣污染物排放應滿足國家標準,污水、固
122、廢應得到合理處置以滿足環評要求,生產過程的碳足跡應具有可追溯性。(2)環境效益評價方法依據環境效益評價指標在生物質能清潔利用項目實施中的權重,廢棄物處理量達到設計(額定)處理量 80%-110%得 3 分,60%-80%(含 80%)得 2 分,60%或 110%得 1 分;大氣污染物排放達到當地環保排放標準得 3 分;達到國家標準得 2 分;污水、固廢得到合理處置,滿足環評要求各得 2 分,不滿足 0 分;二氧化碳減排量達到設計(額定)處理量 80%及以上得 3 分,60%-80%(含 60%)得 2 分,低于 60%得 1 分;碳足跡可追溯,臺賬清晰、監測表計齊全得 2 分,發現一處問題扣
123、 0.5 分,扣完為止?!碍h境效益”指標滿分合計 15 分,評價方法見表 5-7。表 5-7 生物質能清潔利用項目環境效益評價方法序號評價指標評價方法及評分一廢棄物處理量達到設計(額定)處理量 80%-110%,3 分;60%-80%(含 80%),2 分;60%或 110%,1 分。51二大氣污染物排放達到當地環保排放標準,3 分;達到國家標準,2 分。三污水處理污水得到合理處置,滿足環評要求 2 分,不滿足 0 分。四固廢處理固廢得到合理處置,滿足環評要求 2 分,不滿足 0 分五二氧化碳減排量達到設計(額定)處理量 80%及以上,3 分;60%-80%(含 60%),2 分;60%,1
124、分。六碳足跡可追溯性臺賬清晰、監測表計齊全 2 分,發現一處問題扣 0.5 分,扣完為止。七環境效益總分15 分6、能效管理評價指標及評分方法(1)能效管理評價指標生物質能清潔利用項目能效管理主要包括能效管理制度、能源利用效率、能源消耗等 3 個關鍵指標。項目應制定完善的能效管理、節能機會、技術改造、能效評估管理制度;能源利用效率宜在40%以上,生產過程電力消耗宜達到設計(額定)值 80-110%;生產過程水消耗宜達到設計(額定)值 80-110%。(2)能效管理評價方法如果能效管理制度完善得 3 分,待完善得 1 分,無管理制度不得分;能源利用效率滿分為 4分,如果能源利用效率達到設計(額定
125、)值的 80%及以上得 4 分,60%-80%(含 60%)得 2 分,60%得 1 分;生產過程電力消耗達到設計(額定)值 80-110%(含 80%)得 3 分,60%-80%(含60%)得 2 分,60%或 110%得 1 分;生產過程水消耗達到設計(額定)值 80-110%得 3 分,60%-80%(含 60%)得 2 分,60%或 110%得 1 分?!澳苄Ч芾怼敝笜藵M分合計 13 分,評價方法見表 5-8。表 5-8 生物質能清潔利用項目能效管理評價方法序號評價指標評價方法及評分一能效管理制度制度完善,3 分;待完善,1 分;無 0 分。二能源利用效率能源利用效率達到設計(額定)值
126、的 80%及以上,4 分;60%-80%(含60%),2 分;60%,1 分。三能源消耗生產過程電力消耗達到設計(額定)值 80-110%(含 80%),3 分;60%-80%(含 60%),2 分;60%或 110%,1 分。生產過程水消耗達到設計(額定)值 80-110%,3 分;60%-80%(含60%),2 分;60%或 110%,1 分。四能效管理總分16 分52表 5-9 生物質能清潔利用項目運行管理評價方法序號評價指標評價方法及評分一管理制度管理制度完善,2 分;不完善 0 分。二穩定運行年故障次數 1 次及以下,3 分;2-3 次,2 分;4-5 次,1 分;大于 5 次,0
127、分三運行記錄運行記錄完善,2 分;不完善 0 分。四自動化管理配有遠程監控與操作系統 1.5 分,配有數據采集分析系統 1.5 分。五應急預案定期演練并記錄 2 分,無 0 分。六現場管理安全標識清晰 1 分,清潔生產 1 分,不滿足 0 分。七運行管理總分14 分7、運行管理評價指標及評分方法(1)運行管理評價指標生物質能清潔利用項目運行管理主要包括管理制度、穩定運行、運行記錄、自動化管理、應急預案、現場管理等 6 個關鍵指標。首先,應有完善的安全運行管理制度和事故應急預案。項目應穩定運行,盡可能減少發生影響生產的故障次數。項目運營過程中,應具有完善的運行記錄,對運行過程中的問題作出說明、分
128、析原因、提出解決方案,并做全員宣導;應對設備進行定期維護保養和校準,做好維護保養校準記錄。項目宜配有遠程監控與操作系統、數據采集分析系統,以實現自動化控制。項目應建立應急預案,并定期進行消防和安全演練,做好記錄。在項目現場,應盡可能做到人員檢修通道通暢、巡檢路線標線清晰、設備標牌懸掛位置明顯、安全通道指示清楚、地面干凈整潔、工具擺放整齊,設備應無積灰,卸料間、原料儲存區和灰儲存區應無揚塵。(2)運行管理評價方法依據運行管理評價指標在生物質能清潔利用項目實施中的權重,管理制度完善得 2 分,否則不得分;“穩定運行”指標滿分為 3 分,其中年運行故障次數 1 次及以下得 3 分,2-3 次得 2
129、分,4-5次得 1 分,大于 5 次不得分;運行記錄完善得 2 分,否則不得分;“自動化管理”指標滿分為 3 分,如果配有遠程監控與操作系統得 1.5 分,配有數據采集分析系統 1.5 分,否則不得分;項目建有應急預案,且定期演練并記錄,得 2 分,否則不得分;“現場管理”指標滿分為 2 分,其中安全標識清晰得 1 分,做到清潔生產得 1 分,否則不得分?!斑\行管理”指標滿分合計 14 分,評價方法見表 5-9。538、社會效益評價指標及評分方法(1)評價指標及評分方法生物質能清潔利用項目社會效益主要通過當地社會影響、職工福利、農民增收三個方面來體現。生物質能清潔利用項目應直接或間接地提供適合
130、的就業崗位,優先雇傭當地勞動力,并鼓勵為弱勢群體提供就業機會;項目應為當地經濟發展做出一定的貢獻,同時應積極參與公益事業;項目運行應直接或間接地帶動周邊地區農民增收。在職工福利方面,項目應為員工提供合理的技能培訓和技能提升機會以及有競爭力的薪資。(2)評價指標及評分方法依據社會效益評價指標在生物質能清潔利用項目實施中的權重,“當地社會影響”下分 3 個關鍵指標。提供就業崗位數達到設計崗位數量的 100%及以上得 2 分,80%-100%得 1 分,不足80%得 0 分;當地經濟貢獻度滿分 2 分,需要根據項目繳納稅收情況評估對本縣(市)的經濟貢獻;近 1 年內參與公益事業次數 2 次得 2 分
131、,1 次得 1 分;沒有得 0 分?!奥毠じ@毕路?2 個關鍵指標,為職工提供合理的培訓和技能提升機會得 2 分,否則 0 分;職工平均工資達到當地平均水平得 2 分,否則 0 分?!稗r民增收”指標滿分為 2 分,需要根據項目運行直接或間接為農民帶來的增收節支整體情況進行綜合評價,相關情況包括但不限于:原料收購、雇傭當地農民工作為臨時工等?!吧鐣б妗敝笜藵M分合計 12 分,評價方法見表 5-10。表 5-10 生物質能清潔利用項目運行社會效益評價方法序號評價指標評價方法及評分一當地社會影響提供就業崗位達數達到設計崗位數量的 100%及以上,2 分;80%-100%,1 分;不足 80%,0
132、 分。當地經濟貢獻度:根據項目繳納稅收情況評估對本縣(市)的經濟貢獻,滿分 2 分。近 1 年內參與公益事業次數 2 次,2 分;1 次,1 分;沒有,0 分。二職工福利提供合理的培訓和技能提升機會,2 分;否則 0 分。職工平均工資達到當地平均水平,2 分;否則 0 分。三農民增收根據項目運行直接或間接為農民帶來的增收節支整體情況進行綜合評價,相關情況包括但不限于:原料收購、雇傭當地農民工作為臨時工等。滿分為 2 分。四社會效益總分12 分549、生物質能清潔利用項目綜合評價(1)項目綜合評價指標及計分生物質能清潔利用項目根據 7 項一級指標、25 項二級指標、39 項三級指標進行系統評價,
133、評價指標總得分計 100 分。項目綜合評價計分匯總表詳見表 5-11。表 5-11 生物質能清潔利用項目綜合評價指標體系一級指標二級指標三級指標備注滿分經濟性(15分)單位廢棄物處理成本總建設投資成本 50 萬元/噸定量3總生產運營總成本 500 元/噸定量3項目收入噸廢棄物處理收益 200 元/噸定量3收入來源途徑 4 種定量2財務評估主營業務收入超過同年度目標 90%定量2主營業務利潤率 20%定量2技 術 水 平(14 分)先進性技術在國際或國內處于領先地位或水平定性2引入或突破新的關鍵技術,以解決生物質能轉化過程中的難點。定性2獲得國家級、省級、市縣級技術創新獎之一定性2適用性后端能源
134、產品利用方式 2 種定量2技術具備持續改進或創新的能力定性3應用該技術的同類項目數量 30 個定量3原 料 保 障(17 分)原料供應保障建立有效的收儲運體系定性4供應原料種類 2 種定量3日原料供應量超過設計(額定)值的 90%定量3原料質量監控原料質量控制管理制度完善定性2配有原料檢測設施定性2批次檢、不定期檢定性355環 境 效 益(15 分)廢棄物處理量達到設計(額定)處理量 80%-110%定量3大氣污染物排放達到當地環保排放標準定性3污水處理污水得到合理處置,滿足環評要求。定性2固廢處理固廢得到合理處置,滿足環評要求。定性2二氧化碳減排量達到設計(額定)減排量 80%定量3碳足跡可
135、追溯性臺賬清晰、監測表計齊全定性2能 效 管 理(13 分)能效管理制度制度完善定性3能源利用效率能源利用效率達到設計(額定)值的 80%定量4能源消耗生產過程電力消耗達到設計(額定)值 80-110%定量3生產過程水消耗達到設計(額定)值 80-110%定量3運 行 管 理(14 分)管理制度管理制度完善定性2穩定運行年故障次數 1 次定量3運行記錄運行記錄完善定性2自動化管理配有遠程監控與操作系統、數據采集分析系統定性3應急預案定期演練并記錄定性2現場管理安全標識清晰、清潔生產定性2社 會 效 益(12 分)當地社會影響提供就業崗位達數達到設計崗位數量的 100%及以上定量2當地經濟貢獻度
136、:根據項目繳納稅收情況評估對本縣(市)的經濟貢獻,滿分 2 分。定性2近 1 年內參與公益事業次數 2 次定量2職工福利提供合理的培訓和技能提升機會定性2職工平均工資達到當地平均水平定量2農民增收根據項目運行直接或間接為農民帶來的增收節支整體情況進行綜合評價,相關情況包括但不限于:原料收購、雇傭當地農民工作為臨時工等。滿分為 2 分。定性256(2)項目綜合評價生物質能清潔利用項目根據下表進行綜合評價,評價指標總得分合計 100 分,按照 A、B、C、D 四個等進行綜合評定,綜合評價分級見表 5-12。表 5-12 生物質能清潔利用項目綜合評價分級表項目評價總分項目級別90 分分數A 級80
137、分分數 90 分B 級70 分分數 80 分C 級分數 70 分D 級(五)案例評價及總結基于協會長期以來對生物質能清潔利用模式的跟蹤,通過現場走訪、調研、案例征集等方式,整理出 20 多個各類生物質能清潔利用案例?;趯π袠I的了解,從中選擇出運行較好的項目進行實地考察。從 2022 年 11 月到 2023 年 8 月,先后組織專家對中廣核陽信生物天然氣項目、三河市盈盛生物能源科技股份有限公司規?;锾烊粴忭椖?、中電建生態環境集團有限公司河南蘭考儀封生物天然氣項目、寧波明州農林生物質熱電聯產項目等多個項目進行實地調研,并依據生物質能清潔利用項目綜合評價指標體系對其打分,同時以評價結果為依據
138、,總結出優秀典型項目的運營管理經驗,以便生物質能清潔利用項目的推廣,結果如下:1、案例評價(1)三河市盈盛生物能源科技股份有限公司規?;锾烊粴忭椖吭擁椖课挥诤颖笔∪邮袊肄r業科技園區內,總投資 2 億多元,占地 109 畝,以農作物秸稈、畜禽糞污等農業固廢為原料,采用國際先進設備和國際領先的厭氧發酵、纖維素預水解技術,通過厭氧發酵生產生物天然氣和生物有機肥,生產全過程無廢氣、廢水、廢液排放,真正實現了有機廢棄物的資源化利用。項目建設投資 1.13 億元,年生成運營成本 2700 萬元,年銷售收入近 4000 萬元。項目正常運營期間年消納各類有機廢棄物 19 萬噸,年減排二氧化碳 10 萬
139、余噸,日產生物天然氣 1.8 萬立方米(年產 657 萬立方米)、有機沼肥 5 萬噸。生產生物天然氣主要用于廠礦企業生產性清潔用能、單位清潔取暖和出租車輛使用。生產的優質有機固體和液體沼肥,為區域內農業生產的化肥減量替代、改良土壤和發展優質高效綠色農業提供了支撐。57表 5-13 三河市盈盛規?;锾烊粴忭椖烤C合評價表序號一級指標總分得分存在問題1經濟性1514項目收入來源只有三種(秸稈收儲享有政府補貼、出售有機肥及售賣 CNG)2技術水平1412運營過程中未引入或突破新的關鍵技術以解決生物質能轉化過程中的難點3原料保障17174環境效益15155能效管理13136運行管理14147社會效益
140、1210近 1 年內未參與過公益事業8合計10095(2)中電建生態環境集團有限公司河南蘭考儀封生物天然氣項目該項目位于河南省蘭考縣儀封鎮,建設規模為日產沼氣 5 萬 Nm,日產生物天然氣 2.5 萬Nm。項目投產后,年產生物天然氣 912.5 萬 Nm、沼氣 1825 萬 Nm,年產固體有機肥 3.2 萬噸、液體有機肥 5 萬噸、沼液肥 20 萬噸。項目建設投資 2.9 億元,正常運行期間,年生產運行成本 6000 萬元,年銷售金額 6900 萬元。目前,項目由于原料競爭問題,處于半運行狀態,年產生物天然氣約 300 萬 Nm,年消納秸稈、畜禽糞污共 11 萬噸,年減排二氧化碳量約 3 萬噸
141、。生產的生物天然氣進入市政管網,生產的固體有機肥用作農田基肥,液態肥用作農田追肥。經現場查勘,該項目現場環境干凈整潔,文件資料齊全,工作人員上崗嚴格規范,運營管理有序。依據 生物質能清潔利用項目綜合評價指標體系,對該項目進行打分評價,總分 73 分,為 C 級。經現場查勘,該項目現場環境干凈整潔,文件資料齊全,工作人員上崗嚴格規范,運營管理有序。依據 生物質能清潔利用項目綜合評價指標體系,對該項目進行打分評價,總分 95 分,為 A 級。表 5-14 中電建河南蘭考規?;锾烊粴忭椖烤C合評價表序號一級指標總分得分存在問題1經濟性1511項目單位建設投資成本 86 萬元/噸,項目收入只通過售賣
142、有機肥和生物天然氣并入市政管網而畜禽糞污及農作物秸稈需要付費購買,主營業務利潤率在 17%左右。58(3)齊齊哈爾九洲環境能源有限公司梅里斯區 240MW 農林生物質熱電聯產項目項目位于齊齊哈爾市綠色食品特色產業園區內,項目規劃總投資 61,394.62 萬元,建設總規模為 80MW,建設內容為 2 臺 150 噸/小時高溫超高壓再熱式循環流化床鍋爐,2 臺 40MW 抽凝式汽輪發電機組。梅里斯生物質熱電聯產項目全容量投產運營后,每年可提供綠色電力約 5.6 億千瓦時,并能滿足梅里斯整個城區107萬平方米冬季居民供熱和產業園區內50噸/小時工業蒸汽的需求,年秸稈消耗量為 64.26 萬噸。該項
143、目具有很好的環保和社會效益,運營期間可解決約 200 人長期就業,秸稈收儲運輸環節將間接增加約 500 人就業機會,項目收購秸稈預計可為當地農民增加約 1.2 億元經濟收入,項目用工,預計可為當地剩余勞動力增加 2400 萬元的勞務收入。依據 生物質能清潔利用項目綜合評價指標體系,對該項目進行打分評價,總分 92 分,為 A 級。表 5-15 齊齊哈爾梅里斯農林生物質熱電項目綜合評價表序號一級指標總分得分存在問題1經濟性1514該項目收入主要通過發電上網和為居民供熱及為工業園區供汽。2技術水平1410項目未引入或突破新的關鍵技術以解決生物質能轉化過程中的難點問題。3原料保障1715項目原料僅農
144、作物秸稈一種4環境效益1514大氣污染物排放僅達到國家相關標準2技術水平149項目未引入或突破新的關鍵技術以解決生物質能轉化過程中的難點,未獲得技術創新獎,后端能源產品利用僅生物天然氣并入當地燃氣管網一種方式。3原料保障1712厭氧發酵原料以雞糞為主,由于當地存在原料競爭,項目需要付費購買;當前原料日供應量約為設計供應量的55%。4環境效益1511當前二氧化碳減排量約為設計減排量的 52%5能效管理137能源利用效率達到設計值的 63%左右,生產過程中電力消耗和水資源消耗各占到設計能力的 70%左右。6運行管理14147社會效益129當前提供的就業崗位數占到設計值的 80%,近 1 年內未參與
145、公益事業,該項目在對當地貢獻程度上未達到期望值。8合計10073595能效管理13136運行管理14147社會效益12128合計10092(4)中節能(煙臺)生物質熱電有限公司棲霞熱電聯產項目中節能(煙臺)生物質熱電有限公司由中國環境保護集團有限公司投資建設,是煙臺市首家、棲霞市城區唯一一家生物質能源集中供熱、熱電聯產企業。公司位于棲霞市城區西北,占地面積156 畝。項目總投資 2.7 億元,建設規模為 375t/h 次高溫次高壓生物質直燃鍋爐,配 215MW抽凝式汽輪發電機組,配套建設城區供熱管網和換熱站。設計年發電量 1.8 億千瓦時,供熱面積240 萬 m2。項目全部利用農林廢棄物直燃發
146、電,年可利用棲霞及周邊地區果木枝條、農作物秸稈、木材加工剩余料等生物質燃料 25 萬余噸。依據 生物質能清潔利用項目綜合評價指標體系,對該項目進行打分評價,總分 89 分,為 B 級。表 5-16 中節能煙臺農林生物質熱電項目綜合評價表序號一級指標總分得分存在問題1經濟性1513該項目收入主要通過發電上網和為居民供熱,發電及供熱收益達到同年目標的 86%2技術水平1410項目未引入或突破新的關鍵技術以解決生物質能轉化過程中的難點問題3原料保障1715項目以秸稈、果樹枝條等為原料,原料質量不佳,原料收集存在競爭,半徑有限4環境效益1514該項目碳足跡追溯性存在漏洞,檢測儀表不全。5能效管理131
147、36運行管理14147社會效益1210項目近一年內未參與公益事業投資8合計10089(5)安徽昌信生物質能源有限公司天享生物質熱解氣化供熱項目項目地址位于安徽省滁州市南譙區烏衣鎮工業園內,目前已建成四套生物質熱解氣化成套設備,年處理生物質 3.2 萬噸(每年按 320 天計算)、產出蒸汽 6.4 萬噸、產出炭基肥 3.84 萬噸、產出植物營養調節劑 1600 噸??蓪崿F減排 CO2約 6 萬噸、土壤長期改良 30 萬畝以上。項目建設總投60表 5-17 安徽昌信生物質熱解氣化項目綜合評價表序號一級指標總分得分存在問題1經濟性1510項目單位建設投資成本 101 萬元/噸,生產運營成本 650
