生物质发电燃料可供性分析

第２９卷第４期　２００８年８月　华北水利水—电学院学—报　Ｖｏ１．２９　Ｎｏ．４　ｔｅｒ　Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ　ａｎｄＨｙｄｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｎｏａｈ　Ｃｈｉｎａ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　ＷａＡｕｇ．２００８　文章编号：１００２—５６３４（２００８）０４—００５７—０３　生物质发电燃料可供性分析　张　峥　（河北工程大学，河北邯郸０５６０２１）　摘要：生物质直燃发电是最简便可行的高效利用生物质资源的方式之一，生物质能资源的可供性是影响生　物质发电厂存在和发展的关键问题．分析了生物质能资源的特殊性及其可供性，揭示了生物质能资源的静脉　物流模型，论述了生物质能资源的供应过程，分析了其中存在的问题，并提出了相应对策，解决了农民消极因　素、价格风险以及储存成本３个方面的问题．　关键词：生物质；发电；可供性；静脉物流　中图分类号：ＴＫ６；ＴＭ６１９　文献标识码：Ａ　在众多的可再生能源中，生物质能以其资源储　量丰富、清洁方便的特点，具有极大的开发潜力．农　业部提出，到２０１０年，我国生物质能发电将达到　５５０万ｋＷ，生物质能年利用量占一次能源消费量的　１％…．获时期只在一年中的个别月份，这就意味着秸秆燃　料的存储是个难题．　２．生物质燃料的密度小、结构比较松散、发热量　低．农作物秸秆的低位发热量只有标准煤的一半左　目前，生物质的开发利用技术主要包括生物　右　，并且生物质燃料密度较低，这就意味着要产　生相同的热量，不论是重量还是体积，所需的生物质　燃料量都要比石化燃料量大得多．　３．生物质能资源分布分散．根据各地农业特点，　能够作为生物质发电厂燃料的农作物的种植并不是　质的固化、气化、液化，以及生物质直接燃烧．就我国　的基本国情和生物质利用开发水平而言，生物质直　接燃烧技术是最简便可行的高效利用生物质能资源　的方式之一．　生物质直燃发电在我国主要以燃烧农作物秸秆　为主，具有广阔的发展前景，但其发展过程中存在一　些问题：生物质燃料能否经济稳定地供给是生物质　发电厂安全经济运行的关键；生物质能资源的可供　性成为影响生物质发电厂存在和发展的根本问题．　针对此问题，分析了生物质能资源的特殊性及其可　十分集中，即使在农业大县，作物种植密度相对较　高，生物质发电厂燃料采集半径一般也都要在几十　千米，燃料的收集和运输需要花费发电企业很大的　物力和财力．　２静脉物流模型　在人类社会中，从生产经过流通直至消费，是物　流流向的主渠道，也称动脉物流．在这一过程中有大　供性，揭示了生物质能资源的静脉物流模型，论述了　生物质能资源的供应过程及其中存在的问题和解决　方法，以期为我国生物质发电行业的发展提供有益　的参考．　量由于变质、损坏、使用寿命终结等而丧失了使用价　值，或者在生产过程中未能形成合格产品而不具有　使用价值的物质，这些都形成了静脉物流的源头．静　脉物流的定义可描述为：为了满足社会（公众）的需　要，对从废、弃物来源地到其加工、处理场所进行的　有效率、有效益的（包括社会效益）回收、分拣、净　１　生物质能资源供应的特点　１．生物质能资源的供应具有季节性，不像煤、炭　等燃料一样，源源不断的产出．目前我国生物质发电　厂都主要以农作物秸秆为燃料，而农作物秸秆的收　收稿日期：２００８—０６—２６　化、提纯、焚烧及掩埋等加工处理，以及对相关信息　作者简介：张峥（１９８１～），男，甘肃白银人，助教，主要从事锅炉燃烧方面的研究　维普资讯 http://www.cqvip.com

５８　华北水利水　电学院学报　２００８年８月　进行研究、组织、协调、执行与控制的活动过程．静脉　益，并且为引导农民正确处理农作物秸秆，避免污染　环境和浪费能源，需增加制度安排（政府管制），以　物流包含了价值利用和环境保护两层意思　．作为　生物质能资源的农作物秸秆由农业生产过程中产　出，经收购站点收集、加工、储存，至生物质发电厂燃　烧利用转化为热能电能，并生成可作为肥料利用的　草木灰，这一过程便形成了静脉物流．　使双方同为积极态度，从而在社会理性的角度达到　帕累托最优．　２．价格风险．在生物质燃料供应过程中，极有可　能出现燃料价格波动的情况．如果生物质能资源供　应方为扩大自身利益，提升秸秆价格，对发电企业施　加价格压力，必然会导致发电企业收益下降，带来　３　生物质能资源的供应过程　根据生物质能资源的特点和静脉物流的流通特　性，需要在物流源头农业生产过程和物流末端发电　厂之间设中间环节，即收购站点，对农作物秸秆进行　加工和储存．