0、引言
我國是世界上第二大能源消費國，能源結(jié)構(gòu)以煤為主，大量使用化石能源給環(huán)境造成了巨大壓力，大力發(fā)展可再生能源可以在一定程度上緩解對環(huán)境的壓力。因而，我國制定加快推進秸稈發(fā)電的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展政策。發(fā)展秸稈發(fā)電產(chǎn)業(yè)是解決秸稈焚燒，改善城鄉(xiāng)環(huán)境，促進生態(tài)良性循環(huán)的要方法。國家電網(wǎng)公司、五大發(fā)電集團等大型國有、民營企業(yè)紛紛投資秸稈發(fā)電建設(shè)。截至2007年底，國家和各省發(fā)改委己核準項目87個，總裝機規(guī)模220萬kW。全國已建成投產(chǎn)的秸稈直燃發(fā)電項目超過15個，在建項目30多個。
秸稈發(fā)電在發(fā)達國家已經(jīng)廣泛應(yīng)用，其中廣泛應(yīng)用的振動爐排直燃鍋爐技術(shù)已經(jīng)非常成熟的，而我國生物燃料產(chǎn)業(yè)還處于起步階段，暴露出不少問題急需解決，尤其是在構(gòu)建秸稈收購系統(tǒng)、燃燒技術(shù)和政策方面跟國外還有較大的差距。
農(nóng)作物秸稈其實也是一種很好的資源，如果可以其中回收經(jīng)
秸稈粉碎機粉碎然后再經(jīng)過
秸稈壓塊機、
秸稈顆粒機、飼料顆粒機壓制成生物質(zhì)燃料飼料供燃燒和牲畜食用不是也是一個兩全其美的方法么，而且，如果拿到外面銷售老百姓也可以增加收入。
1、秸稈發(fā)電技術(shù)概述
1.1秸稈發(fā)電的主要類型
秸稈發(fā)電主要分為直接燃燒發(fā)電及氣化燃燒發(fā)電兩種類型。直接燃燒發(fā)電與燃煤發(fā)電十分相似，兩者都是燃料在鍋爐內(nèi)燃燒產(chǎn)生蒸汽，驅(qū)動汽輪機發(fā)電。秸稈氣化發(fā)電是先將秸稈等轉(zhuǎn)化為可燃氣，再利用可燃氣推動燃氣發(fā)電設(shè)備進行發(fā)電。氣化工藝分固定床和流化床兩大類，國外正在開發(fā)高壓流化床工藝。燃氣發(fā)電主要是采用內(nèi)燃機發(fā)電系統(tǒng)、燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)和燃氣．蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)三種方式，目前發(fā)達國家主要是研究第三種方式。這種系統(tǒng)發(fā)電效率比較高，但投資額也比較大。國內(nèi)己建成的一些項目證明，氣化發(fā)電是分散利用秸稈能的有效手段，比較適合于我國當前的經(jīng)濟水平和農(nóng)村能源發(fā)展現(xiàn)狀。
1.2秸稈氣化發(fā)電技術(shù)特點
秸稈氣化發(fā)電規(guī)模一般小于5 MW;秸稈直燃發(fā)電通常采用中溫中壓鍋爐或高溫高壓鍋爐，規(guī)模一般小于30 MW;秸稈混燃發(fā)電廠大多由火電廠改造而成的，例如國內(nèi)第一臺老機組秸稈和煤粉混合燃燒發(fā)電改造項目是十里泉發(fā)電廠引進丹麥的秸稈發(fā)電技術(shù)對一臺140 MW機組進行改造，其設(shè)計的秸稈最大摻燒比例為20%輸入熱量。
1.3秸稈直接燃燒發(fā)電技術(shù)特點