148、萬元/噸,收入來源主要為工業園區供蒸汽,售賣炭基肥和營養液。2技術水平14143原料保障1715項目僅以秸稈為原料4環境效益1513項目碳足跡可追溯性不強,原料運輸能耗臺賬不清晰5能效管理1311原料運輸環節能耗不清晰,能效管理制度不完善6運行管理14147社會效益129近 1 年未參加公益事業投資,帶動農民增收效果未達預期8合計10086基于上述不同生物質能清潔利用項目的打分評價,課題成果生物質能清潔利用項目綜合評價指標體系現實可行。2、案例經驗總結基于以上評分,對 B 級及以上項目的運營經驗進行分析,總結出成功的運營經驗。(1)建立了有效的原料保障體系在項目原料保障方面,要建立城鄉廢棄物統
149、一管理的機制。有的項目通過“農保姆”、“產品置換”等方式收取秸稈,雖然在秸稈打包機械上增加了投入,但是能夠通過享受補貼等渠道進一步降低秸資為 1 億元,運營期 20 年,運營期間年均運營成本 2100 萬元,年均銷售收入約 3800 萬元。該項目全套為安徽昌信生物質能源有限公司自有技術、本技術主要采用“下吸式氣化爐控氧熱裂解氣化”為核心的工藝技術,以生物質(秸稈)為原料,原料經過預處理去除雜質,控制水分達到 20%以下,經過成型化加工后(有的生物質本身即為成型顆粒,不需要再進行二次加工,如谷殼、花生殼等),進入熱裂解氣化爐控氧炭化,產出的可燃氣體再經過凈化后送到用能點(本項目主要是用于燃氣鍋爐
150、、肥料烘干窯),產出的生物質炭經過粉碎再添加適量的木醋液后,根據當地土壤檢測情況,選擇添加氮磷鉀比例,均質攪拌造粒,產出炭基肥;另一個路徑是:將生物質炭按一定比例與家禽糞便均勻攪拌后堆放一段時間后,做為炭基有基肥使用。依據 生物質能清潔利用項目綜合評價指標體系,對該項目進行打分評價,總分 86 分,為 B 級。61稈成本價;大多數農林生物質熱電聯產均在項目周邊建立收料的經紀人網絡,保證原料供應。未來,在推廣過程中,可建設企業主導、政府推動、農戶參與的生物質原料收儲運網絡體系。積極扶持有條件的企業和社會組織組建專業化秸稈收儲運機構,培養專業人才隊伍,建立規范的交易平臺和服務體系,提高機械化打捆收
151、集效率,加強運輸中轉、儲存場所設施建設,逐步形成商品化秸稈收儲和供應能力,實現秸稈收儲運系統的專業化和市場化。同時,鼓勵農戶通過土地入股或加入秸稈收儲運合作社等方式,提高秸稈收集率的同時獲得穩定收入。(2)有合理的廢棄物處理收費機制生物質能項目能夠對城鄉有機廢棄物進行高值化利用,在創造社會經濟效益的同時,還有很高的環保價值,廢棄物處理成本應當逐步由產生者承擔,形成“誰排污、誰付費”、“誰處理、誰受益”的有償處理機制。目前成熟的運行模式如三河盈盛項目、博能林甸均實現了向養殖戶收取費用方式處理養殖畜禽糞污,解決了項目原料成本問題。海南神州項目通過享受城鄉垃圾處理費的方式,并且組織協同處理多種來源的
152、有機廢棄物,形成聯動網絡,在保障原料的同時降低原料成本。而中電建河南蘭考項目由于畜禽糞污利用存在競爭,項目需要從養殖戶購買牛糞、雞糞等原料,導致項目處于半運行狀態。(3)項目收入來源多樣目前能夠盈利的項目大多數其收入來源較為廣泛。部分生物天然氣項目前端收取處理費,后端生物天然氣作為城市交通燃料或者工業用氣,部分沼渣沼液作為綠色有機肥反哺生態農業。部分熱解氣化項目除了供熱外,還從副產品碳中獲取受益。下一步,需要深入挖掘生物質能利用的綠色環境價值,比如進行綠色能源認證,開發減排量通過碳市場等手段進行體現。62第六章 相關建議(一)宏觀政策建議黨的二十大報告中指出,在生態文明建設上,要推進美麗中國建
153、設,加快發展方式綠色轉型,深入推進環境污染防治,提升生態系統多樣性、穩定性、持續性,積極穩妥推進碳達峰碳中和,促進人與自然和諧共生。我國是農業和人口大國,每年產生大量的有機廢棄物,妥善處理和資源化利用這些廢棄物,不僅能夠解決環境污染問題,還能夠提供清潔能源,為能源安全提供支撐。未來可從以下幾個方面推進生物質能產業高質量發展。1、將發展生物質能產業提升為國家戰略。十幾年前,我國以可再生能源促進法為依據,推動可再生能源產業的迭代進步,現已收到顯著成效,風電、光伏均可平價上網。生物質能相較于其他可再生能源內生動力強,綜合效益顯著,特別是對推動農業農村綠色低碳和可持續發展意義重大。在新時代、新發展理念
154、背景下,發展生物質能要提高自身站位,將其與生態文明建設、“雙碳目標”、鄉村振興戰略、推動能源轉型、提高國家能源安全等國家重要戰略有機結合。需要社會各界強化對生物質能的新認識,將發展生物質能作為未來可再生能源發展的重中之重,并將其提升為國家戰略。2、建立統一、協調、有效的管理化體系。生物質能分布廣泛,產業鏈長,涉及多部門多專業,需要建立自上而下的“國家統籌、省負總責、縣為主體”的管理體制。在國家層面,應建立生物質能產業發展跨部門協調機制,明確各地區各部門權責,制定生物質能產業發展指導意見、行業發展規劃和配套支持政策,加強對技術研發和工程示范的支持力度,督導各省落實本地區規劃發展目標。省級政府在制
155、定本省生物質能發展規劃、實施方案和支持政策的同時,建立對縣級政府貫徹落實生物質能發展目標的監督管理機制??h級政府作為縣域發展生物質能的責任主體,要成立專門工作機構,落實相關配套政策,引進社會資本和專業化管理力量,建立生物質資源的收儲運體系和機制,采取積極有效措施,不斷擴大本地區生物質能利用規模。3、完善生物質能開發利用商業模式。農林生物質和城鎮有機廢棄物分布分散,其收集、運輸和處理技術復雜,管理要求高,需要培育規?;膶I化公司,建立職責清晰、要求明確、管理規范的制度體系,才能保障生物質能產業持續健康發展。與風能和太陽能技術不同,生物質能開發利用具有明顯的社會治理屬性,離不開地方政府的強有力支
156、持,需要制定清晰的各類生物質資源收儲管理制度。為了推動生物質能產業的持續健康發展,可參考城鎮基礎環境設施(如生活垃圾處理廠)建設運營模式,通過特許經營權方式,以縣域為單位,公開選擇有實力的大型專業化公司,負責縣域內所有生物質資源的開發利用工作,統籌建立各類生物質資源的收集、儲存、運輸、處理體系,不斷提高生物質開發利用水平。634、構建良好的市場環境??紤]到處理有機廢棄物投入大、成本高、產出低等行業特點,為吸引社會資本,需健全“污染者付費、產生者付費、處理者受益”環境治理體系。生物質能發展兼具解決環保問題和能源問題的雙重目標,目前的政策僅考慮生物質的能源價值,未考慮其生態環境治理價值。未來必須統
157、籌好生物質開發利用的生態環境價值和能源價值,加快構建有機廢棄物有效和有償處理的政策體系,明確有機廢棄物處理的技術路徑和管理要求,制定有機廢棄物產生者向處理者支付合理處置費用的政策措施;積極推進生物質能參與碳市場,完善生物質能企業進入碳市場交易的規則及相關法律法規;構建公開公平公正的生物質能開發利用市場環境。5、加強國際合作,共商共建共治,實現互利共贏。立足我國生物質能產業發展尚處于初期階段的實際,要繼續堅持“引進來”“走出去”相結合,學習借鑒歐洲、美國等各國的成功經驗和先進技術,加強專業人才培養和實驗室建設,縮短關鍵技術研發周期,加快生物質能產業化進程。與歐盟及相關機構對接,積極應對 CBAM
158、 對我國經濟的影響,完善碳定價機制和碳排放核算體系,加快重點產品碳足跡核算標準研究,完善和更新各類碳排放因子,建設國家碳排放數據庫,推動中歐建立外貿產品碳足跡互認機制。積極參與全球生物質能治理機制建設,發揮二十國集團(G20)、金磚國家、亞太經合組織(APEC)等全球和區域性合作機制作用,推動世行、亞行、亞投行等多雙邊國際合作,吸引撬動國際優惠資金,促進創新要素合理流動,實現生物質能經濟效益互利共贏。(二)農村地區生物質能清潔利用建議我國農村地區有豐富的生物質資源,具備發展生物質能的資源條件。農村人口占全國人口的36%,農村能源消耗占全國總耗能的 38%,主要包括炊事、取暖、照明等生活用能,以
159、及農林牧漁業等生產用能。在“雙碳”目標與鄉村振興戰略的雙重歷史責任下,農村能源轉型迫在眉睫。發展生物質能既能有效補充農村的用能需求,又能改善廣大北方地區“煤改氣”和“煤改電”所遇到的難題。對農村地區能源綠色轉型發展,實現碳達峰、碳中和目標和農業農村現代化具有重要意義,建議從以下方面推進農村地區生物質能清潔利用。1、因地制宜選擇生物質供暖技術。適合北方農村地區的生物質供暖方式有分布式集中供暖和分散式戶用爐具供暖。集中供暖具有能源利用效率高、運行成本低、除塵設備完善等特點,可為長寒冷期全空間連續供熱。分散式戶用爐具供暖具有運行、管理靈活等特點,但是存在熱源效率低、污染物控制難度大等缺點,適合集中供
160、暖難以覆蓋、環境承受能力較強的地區供暖。農村地區應根據當地的資源量、供暖方式特點及環境承受能力,選擇合適的供暖方式。根據供暖期及生物質資源量的不同,將北方地區劃分為四個地區,依據各區的供暖特點、人口密集度及資源量選擇供暖方式。64東北+內蒙古部分地區:本地區具有秸稈等農林生物質資源豐富,冬季供暖期長(供暖期接近半年)等特點。在人口(村落)較為集中的區域,優先選擇秸稈打捆直燃集中供暖、生物質成型燃料+專用鍋爐集中供暖及沼氣熱電聯產等集中供暖形式;在人口(村落)較為分散的地區,則可以使用生物質成型燃料+專用戶用爐具供暖。西北部分地區+華北部分地區:本地區具有秸稈、生活垃圾、畜禽糞污等資源豐富,冬季
161、供暖期較長(供暖期大約四個月)等特點。在人口(村落)較為集中的區域,優先選擇生物質成型燃料+專用鍋爐集中供暖、沼氣熱電聯產等集中供暖形式;在人口(村落)較為分散的地區,則可以使用生物質成型燃料+專用戶用爐具供暖?!?+26”城市地區:本地區屬于京津冀大氣污染傳輸通道城市,執行更為嚴格的大氣污染物排放標準,農村地區可優先選擇配有除塵設備的生物質集中供暖模式供暖。在生物質成型燃料質量及戶用爐具燃燒效率較高的條件下,可選擇生物質成型燃料+專用戶用爐具取暖。根據調研,陽信縣生物質戶用專用爐具排放的顆粒物濃度在 20-45 毫克/立方米之間,氮氧化物濃度在 169-200 毫克/立方米左右,林格曼黑度小
162、一級,SO2檢測不出。青藏+內蒙古部分地區:本地區擁有豐富的太陽能、風電等能源,農村地區農牧民居住較為分散,優先考慮戶用太陽能供暖及電采暖;同時本地區農牧業較為發達,畜禽糞污相比秸稈、林業三剩物等資源豐富,可考慮生物質成型燃料+專用戶用爐具取暖作為農村取暖的補充。圖 6-1 農村地區生物質清潔供暖圖652、支持技術創新。一是建立生物質能產業技術創新目錄。每年根據技術的先進性、安全性、實用性、經濟性等指標對行業先進技術進行評選,對于入選目錄的技術給予一定的資金支持,并進行宣傳推廣。二是加大對縣域,尤其是農村地區房屋保溫措施的研究,提升房屋節能效率,降低房屋保溫材料成本。三是完善技術創新成果轉化機
163、制,推動產學研用深度融合,支持首臺(套)重大技術裝備示范應用,強化重點技術與裝備創新轉化和應用示范,著力提高縣域生物質能利用產業技術與裝備水平。四是加大生物質戶用爐具的技術研發,當前農村地區生物質戶用爐具應用存在部分污染物排放超標問題,原因之一是爐具結構存在問題,導致燃料燃燒不充分。五是加強研發和推廣應用集成技術,以實現農村地區生物質能與風電、光伏等其他新能源融合發展。3、發展農村綠色循環經濟。一是通過“互聯網+三級網絡”加速生物質能產業的發展,即通過構建生物質能產業互聯網平臺,實現農業廢棄物收儲運、資源化生產、產品銷售利用產業鏈全生命周期跟蹤管控,做到環境效益與經濟效益、社會效益共贏。二是生
164、物質能發展促進農業產業升級,即以生物質能產業發展帶動區域養殖、種植、肥料、燃氣等行業的優化與升級,最終構建以“農業廢棄物收儲運-資源化處理-產品銷售與利用”三級網絡為核心的良性產業生態圈。三是推進以生物燃氣為紐帶的生態循環農業建設,堅持農牧結合、種養循環、就近消納、綜合利用的原則,創建一批以生物燃氣為紐帶的種養結合和農工商結合示范樣板,在規?;B殖大縣,建設沼氣、生物天然氣集中處理工程,配套沼肥利用設施,發展全縣域的以生物天然氣為紐帶的生態循環農業。建設一批規模養殖場沼肥還田工程,在沼氣工程周邊,配套沼肥利用設施,提升沼肥就近就地施用能力和水平,形成長期施用的市場化種養結合運營機制。66參考文
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168、究與利用,2022(05).附件生物質能清潔利用推動減污降碳典型案例庫中國產業發展促進會生物質能產業分會2023 年 11 月前 言第一章 生物質能清潔利用整縣推進案例案例 1 山東省陽信縣生物質能清潔利用第二章 熱電聯產典型案例(一)農林生物質熱電聯產典型案例案例 2 天壕新能源股份有限公司封丘熱電聯產項目案例 3 光大生物熱電(六安)有限公司葉集熱電聯產項目案例 4 中節能(煙臺)生物質熱電有限公司棲霞熱電聯產項目案例 5 大城琦泉生物質發電有限公司熱電聯產項目案例 6 國能吳橋生物質發電有限公司熱電聯產項目(二)垃圾焚燒熱電聯產典型案例案例 7 綠色動力環保熱電有限公司常州垃圾焚燒熱電聯
169、產項目第三章 生物質成型燃料+生物質鍋爐供暖典型案例案例 8 黑龍江省哈爾濱市雙城區生物質鍋爐供暖項目案例 9 武漢光谷藍焰新能源股份有限公司工業園區生物質鍋爐供熱項目第四章 生物質成型燃料+戶用鍋爐分散式供暖典型案例案例 10 山西省大同市生物質戶用爐具清潔取暖項目案例 11 山東省高青縣生物質炊事采暖爐取暖項目第五章 秸稈打捆直燃鍋爐集中供暖典型案例案例 12 黑龍江省海倫市海北村(鎮)秸稈直燃集中供熱項目第六章 生物質熱解氣化供熱典型案例案例 13 安徽昌信生物質能源有限公司天享生物質熱解氣化供熱項目目 錄 CONTENTS-1-2-2-8-8-8-10-12-14-18-20-20-2
170、3-23-25-29-29-30-33-33-36-36案例 14 北京鄉電有限公司陽城秸稈氣化發電余熱供暖項目 案例 15 浙江麗水生物質氣化替代天然氣(煤)供熱項目案例 16 吉林榆樹生物質氣化替代天然氣(煤)供熱項目案例 17 云南西雙版納生物質氣化替代天然氣(煤)供熱項目第七章 生物天然氣典型案例案例 18 廣西神州環保產業控股集團有限公司海南(澄邁)生物天然氣項目案例 19 中電建生態環境集團有限公司河南蘭考儀封生物天然氣項目案例 20 三河市盈盛生物能源科技股份有限公司規?;锾烊粴忭椖堪咐?21 乳山國潤中恒能環境治理有限公司生物天然氣項目 案例 22 山西華新生物質能源開發有
171、限公司生物天然氣項目 案例 23 黑龍江博能生態環保股份有限公司林甸縣生物天然氣項目-41-45-48-51-54-54-61-65-68-70-711我國是人口和農業大國,各類生物質資源豐富,每年產生的有機廢棄物超過 35 億噸,這為我國生物質能清潔利用奠定了良好的基礎。經過十余年發展,生物質能產業形成了各類利用模式。在發電領域,生物質發電裝機容量已連續四年位列世界第一;生物質非電利用行業朝著多元化方向發展,生物質清潔供熱、生物天然氣、生物液體燃料也取得重大成就。其中,在生物質清潔供熱方面已形成生物質熱電聯產、生物質鍋爐集中供熱、生物質戶用爐具等互補的供熱模式;在生物天然氣方面,規?;锾?/p>
172、然氣工程正常運行項目 30 余個,生物天然氣年產量已達到 3 億立方米。在生物液體燃料方面,我國生物液體燃料年產量約550 萬噸。本案例匯編基于中國產業發展促進會生物質能產業分會長期以來對于生物質能清潔利用模式的長期跟蹤,重點通過現場走訪、調研等方式,開展分地區分技術分環節的實地調研,從技術路徑、企業運營、地方政府支持政策、資金支持機制等角度,總結分析了當前面臨的技術和政策難題,以及相關成功經驗。按照行業代表性進行劃分,匯總出可推廣的優秀示范案例。國家主管部門可參照項目案例及總結的經驗進行因地制宜的推廣。各地政府可結合各地資源稟賦,選擇合適的發展模式,優先就地、就近消納,減少能源輸送距離和轉化
173、環節,提高農村能源資源綜合利用效率,推動農村能源轉型。本報告成果對于農村地區能源綠色轉型發展,構建現代能源體系具有重要作用,對鞏固拓展脫貧攻堅成果、促進鄉村振興,實現碳達峰、碳中和目標和農業農村現代化具有重要意義。前 言2第一章 生物質能清潔利用整縣推進案例生物質能清潔利用現已形成以縣域為單位、產業推進、輻射農村的新格局。一些地方的市縣(區)政府積極探索,勇于實踐,充分結合本地資源稟賦、氣候特點、發展水平、居民用能習慣及房屋保溫狀況等,將生物質能清潔利用與發展地方經濟、改善農村人居環境、解決勞動就業等相結合,綜合考量,科學規劃,探索建成了一些符合縣域實際情況的試點示范,形成具有示范推廣效應的技
174、術應用模式與案例?,F選取山東省陽信縣生物質能清潔利用項目進行詳細介紹。案例 1 山東省陽信縣生物質能清潔利用一、項目概況陽信縣位于山東省北部,縣域面積 793 平方公里,轄 2 個街道辦事處、7 個鎮、1 個鄉、854個行政村,居民達 11 多萬戶。陽信縣是聞名的中國鴨梨之鄉、全國畜牧百強縣、全國農業(肉牛)標準化示范縣、中國古典家具文化產業基地。梨樹枝條、農作物秸稈、畜禽糞便等生物質原料比較豐富,具備發展生物質清潔利用的資源條件。2017 年冬季以來,陽信縣立足自身優勢,積極探索實施生物質清潔取暖改造試點,探索出適合農村地區清潔取暖的三種模式。同時,中廣核生物天然氣和光大垃圾焚燒發電等一批生
175、態循環項目相繼落地,陽信縣初步成為北方地區清潔取暖、畜禽糞污資源化利用的先行者和示范者。二、資源背景目前全縣農作物秸稈產生量約 64.94 萬噸,可收集量約 54.73 萬噸,秸稈資源化利用率達95.60%(約 52.32 萬噸)。果木、鋸末、樹根等林業剩余物資源量約 25.50 萬噸,畜禽糞污產生量為 52.13 萬噸,全縣垃圾清運量 9.67 萬噸。綜上所述,農林廢棄物、畜禽糞污、生活垃圾等生物質資源量約 142.03 萬噸。三、技術路徑(一)生物質清潔供暖1、生物質熱電聯產區域集中供暖生物質熱電聯產集中供暖模式主要依托山東陽信縣金緣生態科技集團有限公司熱電聯產清潔供熱項目。金緣集團主要以
176、玉米芯等農作物秸稈為原料,通過提取農作物秸稈中的半纖維素生產糠醛、木糖,把生產后的廢渣作為鍋爐燃料生產高壓蒸汽發電,同時利用余熱為周邊農村供暖,實現生物質資源的綜合利用。3該項目現有規模為一爐一機(75t/h 次高壓鍋爐+12MW 抽凝機),現年發電量 7200 萬kwh,對外供熱蒸汽 227500 噸,供暖面積 51200 平方米;秸稈生物質能熱電聯產項目年產糠醛15000 噸,每年產出的廢渣可以為山東陽信縣金緣生物熱電有限公司提供生物質燃料 20 萬噸。同時,禾怡園現代農業項目通過金緣集團集中清潔供熱實現蔬菜大棚冬季生產。2、生物質鍋爐區域集中供暖對于中小學校、衛生所等公共建筑和村莊規劃較