故生物质能资源供应过程主要分为收　购、储存、运输３个阶段：　１．收购阶段．指农作物秸秆从初始拥有者（农　民）转移到收购站点的过程．值得注意的是，农作物　的生产是有季节性和周期性的，一个生物质发电厂　所需的年燃料量可达几十万吨．如此庞大的燃料量　若全部集中在秸秆的收获季节收购，则储存费用将　很高，所以合适的方法是循序渐进、分时分地区逐步　收购．　２．储存阶段．指农作物秸秆收购完成后，在收购　站点内加工、打捆、破碎及储存的过程．按照生物质　发电厂的装机容量大小，其秸秆收集半径一般在十　几米到几十千米之间，不论供应方还是购买方，不论　使用陆运或水运，将秸秆直接运送到发电厂的费用　过高，因此需在电厂周围合适位置设立若干收购站　点，就近收购秸秆，再集中运至电厂．电厂生产要求　燃料供应的稳定性，所以要求收购站点内储存一定　量的经过加工的秸秆燃料．　３．运输阶段．即将加工完成的生物质燃料从收　购站点运输至发电厂．按地域不同可采取陆运或水　运。主要环节为装载、运输、卸载．　４影响生物质能资源可供性的因素及　相应对策　影响生物质能资源可供性的主要因素：　１．农民消极性因素．从静脉物流博弈模型　中。可以看出物流的两端对待静脉物流的支持程度．　在不考虑制度安排（政府管制）的影响和不考虑企　业行为对其除直接利益外的其他方面的影响的情况　下，生物质发电企业会积极投身静脉物流，而农民会　选择消极投身静脉物流．　为改善此状况，由于静脉物流的产生方即农民　方，在收集秸秆和运输的过程中付出了处理代价，故　发电企业需给予农民足够的经济补偿，使其获得利　风险．　为规避价格风险就要提高生物质发电企业对燃　料价格的控制力．企业要掌握价格上的主动，必须避　免秸秆成为稀缺资源，因此需要合理确定生物质发　电厂的装机容量，至少保证在燃料收集半径内的秸　秆可利用总量是发电厂燃料消耗量的２倍以上．可　以看出，受燃料因素制约，生物质发电厂装机容量不　宜过大，这也是生物质发电厂特点之一．　３．储存成本．生物质发电企业需要进行物流设　施、设备的投资，如河北晋州（１　ｘ　２５　ＭＷ）发电项目　年燃烧秸秆２０多万ｔ　，若企业仓库储存量按保证　一个月的生产计算，也需存放近２万ｔ秸秆，储存设　施的投资比较大，如果由于生物质能资源自身的季　节性因素不能对这些设施、设备进行有效的利用，致　使物流效率低下，物流设施闲置，那么企业将面临其　在物流上的投资无法回收的风险．　为规避此风险，生物质发电企业可采用第三方　物流　Ｊ．第三方物流是由物流劳务的供方与需方以　外的第三方通过整合物流提供商的各种已有的资源　为物流需求方提供物流运作、管理、咨询策划等活　动，从而达到降低物流成本、提高物流效率的目的．　该法可以使生物质发电企业减少或去除仓库、车辆　等物流设施，从而削减生产成本；减少或去除专门从　事物流的人员，从而削减工资支出．而第三方物流企　业通过自身的运输网络实现对生物质能资源的配　送，提高了运输效率和设备利用效率．　５　结语　生物质能资源供应过程符合静脉物流的流通特　性，笔者根据生物质能资源特点分析了其物流流向，　描述了生物质发电企业燃料供应过程的各个阶段，　分析了供应过程中存在的问题，提出了解决生物质　能资源可供性的对策．　参　考　文　献　［１］姚润丰．我国确定农村生物质能发展目标［ＥＢ／ＯＬ］　维普资讯 http://www.cqvip.com

第２９卷第４期　张峥：　生物质发电燃料可供性分析　５９　２００６—１０—１４．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ａｇｒｉ．ａｃ．ｃｎ／ｍａｎａｇｅｒ／　２２９４ｌ０ｏｌ／２００６ｌ０１６ｌ　１０１　１　１．ｈｔｍ．　１３．ｈｔｔｐ：／／ｅｄｕ．ｔｍｎ．ｃｎ／ｈｔｍｌ／１／２０／１２８／１４６／２００３６０／　３２４３．ｈｔｍ．　［２］张明．生物质直接燃烧技术的发展研究［Ｊ］．能源研究与　信息，２００５，２１（１）：１５—２０．　［３］吴清一．物流学［Ｍ］．北京：中国建材工业出版社，１９９３：　［５］罗永忠．秸秆发电商品化前景分析［Ｊ］．中国能源，２００５，　２７（３）：３９—４１．　［６］郝德海．第三方物流对于我国生物质能资源可供性的战　ｌ２３一ｌ３３．　略意义［Ｊ］．可再生能源，２００６（３）：８６—８８．　［４］李东．静脉物流及其博弈分析［ＥＢ／ＯＬ］．