直接燃燒發(fā)電技術(shù)適于現(xiàn)代化大農(nóng)場或大型加工廠的廢物處理，在我國適合于秸稈資源豐富的地區(qū)：秸稈氣化發(fā)電具有投資少，發(fā)電成本較低，靈活性好的特點。小型秸稈氣化發(fā)電技術(shù)適合于對缺電、缺油的農(nóng)村和偏遠的山區(qū)，中型秸稈發(fā)電技術(shù)適合于農(nóng)村、農(nóng)場、林場的照明用電，尤其適用于有加工剩余物的農(nóng)林加工廠、糧食加工廠的自身供電。秸稈混燃發(fā)電是在現(xiàn)有煤電廠基礎(chǔ)上改造而成，具有投資成本低、發(fā)電效率高的優(yōu)點，適合于己有發(fā)電廠、秸稈資源豐富的平原地區(qū)。
秸稈燃料的特點是高氯、高堿、高揮發(fā)分、低灰熔點等，容易腐蝕鍋爐，產(chǎn)生結(jié)渣、結(jié)焦等。直接燃燒發(fā)電的鍋爐主要根據(jù)燃燒方式分成固定床和流化床：固定床燃燒方式多采用往復(fù)式爐排、振動爐排、鏈條式爐排等爐型；流化床燃燒方式多采用流化床、循環(huán)流化床等爐型。在大型秸稈直燃鍋爐上多采用振動爐排，往復(fù)式爐排及鏈條式爐排使用較少，因為振動式爐排活動件較少，動作時間短，控制簡單。國能投產(chǎn)的7臺秸稈直燃鍋爐都是引進丹麥BWE公司技術(shù)的振動式爐排。根據(jù)當?shù)亟斩挼奶攸c這些鍋爐上料部分又不同。在單縣、高唐、墾利電廠采用散料上料系統(tǒng)，進入鍋爐上料線的是破碎后的散料；在浚縣、鹿邑、望奎、遼源電廠采用料包上料系統(tǒng)，進入鍋爐上料線的是打包后的秸稈。
由于秸稈燃料低位熱值低、比重輕、密度小，體積大，造成運輸成本大。秸稈收購方式適合于農(nóng)業(yè)機械化程度高的地區(qū)的發(fā)電廠，而我國大規(guī)模農(nóng)場很少，秸稈收購面對的是農(nóng)戶，過去只有很少的秸稈收購經(jīng)驗，收購體系尚未建立。我國農(nóng)業(yè)機械化程度不高，秸稈打包破碎技術(shù)落后，直接從耕田能秸稈打包的機械極少，秸稈的收獲季節(jié)不能及時收購，造成部分秸稈焚燒。
2、國內(nèi)外秸稈發(fā)電現(xiàn)狀
2.1國外情況
為了減少能源的對外依賴、提高能源供應(yīng)安全，歐洲國家對可再生能源非常重視。秸稈資源是重要的可再生能源，既可以通過鍋爐直接燃燒發(fā)電和供熱也可以汽化后發(fā)電．歐洲國家都把秸稈能作為優(yōu)先發(fā)展的可再生能源予以高度重視，他們對秸稈發(fā)電有強有力的政策補貼，包括投資補貼、上網(wǎng)電價補貼、減免稅費、低息貼息貸款、科研投入、配額認購等方面。丹麥在農(nóng)作物秸稈和農(nóng)林廢棄物直燃發(fā)電方面成績顯著，對于農(nóng)作物秸稈和農(nóng)林廢棄物資源的利用則傾向于直燃熱電聯(lián)供。聯(lián)合國氣候變化框架公約及京都議定書分別于1992年和1997年出臺后，為建立清潔發(fā)展機制，減少溫室氣體排放，丹麥進一步加大了農(nóng)作物秸稈和農(nóng)林廢棄物資源和其他清潔可再生能源的研發(fā)利用力度。丹麥BWE公司率先研發(fā)秸稈原料燃燒發(fā)電技術(shù)，迄今在這一領(lǐng)域仍是世界最高水平的保持者。丹麥南部的洛蘭島考察馬里博秸稈發(fā)電廠，采用BWE公司的技術(shù)設(shè)計和鍋爐設(shè)備，裝機容量1.2萬kW，總投資2.3億丹麥克朗。從1996年底開工建設(shè)到1998年初竣工運營，電廠實行熱電聯(lián)供，年發(fā)電5000 h，每小時消耗7.5 t秸稈，為馬里博和薩克斯克賓兩個鎮(zhèn)1萬戶5萬人口供應(yīng)熱和電。BWE秸稈發(fā)電技術(shù)現(xiàn)己走向世界，被聯(lián)合國列為重點推廣項目。瑞典、芬蘭、西班牙等多個歐洲國家均建成了由BWE公司提供技術(shù)設(shè)備的秸稈發(fā)電廠，其中位于英國坎貝斯的秸稈能發(fā)電廠是目前世界上最大的秸稈發(fā)電廠，裝機容量3.8萬kW，總投資約5億丹麥克朗。