177、規范、經濟條件較好、村班子及群眾基礎好的村莊,積極推廣生物質成型燃料鍋爐供暖。2019 年,陽信縣從奧地利引進國際先進的 KWB 生物質鍋爐供暖系統,該生物質鍋爐供暖系統主要由鍋爐、進料系統、遠程控制系統、緩沖罐、煙囪、泵、管道和閥門等組成。根據當地冬季取暖熱指標 60W/m2計算,選用 3 臺 120KW 的生物質全自動熱水鍋爐并聯運行為學校供暖。該項目可年用農林業廢棄物 95 噸,相當于節約標煤 55 噸/年。與燃煤鍋爐相比,鍋爐熱效率高達 94%,煙氣中顆粒物排放明顯低于鍋爐大氣污染物排放標準(GB13271-2014)規定的新建燃煤爐排放限制。奧地利 KWB 生物質供熱鍋爐3、生物質戶
178、專用爐具供暖在人口居住分散、不宜鋪設燃氣管網的農村地區,探索推廣“生物質成型燃料+戶用專用爐具”模式。2017 年,陽信縣投資 700 萬元建成利民生物質能技術有限公司,承擔顆粒燃料生產供應、專用爐具引進等前期工作。截止到 2022 年底,已推廣安裝戶用生物質成型燃料專用爐具 10.34 萬戶。CWSN-S8-100 生物質水暖爐采用錐形爐膛保溫氣化燃燒原理設計,使生物質顆粒在爐膛內,通過爐膛底部設置的小型鼓風機的一次配風在半缺氧狀態下,氣化產生大量的 CO 可燃氣體器與預4熱(二次配風從爐膛底部沿著爐膛外壁預熱后進入配風器,更有利于氣化燃燒)后的空氣充分混合后燃燒,使燃燒更充分和徹底,以達到
179、環保和節能的效果。采用高位絞龍落料方式,以防止回火。同時,從爐口上部落料,還可使落料更精準,更有利于燃燒。為增加水暖爐的有效換熱面積,提高水暖爐的熱效率,除爐體、爐口、爐盤通體是換熱水套外,特在爐口上部燃燒室高溫部位,增加了環形換熱水套,以減少爐火的熱量的流逝和浪費,顯著提高熱效。生物質顆粒采用爐膛旋轉配風高溫氣化,再與配風器熱配風混合進一步氣化燃燒后,可以達到良好的節能和環保效果。大氣污染物排放均優于或達到國家能源局頒布的最新行業標準。3、生物質戶專用爐具供暖在人口居住分散、不宜鋪設燃氣管網的農村地區,探索推廣“生物質成型燃料+戶用專用爐具”模式。2017 年,陽信縣投資 700 萬元建成利
180、民生物質能技術有限公司,承擔顆粒燃料生產供應、專用爐具引進等前期工作。截止到 2022 年底,已推廣安裝戶用生物質成型燃料專用爐具 10.34 萬戶。CWSN-S8-100 生物質水暖爐采用錐形爐膛保溫氣化燃燒原理設計,使生物質顆粒在爐膛內,通過爐膛底部設置的小型鼓風機的一次配風在半缺氧狀態下,氣化產生大量的 CO 可燃氣體器與預熱(二次配風從爐膛底部沿著爐膛外壁預熱后進入配風器,更有利于氣化燃燒)后的空氣充分混合后燃燒,使燃燒更充分和徹底,以達到環保和節能的效果。采用高位絞龍落料方式,以防止回火。同時,從爐口上部落料,還可使落料更精準,更有利于燃燒。為增加水暖爐的有效換熱面積,提高水暖爐的熱
181、效率,除爐體、爐口、爐盤通體是換熱水套外,特在爐口上部燃燒室高溫部位,增加了環形換熱水套,以減少爐火的熱量的流逝和浪費,顯著提高熱效。生物質顆粒采用爐膛旋轉配風高溫氣化,再與配風器熱配風混合進一步氣化燃燒后,可以達到良好的節能和環保效果。大氣污染物排放均優于或達到國家能源局頒布的最新行業標準。應用場景5中廣核生物天然氣項目(三)垃圾焚燒發電陽信縣生活垃圾焚燒發電項目是山東省新舊動能轉換優選項目、陽信縣重點民生市政基礎設施。該項目建設規模為日處理生活垃圾 500 噸,配置一套 10MW 汽輪組+一套 12MW 發電機組。由中國光大環境(集團)有限公司的全資子公司陽信光大環保能源有限公司負責項目的
182、投資、建設、經營。項目采用 BOT 特許經營模式,特許經營權 30 年,占地約 79 畝,總投資 3.57 億元,其中外資1.19 億元。年處理生活垃圾 18.25 萬噸,年發電 6473 萬度。項目煙氣排放執行歐盟 2010 標準。目前,1 臺供暖面積 100m2的生物質顆粒水暖爐,一個采暖季約需 1.8 噸左右的生物質顆粒,按市場價 700 元/噸計算,購買生物質顆粒費用約 1260 元。采用生物質水暖爐取暖,相較于煤改氣、煤改電一次投資成本較低,可以減輕政府補貼壓力和農民投資負擔;運行費用比煤改氣節省約52%,比煤改電節省約 51%,且爐具兼具炊事功能符合老百姓生火做飯的生活習慣。(二)
183、生物天然氣中廣核生物天然氣項目屬于中廣核陽信生物能源科技有限公司,位于山東省濱州市陽信縣流坡塢鎮西部循環經濟產業園。公司占地 80 畝,建設有預處理工房、厭氧發酵罐 3 座、雙膜儲氣柜 1 座、脫硫凈化系統 1 套、沼氣提純系統 1 套及年產 4.95 萬噸生物有機肥的生產線及相關配套設施。該項目以牛糞和秸稈為原料,采用成熟的“預處理+CSTR 高濃度厭氧處理+沼氣提純制生物天然氣+沼渣深加工制有機肥”為核心的處理工藝模式,生產生物有機肥和天然氣,實現資源的綜合利用。每年提供優質有機肥 4.95 萬噸、優質沼液肥 20 萬噸,為當地天然氣管網每年輸入 300 萬立方米生物天然氣。其中,有機肥和
184、沼液肥可直接還田用于周邊生態農業特色農產品種植,形成綠色循環的生態產業鏈。6陽信光大環保垃圾焚燒發電項目四、商業運營模式以鄉鎮為單位,建設區域性生物質原料收集加工中心,配備成型燃料加工設備,增強燃料供給保障能力,構建燃料物流體系。五、效益分析1、經濟效益就用戶而言,按當前補貼政策,生物質清潔取暖較煤改氣、煤改電,改造成本分別低 38%、3.2%,分別節省 5140 元、280 元,使用成本分別低 52%、51%,分別節省 2140 元、2080 元。就企業而言,按陽信現有每年產生的秸稈、牛糞、樹枝、鋸末測算,年可生產顆粒燃料 100 萬噸,按每噸均價1200 元測算,僅顆粒生產產值就可達 12
185、 億元。目前,不管取暖季還是非取暖季,生物質燃料市場均供不應求。2、環境效益經專業機構檢測,陽信生產的木質顆粒燃料燃燒后,顆粒物濃度在 20-45 毫克/立方米之間,氮氧化物濃度在 169-200 毫克/立方米左右,林格曼黑度小一級,SO2檢測不出。生態環境部門提供的數據顯示,陽信縣 2017-2022 年連續四年空氣質量實現大幅改善。2022 年,PM2.5 均值由2017 年的 70 微克/立方米,下降到 38 微克/立方米。3、社會效益四年以來,參加試點的農戶普遍反映,改用生物質清潔取暖符合農村傳統生活習慣,不僅可以像以前一樣燒水做飯,室內平均溫度也能保持在 20 攝氏度左右,而且操作簡
186、便,比用氣、用電安飛灰經穩定化處理送至填埋場安全填埋。爐渣經綜合處理制成混凝土磚塊,用于道路修建。全廠生產廢水進行處理后全部回用,實現污水的“零排放”。7全系數更高。六、可推廣的經驗一是構建體系、變廢為寶。通過組建區域農林廢棄物回收利用服務中心,配備專業打包、破碎、運輸設備,提升收集效率,合理規劃和布局燃料生產線,讓農民在田間地頭就能實現生物質燃料加工。同時,合理配置顆粒燃料生產中心,提升集中制粒能力,確保燃料充足供應。二是補貼引導、產業帶動。對于分散式取暖模式,每戶爐具最多補貼2000元。對于集中供暖方式,村內鍋爐購置和鍋爐房及供暖管網建設每戶一次性補貼 5000 元,暖氣片每組最多補貼 1
187、000 元。燃料每噸補貼 600 元,每戶每年最多補貼 1200 元。對困難群眾,在此基礎上再增加每噸 300 元的運行補貼,每戶每年最多補貼 600 元。建成國有企業利民生物質能技術有限公司,承擔顆粒燃料的生產供應、爐具引進等前期工作。2019 年,引進央企中廣核建設農村可再生資源綜合開發利用項目。積極與國內頂尖生物質爐具、鍋爐等企業合作,在本地制造爐具和鍋爐,降低運輸和使用成本。七、存在的問題一是排放標準不規范。目前對于生物質燃料、爐具和鍋爐,國家尚未制定統一規范的排放標準。建議加強對生物質能供暖排放的技術指導,盡快研究出臺明確的排放標準,為生物質能取暖大范圍推廣提供依據。二是政策支持不完
188、善。生物質能開發利用涉及原料收集、加工轉化、能源產品消費、伴生品處理等諸多環節,政策分散,難以形成合力。尚未建立生物質能產品優先利用機制,缺乏對生物質成型燃料的終端補貼政策支持。三是農宅保溫效果差。農村居民住宅墻體基本沒有保溫措施,且門窗密封性差,導致取暖過程中熱量損耗較大,不利于節約能源和降低供暖成本。8廠區一角二、技術路徑該項目以秸稈、樹皮等農林廢棄物為原料,經過預處理和輸送系統,送入循環流化床鍋爐進行燃燒。鍋爐產生的高溫高壓蒸汽驅動汽輪機發電,并通過凝汽器回收水循環利用。發電后的低壓蒸汽通過換熱器向周邊用戶提供供暖或供熱服務。鍋爐排放的廢氣經過除塵、脫硫、脫硝等環保設施處理后達標排放。目
189、前建有 130MW 抽凝式汽輪發電機組+2130t/h 高溫高壓循環流化床鍋爐,鍋爐排放的廢氣經過除塵、脫硫、脫硝等環保設施處理后達標排放。在煙塵控制上,采用雙旋風除塵+脈沖袋式除塵,70%的粗顆?;覊m通過雙旋風除塵搜集后輸第二章 熱電聯產典型案例生物質能清潔利用可以通過多種模式滿足不同情景下的用能需求。熱電聯產是指發電廠生產電能的同時,又利用汽輪機做過功的蒸汽對用戶供熱的生產方式,即同時生產電、熱能的工藝過程。由于生物質熱電聯產發電量和供熱量較高,可為當地工業園區直接供電、供熱或者發電上網,可為縣城大規模居住區集中供暖,同時還可以通過移動儲熱運輸車進行遠距離供熱。(一)農林生物質熱電聯產典型
190、案例案例 2 天壕新能源股份有限公司封丘熱電聯產項目一、項目概況天壕新能源封丘項目位于河南省新鄉市封丘縣產業集聚區,項目于 2019 年建成投運,自入住園區以來,天壕新能源封丘項目累計供應清潔電力 6.3 億千瓦時,處理各類農林廢棄物超過 100 萬噸,為當地工業園區提供熱力約 50 萬蒸噸,累計替代燃料小鍋爐 14 臺。隨著天壕新能源的入駐,穩定高效的優質熱力供應為當地招商引資提供了堅實的基礎設施保障。封丘項目投運三年多來,項目累計實現二氧化碳減排超過 30 萬噸。9送至專用儲灰庫,煙氣中剩余 30%的細顆?;覊m通過袋式除塵器再次過濾后排入大氣,袋式除塵器在設計上加大過濾面積,降低過濾風速,
191、凈過濾風速不超過 0.70m/s,同時配備低阻力高性能除塵濾袋,除塵效率可達 90%以上,使煙塵排放指標始終控制在 2mg/Nm3以下。脫硫上采用最為常見的爐內噴鈣法,成功把 SO2控制在 30mg/Nm 以內。石灰石粉進入爐膛受熱分解成氧化鈣和二氧化碳,CaCo3 CaO Co2,氧化鈣和二氧化硫反應生成硫酸鈣,CaO SO2 1/2O2 CaSO4,脫硫渣為中性固態物,無二次污染。脫硝設備采用 SNCR+SCR 聯合脫硝技術,此方式根源于燃煤鍋爐脫硝,反應劑僅使用氨水,基本原理用氨(NH3)與氮氧化物(NOx)產生氧化還原反應,生成潔凈氣體氮氣(N2)和水(H2O);并能降低反應的活化能,
192、降低反應溫度,提高反應效率,使用化學反應中常用的催化劑作為反應載體,使反應溫度降低到了 280-420,同時將反應效率提升到了 80%以上,使 NOx排放始終低于50 mg/Nm。三、經濟性描述該項目前期投入包括除塵系統1440萬、脫硫系統120萬、脫銷系統1300萬,運行費用56萬/年,后期設備維護費用 110 萬/年。四、商業運營模式以農林廢棄物為原料,建設生物質熱電聯產項目,實現清潔發電、供熱、供暖;與當地政府簽訂長期的熱源合同,保障供熱收入;享受國家和地方的可再生能源補貼政策,提高發電收益;利用自有物流網絡,降低原料運輸成本。五、效益分析項目年發電量約為 2.1 億千瓦時,享受國家和地
193、方的可再生能源補貼政策,與當地政府簽訂長期的熱源合同,每年可為當地居民提供清潔供暖。每年燃用農林廢棄物約 30 萬噸,可為當地農民帶來直接收益 9000 多萬元/年,帶動我縣從業人員 200 人,每年可節約標準煤 10 萬噸,減少二氧化碳排放 24.93 萬噸。六、可借鑒的經驗要基于項目當地燃料品類,根據具體燃燒工況選擇合適的設備和催化劑,針對煙道結構,要對噴氨系統、混合裝置、SCR 催化劑用量和布置形式進行了優化,同時盡量保持入爐燃料均衡。10案例 3 光大生物熱電(六安)有限公司葉集熱電聯產項目一、項目概況光大生物熱電(六安)有限公司“葉集 30MW 生物質熱電”項目是中國光大國際有限公司
194、在安徽省投資建設的首批生物質熱電聯產項目,隸屬中國光大綠色環保統籌管理。主要利用農作物秸桿、林業廢棄物和板材加工廢棄物等生物質發電、供熱,目前已實現向葉集工業園區正常供熱。項目廠址位于安徽省六安市葉集經濟開發區紅楓路與映山紅路交叉口,占地面積 200 畝。一期項目總投資 3.517 億元人民幣,年處理生物質能力 30 萬噸,年可向電網提供綠色能源約 2.2 億度,年可向當地提供供熱量約 115.7104 吉焦?;谝黄陧椖空_\營且成效顯著,當地政府邀請上馬二期熱電聯產項目,并已簽署投資協議,二期項目總投資 1.86 億元,目前各項工作穩步推進。項目整體鳥瞰圖二、資源背景葉集試驗區內有 3 個
195、鄉鎮,農作物播種面積 32.36 萬畝。其中水稻種植面積 14.60 萬畝,秸稈資源產生量約 2.19 萬噸/年,稻殼產生量約 1.17 萬噸/年;油菜種植面積 3.83 萬畝,秸稈資源產生量約 0.50 萬噸/年;小麥種植面積 2.05 萬畝,秸稈資源產生量約 0.25 萬噸/年;葉集項目試驗區主要秸稈資源總量約為 4.10 萬噸/年。葉集區林地面積 7.92 萬畝,可采伐量 4.5 萬立方米,年采伐量 0.9 萬立方米,每年可產生枝椏材等約 0.2 萬噸。葉集區為中國板材加工基地之一,樹皮產量約為 26.56 萬噸/年,雜杉木邊角料年產量約為15.21 萬噸/年,木渣頭年產量約為 13.6
196、8 萬噸/年,鋸末年產量約為 5.51 萬噸/年,模板邊角料年產量約為 5.8 萬噸/年,4cm 以下的枝丫柴產量約為 10 萬噸/年(估計數量,有一定誤差);葉集區主要林業廢棄物資源產量約為 75 萬噸/年。11本項目收集范圍內生物質資源量特別豐富,具有年產約 80 萬噸生物質資源,在資源上顯示出得天獨厚的優勢。三、技術路徑生物質燃料進入地磅稱重后進入料場,根據燃料品種、水份、熱值對燃料進行分流,一是進入干料棚直接進行摻配使用,二是進入料場進行堆垛存儲。燃料摻配工作全部在干料棚內進行,摻配好的燃料通過鏟車上入料口,燃料進入料口通過棍式給料機旋轉將燃料落入運輸皮帶上,運輸皮帶再將生物質燃料送入
197、料倉,生物質燃料落入料倉后再通過給料系統將生物質燃料送入爐膛內燃燒。燃燒產生的高溫煙氣通過鍋爐水冷壁、過熱器、省煤器等熱量交換裝置將水轉化為高溫高壓蒸汽,蒸汽推動汽輪機連續運轉,將熱能轉換成機械能,汽輪機同步帶動發電機將機械能轉化為電能,完成能量轉換的過程,綠色電能輸送至國家電網;產生的熱蒸汽經過調溫調壓后,通過 10 多公里長的保溫管道被輸送到葉集區綠色板材工業園,服務于熱用戶企業。本項目一期的供熱(汽)服務已經取代了板材園 35 臺燃煤小鍋爐及排放不達標的生物質小鍋爐,為當地環境保護起到至關重要的作用。生產工藝流程圖四、商業運營模式光大生物熱電(六安)有限公司葉集 30MW 生物質熱電聯產
198、項目以 BOO(建設-運營-擁有)模式投資建設,項目經營期為 30 年。葉集項目二期建成后,將與目前建成投運的葉集項目一期共享部分公用設施,形成協同作用,為更好地服務當地重點產業提供了強有力的支撐。五、經濟性分析光大生物熱電(六安)有限公司一期項目投資 3.517 億人民幣,二期項目投資 1.86 億人民幣,12經過機械工業第一設計研究院可行性研究分析,財務內部收益率、投資利潤率、投資回收期、借款償還期等指標在同行業中均屬較好范圍,具有一定的經濟效益。六、可借鑒的經驗引導熱用戶“錯峰用汽”,利用價格杠桿鼓勵夜間用汽,降低管損。二期項目在機組選型上做文章,采用背壓機組,以熱定電。七、項目適用推廣
199、范圍開發民用供熱市場,向小區用熱(地暖供熱、蒸汽能冷熱聯供)方向發展,擴大推廣使用范圍。案例 4 中節能(煙臺)生物質熱電有限公司棲霞熱電聯產項目一、項目概況中節能(煙臺)生物質熱電有限公司由中國環境保護集團有限公司投資建設,是煙臺市首家、棲霞市城區唯一一家生物質能源集中供熱、熱電聯產企業。公司位于棲霞市城區西北,占地面積156 畝。建設規模為 375t/h 次高溫次高壓生物質直燃鍋爐,配 215MW 抽凝式汽輪發電機組,配套建設城區供熱管網和換熱站。設計年發電量 1.8 億千瓦時,供熱面積 240 萬。項目全部利用農林廢棄物直燃發電,年可利用棲霞及周邊地區果木枝條、農作物秸稈、木材加工剩余料
200、等生物質燃料 25 萬余噸。二、資源背景本項目所在地棲霞市隸屬于山東省煙臺市,位于膠東半島腹地,平均海拔高度 178 米,素有“膠東屋脊”之稱,是煙臺市及周邊縣市重要的水源地,源于棲霞市的水量占煙臺市區全部用水量的 80%以上。獨特的地理位置決定了棲霞只能走綠色生態發展之路。棲霞市距煙臺市 50 公里,距青島市 150 公里,這個范圍內是膠東半島傳統的農業區,農村普遍種植蘋果、櫻桃、梨、花生等經濟作物和玉米、小麥等農作物。棲霞市素有“蘋果之都”之稱,當地種植果園約 60 萬畝,加上周邊縣市共有蘋果、櫻桃、梨等果園 100 余萬畝,每年修剪的果木枝條可利用資源量超過 10 萬噸。棲霞周邊區域有大
201、量的花生殼、玉米秸稈、小麥秸稈和木材加工剩余料可以作為生物質資源利用,基本可以滿足本項目的生物質燃料使用。三、技術路徑項目主要設備為 375t/h 次高溫次高壓循環流化床生物質直燃鍋爐,配 215MW 抽凝式汽輪發電機組,配套城區供熱管網和換熱站。供暖采用低真空供熱技術,在供熱工況下,將汽輪機發電后的排汽余熱作為居民采暖熱源。低真空供熱系統中,根據機組參數及外部供熱面積等數據配置13中節能(煙臺)生物質熱電項目中節能(煙臺)生物質熱電項目廠區一隅四、商業運營模式本項目無工業蒸汽熱負荷用戶及蒸汽采暖用戶,冬季供暖采用汽機低真空運行方式,利用機組排汽余熱作為熱源將供暖循環水加熱后直接送至千家萬戶。
202、供熱不設中間轉供環節(企業),棲霞公司內部設置供熱部,代表公司開展對外供熱服務業務。五、經濟性分析 該項目單位投資 917 萬元/MW,固定成本 314 元/MW/年,變動成本 767 元/MW/年,燃料價格 332 元/噸,建成后年銷售收入 1.69 億(其中電收入 0.99 億,熱收入 0.52 億,配套費收入 0.18密閉式熱網循環系統代替汽輪機冷水塔開式循環系統(兩系統可以互相切換),汽輪機凝汽器即為汽-水換熱器,將汽輪機排汽熱量傳遞與供熱循環水送至熱用戶,達到供熱目的。同時,可以完全避免凝汽式汽輪機排汽冷源損失,使熱量得到充分利用,達到節約能源的目的。14億),資本利潤率 6.2%。
