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生物质能源综合利用之路该如何走

来源:国泰君安证券 | 2015-08-27 10:25:03
生物质 能源综合利用
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     生物质综合利用事业能够在适宜地区快速发展。生物质项目选址的重要考虑因素包括当地天然气价格:同样生产1蒸吨蒸汽,假设1蒸吨吸收60万kcal热量,则天然气燃料的单位成本花费比天然气便宜62%。该结果未考虑以下条件:(1)国际原油价格及液化石油气价格大幅下降。(2)生物质锅炉改造成本更高,如需增加袋式除尘器、在线监测设备等。综上所述我们认为,生物质综合利用项目的选址因素中,一方面是应布臵在燃料相对集中地区,另一方面要考虑当地气源价格(例如深圳气源充足稳定,生物质在深圳未必能快速发展)。我们认为,生物质综合利用事业能够在适宜地区快速发展;我国生物质成型燃料行业预计将走规模化、产业化发展道路。在我国“十二五” 规划计划实现2015年生物质发电总装机容量13GW(比2009年增长4倍),2020 年增长到30 GW。预计国家将建立健全生物质收存体系、开展生物质试点示范、完善激励政策、推动产业化进程等;

1、生物质事业迎来规模化、产业化发展机遇

城镇化进程加速及能源供给紧张使生物质综合利用有望成为重要发展方向。美国生物质直接燃烧技术已居于世界领先地位,欧盟生物质综合利用产业发展迅速。生物质综合利用事业能够在适宜地区快速发展,生物质项目选址的重要考虑因素包括当地天然气价格。预计我国生物质成型燃料行业将走规模化、产业化发展道路。

2、城镇化提速、能源供给紧张倒逼生物质事业发展

城镇化进程加速对我国能源消费形成极大挑战。近几年的发展情况显示,城镇化每提升1个百分点,推动能源消费8000万吨标准煤。根据《国家新型城镇化发展规划》,到2020年,我国常住人口城镇化率将达到60%左右,将实现1亿左右农业转移人口和其他常住人口在城镇居住,这将拉动全国8亿吨标准煤消费。如何解决8亿吨标准煤,如何充分利用城镇和农业废弃物资源将成为极大的挑战。 我国能源消费增速处于上升趋势。根据国家统计局,2013年我国能源消费总量为37.5亿吨标准煤,其中全年的煤炭表观消费量约40.2亿吨,净进口量达3.2亿吨,占8%;石油表观消费量4.98亿吨,进口量达2.82亿吨,占57%;天然气表观消费量1780亿m3,进口量达515亿m3,约占30%。预计到2020年,国内一次能源生产总量达到42.0万吨标准煤,能源自给能力保持在85%左右。能源对应缺口将达到6.3亿吨标准煤,对外依存度提升,能源安全形势严峻。

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生物质成型燃料综合利用是世界可再生能源的一个重要发展方向。2012年全球产能3305万吨,万吨级厂家634个。纵观世界发达国家,生物质已经成为重要的替代能源,在能源结构中占据重要地位。而中国生物质能占比不到1%,市场发展空间巨大。

3、国家具备发展生物质事业的必要性和可行性

3.1. 必要性:

农村尚需生物质综合利用,何况条件相对优越城市我国农村人口规模庞大,基础设施建设落后,主要依靠老式锅炉取暖供热,给环境造成巨大负担。我国目前有7 亿农村人口,60%的农村能源消费来自农村居民生活用能,其中90%为供暖、炊事用能,能源品种以煤炭为主。老式锅炉数量多、耗煤量大、热效率低;煤炭则以低质散煤为主,原煤灰分和硫分都相对偏高,而且没有污染控制设备,直接低空排放,导致农村吨煤排放量远超全社会煤炭排放。当前老式锅炉燃煤排放污染物总量已经接近电厂燃煤排放污染物总量。清洁化、便利化是新型城镇化过程中农村居民生活能源供给的基本思路。尽管农村可再生能源经济性与煤炭相比还有差距,但是只要政策支持到位,完全有条件实现可再生能源的大规模开发利用。其中,散煤替代和清洁化利用是控制大气污染的重要途径。国家出台多项政策提出对农村燃煤的替代性要求。

