X
“每年麦收季节，我们枣庄地区可以用‘狼烟四起，乌烟瘴气’来形容，飞机上都能看得到浓烟，然而小麦和玉米的秸秆不烧掉又能怎样处理呢?这在以前是个很大的难题。”山东枣庄华电国际十里泉发电厂厂长张光达谈起当地农民焚烧秸秆的情况，感慨颇多。
中国是农业大国，农民面朝黄土背朝天辛勤地劳作，经历了收获的喜悦后，接着必然大量焚烧农作物秸秆，这是一种成为习惯的传统处理方式。当以生产清洁能源著称的丹麦BWE公司的专家来到中国看见大量秸秆被付之一炬时，感到十分不解：“这么多生物能源白白浪费，还造成巨大的环境污染，实在是太可惜了!”在这位老外看来，中国人干了件“赔了夫人又折兵”的事。
长期以来，煤炭在我国的一次能源消费中一直占主导地位。目前，其在能源消费结构中所占的比例是70%左右，而煤在世界平均能源消费结构中所占比例仅为25%。我国的能源消费结构明显失衡，环境恶化也日益严重。精明的丹麦人认为，在中国被焚烧的秸秆，正是实现能源可持续发展、优化能源结构的关键，利用秸秆发电，可以减少煤炭消耗，清洁环境，是一举多得的良方。
1 煤炭与生物质能大比拼
我国能源储备中煤炭占到了92%，这决定了我国能源生产和消费结构在今后相当长的时期内仍将以煤炭为主。以煤炭为主的能源结构及能源利用效率低下等众多因素造成了我国环境受到严重污染，生态遭到破坏，过度开采造成大面积土地塌陷，二氧化硫和二氧化碳排放量分别列居世界第一位和第二位，造成的经济损失占全国GDP总量的3%～7%。
而我国生物质能资源非常丰富，主要的农作物种类有稻谷、小麦、玉米、豆类、薯类、油料作物、棉花和甘蔗，农作物秸秆是一种很好的清洁可再生能源，每两吨秸秆的热值就相当于一吨煤。根据我国地理分布和气候条件，南方地区水域多、气温高，适合种植水稻、甘蔗、油料等农作物，北方地区四季温差大，适合玉米、豆类和薯类作物生长，故播种面积大于其他地区。小麦在我国各地区都普遍种植，播种面积以华中、华东地区最多；棉花产地主要是华东和华中地区，其次是华北和西部地区。在2000年到2010年期间，我国每年秸秆资源的可获得量为3.5亿～3.7亿吨，相当于约1.7亿吨标煤。如果将这些秸秆资源用于发电，相当于0.9亿千瓦火电机组年平均运行5000小时，年发电量为4500亿千瓦时。
秸秆为低碳燃料，且硫含量仅为0.12%～0.18%，而煤炭的含硫量一般高于0.8%，在有效的排污保护措施下发展秸秆发电，会大大地改善环境质量。煤炭作为一次性能源，用一吨少一吨，而农作物秸秆是可再生资源，具有取之不尽的资源优势和低廉的成本优势。
然而，听起来很美的秸秆发电却迟迟没有在我国推广开来。
2 十里泉发电厂──首批“吃螃蟹”的企业
十里泉发电厂位于山东省枣庄市南郊，始建于1977年12月，是山东电力自行设计和建造的第一座大型超高压火力发电厂，现为华电国际全资发电厂，全厂总装机容量达到127万千瓦，年发电量60亿千瓦时。为了实现能源的可持续发展，减轻环境压力，该厂在成立项目组赴丹麦进行调研后，对5号锅炉(容量为400吨/小时，配套机组容量14千瓦)燃烧器进行了秸秆燃烧技术改造，使5号锅炉能够进行煤与秸秆混烧。
谈起秸秆发电，该厂厂长张光达告诉记者：“目前丹麦利用秸秆发电已有一套成熟的技术工艺，而国内没有现成的技术设备，全部引进国外公司的核心技术和大型设备成本昂贵，这成为了制约我国发展秸秆发电的一个重要因素。相比之下，事半功倍地把现有火电厂改造成煤、秸秆‘双吃’，更具现实意义和推广性。我们就选择了这种方式。”
早在2003年，华电国际十里泉电厂就与枣庄市农业局一起对电厂周边的秸秆市场进行了调查，发现每年约有24万吨秸秆被农民焚烧或废弃。经过多次勘测及可行性调研，山东鲁电环保公司作为总体设计单位，完成了项目的初步设计工作。2004年8月25日，华电国际组织了初审，2004年9月23日，山东省工程咨询院组织相关专家进行了项目评估，并由山东省发改委批准立项建设。