203、(注:以上均為 2018 年數據)六、存在的問題1、燃料來源保障問題:充足的燃料供應是生物質熱電聯產項目存在前提,農業生產以農戶為主,戶均占有耕地面積小,生物質資源分散且季節性強,目前收集主要靠人工和小型機械,收儲運效率低,生物質燃料的收儲只能就地取材,燃料收儲半徑有限,燃料來源無法穩定保障。2、燃料價格問題:一方面生物質發電項目的立項較多,在有限地域范圍內存在多家相同項目,而燃料資源量基本穩定,相鄰的同行業之間燃料收儲易形成惡性競爭,抬高收購價格;另一方面農民為了獲利,囤積惜售、抬高價格、甚至摻水摻土增加重量,導致燃料收集困難、質量不佳,運營成本急劇上升。3、電價補貼滯后問題:雖然國家對于生
204、物質發電出臺了相關支持政策,但政策兌現滯后,國家財政補貼結算時間和金額都存在很大的不確定性,企業無法在當期實現資金回流,而收購燃料需要支付現金,導致企業資金鏈緊張,財務費用居高不下。七、可借鑒的經驗1、本項目在采暖期采用汽輪機低真空運行方式,利用汽輪機乏汽熱量實現對城區居民的集中供熱,最大限度的提高了能源利用效率。供暖季全廠熱效率可達到 80%。2、本項目供熱采取直供到戶方式,與熱用戶之間無其他中間環節,管理方便,技術參數可控,提高了經濟效益。案例 5 大城琦泉生物質發電有限公司熱電聯產項目一、項目概況大城琦泉生物質發電有限公司是山東琦泉集團下屬的第五個生物質熱電聯產項目,位于河北省廊坊市大城
205、縣,裝機容量 230MW,以秸稈等農林廢棄物為原料,提供綠色電力,余熱清潔供暖,園區供汽,剩余底渣制作污水凈化磚,灰做土壤改良劑,堅持負責任的消費和生產,構建吃干榨凈、零排放的生物質能循環產業鏈,年消耗農林廢棄物 56 萬噸,替代標煤 18 萬噸,減少秸稈無序焚燒、減少二氧化碳排放 34.8 萬噸,積極響應氣候行動,構筑可持續城市和社區;為大城縣提供廉價和清潔能源:綠色電力 4 億千瓦時,清潔供熱 50 萬吉焦,供熱面積可達 322 萬 m2,結束了大城立縣無集中供暖的歷史。二、資源背景大城縣全縣耕地面積為 81 萬畝,人口大約 46.2 萬人。棉花種植面積 4.57 萬畝,秸稈總產為 1.8
206、315萬噸。小麥種植面積 6.33 萬畝,總產 0.63 萬噸,玉米種植面積 67 萬畝,總產 30.15 萬噸。大豆1.5 萬畝,秸稈總量 0.27 萬噸。其全縣總秸稈量 32.88 萬噸。根據資料,能用于發電的夏季農作物秸稈為小麥秸稈等,能用于發電的秋季農作物秸稈為玉米秸稈、大豆類秸稈,能用于發電的林木生物質主要是樹枝修剪的樹皮枝椏及林木廢棄物。三、技術路徑1、技術方案:將生物質燃料烘干粉碎后,按精準摻燒配比送入鍋爐直燃發電,采用循環水余熱供暖,將汽輪機排汽余熱充分利用,效率可達 90%。供暖水泵采用變頻技術,根據供水壓力、流量及時調整。供回水溫度 53/43()、流量 3000(m3/h
207、),最大流量 7000(m3/h)。采用熱力網技術,選用水為供熱介質。由汽輪機做功后蒸汽,進入換熱站,為供暖水提供熱量,經一次管網將熱量送至縣城,經二次管網進入用戶。實現發電后蒸汽的余熱供暖。技術路線圖2、管網走向:一次水管網從發電廠出線后,沿深圳大街向東,到安慶屯干渠后,沿干渠西側向南敷設,一直敷設至和平街和正大街之間。一次水管徑 102012,主要以直埋敷設為主,過河采用架空方式過河,穿越主要干道采用直埋方式。管網開挖距離 10279 米。二次水管網沿安慶屯干渠西側向南敷設,穿廊泊路后,沿安慶屯干渠西側繼續向南,到南環路,再沿南環路向西,一直敷設到育才路。主管網 102012,并根據負荷變
208、化,依次縮小管經。分支管網主要布置在永定大街、濱河路、新華東路、南環路。二級管網的主干線,管網開挖總距離為 27577 米。3、管網敷設方式:以節約投資為原則,考慮技術上的可行性,主要采用直埋敷設。過河采用架空方式,穿越城市主要道路采用頂管方式。在不影響市容市貌的情況下,部分也可采用低架空敷16設方式。管道設計使預制保溫管道及管件滿足強度驗算和穩定性驗算條件。井室類型:井室有截斷井、支線井、放風井和泄水井。4、管道防腐:采用聚氨酯預制直埋保溫管,保溫材料為聚氨酯泡沫塑料,外護層用高密度聚乙烯套管。熱力站內的架空熱水管道的防腐為外涂防銹漆,玻璃棉管殼保溫,外保護層為 0.5 毫米熱鍍鋁鋅彩涂卷。
209、四、經濟性分析該工程項目總投資為 17698 萬元,單位供熱面積建設費用 89.34 元/m2,單位供熱面積運行費用 21 元/吉焦(熱計量),單位取暖費成本 20.35 元/m2使用面積。目前項目每年供熱持續約 120 天,平均室溫達到 21-23,供熱規模為 177 萬平米,其中居住供熱面積為 124 萬平米,收費價格為19.5 元/平米;商業供熱面積為 53 萬平米,收費價格為 32 元/平米。由于該項目為 PPP 投資項目,因此目前項目保持微利營運。五、商業運營模式1、項目采用 PPP 模式建設熱水管網及換熱站。2、利用秸稈等農林廢棄物進行燃用產生綠色電力,所產生的電力除滿足企業自身消
210、耗外,通過電網線路供給冀北電網,獲得電費收入。3、利用工業循環水余熱實施清潔集中供暖,通過優惠的供暖價格,每年供暖季收取熱用戶相應取暖費。4、生物質原料燃燒后的底渣,用于制作污水凈化磚,灰用于制作土壤改良劑。5、為園區周邊企業供暖、提供蒸汽,獲得相應收入。六、效益分析經濟效益:年提供綠色電力近 4 億千瓦時,供熱量 50 萬吉焦,年實現銷售收入 3 億元,年納稅 2000 萬元,提高了大城縣 GDP。社會效益:創造就業崗位 200 余個;每年支付給農民的燃料收購款約 1.2 億元,幫助 1 萬戶農民家庭脫貧致富;清潔集中供暖有效解決了大城縣“氣荒”的緊張局面,使居民享受到優質的公共資源和服務,
211、完善民生保障體系。環境效益:年燃用秸稈 56 萬噸,清潔供熱 110 萬平方米,取代小鍋爐房 17 座,替代標煤 24 萬噸,減少二氧化硫 1340 噸,減少二氧化碳 34.8 萬噸,大大減少了農業秸稈的就地焚燒現象,也是資源綜合利用、霧霾防治的必要手段。17七、適用范圍適用于中國北方地區生物質資源較為豐富的地區,人口集中居住,無集中供暖或以燃氣供暖但用氣緊張的地區。八、可借鑒的經驗1、精準扶貧模式,在秸稈等農林廢棄物資源豐富的地區,通過對資源的有效利用,和政企聯合產業扶貧模式,合理化的市場運作,有效使農民增收,帶動貧困戶走上一條可持續發展的脫貧致富之路。2、在生物質資源較為豐富、經濟相對落后
212、的地區建設生物質熱電聯產項目,不僅有效帶動了當地經濟的發展,增加了農民收入,對加快社會主義新農村建設,推動建設資源節約型、環境友好型社會做出了巨大貢獻。3、生物質行業超超低排放技術,煙氣實現脫白,對于所有鍋爐煙氣治理具有示范性。4、“互聯網+”智能燃料收儲運體系,打通燃料收儲關,有效增加貧困農民就業,降低物流成本,實現雙贏?!盎ヂ摼W+”智能燃料收儲運體系18案例 6 國能吳橋生物質發電有限公司熱電聯產項目一、項目概況國能吳橋生物發電有限公司是國家電網節能服務有限公司旗下的國能生物發電集團公司的子公司。位于河北省滄州市吳橋縣經濟技術開發區曹洼鄉北側,占地 247 畝。國能吳橋生物發電工程于200
213、9 年 2 月由河北省發改委核準,2009 年 10 月正式開工建設,2011 年 3 月 1 日正式投產運營。裝有一臺 130t/h 高溫高壓生物質鍋爐和一臺 30MW 純凝汽輪發電機組,年發電量 2 億千瓦時。目前該項目年供熱量為 65 萬吉焦,年消耗林業廢棄物和農作物秸稈 30 萬。二、資源背景吳橋地處冀魯交界交通咽喉,東鄰山東寧津縣,西接河北衡水景縣,南至德州市界 14 公里,北至河北東光縣界 12 公里。吳橋縣農業基礎較好,是全國棉花百強縣、國家商品糧基地縣。吳橋縣及周邊縣市農林廢棄物豐富,在政府和電廠的宣傳和幫助下,農民收貯燃料意識較強,燃料經紀人收儲系統完善,完全能夠滿足電廠燃料
214、需求。特別是滄州市政府提出保衛藍天,治理大氣污染計劃,拿出重點資金扶持鼓勵農業秸稈回收后送往生物質電廠。目前吳橋電廠燃料充足,質量較好。三、技術路徑國能吳橋生物發電公司熱電聯產項目采用低真空循環水供熱方式。在原凝汽器的出口處和入口處接入供熱系統的供水管和回水管,循環水經凝汽器加熱后,被熱網循環水泵升壓后注入供水管網。經過熱用戶放熱后回來的冷卻水再重新進入凝汽器加熱。低真空供熱改造后,熱用戶實際上就成為發電廠的“冷卻塔”,利用熱網循環水泵替代原循環水泵。同時在熱網回凝汽器入口前安裝補水泵,根據管網失水情況、回水壓力情況及時調整補水。國能吳橋生物質發電有限公司熱電聯產項目19工藝流程圖四、商業運營
215、模式目前供暖的經營方式為供暖生產單位熱力公司用戶。由當地住房和城鄉建設局監管和協調有關事宜;由電廠負責提供供熱循環水升溫升壓外運,廠區供熱首站附屬設備的運行和維護;熱力公司負責電廠外管網和設備的運行與維護,負責和小區物業接洽小區熱網的安裝管理,負責收取用戶取暖費和向電廠繳納熱費。五、效益分析實施熱電聯產后,供暖季節機組熱效率 31.5%提高到 57.3%。目前由于燃料價格節節攀升和人工費的上漲,加上熱價格較低,該項目基本在微利或保本運營。但社會效益明顯,生物燃料收加儲運每年為當地農民增收 7000 多萬元元,直接或間接提供 3000 余人的就業崗位。自 2014 年 11月 15 日實施向吳橋
216、縣城居民供熱以來,通過五年多的努力供熱面積由 80 萬平方米提升到 130 萬平方米??h城已停用 82 臺燃煤小鍋爐,封閉 26 眼地熱井,節約燃煤 9.6 萬噸,減少 CO2排放量24.17 萬噸,減少 SO2排放量 0.28 萬噸,減少氮氧化物 0.12 萬噸,為全縣 90 多個單位、19 個居住小區供暖,近 10000 余戶縣城居民受益,為減少京津冀霧霾污染和改善大氣環境做出了貢獻。六、推廣前景生物質熱電聯產的實現,不但增加農民的收入,而且解決農村農林廢棄物污染環境、秸稈焚燒污染大氣的問題,更重要的是替代縣城各單位小鍋爐、一家一戶散煤燃燒取暖,緩解了大氣污染。生物質熱電聯產是集發電工程,
217、供熱工程,節能工程,環保工程,支農工程于一體的綜合利用工程。20(二)垃圾焚燒熱電聯產典型案例案例 7 綠色動力環保熱電有限公司常州垃圾焚燒熱電聯產項目一、項目概況常州綠色動力環保熱電有限公司是由綠色動力環保集團股份有限公司以 BOT 模式與常州市武進區政府合作投資興建的“生活垃圾圾焚燒發電項目”即“城鎮生活垃圾焚燒熱電聯產項目”。在綠色動力集團公司與常州市武進區政府授權的武進區城市管理局就武進生活垃圾焚燒項目簽署的常州市武進區城市生活垃圾處理特許經營協議(BOT 協議)中,明確要求項目應具備供熱能力。項目地處常州市武進區牛塘鎮青云村,一期規模為 2350T/D 垃圾焚燒爐+1C6(N10)M
218、W 抽凝機+112MW 發電機,二期規模為 1350T/D 垃圾焚燒爐+1N6MW 純凝機+16MW 發電機,年發電量約 1 億千瓦時,年供熱量約 9 萬噸。綠色動力常州垃圾焚燒熱電聯產項目廠區供熱管道#1 機組抽氣出口管道21減溫減壓器#1 汽輪機四、經濟性分析常州綠色動力環保熱電有限公司#1 發電機組單位抽汽量換算發電量為 123.36Kwh,電價:123.36*0.65=80.18 元,供汽成本約 100 元/噸。目前單位供熱價格在市物價局的指導價格下,綜合考慮管道投資成本、管理成本及維護成本因素,并根據各用汽單位用量大小、用汽方式(連續性)進行確定。其中,常州公司最大熱用戶牛塘化工有限
219、公司在 5-10 月份為 160 元/噸,11-4 月份為165 元/噸。其他用戶由于用汽量較少,考慮到供熱管損增加的情況,供熱定價相對較高,約在在200 元/噸左右,項目供熱收益要高于發電收益。五、商業運營模式本項目主要是幫助當地政府焚燒處理生活垃圾,收取垃圾處理費,垃圾焚燒產生的蒸汽用于發電上網后收取電費,對外供熱收取蒸汽費用。二、技術路徑常州綠色動力環保熱電有限公司三臺鍋爐產生的蒸汽進入#1 汽輪機做功發電,從#1 汽輪機一級抽汽口抽出的做了部分功的蒸汽通過供熱管道送至常州市牛塘化工廠有限公司。供熱管道主管線從常州公司#1 汽輪機一級抽汽口至常州市牛塘化工廠有限公司廠區,供熱管線全長 1
220、900 余米,其中設計地埋管 130 米用于穿過龍江路高架,供熱干線管道 3258。為提高供熱的可靠性,在系統上設計有一套減溫減壓器,用于汽輪機故障或檢修時鍋爐產生的蒸汽可通過減溫減壓器送入熱網管道。三、主要設備常州綠色動力環保熱電有限公司#1 汽輪機機組型號為 C6/N10-3.8/0.981,主蒸汽壓力 3.8 MPa,主蒸汽溫度 395,額定進汽量 63 t/h,抽汽壓力 0.981MPa,額定抽汽溫度 275,額定抽汽量 25 t/h。22六、效果分析本項目為熱電聯產集中供熱項目,依托常州綠色動力環保熱電有限公司熱力技術優勢,無動遷工作量,具備了工期短、見效快的特點。項目建成后滿足了當
221、地多家工業企業的需要,替代原有的多臺小工業鍋爐,為企業降低了成本,提高了市場競爭力。同時常州綠色動力環保熱電有限公司也從中取得了一定經濟效益,實現了企業與熱用戶共贏。節能減排效果顯著,該項目以城市生活垃圾作為能源,節省了可觀的不可再生的寶貴化石能源,每年節約了動力煤 2 萬噸左右,天燃氣約 180 萬立方。每年減排二氧化硫約 203 噸,煙塵約 63 噸。七、可借鑒的經驗生物質能清潔供熱項目借助電廠的技術優勢,運行方式靈活,可根據用戶需要調整供熱參數,環??刂埔矁炗谌济弘姀S,供熱由電廠統一管理,不需另外成立管理部門,節約了人力成本。八、項目適用推廣范圍生物質能供熱綠色低碳、經濟環保,是重要的清
222、潔供熱方式,為中小型企業提供工業蒸汽,直接在用戶側替代化石能源。綠色低碳是生物質能供熱與煤炭、天然氣等化石能源的核心區別,生物質能供熱主要用于工業企業、中小型工業園區,項目布局靈活,適用范圍廣。在工業企業、中小型工業園區附近都可建立項目。九、存在的問題項目熱網設計為 24 小時連續供汽,但除常州市牛塘化工廠有限公司以外,其余熱用戶由于其生產特性無法達到全天 24 小時用汽的要求。目前,熱網全天供汽約 200 噸,由于各用戶生產情況不同,導致小時供汽量不穩定,每小時最大供汽量 28 噸,最小量接近 0 噸。熱用戶用汽的不連續性或停止用汽時,供熱管網管損將增加。項目原設計只有一段地埋管用于穿過高架
223、道路,但在項目實施時由于管道穿過村莊,個別村民不同意在家門口設置架空管道,只能將部分管道放在地溝作為地埋管,地埋管周圍容易積水,導致管網管損增加。另外,常州市牛塘化工廠有限公司近年來由于環保原因,經常減產或停產,導致供熱量下降,增加了管網管損,減少了項目收入。23第三章 生物質成型燃料+生物質鍋爐供暖典型案例生物質成型燃料鍋爐集中供熱是指把生物質資源(秸稈等)壓縮成塊狀、棒狀、顆粒狀等成型燃料,并將其與專用鍋爐相結合,利用生物質成型燃料在鍋爐中的高溫裂解氣化反應,產生可燃性氣體,然后通過管道輸送至需要供暖的場所,實現對建筑物的供暖。生物質鍋爐集中供熱模式主要適用于區域集中供暖,幾千平米、幾萬平
224、米到數十萬平米均可,鄉鎮政府、醫院、學校、養老院等村鎮公共設施供暖也可使用,另外對于小型工業園區、單個使用工業用熱的企業也可使用。案例 8 黑龍江省哈爾濱市雙城區生物質鍋爐供暖項目一、項目概況哈爾濱市雙城區位于黑龍江省哈爾濱市西南部,地處松嫩平原腹部,地勢呈東高西低,屬于中溫帶大陸性季風氣候,冬季嚴寒少雪。1 月份為最冷月,平均氣溫-20 C 左右。最低氣溫一般在-30 C以下,最低極端氣溫出現-39 C 嚴寒。因氣候寒冷,供暖期長達 180 天左右。哈爾濱市雙城區是全國產糧大縣,耕地面積超過 350 萬畝,其中旱田面積超過 300 萬畝,主要種植玉米及大豆農作物。生物質顆粒原料資源豐富,供應
225、充足。2018 年,響應黑龍江省“藍天保衛戰”的環保指令,對全區公共事業單位的 88 臺燃煤鍋爐進行清潔能源供熱的改造。雙城區政府通過招標的方式確定由盈春能源公司通過合同能源管理的模式進行供熱托管服務:重點工作是將原有 88 臺燃煤鍋爐設備更換為 88 臺生物質顆粒直燃鍋爐,并為學校用戶 44 個、鄉鎮政府 14 個、衛生院 14 個、派出所 12 個、其他事業單位 4 個等 88 個事業單位共 19.5 萬平方米提供供暖運行服務。二、技術路徑根據哈爾濱市雙城區政府事業單位現設備配置情況,燃煤鍋爐改造方案為:更換 88 臺生物質顆粒直燃鍋爐,以平均 1t/臺為參考。生物質鍋爐直燃技術特點:1、
226、主燃燒配風:煙氣再循還強化解耦氣化風機、燃燒和爐床溫度控制風機。2、環保配風:煙氣再循環和控制氧含量,配風在氣化解耦和靠渣階段。3、采用分段分倉配風技術,使風量調節更加精準,在不同的燃燒區段滿足風量需求,保證燃料高效穩定燃燒,避免結焦和掛渣;同時在后拱前部設置二次和三次燃盡配風,既能滿足快速揮發的揮發份快速燃燒又能使煙氣在爐膛內停留時間加長,降低煙氣中可燃物含量,提高燃燒效率,消減鍋爐一次排放效果。4、針對顆粒物采用干式陶瓷多管旋風除塵器+布袋除塵器組合方式,干式陶瓷多管除塵器首24先除掉煙氣中較大灰塵顆粒和火星,然后由布袋除塵器除掉煙氣中細小顆粒,使顆粒物排放指標達到環保要求。5、控制系統:
227、風機、高速減速機、自動控料器、給水泵采用 3 變頻控制,使爐膛燃料和風量風壓能精確調節,使鍋爐工作在最佳工況,井并保證輸熱水量與燃燒工況建立可控的自動平衡。三、商業運營模式采用合同能源管理模式,由雙城區政府委托盈春能源公司對項目進行投資、設計、施工、運營、服務,在合同能源管理期限 15 年內,由盈春能源公司派出專業技術團隊對其投資的能源系統進行日常運營維護及管理,合同能源管理服務費按建筑面積進行計算收費。為保證燃料的穩定和低成本供應,建設單位成立燃料生產企業,在保證燃料成本和品質的基礎上,積極推行農村產業扶貧政策,把原料的存儲管理、燃料的晾曬脫水工作、燃料的成型加工等工序,分別承包給農村貧困戶
228、以增加其收入。另外,考慮到用能單元單體面積分散而且相對較小,主要為人力成本較高。建設單位開發了互聯網遠程平臺運行技術,極大的提升了安全和運行效率,降低人力成本 70%。四、效益分析1、經濟效益該項目總投資 3000 萬元,建設投資 2500 萬元,運營流動資金 500 萬元,投資回收期 5.9 年。2、社會效益從 2018 年 10 月啟動至今運行良好,在運行成本變化不大的條件下,有效地解決了雙城區政府事業單位清潔能源供暖的資金問題,并達到了環保要求,為各個事業單位解決了供熱管理和服務保障,農村剩余勞動力及城鎮下崗職工再就業,為地方財政上繳利稅并增加了地方財政收入,雙城區亦成為哈爾濱地區燃煤改
229、造和藍天保衛戰的示范區。五、可借鑒的經驗哈爾濱哈東新春鍋爐有限公司通過合同能源管理加互聯網的平臺運行管理的方法,顛覆傳統供熱方式,為生物質能源供熱行業確立了新的發展方向。探索出適合北方區域特點的“政府補得起、用戶用得起、運營方改得起、投資有收益、系統可維護、模式可推廣”的生物質能源供熱方案及運營路徑,為北方區域轉變供熱方式提供一條經濟可行、可復制、可持續、可推廣的發展路徑。該項目以縣級政府為主體,結合當地有比較優勢的農業剩余物的治理政策,有針對性利用特定生物質能源,組織產業鏈,形成能源化的產業出口。另外,為降低運營成本,對財政供給單位的建25武漢光谷藍焰新能源股份公司總部筑設施進行了必要節能保