德國是一個資源相對貧乏的國家，能源主要依靠進口。上世紀70年代能源危機后，德國開始進行可再生能源開發(fā)，2003年德國擁有80多家秸稈發(fā)電廠。目前，德國使用最廣泛固體成型技術(shù)，就是通過機械裝置，對農(nóng)作物秸稈和農(nóng)林廢棄物原材料進行加工，制成秸稈成型壓塊和顆粒燃料。經(jīng)過壓縮成型的秸稈固體燃料，密度和熱值大幅提高，接近于劣質(zhì)煤，運輸和儲存都很方便。
意大利對直燃發(fā)電非常重視，在農(nóng)作物秸稈和農(nóng)林廢棄物熱電聯(lián)產(chǎn)應(yīng)用方面也很普遍。意大利2002年能源消費總量約為25000萬t標準煤，其中可再生能源約130萬t標準煤，占能源消費總量的5%。在可再生能源消費中秸稈能24%，主要是固體廢棄物發(fā)電和生物液體燃料。意大利哈佛吶燃燒技術(shù)有限公司擁有多年的鍋爐設(shè)計和生產(chǎn)經(jīng)驗，為歐洲多家電廠及熱力廠提供技術(shù)支持和設(shè)備。
瑞典也正在實行利用農(nóng)作物秸稈和農(nóng)林廢棄物進行熱電聯(lián)產(chǎn)的計劃，使農(nóng)作物秸稈和農(nóng)林廢棄物資源在轉(zhuǎn)換為高品位電能的同時滿足供熱的需求，以大大提高其轉(zhuǎn)換效率。1991年，瑞典地區(qū)供熱和熱電聯(lián)產(chǎn)所消耗的燃料，26%是農(nóng)作物秸稈和農(nóng)林廢棄物
美國十分重視生物能源的發(fā)展，美國利用秸稈發(fā)電處于世界領(lǐng)先地位。自1979年就開始采用生物質(zhì)燃料直接燃燒發(fā)電一來，已有350多座生物質(zhì)發(fā)電站投產(chǎn)，主要分布在紙漿、紙產(chǎn)品加工廠和其它林產(chǎn)品加工廠。美國現(xiàn)在美國能源部又提出了逐步提高綠色電力的發(fā)展計劃，根據(jù)政府制定的生物質(zhì)能發(fā)展規(guī)劃，預(yù)計到2010年，生物質(zhì)發(fā)電將達到13000 MW裝機容量，屆時有400萬英畝的能源農(nóng)作物和生物質(zhì)剩余物用作氣化發(fā)電的原料。
除此之外其他國家也大力發(fā)展秸稈發(fā)電，芬蘭秸稈發(fā)電量占本國發(fā)電量的11%奧地利成功地推行了建立燃燒木材剩余物的區(qū)域供電站的計劃，秸稈能在總能耗中的比例由原來大約2～3%激增到約25%。印度也開始研究用流化床氣化農(nóng)業(yè)剩余物的技術(shù)。
有關(guān)資料顯示，到2020年，西方工業(yè)國家15%的電力將來自秸稈發(fā)電，而目前秸稈發(fā)電只占整個電力生產(chǎn)的1%。屆時，西方將有1億個家庭使用的電力來自秸稈發(fā)電，秸稈發(fā)電產(chǎn)業(yè)還將為社會提供40萬個就業(yè)機會。
2.2國內(nèi)情況
我國秸稈氣化發(fā)電發(fā)展較早，目前160kW、200kW的秸稈氣化發(fā)電電機組己小規(guī)模應(yīng)用。“十五”期間，在國家“863”計劃的支持下，建成了4～6MW的秸稈氣化燃氣。蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)示范工程，發(fā)電效率最高達到28%。這些氣化發(fā)電系統(tǒng)使用的秸稈原料多為稻殼和木材加工廢棄物，氣化設(shè)備主要是流化床／循環(huán)流化床和下吸式固定床空氣氣化爐，發(fā)電設(shè)備是低熱值燃氣內(nèi)燃發(fā)電機組。
