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倪维斗:秸秆直燃发电谈能源系统优化问题
来源:科学时报 时间:2011-8-2 15:01:19 用手机浏览

  四、秸秆直燃发电一定要与农户用能作为一个整体系统来考虑

  不能因为现有一些地方存在着秸秆野烧,就认为这部分能源是无用的,而直燃发电就是把这部分原来“无用的、扔掉的”变成有用的。这些野烧秸秆本来是很好的资源,只是目前我国一些地方的政策、技术、管理不到位,形成野烧现象。如何解决农户供能问题?不论从过去传统和将来来看,农户的秸秆仍是农民用能的一个重要组成部分,但由于我国人均耕地少,这部分秸秆除饲料、还田……等用途外,用作燃料的使用量是有限的,有时还不得不用其它能源作一些补充(煤、液化石油气……)。不管怎样,这部分秸秆能源应该通过政策、技术、管理把它用起来,纳入到农户用能的范畴。所以,从“直燃发电—农户”用能整个系统来看,农民把秸秆出售给电厂,所出售的“热值”,必然要有其它的、同“热值”的燃料来补充,譬如说煤。这几年来,农村用煤量增加不少,而在农村中烧煤肯定要比大电厂的效率低、污染高。农村采用相应技术把多余秸秆就地利用好,可以使“直燃发电—农户”用能整个系统优化,这是前面提出的原则“把合适的能源放在合适的地方”的体现。因而,把出售的热值用煤补充来计算CO2的排放是合理的。这是“直燃发电—农户”系统排放CO2的主要部分。在访谈文中提到,1吨秸秆的热值(3500大卡/kg秸秆)相当于半吨煤(7000大卡/kg标准煤),这半吨煤直接燃烧可排放1200kg CO2。

  五、运输的油耗应考虑秸秆的容重问题

  运输秸秆的方式有多种,可以是拖拉机,可以是农用汽车……。秸秆的运输不同于其它大容重的货物运输(容重——单位体积的重量),10吨秸秆用一辆载重10吨的卡车运到电厂或是用平均货物运输吨公里(1吨公里——1吨货物运输1公里)来算油耗是不合理的。秸秆的容重很小,一般自然态是12-20kg/m3,初步打包是25-50kg/m3,若先铡成小段后运输则是70-100kg/m3(1吨要额外耗费20kWh的电用于铡段),这样1吨秸秆的容积大概是10-20(30)m3,体积是很大的。由于我国农村是小农经济,不可能用大规模机械化高密度打包。因而,一辆拖拉机加正规的拖斗,或一辆农用车所能装载的秸秆重量是有限的,与装大容量货物很不一样。所以,每吨秸秆运输所耗的油可能和实际情况有些出入,但这部分CO2排放在计算中不起主要作用。

  六、对石元春院士文章所引数据的进一步思考

  1、“国能生物发电集团,秸秆直燃装机容量40万kW,几年来供电累计52亿kWh,燃用了秸秆700万吨。”从以上数据得出,每kWh用秸秆1.346kg,若以3500大卡/kg的热值计算,则供电热效率低于20%。国外先进的秸秆发电电厂的热效率为29-30%。到目前为止,任何先进热机都不可能达到80%的热效率,热电联产的热效率也很难做到97%。

  2、“农民收入19亿,共计用700万吨秸秆”。农民收入折合到每吨秸秆为19×108/(700×104)=270元/吨。估计每户农民可出售的秸秆也就1吨左右,若他们要花钱买同热值的煤,也就抵消了这部分收入。

  3、“国能生物质发电52亿kWh”,若每kWh国家补贴0.35元,则52亿kWh可得国家补贴52×108×0.35=18.2亿。农民收入19亿和国家补贴相当,也就是说农民所得增收基本相当于国家补贴,这笔账该怎么算?

  4、“这40万kW的电站,给农民创造了5万个工作岗位”。我不清楚每个工作岗位是什么含义,若是5万个全时工作岗位,则国能公司的总量40万kW的电站除了本身的职工外,还要有5万人为之场外服务,比“现代化大电厂+煤矿开采+运输”要多好几十倍,这种劳动生产效率似乎不值得“羡慕”。从发展角度看,这种就业是不可持续的,不符合新农村建设规划的要求,农村劳动力应该创造更大的价值。

  七、以发展眼光看,秸秆直燃发电离开国家补贴很难生存

  可再生能源是新生事物,在其成长过程中需要扶植,因而,在发展的前期国家给予适当补贴,让其更快地成长起来是完全应该的。但是要明确,现在的补贴,目的是将来不补贴。从长远来看,可再生能源的利用一定要不断降低成本,自身在经济上可行。例如,太阳能光伏发电虽然目前成本较高,但从科技发展角度,在成本下降方面有较大潜力。而对于秸秆直燃发电,似乎成本下降潜力不大,它具有先天性的缺陷:一是机组功率小,蒸汽参数低,热效率提高潜力小;二是中国小农经济,秸秆收集困难,要耗费劳动力和较高运输成本。所以,不具备未来成本下降的空间,不得不长期依靠补贴,这是发展的一大障碍。另一方面,由于上述的种种原因,一个秸秆直燃发电厂是否能达到像大电站那样的运行寿命(约40年),且不说这类电站每kW的基本建设费用是目前先进大电站的2倍,它们的“存活期”会有多少年?(并不是设备老化,而是外界形势的变化,尤其是原料供应情况的变化)。这样,建设能耗和基本建设资金分摊到单位发电量上肯定比较高,即从全生命周期来看每度电的成本和CO2排放会较高,这也是一个需要认真考虑的问题。

  归纳一下,从系统高度来分析各种能源的优化利用,把合适的能源放在合适的地方;考虑到全生命周期和新农村的能源供给是我的基本出发点和落脚点。这些意见希望相关的同志,尤其是政府的能源管理部门商榷、批评指

 

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