230、溫的改造,降低建筑物的能耗。同時,政府主體在選擇合同能源管理的供應商要有系統管理能力和產業鏈建設能力。案例 9 武漢光谷藍焰新能源股份有限公司工業園區生物質鍋爐供熱項目一、項目概況武漢康師傅食品工業園生物質清潔供熱項目位于武漢市經濟技術開發區車城南路 50 號,2018年一期 225t 規模的生物質供熱系統投產運行,截止目前已穩定運行 4 年多,項目每年可處理農林廢棄物約 10 萬噸,年綜合利用生物質灰渣約 1 萬噸,每年可為客戶提供約 40 萬噸的清潔蒸汽。鍋爐煙氣排放滿足最新湖北省地方標準生物質鍋爐大氣污染物排放標準,與燃煤鍋爐相比,每年可減排 CO2約 13.6 萬噸。二、資源背景項目主
231、要原料:農作物秸稈(稻桿、谷殼、棉桿、麥稈、蘆葦桿、板栗殼,各類秸稈成型燃料等);林業廢棄物(全省松樹線蟲病疫木、樹枝、竹類、木屑等);農林加工剩余物(木材邊角料、采伐剩余物、農產品加工剩余物等)。公司主要在湖北省內自建和合作建設有原料收-儲-運體系基地,原料供應有保障。每年可供給 10 萬噸左右的生物質燃料。三、技術路徑技術主要原理為利用生物質燃燒釋放的熱能,將水加熱到一定溫度和壓力的水蒸氣,供用能單位使用。26項目鍋爐廠房項目以農林廢棄物稻殼、花生殼、樹枝、疫木、木片等為燃料,利用國際領先的清潔燃燒技術和裝備系統以及資源循環利用技術,原料經預處理后(成型燃料)通過輸送系統進入生物質專用鍋爐
232、內清潔高效燃燒,釋放的熱能被水吸收后變成高溫飽和蒸汽,通過管網將清潔蒸汽輸送至用能客戶,從而實現生物質能高效利用轉換,同時燃料燃燒后剩余的灰渣經進一步加工處理,可制成綠植養護基質或有機肥料,最終實現農林廢棄物的綠色循環利用。1、多源燃料協同處理高效燃燒技術:本系統采用液壓推手進料適應多源燃料,布置超大燃燒室,保證燃料揮發分充分燃燒,使用往復階梯爐排,各段獨立風室,爐排運動與爐內燃燒場高度協同,并輔以二次風,保證燃料高效燃燒,另外鍋爐整體采用多級受熱面形式,實現能量梯級利用。實現多源燃料協同處理高效燃燒技術。爐膛鍋筒272、高效燃燒協同多級耦合凈化技術實現清潔排放技術:采用高效燃燒技術從源頭上減
233、少污染物生成;此外通過 SNCR(選擇性非催化還原法)噴淋脫硝系統,進一步降低氮氧化物濃度。煙塵采用多級高效除塵組合形式,保障煙氣排放清潔環保。實現高效燃燒協同多級耦合凈化技術實現清潔排放技術。3、供熱系統全智能化控制系統:優化集成清潔供熱和循環利用系統控制技術,將實現整個供熱鍋爐設備、輔機及管網的智能化聯供,使系統整體達到最佳高效、節能、環保運行效果。系統供熱運行進行集中控制,達到按需供熱、滿負荷高效優化運行。燃燒系統可根據負荷變化及燃料狀態自動調節,實現按需、定量供熱;通過計算機、APP 等實現系統啟停、溫度控制、負荷調節、故障預警、數據監測、統計分析等,智能化程度高。四、經濟性分析不同規
234、模的生物質供熱項目一次性投入費用不等,公司采用分布式能源供應站投資建設,點對點不征地情況下,主要為能源站設備系統投資,如 1x25t/h 生物質供熱項目固定資產投入約 2000萬元,投資回收為 3-5 年。年供熱能力約 40 萬噸,收入 1 億元以上,對比天然氣鍋爐,可為用能客戶節約 30%左右的成本,為園區用戶節約用能成本近 2000 萬元。五、商業運行模式通過合同能源管理 BOO 模式建設運營,公司負責“建設-擁有-運營”,園區用能單位和客戶零投資、零責任、零風險、零管理,可為用能企業客戶或園區提供一站式綜合服務,省心、省錢、省力。六、效益分析1、經濟效益通過處理農林廢棄物為用能客服供熱,
235、每年可獲得收入 1 億元以上。通過使用零碳燃料生物質,與傳統燃煤鍋爐相比,可減排二氧化碳 13.6 萬噸,可獲得碳減排收益 750 萬元左右。燃料經過燃燒后產生的生物質灰渣經過進一步加工處理,可制成綠植養護基質等,最終實現農林廢棄物的綠色循環利用。每年額外增加經濟收益約 50 萬元。2、環保效益項目每年處理農林廢棄物約 10 萬噸,有效解決農林廢棄物露天焚燒污染環境等環保問題。年綜合利用生物質灰渣約 1 萬噸,變廢為寶,物盡其用。鍋爐煙氣排放滿足最新湖北省地方標準生物質鍋爐大氣污染物排放標準,與燃煤鍋爐相比,每年可減排 CO2約 13.6 萬噸。3、社會效益公司通過區域農林廢棄物等生物質集散收
236、儲運體系、定點加工基地、循環利用,對農林固廢吃28干榨凈,變廢為寶,促循環經濟可持續發展;農林廢棄物等生物質全產業鏈綜合利用,將生物質能源部分替代煤等常規能源,可緩解目前傳統能源供應緊張;帶動就業精準扶貧,使農民能在家門口就業,為和諧社會,為新農村經濟發展和建設提供了有效途徑。七、項目應用場景該項目適用以生物質固體為燃料,以水為介質的低壓飽和蒸汽鍋爐,暫不適用于生物質發電和熱電聯產項目。該系統工藝適用多種加工形式和多源種類的生物質燃料,燃料適應廣,可協同處理,與上游匹配度較高,該工藝技術產生的清潔蒸汽,可根據用能需求在一定范圍內快速動態調節,保障蒸汽品質,與下游匹配良好。八、當地支持政策1、政
237、策、資金支持:將生物質清潔供熱項目列入政府重點招商引資項目、優先將生物質供熱列入政府或園區能源供應規劃、用地審批傾斜、稅收減免、中央和地方減污降碳專項資金支持。2、金融支持:優先支持生物質清潔供熱項目獲得銀行綠色信貸。3、人才支持:高層次人才的引進和支持、科研院所專家企業服務、專業技術人才培訓等支持政策。4、其他支持:農林廢棄物加工處理單位可優先作為松樹線蟲病疫木定點加工企業。九、存在的問題湖北省內及周邊區域農林廢棄物原料種類多、分布廣、不集中、較分散,從而收集成本較高;因此,需要進一步建立農林固廢收儲運體系,形成政府引導+農戶(合作社)合作+集散地收購+上下游企業聯動,多渠道、多級聯動收儲運
238、機制解決。29第四章 生物質成型燃料+戶用鍋爐分散式供暖典型案例生物質戶用爐具一般利用生物質燃料的半氣化燃燒原理,把焦油、生物質炭渣等完全燃燒殆盡,明顯地降低顆粒物和一氧化碳等污染物的排放?,F有的戶用生物質成型燃料供熱爐熱效率較高,能達到 80%以上,具有較好的節能潛力。生物質戶用爐具,主要適用于難以滿足集中供暖的自然村、散村的農戶取暖,以及管網新建成本較高,財政補貼困難的地區,進行分散式供暖。案例 10 山西省大同市生物質戶用爐具清潔取暖項目一、項目概況大同市地處黃土高原東部邊緣和太行山脈交接地帶,地貌類型復雜多樣,山地、丘陵、盆地、平川兼備。全市農用土地 76.71 萬公頃,占總面積 54
239、57。全市耕地面積 37.52 萬公頃,劃定基本農田面積 31.02 萬公頃。有豐富的農林生物質資源。大同市圍繞“生物質能引領農村能源革命”的主線,按照“企業為主、政府推動、因地制宜、居民可承受”的原則,積極推進農村地區生物質燃料清潔取暖改造,構建綠色、節約、高效、協調的農村清潔供暖體系,減少大氣污染。大同啟迪未來能源集團有限公司是啟迪控股與大同市的合作企業,響應政府號召,財力物力往一線投,人力精力往線壓,以生物質清潔取暖改造工作為切入點,開創性的提出了“分散式燃料加工+分布式采暖”模式。2019 年,“分散式燃料加工+分布式采暖”模式在大同市廣靈縣澗西村進行試點,成功后于2020 年大規模推
240、廣開來,完成了從 1 村到 7 縣區,從 100 戶到 30000 戶的成功復制,利用科技模式創新實現能源精準扶貧,在大同市農村人居環境整治暨清潔美麗鄉村建設“三大行動”中得到了大同市領導、各局、各區縣的一致認同和高度贊揚。二、技術路徑大同啟迪未來能源科技集團有限公司在大同地區提供具有專利技術的生物質采暖爐和相應的燃料,根據大同市農村地區村民的生活習慣以及生物質資源的分布情況,為大同市提供生物質清潔采暖改造方案:“分散式燃料加工+分布式采暖”模式。即原料就地收集,就近加工,在村落聚集地建設生物質壓塊燃料生產點,收集周邊的秸稈原料加工后出售給周邊農戶,滿足周邊清潔采暖需求。三、商業運營模式“分散
241、式燃料加工+分布式采暖”模式的核心是在村落聚集地建設生物質壓塊燃料生產點,收集周邊的秸稈原料加工后以低于散煤的價格出售給周邊農戶,滿足周邊清潔采暖需求。通過降低人30應用場景四、效益分析2019 年,“分散式燃料加工+分布式采暖”模式在大同廣靈縣澗西村試點成功后,2020 年在大同市的平城區、云岡區、開發區;天鎮縣、陽高縣、渾源縣、廣靈縣等區域推廣 30000 戶,投資建設了多個燃料加工廠,累計提供扶貧崗位近 50 個,解決了 20 萬畝土地秸稈離田問題,減少了20%的農林廢棄物污染,對打贏大同精準脫貧、污染防治的攻堅戰,改善人居環境、振興美麗鄉村,優化調整能源結構有著重大的革命性意義。五、推
242、廣建議分散式燃料加工點是項目大規模推廣后,能夠脫離政府補貼自行運營的關鍵點,因此燃料加工點的運營模式至關重要。分布式燃料生產點在建設期需要各方緊密配合,尤其是政府相關政策的支持,根據各地區生物質資源分布情況以及各地經濟發展水平的不同,需制定因地制宜的選址方案以及建設標準,適當控制加工點規模的大小,滿足當地實際需求。燃料生產點選址需滿足兩個原則:1、優先利用原則。優先利用閑置的工廠、學校、推舊復墾空閑地等場所。能夠配套提供穩定的三相電力供應,有自來水管道。地面較為平整,可以建設圍擋頂棚,或利用原有設施,有一定的倉儲空間。工成本、原料收儲運成本等,使生物質燃料成本低于散煤,加工點可實現盈利,從而促
243、進加工點的自主商業化運營。針對不同農村人群,壓塊燃料加工點的壓塊燃料供給模式采用三種:一是農戶自行收集田間玉米秸稈運至“分散式壓塊加工點”進行加工,支付加工費用;二是農戶委托“分散式壓塊加工點”收集玉米秸稈并進行加工,支付收運及加工費用;三是農戶直接向“分散式壓塊加工點”購買生物質燃料,支付燃料費用。312、就近原則。每個燃料生產點距離周邊生物質原材料產區以及生物質清潔采暖改造用戶聚集區距離不超過 5 公里,同時通往生物質原材料產區以及周邊農戶村落的交通便利。滿足上述條件后即可入駐生產設備,根據實際情況選配配套設備即可投產。由于大部分農村生物質原材料隸屬于農戶自身,因此需要鄉鎮政府配合宣傳,鼓
244、勵農戶用自家的生物質原材料來購買置換生物質燃料。燃料加工點配備的秸稈打捆機可以協助缺少勞動力的農戶收集自家秸稈資源運送到燃料加工點加工,收取收集運輸加工費用。燃料生產點還可利用農產品企業的生產廢棄物、園林綠化修剪的樹枝雜草等作為原材料,實現環境保護與廢物利用。案例 11 山東省高青縣生物質炊事采暖爐取暖項目一、項目概況山東省高青縣屬北溫帶大陸性季風型氣候區,四季分明,歷年平均氣溫 13.2C。當地農牧資源豐富,耕地面積為 52249.89 公頃,林地面積為 4025.39 公頃。2020 年,高青縣生物質清潔取暖實施改造用戶 600 戶,戶均取暖面積 80m,總體采暖面積約48000m,單戶供
245、暖設備配置為 1 臺 11kW 生物質炊事采暖爐。二、技術路徑項目以玉米秸稈、花生殼、木屑、棉花稈、樹皮、菌包、竹屑、稻殼等材質的生物質顆粒為燃料,采用的老萬生物質炊事采暖爐是一種適合生物質顆粒燃料的家用采暖炊事鍋爐。其設計原理是根據生物質顆粒燃料的燃燒特性而確立產品的燃燒結構,采用多回程火焰擾動技術,通過切換板控制炊事口、煙道裝置中煙道與爐膛之間通道的封閉和開啟,擴展了適用范圍,并采用水套輻射換熱和多層水管對流換熱技術,提高了熱量轉化率,減少了熱量損失,增強了采暖性能。同時,為配合以上結構特點,使燃料燃燒更為充分,提高能量轉化率,本產品在爐體中設有雙二次風通道,并根據不同的燃燒方式形成一二次
246、風轉換功能,解決了燃料在燃燒過程中因缺氧而使燃燒不充分的問題。三、商業運營模式高青縣生物質清潔取暖改造項目為整鄉推進項目,由政府公開招標進行統一采購,并對爐具給予 85%的設備補貼。運營主體為分散用戶,日常由用戶自行管理。老萬公司在項目推廣地區配有專業售后人員,具備本地化服務能力,在接到服務電話后,會通知服務人員上門服務。如公司服務人員不能及時趕到,將根據用戶住址,送派最近的服務站的服務人員上門服務,通過調配確保 2 小時內服務人員能夠到達服務場,縮短服務響應時間,及時、高效解決用戶問題,確保用戶正常取暖。32應用場景四、效益分析1、經濟效益該項目由政府公開招標進行統一采購,并對爐具給予 85
247、%的設備補貼,燃料補貼 50%。使用老萬生物質炊事采暖爐后產品熱效率達 78%以上,室溫可達到 18以上。運行費用與普通燃煤取暖產品運行費相當,經政府補貼后,運行費用在用戶可承受范圍內,綜合成本更低。在當地政府補貼情況下,單戶“取暖設備+末端”建設成本約 600 元,年燃料消耗量約 3.5 噸,運行費約 1750 元/年,用戶基本接受。在無政府補貼的情況下,單戶“取暖設備+末端”建設成本約 6500 元,年燃料消耗量約 3.5 噸,運行費約 3500 元/年。2、社會效益生物質清潔取暖改造項目有利于培育新興生物質產業,是促進經濟增長的新動能,農戶負擔更輕。以玉米秸稈為例,畝產鮮秸稈(含水 70
248、%)1750 千克左右,可轉化顆粒 350 千克左右。比如一個三口之家人均耕地 1.5 畝,可轉化顆粒 1575 千克,基本能滿足自家需求。簡單地說,采用“地頭加工”或“折量兌換”的方式,農民只需支付一定的加工費,就能實現供暖自給自足。五、推廣建議生物質炊事采暖爐配套使用生物質顆粒燃料,是一種使用簡單,性能穩定,高效節能,運行費用低的清潔供暖設備,適合各級政府在經濟條件較好的農村地區清潔取暖項目中推廣使用,并予以相應支持。33第五章 秸稈打捆直燃鍋爐集中供暖典型案例生物質打捆直燃鍋爐集中供熱是將打成捆的秸稈在專用鍋爐內直接燃燒替代燃煤進行供熱,具有原料適應性強、處理量大,秸稈收獲期與采暖期吻合
249、、利用效果好,替代燃煤鍋爐經濟效益好等優點。同樣,生物質打捆直燃鍋爐集中供熱模式主要適用于區域集中供暖,如為鄉鎮政府、醫院、學校、養老院等村鎮公共設施供暖等。案例 12 黑龍江省海倫市海北村(鎮)秸稈直燃集中供熱項目一、項目概況秸稈直燃清潔取暖項目實施地點位于黑龍江省海倫市海北鎮海北村。該村共有兩個自然屯,17個村民小組,全村 2720 戶,總人口 5935 人,土地面積 3 萬余畝,主要以玉米、大豆作物種植為主。作為糧食產區,該村面臨著秸稈禁燒與秸稈資源化利用的環境壓力與政策制約。海北村經過統一規劃拆遷,建設了新的居住小區,小區住宅面積約 15 萬平方米,占全村居民住宅面積的 83%,入住居
250、民 1428 戶。但多年來,由于沿用老式燃煤鍋爐進行集中供暖,每年供熱期都造成了區域環境黑煙污染,且電機噪音影響小區生活,年消耗燃煤 8225 噸,燃料費用成本達530 余萬元/年,供暖技術模式急需變革。因此,針對冬季采暖能耗高、污染大、效率低等問題,充分利用區域資源條件與生態優勢,采用秸稈打捆直燃技術,對海北村原有落后的集中供暖設備及工藝實施改造,打造了可復制、可推廣的北方寒區秸稈打捆直燃清潔取暖技術模式。海北村通過集中供暖鍋爐裝備技術改造,新上一臺 14MW 秸稈直燃鍋爐,替代 10 噸老式燃煤鍋爐熱源,改造秸稈破包設備,鍋爐溫控監測,電機、風機、除塵器等配套設施一套。同時,增設秸稈原料收
251、儲場地 1 處,廠區總面積擴至 1.26 萬平方米,其中廠房面積 2600 平方米,原料儲存場地約 8000 平方米。項目完成后,可為村鎮 1428 戶居民住宅小區和全鎮公共設施進行集中清潔供暖,總供暖面積23.5 萬平方米。二、技術路徑秸稈直燃供暖技術主要以玉米秸稈為原料,由供暖企業負責全村的秸稈收儲工作,秸稈在田間打包成型,可就地存放,由企業分期拉運,集中存放,實現秸稈當季消納。打捆收集后由自動給料裝置輸送至秸稈直燃鍋爐的爐排內燃燒,通過換熱器將二次網循環水加熱至 70,用于周邊農戶及公共設施供暖,實現“秸稈收儲自動上料秸稈整捆破碎進料燃燒小區供熱灰渣排出有機肥制備生物質灰基肥還田”整套生
252、產工藝流程。此外,供暖企業可協調供熱管理運營,農戶及相關取暖部門,采用供熱服務購買方式,從而保障企業經濟效益。34工廠車間全貌生物質鍋爐產品三、商業運營模式該項目采用政府支持,企業實施并管理,技術單位合作的方式。以海北村原君佳供熱企業為主體,依托海倫利民鍋爐有限公司與黑龍江省農業科學院農村能源與環保研究所作為技術支持,協調工程技術建設。技術裝備升級改造投資總金額 325 萬元,其中政府項目資金支持 60 萬元。項目運營管理方面,由供暖企業負責或與合作社合作將秸稈在田間打包成型,運往企業集中存放備用,或可就地存放,分期拉運,實現秸稈的收儲并當季消納。此外,由供熱企業來協調管理,對采暖農戶,相關設
253、施和單位,采用供熱服務購買方式,保障企業經濟效益。四、效益分析1、經濟效益該項目實施后,采暖期農戶家庭室內溫度保持在 20-25,從運行情況看,每年采暖期 6 個月,2019 年秸稈直燃鍋爐集中供暖一個采暖季的運行均成本為 340.8 萬元,其中秸稈燃料價格為 150元/噸,單位面積燃料消耗為 63 噸,燃料費用為 222.1 萬元,每平米供暖成本為 14.5 元/平方米。按原有燃煤鍋爐運行成本計算,燃料價格為 650 元/噸,料費用為 534.6 萬元,單位面積供暖成本為 27.8 元/平方米,年供熱成本達 653.3 萬元,相比燃煤鍋爐供暖,使用秸稈打捆直燃供暖具有更好的經濟性和市場競爭優
254、勢,運行成本降低 47.8%,節支金額共 312.5 萬元。項目收入方面,清潔供暖面積增至 23.5 萬平方米,其中戶用住宅采暖面積約為 16.5 萬平米,農戶取暖費用由原 36.2 元/平米降至 32 元/平方米,年熱費收入可達 528 萬元。商戶及其他公共設施采暖面積達近 7 萬平米,取暖費用由原 52 元/平方米降至 40 元/平方米,年熱費收入可達280 萬元,企業年收入總計為 808 萬元。2、環保效益生活環境得到改善。實現清潔供暖替代燃煤,消除了冬季供暖煙氣大量排放對區域大氣環境的35影響。同時,大量消耗農作物秸稈,一個采暖季可消耗區域秸稈 1.48 萬噸,占示范村秸稈總量約80%
255、,替代約 7500 噸標煤,相當于減排二氧化碳 1.87 萬噸,二氧化硫 77.7 噸、氮氧化物 16.8 噸、顆粒物 1134 噸。促進了農業綠色發展。秸稈直燃供暖產生的灰渣,可作為土壤調理劑或肥料原料還田使用,年產生生物質炭灰 2600 噸,可替代化肥 43 噸,減排二氧化碳約 300 噸,有利于改善土壤環境,提升地力,促進區域綠色循環農業的構建發展。3、社會效益通過技術示范應用,有效降低了農村采暖能耗成本,促進了區域能源消費結構的優化,實現清潔取暖替代 89%,緩解了區域秸稈禁燒壓力,極大地改善了農村人居環境,提升了居民幸福感。五、適用范圍該技術適用于作物秸稈資源豐富、原料易獲得、秸稈打