秸稈直接燃燒發(fā)電技術(shù)近幾年在我國才開始研究，缺乏合適的技術(shù)和規(guī)模。國家電網(wǎng)公司2005年7月投資成立了國能生物發(fā)電有限公司，注冊資金十億元，引進丹麥BWE公司的純?nèi)冀斩捜剂襄仩t技術(shù)，利用我國豐富的秸稈資源，投資建設(shè)秸稈發(fā)電項目。2006年底國能單縣秸稈發(fā)電廠并網(wǎng)發(fā)電，實現(xiàn)了我國秸稈直燃發(fā)電從無到有的重大突破。其后，國能生物發(fā)電公司相繼投資建成投產(chǎn)了國能高唐1*30MW、墾利1*25MW，國能威縣1*24MW、成安1*24MW和國能射陽1*25MW 5臺秸稈燃料發(fā)電機組。目前，該公司有在建秸稈發(fā)電項目十幾個，其中黑龍江望奎1*25MW、內(nèi)蒙通遼1*12MW、赤峰1*12MW、遼寧黑山1*12MW、山東巨野1*12MW、河南扶溝1*12MW、新疆巴楚1*12MW、阿瓦提1*12MW 8個項目計劃在今年內(nèi)建成投產(chǎn)，同時在全國各地已有30多個項目得到核準。以上項目的鍋爐技術(shù)都與山東單縣電廠相同。此外，中節(jié)能、河北建投、武漢凱迪、江蘇省國信等也在秸稈能發(fā)電領(lǐng)域投資建設(shè)秸稈燃料電廠。各地各級政府也大力支持發(fā)展農(nóng)林秸稈發(fā)電項目，例如在江蘇省已投產(chǎn)、正在建設(shè)中的秸稈發(fā)電項目合計12個，設(shè)計容量313MW。從投產(chǎn)的秸稈電廠的運營情況來看，秸稈原料的收購是制約秸稈規(guī)�；囊粋�瓶頸，適合我國國情的秸稈收購體系技術(shù)、政策還不完善。
3、秸稈收購體系分析
3.1秸稈收購現(xiàn)狀
我國特有的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)決定了秸稈在收集、加工、儲存、運輸?shù)雀鱾�環(huán)節(jié)繁雜，增加秸稈的成本，導(dǎo)致燃料入廠的價格高，隨著國內(nèi)生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，生物質(zhì)電廠規(guī)劃的位置不夠科學(xué)，燃料收購競爭激烈，價格不斷上漲。
3.2秸稈的特性
3.2.1秸稈總量大、密度小、不適合長距離運輸
目前我國農(nóng)作物秸稈年產(chǎn)量約為7億t，可作為能源用途的秸稈近2億t，但我國耕地分散，很難在小范圍內(nèi)收購到大型秸稈發(fā)電系統(tǒng)所需要的一二十萬噸秸稈燃料。這樣大型直燃秸稈發(fā)電廠只能擴大秸稈收購的半徑，而農(nóng)作物秸稈密度小、體積大，所以隨著收購半徑的增大其運輸成本急劇增加。
3.2.2秸稈成熟季節(jié)性強
秸稈在收獲期間含水率大，容易質(zhì)變。棉花桿、麥草、稻草、玉米稈等秸稈作物在收獲的季節(jié)，秸稈含水率還相當高，而發(fā)電所需秸稈含水率在15%以下最好，大于30%的水分不易存儲，在鍋爐里也不容易燃盡。大多數(shù)秸稈收獲的季節(jié)也是播種下一季農(nóng)作物的季節(jié)，能夠在田間放置的時間短。如果采取田間打包，就地收購的方式大量收購，則水分含量高，不易干燥，綜合成本高，且濕度大的秸稈打包后極易發(fā)熱、變質(zhì)，堆垛存儲還會發(fā)生自燃。
3.2.3秸稈種類繁多