该项目改造总投资约为8357万元，改造主要内容是增加一套秸秆收购、储存、粉碎、输送设备，同时在5号锅炉左右墙增加两台输入热负荷为300千瓦的秸秆燃烧器，并对供风系统及相关控制系统进行改造，原有的锅炉燃烧系统不作变动，改造后的锅炉可以混烧煤粉和秸秆，也可以单独燃烧煤粉，并保持原锅炉的性能及参数不变。增加的燃烧器为丹麦BWE公司专利技术的燃烧器──燃用秸秆的旋流燃烧器。
在5号炉秸秆发电制备车间的平面布置及输送系统的线路选择几经优化后，改造项目终于于2005年5月16日开始土建施工。目前，锅炉输送管道的安装已经开工，秸秆制、送系统已开始安装。厂房基础及其防雷接地、主要设备基础、料仓基础及钢结构厂房已建设完成，消防系统及汽车衡基础、电缆沟、给排水沟、采暖母管地沟及厂区道路正在施工。该项目预计年底前竣工投产。
据张厂长介绍，改造后两台新增加的燃烧器所输入热量为600千瓦，消耗秸秆量4千克/秒，按机组满负荷年运行7446小时进行计算，每年将燃烧10.7万吨秸秆，相当于8.13万吨原煤(5000大卡/千克)。锅炉改造后燃用秸秆时二氧化硫的排放量要远远低于燃用煤炭时二氧化硫的排放量，若按满负荷运行计算，一年可减少二氧化硫的排放量约1500吨。农民焚烧秸秆时产生的二氧化碳、一氧化碳等气体及悬浮颗粒直接进入大气，而秸秆在炉内燃烧过程中得到人为控制，燃烧较为充分，对周围环境污染将远远小于直接燃烧。本项目投产后，收购秸秆可为当地农民增加收入。秸秆烧完的炉灰是很好的钾肥，可以作为肥料再利用。该项目在促进能源的可持续发展方面同样具有示范作用，利用秸秆发电，能缓解煤炭的日益短缺，转变传统的资源利用方式和产业链结构。
就这样，十里泉发电厂的秸秆发电改造在欢欣鼓舞的气氛下高歌猛进，前来参观学习的企业络绎不绝。
3 电厂改造──摸着石头过河
来到工地，记者看到厂房已落成，一排崭新的粉碎机已经整装待命，9米高的谷仓也已修建完成。工人们仍在紧张地忙碌着，修葺道路，整理设备，现场一幅欣欣向荣的景象……
然而，项目的总指挥、十里泉发电厂副总工程师李堪雨却一直显得心事重重，与张厂长的健谈形成反差。在面对记者采访时，李总显然不愿意多说什么，当记者希望得到详细的设计资料时，遭到了李总的婉言拒绝。
面对记者的不解，李总打开了话匣子，道出了自己的苦衷。目前这种技术改造在我国无先例可循，属于示范性改造工程，投产后是否可以达到预期目的还没有十足把握。面对众多前来参观学习的企业及媒体，指挥该项目的李总感到了一定的压力。他认为，一窝蜂地跟风是不明智的，新事物必须经过实践证明，并须不断加以改进和完善。是啊，理论是否能与实践结合呢?将丹麦的好东西拿来中国会不会上演“南橘北枳”的故事呢?
李总告诉记者，在今年3月份进行的5号炉A级检修时已将两只秸秆燃烧器按BWE公司的要求安装完毕，但检修后锅炉燃烧并不稳定。山东电力研究院对5号炉进行了强风环试验，试验表明秸秆燃烧器的投入对上层燃烧器区域的气流分布产生了很大的影响。为此于7月9日，十里泉电厂组织龙基电力公司、清华大学、西安热工院、山东电力研究院、山东大学等单位的教授、专家召开了“5号炉秸秆发电燃烧工艺研讨会”，通过对5号炉安装秸秆燃烧器后存在的问题进行研讨，提出了改进建议。十里泉电厂也提出了具体的改进方案，并要求龙基公司和BWE公司尽快确认，但至今没有确切答复。
秸秆灰中碱金属及氯的含量高，飞灰的熔点低、易结渣，在450摄氏度以上具有较高的腐蚀性，会阻碍管道的热量传输。这也是十里泉发电厂急需解决的课题。
在运输和收购储存方面，该厂也遇到了麻烦，“设想中很简单的事情，操作起来麻烦事一堆!”李总说，“农民能利用秸秆创收了，心气倒是都很高，可秸秆必须集中收获，而电厂全年都要消费和利用，厂里的谷仓目前只能储存两天的秸秆，10.7万吨的秸秆不断从收购点运送到电厂必然耗费大量的人力物力，一旦出现秸秆的供应中断，将影响到混烧发电。”