256、包收儲較便捷的城市或鄉鎮大中型鍋爐的集中供熱,通過技術應用對周邊住宅小區、公共服務設施、企事業單位等進行集中供熱,將秸稈綜合利用與區域環境治理、農民增收、鄉村治理“三位一體”統籌管理,實現區域清潔方式采暖替代散煤取暖,切實改善北方農村人居環境質量。六、推廣建議近年來,秸稈打捆直燃作為新技術在我國東北地區逐步進入快速發展階段。以黑大江省為例,全省現有秸稈直燃供熱項目 40 余處,年設計消耗秸稈能力約 47 萬噸,年代燃煤約 24 萬噸。利用該技術模式可有效降低農村采暖能耗成本,使區域供熱由傳統能源消耗轉變為可再生資源供熱,從而促進區域能源消費結構的優化,補齊農業農村發展短板,根本上解決秸稈露天焚
257、燒導致的環境污染問題,提升了區域秸稈綜合利用率改善農村人居環境。36第六章 生物質熱解氣化供熱典型案例生物質熱解氣化通過熱化學反應,將秸稈、果木剪枝和有機垃圾等生物質轉換成可燃氣,同時生產生物炭、木醋液等產品。凈化后熱解氣有效成分主要為一氧化碳、氫氣和甲烷,可用于炊事、供暖、發電或生產甲醇等化工產品,生物炭可以用于加工炭基肥或型炭產品。生物質熱解氣化模式,不僅可以適用于村鎮社區集中供暖,同時還可以滿足工業用熱,為工業園區提供蒸汽、熱水,余熱也可以滿足小范圍供暖需求。案例 13 安徽昌信生物質能源有限公司天享生物質熱解氣化供熱項目一、項目概況本案例以安徽昌信生物質能源有限公司已建成并運行 5 年
258、的安徽天享肥業有限公司項目運營點為例。安徽天享肥業有限公司是安徽谷頂集團下屬公司,企業以生產復合型肥料為主,原用熱能為燃煤鍋爐提供的蒸汽能源,隨著各地對環境要求的提升,2017 年決定采用安徽昌信生物質能源有限公司生物質氣化技術對原有工業鍋爐進行改進,實現清潔能源供熱。項目地址位于安徽省滁州市南譙區烏衣鎮工業園內,目前已建成四套生物質熱解氣化成套設備,年處理生物質 3.2 萬噸(每年按 320 天計算)、產出蒸汽 6.4 萬噸、產出炭基肥 3.84 萬噸、產出植物營養調節劑 1600 噸??蓪崿F減排 CO2約 6 萬噸、土壤長期改良 30 萬畝以上。二、資源背景根據滁州市農業農村局 滁州市發展
259、和改革委員會關于印發滁州市“十四五”農業農村現代化規劃的通知(滁農規202240 號)提供的數據,到 2025 年,全市糧食播種面積不低于 1240萬畝,優質專用糧食播種面積占比達到 70%。到 2025 年,實現農村垃圾無害化處理率 95%以上,農村衛生廁所普及率達 90%以上,秸稈綜合利用率達 95%、畜禽糞污綜合利用率達 85%以上,實現農作物品質提升、化肥農藥減量增效、農膜基本全部回收,農產品質量安全。三、技術路徑該項目全套為安徽昌信生物質能源有限公司自有技術、本技術主要采用“下吸式氣化爐控氧熱裂解氣化”為核心的工藝技術,以生物質(秸稈)為原料,原料經過預處理去除雜質,控制水分達到 2
260、0%以下,經過成型化加工后(有的生物質本身即為成型顆粒,不需要再進行二次加工,如谷殼、花生殼等),進入熱裂解氣化爐控氧炭化,產出的可燃氣體再經過凈化后送到用能點(本項目主要是用于燃氣鍋爐、肥料烘干窯),產出的生物質炭經過粉碎再添加適量的木醋液后,根據當地土壤檢測情況,選擇添加氮磷鉀比例,均質攪拌造粒,產出炭基肥;另一個路徑是:將生物質炭按一定比例與家禽糞便均勻攪拌后堆放一段時間后,做為炭基有基肥使用。37工藝流程圖生物質制氣成套設備1、生物質制氣過程生物質在制氣室內與通入的空氣發生氧化反應,產生熱量,即:C+O2=CO2+熱能;生物質在制氣室內利用自身氧化反應產生的熱量再進行還原反應,即:C+
261、CO2=CO-熱能。生物質的主要成份為 CnHm組合物,在裂解過程中除了主要可燃物 CO 外,還有 H2及 CnHm等組合氣體,另外一部分不可燃氣體主要是 N2、CO2等。一般情況下,在滿足燃氣熱值及產量穩定情況下,通過智能控制盡量將生物質氣化溫度控制在較低水平,并調節生物質物料在氣化制氣室內的空間位置,調節氧化層的合理高度,從而控制生物質在制氣室內的停留時間,保證得到最佳的可燃氣體的同時得到高品質的碳化產品。382、項目終端產品及產品的用途(1)通過投入昌信公司生物質氣化設備制成可燃氣體即“生物質氣”替代“天然氣”為園區提供熱能,如隧道窯、熔鋁等。(2)利用“生物質氣”替代“天然氣”通過蒸汽
262、發生器(燃氣鍋爐),將水轉化為水蒸汽為園區提供蒸汽,蒸汽溫度和蒸汽壓力(在鍋爐允許范圍內)可根據需要隨時調節。(3)根據園區用能峰谷情況,在用能低谷時間段利用生物質氣內燃機組或蒸汽輪機直接發電并網向園區提供電能。(4)碳化物的生成及利用:生物質完成氣化反應后,易揮發炭部分被完全裂解氣化成可燃氣體,而不易揮發的炭則被保留下來,以固態形式生成“碳化物”,由排炭裝置排出。生物質碳化物用途十分廣泛,如秸稈炭可用于生產炭基復合肥;稻殼氣化后的稻殼炭可用作鋼鐵廠的保溫覆蓋材料,以及制成炭黑等;竹、木屑的炭可用于生產活性炭,市場價格極高??傊?,生物質氣化生成的副產品生物質碳化物不僅用途廣而且經濟價值高,市場
263、前景遠。四、經濟性分析項目建設總投資為 10000 萬元,運營期 20 年,預計產生總成本為 32000 萬元,其中固定成本為 15500 萬元、可變成本為 16500 萬元。以 8%為基準率,項目全投資財務內部收益率為 12%,投資回收期8年;項目資本金財務內部收益率11%,靜態投資回收期為10年,動態投資回收期12年。根據項目運營情況,項目需逐步提產,達產后方能進入盈利狀態并逐年遞增。五、商業運營模式1、以合同能源管理模式進行生物質能源化利用為基礎,即采用的方式為:(1)采用第三方模式對生物質進行收儲管理項目原材料實行統一儲備、統一調運、定向供應的方式,根據已運營和即將運營點的年用量進行系
264、統規劃和備料,對各種生物質資源進行分類收儲。項目建成后,如稻殼、規格較小且相對均勻的木屑等散狀物料直接調運至現場檢驗含水率,合格后通過輸送設備輸送至制氣室上方筒式料倉即可;其它較大物料需進行預處理,如農作物秸稈先進行粉碎或壓塊、烘干等處理后再由輸送設備輸送至料倉。(2)采用多方合作模式進行合同能源管理產出的能源可以實現點供模式,也可以入城市熱為管網。392、采用聯營或委托方式進行肥料化生產配套生物質炭基肥產品,流轉相關土地,引進第三方合作種植,不但可以極大地緩解秸稈收儲壓力,降低秸稈成本,保障秸稈原料安全;同時配套流轉土地可實現炭基肥直接推廣運用,提升農作物品質,實現土壤持續改良,用于將木醋液
265、作為植物營養調節劑的試驗基地,也可用于炭基有基肥的試驗和提升,為拓展炭基肥、炭基有機肥銷售市場提供真實可靠的實驗數據,對建設綠色、循環、低碳的生態農業,加快打造電建肥業優質綠色品牌具有良好的先行示范作用。生物質制氣成套設備應用領域六、效益分析1、經濟效益項目建設總投資為 10000 萬元,產品年銷售收入為:熱能收入 1536 萬元/年,炭基肥 1459.2萬元/年,植物營養調節劑 800 萬元/年,年營業收入 3795.2 萬元,以目前市場狀況來計算,總成本費用 1901 萬元,稅金 228 萬元,利潤總額 1666 萬元,所得稅 416 萬元,凈利潤 1250 萬元,凈態投資回收期在 8 年
266、左右,動態投資回收期在 10 年左右,年資本金凈利潤率 12.5%,投資利稅率 18.90%。2、社會效益該項目通過秸稈等農林廢棄物的回收利用,每年可為農民創收 1440 萬元,可安排直接就業人數為 80 人,間接就業人數為 120 人,同時可拉動綠色水稻產業化發展,炭基復合肥的大規模還田,降低化肥使用量,提高大米品質,特別是推廣“稻魚混養”,促進大米、小龍蝦、泥鰍等農產品的品牌建設。403、環保效益年利用生物質約 3.2 萬噸:每年可代替標煤 12800t/a;減排二氧化硫 108.8t/a;減排二氧化碳 33280t。通過減排后,南譙可向國家申請補貼碳當量 1.6 萬噸,可以為工業招商節約
267、碳指標空間。七、適用場景該技術適用于各用能企業、園區集中供熱。同時與當地第三方公司合作,如與肥料生產企業、養殖企業、農業大戶等。實現以農業綠色循環為主導,以生物質能源化為基礎的各種場景。八、可借鑒的經驗1、秸稈收購采用“第三方”模式通過第三方模式收購秸稈,第三方組織低收入群眾參與原料收集,讓利于民,提高廣大群眾原料收集的積極性。2、推進廢棄物處理定價機制的完善積極引導政府完善廢棄物處理定價機制,將生物氣化項目納入政府環保補貼、大氣治理及生態補償目錄,加大對相關企業廢棄物處理的環保補貼力度,減少企業原料采購與處理成本。對超過一定規模的生物質項目原料收儲給予補貼,并根據市場、地域、原料類型實行政府
268、定價收購制度。3、推動制定農業廢棄物處理標準積極引導當地環保部門制定農業廢棄物處理標準,將農業廢棄物資源化處理納入新農村建設規范。規范畜禽糞污、工業有機污水/污泥、農產品加工廢棄物及秸稈等農業廢棄物的收儲與處理技術標準。4、國內已投產的生物質炭氣肥聯產項目較少,在國內仍屬于新興業務,項目的生產運行暫無成熟的經驗可借鑒,因此在項目運營過程中主要開展原料的準備、人員配置級培訓、制度標準體系建設、生產物資準備、產品銷售準備等方面籌備,尤其是炭肥及綠色農產品品牌的建立,為后續項目推廣奠定堅實的基礎。41案例 14 北京鄉電有限公司陽城秸稈氣化發電余熱供暖項目一、項目概況陽城縣東冶生物質發電項目是由母公
269、司北京鄉電電力有限公司出資注冊“陽城縣東冶生物質發電有限公司”,并投資建設的生物質熱電聯產項目。該項目地處山西省陽城縣東冶鎮東冶村。是山西省立項規劃的生物質熱電聯產項目,已建成生物質發電裝機容量 1.5MW,實現余熱集中供暖面積約 1.8 萬 m2,年發電量 1000 萬千瓦時,每小時提供余熱能約 14.5 吉焦,年供熱能 10 萬吉焦。本項目于 2017 年 1 月通過山西省電力建設工程質量監督中心站竣工驗收備案,山西省發改委電價核準,并與國網晉城電力公司簽訂購售電合同后并網發電運行,2017 年 9 月通過晉城市環保局環評驗收備案并取得排污許可證。經監測各項排放指標均符合排放標準要求。北京
270、鄉電有限公司陽城生物質熱解氣化項目二、資源背景陽城縣東冶鎮及周邊各鄉鎮,是農作物玉米、雜糧的主產區,有豐富的秸稈資源。該鎮每年都有大量農作物秸桿產生,同時還有林業生物質資源。由于牲畜的減少,農作物秸桿利用率很低,商業開發利用的基本沒有(包括林業生物質),一般均在秋收后或來年春天就地焚燒。其中,農業生物質:農作物秸桿 2.486 萬噸,桑果廢棄物 0.84 萬噸,計 3.323 萬噸。林業生物質 1.4874 萬噸。畜牧業用秸桿、沼氣用秸桿 0.3 萬噸??衫蒙镔|資源 4.5104 萬噸。根據以上統計測算本鎮范圍內生物質資源完全滿足本項目的生產原料需求。三、技術路徑本生物質(玉米秸稈)熱、電
271、聯產項目建設規模為生物質氣化發電裝機容量 1.5MW。由 1 套42原料處理1.5MW 氣化系統與 3 臺單機發電功率為 500 千瓦的生物質氣體發動機組組成發電系統,由發動機組尾氣余熱鍋爐(3 臺)、發動機組冷卻水余熱回收設備、生物質氣化余熱鍋爐(1 臺)組成的供熱系統,生物質氣化后的干灰加工設備生產的生物質炭等組合成為熱、電、炭聯產項目。本項目的燃氣發生系統由北京鄉電電力有限公司自主研發的擁有完全知識產權的流化床生物質氣化系統組成,系統最大產氣量為 4800N.m3/h。小麥玉米谷子豆類棉花油料合計桑果播種面積(萬畝)2.601.990.590.560.010.296.040.70糧食產量
272、(萬噸)0.510.480.070.060.0010.021.681草谷比1:12:11:115:13:12:1秸桿量(萬噸)0.510.960.070.900.0030.042.4830.84東冶鎮農作物秸桿資源東冶鎮林業生物質資源林區面積(萬畝)修枝 剪枝量(萬噸/年)其它林業廢棄物(萬噸/年)21.050.301.56自用燒柴(5%/6%)0.0150.0936出售(10%/15%)0.030.234其它(85%/79%)0.2551.232443技術路徑圖2、燃氣清潔處理裝置從流化床氣化爐出來的燃氣溫度約 650 度,并含有氣態焦油和較多的灰塵,需要降溫、清潔后才能用于發電。本技術工藝
273、采取 2 級旋風除塵器分離燃氣中的顆粒狀粉塵,經余熱熱水鍋爐回收余熱能后,再經過噴淋水洗清潔箱、噴淋水洗冷卻箱、直流高壓靜電除焦后,燃氣的溫度為低于 55 度、粉塵和焦油含量低于 15mg/N.m3,經羅茨風機加壓至 3KPa 左右、緩沖罐分離冷凝水后送入燃氣四、工藝流程該工藝流程由燃氣發生系統、清潔降溫系統、發電系統、余熱回收供暖系統等組成。1、燃氣發生裝置燃氣發生裝置由進料進風系統、流化床燃氣發生爐、出灰系統等部分組成。生物質原料經必要的加工后由進料設備進入氣化爐中,通過進風設備控制進風量,以空氣為助燃劑進行不完全燃燒。爐內的化學過程主要包括燃燒反應、熱分解反應和還原反應。部分原料與氧氣燃
274、燒,提供熱分解所需的熱量,大部分生物質在缺氧條件下發生熱分解反應,析出揮發份和炭,揮發份在高溫反應區內停留發生二次反應,生成以 CO、H2、CH4為有效成分的生物質燃氣。燃燒產生的灰和氣化過程中析出的炭約占原料的 12%左右,經過出灰系統送入灰倉集中打包處理。干灰的主要用途有加工成生物質型碳、做炭基肥原料、做熏香類產品的燃燒基料等。44汽化爐控制系統發電機組用于發電生產。3、燃氣發電系統采用生物質燃氣發電機組發電。由 3 臺單機功率 500kw 的燃氣發電機組組成 1.5MW 發電系統,經升壓設備升壓至 10kv 后并入國家電網公司供電網。發電機組的冷卻水出水溫度約 75,尾氣排放溫度約 52
275、0。約 75左右的發電機組冷卻水和供暖余熱鍋爐的循環水進行熱交換降溫后循環使用,經發電機組冷卻水熱交換升溫后的供暖循環水經發電機組尾氣余熱鍋爐再次升溫后進入供暖循環水系統用于余熱供暖。4、余熱回收供暖系統氣化余熱回收采用 1 臺熱容量 50 萬 kcal 水循環量 20m3/h 余熱鍋爐 1 臺,3 臺熱容量 100 萬kcal 水循環量 40m3/h 發電機組尾氣余熱鍋爐組成的余熱供暖系統。余熱鍋爐設計出水溫度 95、回水溫度 65,供暖系統總水循環流量 140m3/h,滿足 1.8 萬平方米供暖面積的熱能。5、發動機尾氣脫銷處理發動機尾氣經脫銷設備脫銷處理后再排放。采用尾氣余熱回收+SCR
276、 脫銷處理一體化技術設備實現余熱回收脫銷處理。五、經濟性分析該項目總投資(除土建部分)約 1500 萬元,發電裝機容量 1.5MW,單位時間發電量 1500kwh/h,年消耗秸稈原料 1.8 萬噸,余熱可供熱能 350 萬大卡/小時,可供熱面積 2 萬 m2,年增加農民收入(秸稈按 100 元/噸)180 萬元。45六、商業運營模式本項目將采取充分利用玉米秸稈為原料的熱電聯產模式,電能并入國家電網獲得銷售收入,熱能可以銷售給當地的供暖公司,也可以項目方自建供暖管網直接供給供暖用戶獲得供暖收入。發電上網電量享受國家生物質發電電價優惠政策,秸稈收儲加工農機具享受國家相應的政策性補貼,地方政府給與秸
277、稈清潔環?;倮靡欢ǖ呢斦a貼,及其他稅費優惠政策。七、效益分析本項目年發電量 1000 萬 kwh,替代標煤約 2950 噸,減排二氧化碳約 7800 噸、二氧化硫 2.5 噸、氮氧化物 2.2 噸。同時提供了約 1.8 萬平方米的集中供暖熱能,解決了村鎮集中供暖難題。年消耗秸稈約 1.8 萬噸,能清潔轉化種植面積約 5.5 萬畝玉米秸稈,避免了秸稈野外焚燒造成的環境污染,同時能為當地村民增加收入近 200 萬元。建設投產提供直接就業崗位 32 個,新增稅收近百萬元。八、項目優缺點秸稈氣化發電熱電聯產技術路線的特點是項目規??筛鶕椖克诘氐慕斩捲瞎亢托韫┡娣e靈活決定??梢允前l電裝
278、機容量 1.5MW-10MW、供暖面積 2-10 萬平方米之間靈活選擇??紤]到供暖的季節性,為充分利用資源,獲取更大的投資收入,項目采用熱電聯產技術路線,在非供暖季可以通過秸稈氣化發電來充分利用當地的秸稈資源。為此項目將要申報獲批發電上網接入等手續,會增加項目前期申報時間和費用,同時也會增加項目投資及項目建設周期。九、項目適用推廣范圍本項目的建設只需滿足秸稈原料的供應和相對應的供暖面積即可快速復制建設。項目的建設運營因回收秸稈可以增加當地農民收入,并提供就業崗位。案例 15 浙江麗水生物質氣化替代天然氣(煤)供熱項目一、項目概況浙江麗水生物質氣化替代天然氣(煤)供熱項目位于浙江省麗水市龍泉市八
279、都鎮平山嶺工業區浙江千束家居用品有限公司廠區內。本項目于 2017 年 9 月開始建設,于 2018 年 3 月投入運行,產生的蒸汽用于工業區使用。項目以企業竹木加工過程中產生的下腳料及周邊竹木加工企業產生的竹屑為原料,竹屑氣化后產生的燃氣替代天然氣(煤)供 8t 鍋爐使用,蒸汽規格為 1.6MPa 飽和蒸汽,年消耗竹屑 2.1 萬噸,年供蒸汽 4.8 萬噸,每年為用戶節約成本 850 多萬元。二、資源背景本項目位于浙江麗水市龍泉市,龍泉豐富的竹木資源為龍泉竹木產業的發展提供了充足的條件,46浙江麗水生物質氣化替代天然氣(煤)供熱項目三、技術路徑原料收儲及運輸:自產原料竹/木屑從竹木加工車間運
280、輸至原料倉庫,外購竹/木屑通過汽車運輸至原料倉庫。原料通過輸送皮帶輸送至氣化爐爐前料倉。原料輸送至氣化爐爐前料倉前需對原料進行篩分、除鐵等工序,篩分是為了除去大塊原料及其他雜物,防止氣化爐給料系統卡料。氣化:本項目選用氣化爐為鼓泡式流化床氣化爐。加入氣化爐爐前料倉的原料經給料系統給入流化床氣化爐,與爐底通入的空氣發生熱解氣化反應,生成生物質燃氣和竹/木炭,竹/木炭被燃氣攜帶出氣化爐,經一級和二級旋風分離器分離后由炭收集系統冷卻后排出收集。氣化爐出口燃氣溫度約 500-600。燃氣燃燒及供熱:氣化爐生成的燃氣直接以高溫狀態就近送往鍋爐燃燒,鍋爐內設絕熱燃燒室,燃燒穩定。燃燒產生的熱量用于生產蒸汽
281、(1.6MPa 飽和蒸汽),蒸汽送往竹木加工生產線利用。竹/木炭的收集及利用:氣化爐產生的竹/木炭含碳量約 75-80%,經炭冷卻螺旋輸送機冷卻后通過炭輸送系統輸送至炭倉庫,然后經成型、烘烤等工序加工成燒烤炭。竹木加工產業是龍泉市“十三五”百億培育產業,具有較長的發展歷史,產業鏈覆蓋了原材料供應、研發設計、定牌加工、銷售等環節。據不完全統計,目前工商登記在冊的全市從事竹木生產、加工、銷售的企業有 1680 多家,其中竹產業 651 家,木產業 824 家,竹木兼營 210 家,規模以上企業 31 家,其中億元企業 3 家。2017 年,全龍泉市竹木加工產業規上企業產值 30.8 億元,同比增長