２００３—０６—　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｎ　Ｓｕｐｐｌｙ　Ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　Ｂｉｏｍａｓｓ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ＺＨＡＮＧ　Ｚｈｅｎｇ　（Ｈｅｂｅｉ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈａｎｄａｎ　０５６０２　１，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｏｕｒ　ｃｏｕｎｔｒｙ，ｂｉｏｍａｓｓ　ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　ｉｓ　ｏｎｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｉｍｐｌｅｓｔ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｍｏｓｔ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　ｗａｙ　ｔｏ　ｕｔｉｌｉｚｅ　ｔｈｅ　ｂｉｏｍａｓｓ　ｅｎｅｒｇｙ，　ｉｔ　ｈａｓ　ｂｒｏａｄ　ｐｒｏｓｐｅｃｔ．Ｔｈｅ　ｓｕｐｐｌｙ　ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｂｉｏｍａｓｓ　ｅｎｅｒｇｙ　ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｋｅｙ　ｐｒｏｂｌｅｍ　ｗｈｉｃｈ　ｍａｙ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｂｉ．　ｏｍａｓｓ　ｐｏｗｅｒ　ｐｌａｎｔ．Ａｎ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｐｅｃｉａｌｉｔｙ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｕｐｐｌｙ　ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｂｉｏｍａｓｓ　ｅｎｅｒｇｙ　ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ｉｓ　ｄｏｎｅ，ａｎ　ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ　ｏｆ　ｍｏｄｅｌ　ｏｆ　ｖｅｉｎ　ｌｏｇｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｂｉｏｍａｓｓ　ｅｎｅｒｇｙ　ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ｉｓ　ｄｏｎｅ，ａｎ　ｅｌａｂｏｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｕｐｐｌｙ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｆｏｒ　ｂｉｏｍａｓｓ　ｅｎｅｒｇｙ　ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ｉｓ　ｄｏｎｅ．ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓ０１ｕ．　ｔｉｏｎｓ　ｔｏ　ｓｏｍｅ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｏｆ　ｂｉｏｍａｓｓ—ｂａｓｅｄ　ｐｌａｎｔｓ　ａｒｅ　ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｔｈｒｅｅ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｈａｖｅ　ｂｅｅｎ　ｓｏｌｖｅｄ，ｓｕｃｈ　ａｓ　ｎｅｇａｔｉｖｅ　ｆａｃｔｏｒ　０ｆ　ｆａｒｍｅｒ，ｐｒｉｃｅ　ｒｉｓｋ　ａｎｄ　ｓｔｏｒｉｎｇ　ｃｏｓｔ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｂｉｏｍａｓｓ；ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ；ｓｕｐｐｌｙ　ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ：ｖｅｉｎ　ｌｏｇｉｓｔｉｃｓ　ｍｏｄｅｌ　０●０‘０’０●０‘０‘０‘０‘０‘０‘０‘０●０●０●０●０‘０●０●０●０●ｏ●０●０●０●０●０●０●０●０●ｏ●０●０●０●ｏ●０●０●０●０●０●０，０●０●０　０●０●０●０●０●０。　