秸稈類原料主要包括農(nóng)作物和自燃類植物兩個方面。其中，農(nóng)作物的秸稈類品種主要包括棉花稈、麥草、稻草、玉米稈、高梁稈、花生、大豆、油菜等：自燃類植物類秸稈主要包括蘆葦、蘆竹、象草、樹木和野生灌木等。不同秸稈密度、發(fā)熱量有很大差別的，其揮發(fā)分、灰分、碳、氫等方面也會隨收獲后儲存時間而發(fā)生變化。因此，掌握原料收購時機，方法、儲運方式對于秸稈如爐質(zhì)量至關(guān)重要。
3.3國內(nèi)外應(yīng)用的三種秸稈收購方式
3.3.1三種秸稈收購方式
秸稈的收購方式目前在國內(nèi)外有三種：直接收集、分布收購站和電廠統(tǒng)一收購。
(1)直接收集一種是是各個鄉(xiāng)村的農(nóng)戶自己把收集后的秸稈運送至電廠，另一種是秸稈經(jīng)紀人到農(nóng)戶收購，再運輸?shù)浇斩掚姀S出售。
(2)分布收購站點就是根據(jù)資源的分布情況，建立若干收購點，進行收購，打包后等到秸稈電廠需要時調(diào)用。
(3)電廠統(tǒng)一收購就是電廠購買收割設(shè)備，組織收割隊伍，同時要求農(nóng)戶把秸稈出讓給電廠，每年簽訂一次合同。
3.3.2三種收購方式的優(yōu)缺點
（11直接收集
該方案的運輸方式：由電廠定價，農(nóng)戶自己把秸稈送到電廠。這種收購方式電廠只需要在廠內(nèi)建立一個料場，容易管理，但是這種收購方式需要對不同運輸距離的秸稈分別定價，不易控制。
（21分布收購站點這種收購方式的優(yōu)點是秸稈收購范圍大，每個秸稈收購點都是獨立的，缺點是初期投資較大，需要大量的人力，收購的秸稈質(zhì)量較難得到保障。若該方案收購點的一般由電廠、政府、個人共同出資，風(fēng)險同擔的。
（31電廠統(tǒng)一收購
秸稈發(fā)電廠自己出資購買秸稈收割打捆機，免費為農(nóng)場主收割作物，糧食歸農(nóng)場主所有，打捆后的秸稈被電廠運走。運到電廠之后再進行粉碎、干燥、儲存。這種收購方式秸稈原料供應(yīng)最穩(wěn)定，沒有中間商參與，減少了收購成本，秸稈質(zhì)量高。但一次性投資成本最高，干燥成本高。這種收購方式使用于機械化程度高的地方，國外一般使用這種方式。
從已投運的秸稈電廠的經(jīng)營經(jīng)驗得出，我國的秸稈電廠保證秸稈原料能否充分供應(yīng)是企業(yè)成敗的關(guān)鍵。由于秸稈自身的特點和我國的農(nóng)林業(yè)狀況，需要根據(jù)實際情況制定收購方案，秸稈發(fā)電廠要逐步建立一個完善的秸稈收購體系。
4、結(jié)論
推進秸稈發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展，實現(xiàn)化石能源替代，是走可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，是貫徹科學(xué)發(fā)展觀的具體體現(xiàn)。而我國秸稈直燃發(fā)電產(chǎn)業(yè)尚處于起步階段，盡管有一些優(yōu)惠政策，但目前絕大多數(shù)秸稈電廠處于虧損運營狀態(tài)，市場競爭力較弱。歐、美等發(fā)達國家秸稈發(fā)電產(chǎn)業(yè)之所以能夠順利發(fā)展是得益于國家強有力的政策支持。我國要走可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，把秸稈發(fā)電事業(yè)推向良性循環(huán)，任重道遠。
三門峽富通新能源生產(chǎn)銷售
顆粒機、飼料顆粒機、
秸稈壓塊機、
秸稈顆粒機等生物質(zhì)燃料成型機械設(shè)備。