282、 8.6%。不難看出,龍泉擁有的竹木類生物質資源量充裕。47工藝技術路線圖四、主要設備本項目主要設備有:生物質流化床氣化爐、生物質燃氣鍋爐。輔助系統設備有:旋風分離器、生物質炭冷卻螺旋輸送機、炭收集系統設備、給料及上料系統設備、循環冷卻水系統設備、鍋爐給水系統設備、蒸汽管網、生物質炭加工設備等。主要建筑有:原料廠房、炭收集及加工廠房、控制室,氣化爐與鍋爐布置在室外。廠區一角五、經濟性分析按鍋爐額定蒸發量為 8t/h 計,該項目年原料消耗費用 740 萬元,年設備維修費用 11 萬元,年人工費 54 萬元,年運行水、電及其他費用 125 萬元,合計年運48行費用 930 萬元。年竹/木炭銷售收入
283、 630 萬元,若采用天然氣供熱,則年運行費用 1150 萬元,采用生物質燃氣替代天然氣(煤)供熱可每年為企業節省約 850 萬元成本。六、商業運營模式 本項目由浙江千束家居用品有限公司投資與運營,采用合肥德博生物能源科技有限公司的生物質氣化設備,并由合肥德博生物能源科技有限公司負責設備的安裝與調試。蒸汽產品供浙江千束家居用品有限公司內竹木加工生產線使用,生物質炭加工制備成燒烤炭出售。七、市場前景2013 年 9 月,國務院發布大氣污染防治行動計劃,計劃中指出在供熱供氣管網不能覆蓋的地區,10t/h 及以下鍋爐改用電、新能源或潔凈煤,推廣應用高效節能環保型鍋爐。10t/h 及以下鍋爐只能采用燃
284、氣、生物質成型顆粒燃料或電等清潔能源。目前天然氣價格 3-4 元/m,每噸蒸汽僅燃料成本就需要 240-320 元/t;而生物質顆粒燃料市場價格 900-1000 元/t,每噸蒸汽僅燃料成本就需要 200-220 元/t,高昂的蒸汽成本對于熱用戶而言是難以承受的。生物質氣化綜合利用項目,利用生物質供熱的同時聯產生物質炭,每噸蒸汽成本約 63 元,每年為用戶節約成本約 850萬元,不僅經濟效益好,同時環保達到國家要求,符合綠色,持續,高效的環保發展理念,市場前景廣闊。八、存在的問題當前,本項目產生的竹木炭全部用于生產燒烤炭,炭產品的附加值較低。竹木炭是良好的活性炭制備原料,近年來,隨著環保意識的
285、加強,全球對活性炭的需求持續增長。2018 年中國活性炭產量預計約 67.0 萬噸,其中煤質活性炭產量約 43.0 萬噸,木質活性炭產量在 20.0 萬噸以上。中國經濟尚處于快速發展階段,活性炭在工業、食品飲料、污水處理等領域的應用將繼續增長。建議和相關科研團隊合作,開發出適合本項目竹木炭的活性炭制備技術,拓寬本項目竹木炭的利用途徑,為推廣本項目技術模式夯實基礎。案例 16 吉林榆樹生物質氣化替代天然氣(煤)供熱項目一、項目概況吉林榆樹生物質氣化替代天然氣(煤)供熱項目位于吉林省長春市榆樹市吉林凱禹廢棄資源開發利用有限公司廠內,項目公司是長春凱禹集團獨資創建的合資公司,公司所屬的生產基地建在長
286、春市榆樹市,占地面積 10 萬平方米,經營業務主要是生產生物質油、納米二氧化硅、活性炭等產品原料。本項目于 2013 年 3 月開始建設,于 2013 年 10 月投入運行,以稻殼為原料,年蒸汽產量3.0 萬噸,年消耗稻殼 1.32 萬噸,年產稻殼炭 0.396 萬噸。49吉林榆樹生物質氣化替代天然氣(煤)供熱項目二、資源背景本項目位于吉林省榆樹市,以項目公司附近京糧集團及稻谷加工廠日常稻谷加工生產過程中產生的稻殼為原料。榆樹市是吉林省下轄縣級市,由長春市代管,地處松遼平原腹地,在長春、吉林、哈爾濱三市構成的三角區中心。2016 年,榆樹市水稻播種面積 70859 公頃,水稻產量 562252
287、 噸,年產生稻殼約 11.2 萬噸。項目企業周邊是東北地區著名的商品糧生產基地,項目企業周邊有大量的糧食加工廠,每年產生的稻殼遠遠滿足本項目原料供應。三、技術路徑工藝流程圖原料收儲及運輸:外購原料稻殼經公路輸送至原料倉庫,然后經輸送系統輸送至氣化爐爐前料倉。原料輸送至氣化爐爐前料倉前需對原料進行篩分、除鐵等工序,除去稻殼中的大塊雜質及其他雜物。50主要設備氣化:本項目氣化爐爐型為下吸式固定床氣化爐。加入氣化爐爐前料倉的原料與空氣并流進入下吸式氣化爐,在爐內發生熱解氣化反應,生成生物質燃氣和稻殼炭。氣化爐出口燃氣溫度約330-350。燃氣燃燒及供熱:氣化爐生成的生物質燃氣經燃氣增壓風機加壓后通過
288、燃氣燃燒器送入絕熱燃燒室進行燃燒,保持燃氣的穩定、低氮燃燒,燃燒溫度控制在 1100,絕熱燃燒室后部接生物質燃氣鍋爐,再經分級配風實現生物質燃氣的燃盡。燃燒產生的熱量用于生產蒸汽(1.2MPa飽和蒸汽),蒸汽送往項目公司電容炭生產線利用。稻殼炭的收集及利用:氣化爐產生的稻殼炭含碳量約 45-50%,經炭冷卻螺旋輸送機冷卻后通過炭輸送系統輸送至炭倉,然后輸送至電容炭生產車間。四、主要設備本項目主要設備有:生物質下吸式固定床氣化爐、生物質燃氣鍋爐。輔助系統設備有:旋風分離器、生物炭冷卻輸送機、炭收集系統設備、給料系統設備、循環冷卻水系統設備、鍋爐給水系統設備、蒸汽管網等。主要的建筑有:氣化爐與鍋爐
289、廠房、原料廠房、生物炭倉庫、控制室。五、經濟性分析按鍋爐額定蒸發量為 6t/h 計,該項目年原料消耗費用 530 萬元,年設備維修費用 12 萬元,年人工費 54 萬元,年運行水、電及其他費用 69 萬元,合計年運行費用 665 萬元。若稻殼炭外購,則需費用 470 萬元,若采用天然氣供熱,則年運行費用 720 萬元,則采用生物質燃氣替代天然氣(煤)供熱可每年為企業節省 525 萬元。51六、商業運營模式本項目由吉林凱禹廢棄資源開發利用有限公司投資與運營,由合肥德博生物能源科技有限公司提供項目主要設備并負責設備安裝。生產的蒸汽供吉林吉林凱禹廢棄資源開發利用有限公司廠區自用,本項目稻殼氣化后產生
290、的稻殼炭全部用于制備電容炭,每噸電容炭售價約 20000 元。七、市場前景國務院發布大氣污染防治行動計劃,計劃中指出在供熱供氣管網不能覆蓋的地區,10t/h 及以下鍋爐改用電、新能源或潔凈煤,推廣應用高效節能環保型鍋爐。10t/h 及以下鍋爐只能采用燃氣、生物質成型顆粒燃料或電等清潔能源。目前天然氣價格 3-4 元/m,每噸蒸汽僅燃料成本就需要 240-320 元/t;而生物質顆粒燃料市場價格 900-1000 元/t,每噸蒸汽僅燃料成本就需要200-220 元/t,高昂的蒸汽成本對于熱用戶而言是難以承受的。生物質氣化綜合利用項目,利用生物質供熱的同時聯產生物質炭,每噸蒸汽成本約 85 元,不
291、僅經濟效益好,同時環保達到國家要求,符合綠色,持續,高效的環保發展理念,市場前景廣闊。八、存在的問題本項目生產的稻殼炭全部用于制備電容炭,當前,電容炭制備技術還未完全成熟,同時對稻殼炭的要求苛刻,推廣應用較為困難。建議開發稻殼炭的利用新技術,增強本項目的可推廣性。案例 17 云南西雙版納生物質氣化替代天然氣(煤)供熱項目一、項目概況云南西雙版納生物質氣化替代天然氣(煤)供熱項目位于云南省西雙版納州景洪市勐養鎮西雙版納宏興木制品有限責任公司廠區內。西雙版納宏興木制品有限責任公司主要從事橡膠木收購、木材加工、木、竹、藤、棕、草制品加工及制造。本項目于 2016 年 5 月開始建設,與 2016 年
292、 12 月投入運行,產生的蒸汽用于企業廠區木材加工生產線使用。木片氣化后產生的燃氣替代天然氣(煤)供 4t 鍋爐使用,蒸汽規格為 1.2MPa 飽和蒸汽,年消耗木片 0.853 萬噸,年供蒸汽 2.2 萬噸,年產木炭 0.153 萬噸,每年為用戶節約成本 450 多萬元。二、資源背景本項目位于云南省西雙版納州景洪市,以木片為原料,木片來源于項目企業木材加工過程中自產。景洪市是云南省西雙版納傣族自治州的首府,位于云南省南端,西雙版納傣族自治州中部,景洪市北接普洱市,東北接普洱市江城縣,東接西雙版納傣族自治州勐臘縣,西接西雙版納傣族自治州勐??h,景洪市屬亞熱帶季風氣候,境內森林覆蓋率為 84.46
293、%,城市綠地覆蓋率為 46.65%。該企業年木材加工剩余物繁多,木片資源量充裕。52工藝技術路線圖三、技術路徑原料收儲及預處理:自產原料竹片從木材加工車間運輸至原料倉庫后,先需要進行破碎至 5cm左右,然后經烘干系統烘干至含水率低于 25%,再通過輸送皮帶輸送至氣化爐爐前料倉。原料輸送至氣化爐爐前料倉前需對原料進行篩分、除鐵等工序。氣化:本項目氣化爐爐型為上吸式固定床氣化爐。加入氣化爐爐前料倉的原料經密封給料系統加入上吸式氣化爐,與爐底通入的空氣發生熱解氣化反應,生成生物質燃氣和木炭,木炭由炭收集系統冷卻后排出收集。氣化爐出口燃氣溫度約 150-200。燃氣燃燒及供熱:燃氣經燃氣增壓風機加壓后
294、就近送往生物質燃氣鍋爐燃燒供熱。生物質鍋爐前面設置絕熱燃燒室,確保生物質燃氣的穩定及低氮燃燒??刂迫紵郎囟燃s 1100,絕熱燃燒室出來的未完全燃盡的煙氣送入蒸汽鍋爐補燃燃盡。上吸式固定床氣化爐出口燃氣溫度較低,燃氣中的液態焦油含量較高,故生成的燃氣首先經慣性除塵器除去其含有的大量焦油,焦油收集后噴入蒸汽鍋爐燃燒。燃燒產生的熱量用于生產蒸汽(1.2MPa 飽和蒸汽),蒸汽送往木材加工生產線利用。木炭的收集及利用:氣化爐產生的木炭含碳量約 75-80%,經炭冷卻螺旋輸送機冷卻后通過炭輸送系統輸送至炭倉庫,然后打包,用于制備活性炭或者燒烤炭。四、主要設備本項目主要設備有:上吸式固定床氣化爐、生物質燃
295、氣鍋爐。輔助系統設備有:慣性分離器、生物質炭冷卻螺旋輸送機、給料系統設備、炭收集系統設備、循環冷卻水系統設備、鍋爐給水系統設備、蒸汽管網、生物質炭加工設備等。主要的建筑有:氣化車間、鍋爐房、原料廠房、炭倉庫、控制室。53云南西雙版納生物質氣化替代天然氣(煤)供熱項目五、經濟性分析按鍋爐額定蒸發量為 4t/h 計,該項目年原料消耗費用 300 萬元,年設備維修費用 8 萬元,年人工費 72 萬元,年運行水、電及其他費用 70 萬元,合計年運行費用 450 萬。年木炭銷售收入340 萬元,若采用天然氣供熱,則年運行費用 560 萬元,采用生物質燃氣替代天然氣(煤)供熱可每年為企業節省 450 萬元
296、。六、商業運營模式本項目由西雙版納宏興木制品有限責任公司投資與運營,采用合肥德博生物能源科技有限公司的生物質氣化設備,并由合肥德博生物能源科技有限公司負責安裝與調試。生產的蒸汽供西雙版納宏興木制品有限責任公司廠區自用,生物質炭企業經加工生產成燒烤炭和活性炭出售。七、存在的問題當前,本項目采用的氣化爐為上吸式固定床氣化爐,氣化爐出口燃氣溫度較低,燃氣中的焦油含量較高,采用慣性分離器分離出焦油后送入鍋爐焚燒。木質焦油是良好的化工原料,其附加值很高,簡單、粗獷的回爐燃燒造成了資源浪費。建議開發木質焦油的利用新技術,進一步提高項目經濟效益,利于為此類項目的推廣。54第七章 生物天然氣典型案例生物天然氣
297、是以農作物秸稈、畜禽糞污、餐廚垃圾、農副產品加工廢水等各類城鄉有機廢棄物為原料,經厭氧發酵和凈化提純產生的綠色低碳清潔可再生的天然氣,同時厭氧發酵過程中產生的沼渣沼液可生產有機肥。我國長期以來沼氣發展以農村戶用沼氣為主,自上世紀 70 年代以來,經歷了 40 多年的發展,而生物天然氣產業發展不足 10 年。2016 年 12 月習近平總書記在中央財經領導小組第十四次會議上做出解決大規模畜禽糞污處理和資源化“要以沼氣和生物天然氣為主要處理方向,以就地就近用于農村能源和農用有機肥為主要使用方向”的重要指示;在 2017 年 5 月國務院辦公廳印發關于加快推進畜禽養殖廢棄物資源化利用的意見以后,國家
298、發改委和農業農村部利用農業農村“五大綠色發展行動”為抓手,通過整縣推進項目,在全國范圍內推動規?;笮驼託夤こ毯鸵幠;锾烊粴夤こ探ㄔO,形成了良好的發展基礎和態勢。在沼氣生物天然氣產業發展過程中,逐漸形成了多種原料底物的沼氣工程,如以秸稈、畜禽糞污、城鄉生活垃圾及混合原料為底物的沼氣工程都已具備工程先進性。各地規?;锾烊粴馐痉俄椖砍浞掷蒙飶U棄物為原料,生產沼氣和有機肥,符合國家產業政策,具較好的環境效益和社會效益。案例 18 廣西神州環保產業控股集團有限公司海南(澄邁)生物天然氣項目一、項目概況海南(澄邁)生物天然氣項目位于海南省澄邁縣老城經濟開發區,是集中處理市政、農業、畜禽有機廢
299、物于一體的綜合性項目。該項目采用“高效預處理+厭氧消化”工藝對各類有機廢棄物進行處理產生沼氣,經脫硫后一部分用于發電,一部分進一步提純凈化達到天然氣標準要求,生產生物天然氣;產生的沼渣、沼液作為綠色有機肥反哺生態農業。項目總處理規模為 1500 t/d 城鄉有機固體廢棄物(600 t/d 餐廚垃圾、200 t/d 廚余垃圾、60 t/d 廢棄油脂、500 t/d 市政糞便、100 t/d 畜禽糞便、60 t/d 農作物秸稈)和 600 t/d 垃圾焚燒廠產生的垃圾滲濾液。據統計,項目已累計處理各類有機廢棄物 146.42 萬噸,已累計生產生物天然氣 2987 萬立方米,所生產的生物天然氣全部應
300、用在城市公共交通運輸和環衛運輸;已累計生產清潔電能 544.63 萬千瓦時,所產電量首先滿足自用,余電上網。項目不僅為澄邁縣政府解決了當地城鄉有機廢棄物處置的難題,而且還為??谑星鍧嵞茉垂幌到y建設和澄邁縣生態有機農業建設提供了基礎條件,被譽為海南省資源節約型、環境友好型的標志性工程,被農業部授予全國首批“畜禽養殖廢棄物資源化利用集中處理示范基地”,為全國其他城市提供可借鑒、復制的成熟樣板。一壺濁酒喜相逢,古今多少事,都付笑談中。55廠區整體外觀(一期)廠區整體外觀效果圖(二期在建)二、技術路徑項目采用“高效預處理+厭氧消化”工藝對各類有機廢棄物進行處理產生沼氣,經脫硫后一部分用于發電,一部分
301、進一步提純凈化達到天然氣標準要求,生產生物天然氣;產生的沼渣、沼液作為綠色有機肥反哺生態農業。(一)原料預處理1、餐廚垃圾預處理本項目餐廚垃圾預處理采用“原料接收+自動分選+固液分離+水力除渣+瀝水提油”工藝路線。預處理過程產生的雜物、固渣等統一送至??谑猩罾贌龔S進行焚燒處理。餐廚垃圾預處理車間2、廢棄油脂預處理本項目廢棄油脂預處理采用“原料接收+大雜分離+中雜清除+懸浮雜質清除+三相分離+成品暫存”工藝路線。56廢棄油脂預處理車間3、廚余垃圾預處理廚余垃圾預處理采用“物料接收+破碎篩選+破碎分離+固液分離+除砂除雜”工藝路線。廚余垃圾進入卸料間后,經粗破碎后進行大物質篩分,再進行生物質
302、破碎分離,渣料進行固液分離出大物質,統一收集外運焚燒廠;漿料進一步進行除砂、除雜處理后輸送至厭氧發酵系統。廚余垃圾預處理設備4、市政糞便預處理市政糞便進入卸料大廳后,通過密閉快速對接裝置卸入卸糞槽,經粗格柵將大顆粒的物料分離去除,分離后物料再進入除雜除砂設備,將大塊重物和懸浮雜質與糞便分離。經除雜除砂后糞液自流至出水池,再由泵輸送至厭氧均質罐。57市政糞便預處理車間5、農業廢棄物預處理農業廢棄物經專用運輸車輛運至廠內,稱重后運至預處理車間內,卸入料池,通過攪拌器進行調勻攪拌,然后送入厭氧發酵段。(二)厭氧發酵本項目采用“濕式+中溫”的厭氧發酵工藝,采用完全混合厭氧發酵罐(CSTR)。經預處理后
303、的漿料送至厭氧進料罐進行調配,調配好的物料輸送至厭氧消化罐內進行厭氧消化,產生的沼氣進入沼氣凈化及綜合利用系統。其中,1#厭氧消化罐的消化剩余物送至脫水車間進行固液分離,經脫水后的沼液進入??谑蓄伌簬X垃圾滲濾液處理站進行處理,脫水后的沼渣定期清運至??谑猩罾贌l電廠焚燒處理;2#厭氧消化罐(農業廢棄物厭氧消化罐)的消化剩余物作有機肥回用農業。沼氣(提純、暫存)處理區58(三)沼氣凈化及發電本項目厭氧發酵產生的粗沼氣,采用“生物脫硫+干法脫硫”進行脫硫后進入沼氣柜貯存。經脫硫后的沼氣,一部分用于廠內沼氣鍋爐及沼氣發電自用,剩余部分再凈化壓縮后外售。項目設置2 套沼氣凈化設施,包括 1 套
304、Malmberg 高壓水洗沼氣凈化設施和 1 套膜提純壓縮設施,為并列運行模式。經凈化提純制得的甲烷氣稱為生物天然氣,達到車用壓縮天然氣(GB18047-2000)標準,可通過調壓計量系統,作為管道燃氣使用,也可通過后續天然氣壓縮機得到高壓氣體供汽車加氣。三、經濟性分析1.一次性投入費用項目一、二期總投約 2.5 億元,三期總投約 2.6 億元,資金需要在建設期全部到位。正常情況下,項目建設期大約一年,但因前期出現融資難且融資費用偏高問題,資金遲遲不能到位,導致項目一、二期建設期偏長。此類項目前期一次性投入較大,對投資主體會是較大的資金壓力。2.投資回收周期根據項目目前運營情況,項目在政府給予
305、了一定補貼的基礎上,估計投入的自有資金的回收期約為 8-9 年。3.應用效益情況項目因得到政府政策的大力支持,同時憑借良好的商業模式及先進的管理水平,二期項目建成后第三年基本實現了盈虧平衡。近三年隨著原料愈發充足,項目產能飽和甚至超負荷運行,近三年年均營業收入達 9000 多萬元,年均凈利潤 1000 多萬元。此類項目為基礎設施項目,前期投入大,目前國內大部分類似項目盈利能力欠佳,運營多年后仍處于保本微利甚至虧損狀態,所以項目必須有相應政策支持才能正常運營。四、商業運營模式項目按照“廢棄物+清潔能源+有機肥”三位一體技術路線,以生物天然氣(沼氣)工程為紐帶,在環保、能源、交通、市政、農業和畜牧
306、業之間建立起循環經濟的發展橋梁,通過創新城鄉廢棄物多元集中綜合處理,統籌構建區域共享的城鄉廢棄物資源化處理平臺,有效破解城鄉廢棄物“資源利用率低”“選址鄰避效應”“項目難盈利”等痛點和難點。項目生產清潔生物天然氣、電力與綠色有機肥,生物天然氣作為城市交通燃料或居民、工業燃氣;沼氣發電及余熱首先滿足項目生產的用電用熱需求,余電并網上網;沼渣沼液作為綠色有機肥反哺生態農業,實現當地廢棄物治理、清潔能源和有機肥供應、城鄉一體化協調發展。項目通過創新廢棄物處理經濟補償機制,率先在國59家支持的生物天然氣示范項目中實現了盈利,創造了經濟、社會、環境同步發展的“海南模式”,為項目推廣復制提供了典型樣板。五
307、、效益分析項目已穩定運營 8 年左右。據統計,項目已累計處理各類有機廢棄物 146.42 萬噸。其中,餐廚垃圾 49.56 萬噸,市政糞便 42.32 萬噸,垃圾滲濾液 34.07 萬噸,畜禽糞便 14.85 萬噸,其他農業廢棄物 5.41 萬噸。處理了以??跒橹行?,半徑 50 公里范圍 80%以上城鄉有機廢物。項目已累計生產生物天然氣 2987 萬立方米,相當于等量減少了傳統化石天然氣(約相當于 4.98 萬噸標煤)的使用,所產的生物天然氣全部應用在城市公共交通運輸和環衛運輸。六、推廣前景1、適用范圍該模式適宜在全國進行推廣,本項目模式能夠成功應用的基礎條件有:(1)項目建設地社會經濟和環境