让电厂领导担忧的还有经济效益问题：十里泉发电厂改造项目将耗资8000多万元，作为示范项目短期内其回报率很低，且在秸秆的收购、储存、价格等方面存在很大的风险，对公司的经济效益有较大的负面影响，需由机组充足的年利用小时数和适当的电价支持作保证，才能真正起到节约资源、发展循环经济的作用，并弥补公司的经济损失。发电企业在实现社会效益的同时也要兼顾经济效益，因此需要省政府在电量、电价及环保资金的返还等方面给与政策性支持，在秸秆收购、打包、储存、运输等方面也同样需要政府的支持。
十里泉电厂改造的同时，河北晋州和山东单县两个示范项目也引进了丹麦BWE公司的世界先进秸秆发电技术，目前正如火如荼地进行着建设，预计将晚于十里泉发电厂投产。
4 改变我国能源结构需要百花齐放
实现能源的可持续发展和能源的多元化是我国能源战略的主要观点。而优化能源结构、发展可再生能源、实现能源多元化的焦点往往集中在太阳能发电及风电上。目前，生物质能发电在我国能源消耗构成中的比例微不足道，可以忽略不计，和其他可再生能源相比较，也还是“小弟弟”。然而，无论哪种能源形式，都既有优势，也受到不同的条件制约。在石油危机之前，相信丹麦也不会想到利用生物质能进行发电。“王侯将相宁有种乎?”生物质能发电在我国已经露出小荷一角，相信随着观念的不断推进以及明年《可再生能源法》的正式实施，生物质能及多种可再生能源必将发挥自身优势与潜能，为我国的能源多元化进程开辟出一条新的道路。
调查
“中国有70%的山地，还有大量沿海滩涂和盐碱地。如果在这些土地上种植15亿亩高热值灌木和荆棘，以之代替煤炭发电，可相当于20亿吨标煤!占我国能源总量的近1/3!无污染，不会出现土地塌陷，可持续发展!”中国社科院一位对能源颇有研究的教授充满浪漫色彩地畅想着。他描述的前景听起来很美，不禁让人联想起“如果沿着喜马拉雅山山腰打开一条通路，将印度洋暖湿气流引到山的这一边来，那中国的青藏高原该会变成多少鱼米之乡啊”的著名论述。利用生物质能大规模发电，是否只是一枕黄梁美梦?有些能源专家认为生物质能发电难以形成规模，简直杯水车薪。然而，也有一些人认为中国作为一个农业大国，可以向丹麦学习，大力发展生物质能发电。两派意见莫衷一是。
目前，利用生物质能发电在我国还处于学习探索阶段，大规模种植可再生灌木，配套建设燃柴电厂还言之过早，这位社科院教授的设想似乎很难于几十年内成为现实。然而，我国在这一领域内的摸索并未停止，近期在山东、江苏、河北等地一批秸秆发电示范项目纷纷上马。其中，山东华电国际十里泉发电厂成为国内首批“吃螃蟹”者，该厂的5号机组秸秆发电改造工程已接近尾声，预计将于今年年底前完工投入生产。本期调查试图从十里泉发电厂的实践，来探讨秸秆发电在我国的发展前景。
链接
秸秆发电——丹麦的“童话”走向世界
20世纪70年代爆发世界第一次石油危机后，能源一直依赖进口的丹麦，在大力推广节能措施的同时，积极开发生物质能和风能等清洁可再生能源，目前秸秆发电等可再生能源已占丹麦能源消费量的24%以上。《联合国气候变化框架公约》及《京都议定书》分别于1992年和l997年出台后，为了建立清洁发展机制，减少温室气体排放，丹麦进一步加大了生物质能和其他清洁可再生能源的研发利用力度。丹麦BWE公司是亨誉世界的发电厂设备研发、制造企业，长期以来在热电、生物发电厂锅炉领域处于全球领先地位，丹麦BWE公司率先研发的秸秆生物燃烧发电技术，迄今在这一领域仍是世界最高水平的保持者。在这家欧洲著名能源研发企业的技术支撑下，l988年丹麦诞生了世界上第一座秸秆生物燃烧发电厂。
目前丹麦已建立了130家秸秆发电厂，还有一部分烧木屑或垃圾的发电厂也能兼烧秸秆。BWE公司的秸秆发电技术已走向世界，被联合国列为重点推广项目，瑞典、芬兰、西班牙等国由BWE公司提供技术设备建成了秸秆发电厂，许多国家还制定了相应的计划，如日本的“阳光计划”，美国的“能源农场”，印度的“绿色能源工厂”等，它们都将生物质能秸秆发电技术作为21世纪发展可再生能源战略的重点工程。其中位于英国坎贝斯的生物质能发电厂是目前世界上最大的秸秆发电厂，装机容量3.8万千瓦，总投资约5亿丹麦克朗。
标签：秸秆发电