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(1)散煤提质和清洁化利用

制定严格的民用煤炭产品质量标准:对民用机工业用煤的硫分、灰分提出了要求。地方标准更加严格。推广先进民用炉具。

(2)大力发展可再生能源,能源清洁便利化

生物质成型燃料区域供热技术(取暖)。区域供热工程,采用生物质成型燃料,在村镇机关、医院、中小学等建立区域供热工程,解决采暖用能,替代燃煤。生物燃气技术(炊事)。《2015 年农村沼气工程转型升级工作方案》提出在适宜地区支持建设一批规模化大型沼气工程,年可新增沼气生产能力4.87 亿立方米,年处理150 万吨农作物秸秆或800 万吨畜禽鲜粪等农业有机废弃物。这些燃料既可以提供清洁便利的炊事用途,也可用于家庭取暖、发电、生产生物天然气等高值产品。我们认为国家未来必将探索沼气利用补贴政策。

生物质热解气炭联产技术(炊事、取暖+炭)。生物质热解气炭化技术是指生物质原料在绝氧或低氧环境中加热升温引起分子内部分解形成生物炭、生物油、生物质燃气的过程,属生物质热化学转化技术。燃气可替代化石能源,作为农村炊事或区域供热用能。生物炭可作为炭基肥,土壤改良剂等回归农田,实现农业固碳减排、提质增效。目前,生物质热解气炭化技术尚未产业化,但是该项技术能够解决焦油污染问题,是未来发展方向。

固体燃料占农村家庭能源消费比重显著下降,清洁燃料有巨大替代空间。目前越来越多的农户采用电和气作为炊事用能,清洁能源(特别是生物质成型燃料)具有替代其他固体燃料的巨大潜力。

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3.2. 可行性:生物质综合利用具有其适用范围

我国秸秆类燃料的可利用量保持增速。根据农业部科教司,2014年,我国秸秆类燃料以秸秆与林业剩余物为主,其中可收集量8亿吨,可利用量6.4亿吨;2009-2014 年,秸秆类燃料的可利用量年平均增长9%左右;监测火点数平均减少50%,秋季的监测火点数平均减少59%。

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与天然气相比,生物质燃料未来发展最大变数在于天然气价格的下降。同样生产1蒸吨蒸汽,假设1蒸吨蒸汽需要吸收60万kcal热量,则天然气燃料的单位成本花费比天然气便宜62%。该结果未考虑以下条件:(1)我国能源结构正在逐步升级;在替代煤炭能源的竞争中,国际原油价格及液化石油气价格大幅下降。(2)生物质燃料的锅炉改造等成本更高,如需增加袋式除尘器、在线监测设备等。其中最大变数在于天然气价格的下降。综上所述,我们认为,生物质综合利用项目的选址因素中,很重要的一方面是应布臵在燃料相对集中地区,另一方面要考虑当地气源价格(例如深圳地区的气源充足稳定,深圳市政府也在大力支持天然气发展,生物质综合利用事业在这样的地区未必能快速发展起来),我们的观点是生物质综合利用事业能够在适宜地区快速发展,适宜的标准包括当地可替代能源之价格。

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4、预计我国生物质行业将走规模化、产业化道路

国家发展思路:完善体系+示范领导+激励政策+推动产业

我国生物质成型燃料行业预计将走规模化、产业化发展道路。在我国“十二五” 规划当中,要实现2015年生物质发电总装机容量13GW, 比2009年增长4倍左右,具体包括农林生物质发电量8000MW,沼气发电2000MW,垃圾焚烧发电3000MW,预计2020年增长到30GW。生物质成型燃料方面更是提出了高目标,2009年到2015年实现突破性增长,2020年产量达到2015年产量的1.5倍。

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区域供热工程是重要应用领域。国家能源局、环保部联合出台了《关于开展生物质成型燃料锅炉供热示范项目建设的通知》,拟建120个生物质成型燃料锅炉供热示范项目,总投资50亿元。需满足的条件是:项目规模不低于20t/h(14MW),其中单台生物质成型燃料锅炉容量不低于10t/h(7MW);示范项目应当按照以下要求严格控制排放:烟尘排放浓度小于30mg/m3,二氧化硫排放浓度小于50mg/m3,氮氧化物排放浓度小于200mg/m3。采用生物质成型燃料区域供热技术,在村镇机关、医院、中小学等建立区域供热工程,解决采暖用能,替代燃煤。也可以用于家庭炊事、取暖炉燃料。

(有删减)

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王世汶
王世汶
    中国环境投资联盟理事长; 环境总裁同学会会长

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