（上接第４１页）　［３］　胡吉士，方子晋．建筑节能与设计方法：夏热冬冷地区　［５］邓南圣，王小兵．生命周期评价［Ｍ］．北京：化学工业出　暨浙江省《居住建筑节能设计标准》的应用［Ｍ］．北京：　版社，２００３．　中国计划出版社，２００５．　［６］浙江大学建筑设计研究院．ＤＢ３３／１０１５—２００３浙江省居　［４］　张雯，张三明．建筑遮阳与节能［Ｊ］．华中建筑，２００４　住建筑节能设计标准［Ｓ］．北京：中国建筑工业出版社，　（５）：８６—８８．　２００１．　Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　Ｅｎｅｒｇｙ‘ｓａｖｉｎｇ　Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｅｘｉｓｔｉｎｇ　Ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ　ｉｎ　Ｚｈｅｊｉａｎｇ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ　ＷＡＮＧ　Ｍｅｉ．ｙａｎ　，ＨＵ　Ｊｕｎ　（１・Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ　Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｚｈｅｊｉａｎｇ　Ｆｏｒｅｓｔｒｙ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ　３　１　１３００，Ｃｈｉｎａ；　２・Ｃｉｔｙ　Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｚｈｅｊｉａｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ　３　１００１５，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｐｏｉｎｔ。ｆ　ｅｎｅｒｇｙ　ｃ。ｎｓｅｒｖａｔｉ。ｎ，ｔｈｅ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ａｎｄ　ｅｃ。ｎｏｍｉｃ　ｅｆｉｅｃｔ。ｆ　ｓｅｖｅｒａ１　ｍｅａｓｕｒｅｓ　ａｂ。ｕｔ　ｔｈｅ　ｒｅｃ。ｎｓｔｒｕｃｔｉ。ｎ。ｆ　ｅｘｉｓｔ—　ｉｎｇ　ｂ　ｉｌｄｉｎｇ　ａ　ａｎａｌｙｚｅ　ｄ．ｓｉｘ　ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉ。ｎ　ｓｃｈｅｍｅｓ　ａｒｅ　ｐｏｉｎｔｅｄ。ｕｔ，ｔｈｒ。ｕｇｈ　ｔｈｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ。ｆ　ｅｎｅｒｇｙ　ｃ。ｎｓｕ脚ｐｔｉ。ｎ　ａｎｄ　ｌｂｅ　ｄｉｓｃｈａｒｇｅ。ｆ　ＣＯ２　ａｆｌｅｒ　ｓｕｎｓｈａｄｅ　ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉ“ｇ　ａｎｄ　ｅｃ０ｎ。ｍｉｃ　ｒｅｔｕｒｎｓ。ｆ　ｅＶｅｒｙ　ｓｃｈｅｍｅ，ｔｈｅ　ｅｎｅｒｇｙ—ｓａｖｉｎｇ　ｅｆｆｅｃｔ。ｆ　ｅｖｅｒｙ　ｓｃｈｅｍｓ　ｉｓ　ｃ。　ｐａｒｅｄ，ｔｈｅ　ｄｅ一　。ｉｇ“。。ｆ　ｔｈｅ　ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｓｃｈｅｍｅｓ　ａｒｅ。ｐｔｉｍｉｚｅｄ．Ｔｈｉｓ。ｆｆｅｒｓ　ａ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｆｏｒ　ｅｎｅｒｇｙ—ｓａｖｉｎｇ　ｒｅｃ。ｎｓｔｒｕｃｔｉ。ｎ。ｆ　ｓｉｍｉｌａｒ　ｅｘｉｓｌｊ“ｇ　ｂｕｉｌｄｉ“ｇｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｅｘｉｓｔｉｎｇ　ｂｕｉｌｄｉｎｇ；ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｅｎｅｒｇｙ　ｃ０ｎｓｕｍｐｔｉｏ’ｎ；ｓｕｎｓｈａｄｅ　０ｆ　ｃ０ｎｓｔｍｃｔｉ０ｎ