308、發展目標相一致,即當地有強烈的需求且政治意愿強烈;(2)在項目具有經濟性的運輸距離范圍內(一般是 50 km 范圍內)有足夠的有機廢物量,能夠保證項目原料充足;(3)城鄉綜合聯動且相當一部分原料有經濟補償機制(特別是市政類廢棄物);(4)終端產品應用因地制宜,且有長期合同保障。2、推廣障礙(1)上游原料收集成本高。原料來源分散、涉及多個部門管理、統籌協調難度大;此外,我國尚未建立完善“污染者付費”機制,企業需要自行購置原料,造成生物天然氣生產成本居高不下。(2)不同于國外以青儲原料為主,目前針對國內多種來源原料的特點,高效的干法厭氧發酵技術尚屬空白,這在很大程度上影響了處理效率和沼氣產生率;此
309、外,目前我國生物天然氣生產關鍵設備和成套設備基本都要依靠進口,從而降低項目整體效益。(3)行業相關標準體系不完善。產品指標標準、節能減碳核算標準、產品使用補貼標準等相關標準尚不完善,從而影響產品使用,“誰處理、誰受益”有償處理機制也難以建立,更是影響終端產品的市場競爭力、項目可持續穩定運營和生物天然氣減污降碳屬性的價值化、貨幣化。(4)項目落地實施和產業發展相關政策不夠完善。土地、資金、稅收、補貼、市場終端等支持政策體系尚未建立,無法形成突破成本、可持續性的回報機制,產業發展總體不景氣。60七、可借鑒的經驗1、創新城鄉廢棄物收集模式,統籌構建區域共享、多元處理平臺,實現各類廢棄物集中規?;幚?/p>
310、。因地制宜,將海南全省作為一個大城市來統籌規劃,打破傳統廢棄物各市縣單獨建設、單一處理格局,推動共建共享,實現城鄉各類廢棄物多元集中規?;幚?。海南澄邁城鄉廢物資源化能源化利用綜合體通過將??谑泻统芜~縣市政有機廢棄物、農業有機廢棄物以及工業有機廢棄物集中跨行政區域綜合處理,將原本需要建設三個甚至是五個廢棄物處理項目集中在一個規?;椖可?,減少項目建設點,規?;?、集中化實現資源有效配置,有效降低項目投資 60%,從而大大降低單位廢棄物處理成本。項目逐步由單一廢棄物原料處理(1.0 版)到城鄉廢棄物集中綜合處理(2.0 版)的跨越,再到城鄉廢物綜合處理最佳方式生態循環產業園(3.0 版),在園區內
311、形成環環緊扣、相互支撐、低耗高效的城鄉固廢協同處理與生態保護一體化的綜合產業鏈,有效降低分散處理帶來的環境污染風險及鄰避輿情,從而實現規模效益、資源利用率、環境效益和可持續性管理最大化。該模式創新的農業廢棄物和市政廢棄物集中處理為全國首創,全國各級政府及行業主管部門已多次到項目地參觀考察,已被諸多城市學習借鑒。2、創新發展模式,PPP 模式,政企合作,激活產業鏈。項目建設過程承擔了財政部兩項 PPP試點項目,政府通過市場機制引入專業化、社會化環境污染治理第三方企業,通過 PPP 模式,授予企業特許經營權,把廢棄物資源化處置項目作為環保公用基礎設施交由特許經營企業投資建設運營,由企業負責建立廢棄
312、物的“收集運輸處置”一體化運行模式,政府統籌監管,并按項目廢棄物處理量支付廢棄物收運處理費,有效解決了項目原材料集中度不夠所帶來的原材料保障程度低、收集成本高、項目經濟性差的共性問題,在兩項財政部 PPP 示范項目的支持下,項目單位生物天然氣原料獲取的成本由原來的 2.65 元/m3降低為 0.87 元/m3,使項目成為全國首批實現盈虧平衡的廢棄物資源化生產生物天然氣項目。3、創新廢棄物資源化產品利用模式,改變傳統沼氣低值利用方式,是全國首個“城鄉廢棄物”到“車用生物天然氣”應用示范。海南澄邁城鄉廢物資源化能源化利用綜合體利用當地城鄉有機廢棄物資源化生產生物天然氣,將生物天然氣作為清潔能源應用
313、在??诠步煌碍h衛垃圾收運領域,不僅提高了沼氣的高效高值利用,而且替代傳統化石燃料使用,有效減少汽車尾氣排放,極大改善城市空氣質量和城市生態環境。該模式將廢棄物厭氧發酵產生沼氣提純作為車用清潔燃料為全國首創,改變了傳統沼氣低附加值利用瓶頸。4、創新沼氣多元化利用途徑,開拓沼氣提純、沼氣發電協同利用新思路。沼氣提純和沼氣發電是當前沼氣高價值利用的兩個重要途徑,項目通過兩種利用方式相互配合、調節,實現項目運營效益最大化。沼氣提純生物天然氣一部分滿足廠區自有餐廚垃圾收運車燃氣需求,其余大部分通過與中石油合作自建加氣站直供終端公共交通運輸車輛。沼氣發電所產電量首先滿足廠區自用電需求,61余電并網上網
314、,同時回收發電機組余熱產生的蒸汽滿足項目前端餐廚廢棄物預處理用熱需求。項目通過沼氣提純、沼氣發電組合實現廠區能源自供自給,為全國首創。案例 19 中電建生態環境集團有限公司河南蘭考儀封生物天然氣項目一、項目概況河南蘭考儀封生物天然氣項目位于河南省蘭考縣儀封鎮,建設規模為日產沼氣 5 萬 Nm,日產生物天然氣 2.5 萬 Nm。項目投產后,年產生物天然氣 912.5Nm、沼氣 1825 萬 Nm,年產固體有機肥 3.2 萬噸、液體有機肥 5 萬噸、沼液肥 20 萬噸。二、資源背景蘭考縣糧食產量近年來基本維持穩定,2021 年農作物播種面積 12.25 萬公頃,糧食作物播種面積 9.32 萬公頃,
315、糧食產量 51.83 萬 t,各種農作物秸稈總量達 85.3 萬 t,其中,小麥秸稈產量44.5 萬 t、玉米秸稈產量 28.4 萬 t、豆類秸稈產量 0.9 萬 t、紅薯秸稈產量 1.4 萬 t,棉花秸稈產量 0.3萬 t,油料作物秸稈產量 9.8 萬 t。根據蘭考縣玉米種植面積及秸稈畝產,對蘭考縣不同鄉、鎮、街道辦的黃貯秸稈和青黃貯秸稈產量進行測算,全縣黃貯秸稈的理論產量共約 131 萬 t/a,青黃貯秸稈產量 167.5 萬 t/a。生物天然氣蘭考項目原料收集半徑 10km 范圍內,黃儲秸稈可利用量達 11.4萬 t,青儲秸稈可利用量達 14.7 萬 t/a。蘭考縣畜禽養殖規模較大,據統
316、計數據顯示,2021 年豬存欄量 39 萬頭,雞鴨存欄量 1700 萬只,牛存欄量 3.1 萬頭,羊存欄量 102 萬只,驢存欄量 2.1 萬頭。畜禽糞便年產生量達 187 萬 t。對蘭考縣目前實際養殖規模進行調研,蘭考縣規?;B殖存欄量共計 431 萬只,糞污產量 51.7 萬 t/a,可收集量約 41.4 萬 t。制氣項目對畜禽糞便需求量為 20.4 萬 t/a。河南蘭考儀封生物天然氣項目鳥瞰圖62三、技術路徑該項目全套引進德國技術、德國工藝,主要采用“預處理+厭氧發酵+沼氣凈化提純+CNG 壓縮”為核心的工藝技術,以畜禽糞污和玉米秸稈為原料,原料經過預處理去除雜質,進入均質攪拌罐中均質化
317、,以便泵入厭氧發酵罐,在發酵罐內進行為期約 45 天的中溫厭氧發酵,產生的沼氣進入沼氣提純系統,經過脫水、脫硫、脫碳之后,得到生物天然氣。發酵罐內消化液部分回流至均質攪拌罐循環利用,剩余產物經固液分離,分離出沼渣和沼液。沼渣制成固體有機肥外售,沼液一部分制成液態有機肥外售,另一部分進入沼液儲存池儲存,最終還田。1、原料預處理項目采用的是混合進料方式(秸稈濕式進料),即將秸稈和畜禽糞便充分混合達到均質化狀態,使物料具有較好的流動性,然后通過泵將物料輸送至各厭氧發酵罐內。2、混合厭氧發酵項目采用完全混合厭氧反應器(CSTR)發酵工藝,發酵罐內設有攪拌器,使物料體系達到均質狀態并與菌種充分接觸。發酵
318、溫度采用中溫發酵,利用罐內加熱盤管為原料增溫,同時發酵罐外部做有保溫,大大提高了產氣率?;旌蠀捬醢l酵工藝水力停留時間可達 45 天,有機物生物降解率達 90%。沼氣厭氧發酵系統3、沼氣凈化提純項目采用的凈化提純方法為脫水+活性炭吸附脫硫+變壓吸附(PSA)脫碳。粗沼氣先通過壓縮升溫再降溫的方式脫水,然后通過裝有活性炭填料的脫硫罐去除硫化氫雜質,最后進入變壓吸附罐,利用不同壓力條件下碳分子篩對甲烷和二氧化碳的選擇性吸附,去除二氧化碳。63沼氣凈化提純系統4、沼液沼渣綜合利用厭氧發酵的剩余產物,經過固液分離,形成沼渣和沼液。沼渣保持了厭氧發酵產物中除去氣體外的所有成分,同時由于微生物菌團和未完全分
319、解原料的加入,使沼渣具有獨有的特性。沼渣通過堆肥和造粒,制成固體有機肥,可作為農田基肥使用。沼液是有機物質經過厭氧發酵后的液態殘留物,是一種優質的有機物。本項目針對不同市場用戶群體,生產兩種液體有機肥:液體有機肥和普通沼液肥。液體有機肥通過熬合、攪拌、過濾、灌裝等工序濃縮制成,可作為高效的農田追肥,普通沼液肥則不需作特殊處理,可以直接施用。液體有機肥生產裝置四、經濟性分析項目建設總投資為 29797.77 萬元,運營期 20 年預計產生總成本為 103824.67 萬元,其中固定成本為 51363.17 萬元、可變成本為 52461.5 萬元。以 8%為基準率,項目全投資財務內部收益率為8.3
320、9%,投資回收期10.34年;項目資本金財務內部收益率11.29%,靜態投資回收期為12.5年,64動態投資回收期 16 年。根據項目運營情況,項目需逐步提產,達產后方能進入盈利狀態并逐年遞增。五、商業運營模式1、流轉土地種植,減低秸稈原料成本配套生物天然氣項目,流轉相關土地,引進第三方合作種植,不但可以極大地緩解秸稈收儲壓力,降低秸稈成本,保障秸稈原料安全;同時配套流轉土地可解決項目部分沼液消納,也可用于固態肥、液態肥的試驗和提升,為拓展有機肥銷售市場提供真實可靠的實驗數據,對建設綠色、循環、低碳的生態農業,加快打造電建肥業優質綠色品牌具有良好的先行示范作用。2、利用政策資金,保障畜禽糞污原
321、料充分發揮畜禽糞污資源化利用整縣推進項目政策性資金支持,推進啟動畜禽糞污收集及運輸等前端鏈條體系建設,購買相關畜禽糞污處理前后端設備、建設畜禽糞污收集點,作為蘭考生物天然氣項目配套的實施方案。3、氣入市政管網,生物天然氣全額消納項目建設初期,生物天然氣消納主要依靠 CNG 槽車點供和建設 CNG 加氣站消納方式。由于目前 CNG 銷售市場受季節影響及 CNG 加氣站銷售不理想等因素,生物天然氣無法做到全季節性全消納。蘭考公司積極調整思路,利用“氣化蘭考”為契機,對接蘭考當地天然氣銷售企業,并入管道天然氣市政管網,完成生物天然氣全額消納目標。4、結合綠色種養,生態農業提供肥料依托河南省綠色種養循
322、環農業試點項目,圍繞全面推進鄉村振興,加快推動農業綠色低碳發展,助力 2030 年碳達峰、2060 年碳中和,堅持系統觀念,促進綠色種養、循環農業發展,力爭通過 5 年(2021 2026 年)試點,成為縣域內糞肥還田利用專業化服務主體。通過蘭考縣農業部門的資格申報遴選,蘭考公司已納入綠色種養循環農業試點企業,蘭考公司以試點企業為切入點積極打造高品質有機肥產品,提高農產品附加值,進一步推動當地農業綠色高質量發展。六、效益分析1、經濟效益項目達產后年產生物天然氣 912.5Nm/年,固體有機肥 31966t/a,液體有機肥 50000t/a,預計達產后產品的年銷售收入為:生物天然氣 3194 萬
323、元/年,固體有機肥 2557.3 萬元/年,液體有機肥 1180 萬元/年,年營業收入 6931 元,總成本費用 6007.8 萬元,利潤總額 923.2 萬元,資本金利潤率 28.68%,投資利稅率 6.10%,投資利潤率 5.74%。2、環保效益65該項目每年處理秸稈 3 萬 t,處理糞污 20 萬 t,年減排二氧化碳 6 萬噸。七、項目適用場景該技術適用于中大型沼氣工程、規模養殖場處理糞污配套的沼氣工程、畜禽糞污第三方處理企業、農村有機垃圾整縣推進項目的實施單位及以沼渣沼液為經營目標的沼氣站等。目前項目主要受上游畜牧產業工藝、糞污處理基礎設施投入不足的影響,下游產品沼渣制肥受肥料產業政策
324、限制較多,沼液消納受農業產業規模、配套設施及運輸成本影響。此類項目受到地域氣候、環境因素等影響較小。八、可借鑒的經驗1、秸稈收購采用“第三方”模式通過第三方模式收購秸稈,第三方組織低收入群眾參與原料收集,讓利于民,提高廣大群眾原料收集的積極性。同時項目公司積極引導政府加大對秸稈焚燒、養殖糞便污染的處罰力度,推動秸稈、農產品加工廢棄物等市場化處理進程。2、推進廢棄物處理定價機制的完善積極引導政府完善廢棄物處理定價機制,將生物天然氣項目納入政府環保補貼、大氣治理及生態補償目錄,加大對相關企業廢棄物處理的環保補貼力度,減少企業原料采購與處理成本。對超過一定規模的生物天然氣項目原料收儲給予補貼,并根據
325、市場、地域、原料類型實行政府定價收購制度。3、推動制定農業廢棄物處理標準積極引導當地環保部門制定農業廢棄物處理標準,將農業廢棄物資源化處理納入新農村建設規范。規范畜禽糞污、工業有機污水/污泥、農產品加工廢棄物及秸稈等農業廢棄物的收儲與處理技術標準。4、國內已投產的生物天然氣項目較少,在國內仍屬于新興業務,項目的生產運行暫無成熟的經驗可借鑒,因此在項目投產前至少半年的時間開展生產籌備工作,主要從:原料的準備、人員配置級培訓、制度標準體系建設、生產物資準備、產品銷售準備等方面籌備,為后續成功完成項目調試,順利接手項目生產運行,長期安全穩定運行奠定堅實的基礎。案例 20 三河市盈盛生物能源科技股份有
326、限公司規?;锾烊粴忭椖恳?、項目概況規?;锾烊粴忭椖课挥诤颖笔∪訃肄r業科技園區內,總投資 2 億多元,占地 109 畝,是“十三五”期間國內單體投資最多、規模最大、技術含量最高的生物天然氣示范項目,項目以農66作物秸稈、畜禽糞污等農業固廢為原料,采用國際先進設備和國際領先的厭氧發酵、纖維素預水解技術,通過厭氧發酵生產生物天然氣和生物有機肥,生產全過程無廢氣、廢水、廢液排放,真正實現了有機廢棄物的資源化利用。實現規?;a后年可消納農作物秸稈 11 萬噸、畜禽糞污等其它有機廢棄物20萬噸,年減排二氧化碳10萬余噸,日產生物天然氣1.8萬立方米(年產657萬立方米)、有機沼肥 5 萬噸,
327、實現年銷售收入超 4000 萬元。盈盛生物生產的優質可再生清潔能源,主要用于廠礦企業生產性清潔用能、單位清潔取暖和出租車輛使用。生產的優質有機固體和液體沼肥,為區域內農業生產的化肥減量替代、改良土壤和發展優質高效綠色農業提供了支撐。廠區俯視圖 廠區一角二、技術路徑項目以農作物秸稈、畜禽糞污等農業固廢為原料,引進國際最先進的兼氧纖維素水解預處理技術、CSTR 厭氧發酵技術和三級膜提純技術,建設 3 套水解系統,9 座一體化 CSTR 厭氧發酵罐(每座容積 3170 立方米),配套 3 套固液分離系統,1 套沼氣凈化系統,1 套固態和液態有機肥生產線,原料經纖維素預水解、CSTR 中溫厭氧發酵、三
328、級膜提純等過程生產生物天然氣,甲烷回收率達到 98%以上;沼渣、沼液經過固液分離,大部分沼液回流循環使用,多余沼液生產液態有機肥。分離出來的沼渣生產生物有機肥。三、經濟性分析本項目總投資 11280.62 萬元,其中利用中央投資 4500 萬元,剩余 6780.62 萬元為企業自籌。本項目主要產品為車用燃氣、有機肥,估算正常年份銷售收入 3826.8 萬元,總成本 2700.5 萬元,凈利潤 1126.3 萬元,利潤率 29.4%,投資回收期 6 年。四、商業運營模式公司主要運營模式為城鄉有機廢棄物收集處置及服務,生物天然氣的生產銷售以及有機肥生產銷售。67五、效益分析1、經濟效益項目年產生物
329、天然氣 657 萬立方米、有機沼肥 5 萬噸,可實現生物天然氣營收 1576.8 萬元,有機肥 2250 萬元。2、環保效益截止到目前該項目已經穩定運行 6 年,累計消納農作物秸稈 39 萬噸、畜禽糞污等其它有機廢棄物 70 萬噸,產生物燃氣 2500 多萬方、有機沼肥 16 余萬噸,減排二氧化碳 33 萬余噸。六、當地支持政策在規?;锾烊粴忭椖拷ㄔO初期,三河市政府委托金創投資有限公司管理的產業引導基金,支持項目地方扶持資金 2820 萬元;目前,三河市地方財政給予秸稈收儲運和處置費補貼。七、可借鑒的經驗一是該項目主推農作物秸稈+畜禽糞便能源化利用模式,內容包括有機廢棄物的收集、儲存和預處
330、理;厭氧消化過程;沼氣的凈化、儲存和利用;沼渣和沼液生產固體或液體有機肥料及生物活性肥料。形成“種植養殖能源種植”的閉路生態循環,實現生態與經濟的良性循環。二是建立秸稈及糞污收儲運體系。秸稈方面,成立三河市坤德農業科技發展有限公司,投資近4000 萬元采購先進的農作物秸稈收儲運設備,同時設立多個秸稈收儲點,秸稈就近收儲,然后集中轉運至生物天然氣項目消納利用。建立以“企業為主體+經紀人模式+村委會模式+農戶參與”的秸稈收儲模式,探索“以秸稈換收割模式”,降低農民糧食收割成本;探索“以秸稈換有機肥”、“以秸稈換生物天然氣”等模式,進一步降低秸稈收儲成本,提高秸稈綜合利用率,從源頭上解決了秸稈污染問
331、題。畜禽糞污方面,項目與多家養殖企業簽訂糞污供貨協議,由項目采用全密閉吸糞車定期去養殖場收取糞污,養殖場向項目支付一定糞污處理費用。購置秸稈收儲運設備68案例 21 乳山國潤中恒能環境治理有限公司生物天然氣項目一、項目概況乳山國潤中恒能環境治理有限公司成立于 2018 年 1 月,注冊資本 3010 萬元,是四川發展中恒能環境科技有限公司的全資子公司,主要負責投資、建設、運營乳山市有機廢棄物綜合處理項目。項目位于山東省威海市乳山市南黃鎮,總投資 9900 萬元,占地 40 余畝,設計處理規模 500 噸/天,采用四川發展中恒能獨有厭氧發酵技術協同處理畜禽糞污、屠宰污泥、水果污泥、滸苔等,發酵產
332、生沼氣、沼渣和沼液,其中沼氣發電上網、沼液灌溉農田、沼渣生產有機肥。乳山項目鳥瞰圖二、技術路徑項目采用“中溫厭氧+沼氣凈化+發電并網+制有機肥”的工藝路線,主要建設內容包括滸苔青儲系統、原料預處理設施、厭氧反應器、沼氣凈化儲存系統、沼氣發電系統、有機肥生產系統等,充分發揮治污、供能、發展生態農業三大功能。項目建設 2 個 6000 立方米的厭氧發酵罐,最高產氣量達 2.8 萬方/天,容積產氣率大于 2.3,達到世界先進水平。三、商業運營模式乳山國潤中恒能環境治理有限公司生物天然氣項目的運營模式是以生物質燃氣生產和供應為主,同時發展發電業務和肥料生產業務。該項目在 2020 年獲得了中央補貼資金
333、的支持,每度電補貼 0.14 元。該項目的運營模式具有多元化收益和低碳環保的特點。四、效果分析項目產生沼氣發電上網,相當于每年減少近1萬噸標煤;產生有機肥每年可替代近 5000 噸化肥,創造了良好的經濟效益、社會效益、生態效益,有力助推碳達峰、碳中和目標實現,為乳山市“鄉69乳山項目工藝流程圖村振興”保駕護航。得益于強大技術優勢,項目攜手乳山市政府,按照“一企+四區”循環發展模式,實現了以農業為基礎的物質循環、能量循環、產業循環,成為周邊 50 公里范圍內的有機廢棄物處理中心,構建起“畜、沼、農”綠色生態循環體系,打造出種養循環示范區,輻射帶動 8000 余畝土地,直接創造工作崗位 100 余個,間接帶動就業 250 余人。五、技術優勢該項目采用四川發展中恒能獨有的無機械攪拌全混料厭氧發酵技術,容積產氣率達到世界先進水平,獨特的厭氧設備結合特有菌種可適應多種原料和極端環境,終生免開罐維護的