黃劍鵬 楊毅 陸安坤 嵇洪林 李建斌
【摘要】以咸寧某酒店生物質(zhì)氣化供氣項目實際工程為例,分析該項目的經(jīng)濟效益,提出限制我國農(nóng)村生物質(zhì)氣化項目發(fā)展的限制性因素,指出以往我國農(nóng)村生物質(zhì)氣化項目“福利性工程”的主要原因在于原料價格過高和氣化機組系統(tǒng)負荷率過低,并為我國類似情況的生物質(zhì)氣化項目提供技術(shù)經(jīng)濟參考。
【關(guān)鍵字】生物質(zhì);氣化;效益分析
前言:生物質(zhì)的能量來源于太陽能,是重要的可再生能源,它的高效應用,將對改善我國能源結(jié)構(gòu)和可持續(xù)發(fā)展起到重要的補充作用。同時生物質(zhì)是一種二氧化碳零排放的潔凈能源,可以減少化石能源消耗帶來的溫室效應問題,有利于改善生態(tài)環(huán)境,對今后人類的長遠發(fā)展和生存環(huán)境有重要意義[1]。
生物質(zhì)氣化是生物質(zhì)能利用方式中較重要的一種,它是采用熱化學方法使生物質(zhì)在缺氧狀態(tài)下裂解,產(chǎn)生CO、H2、CH4等可燃氣體。目前,中國生物質(zhì)氣化產(chǎn)業(yè)主要由氣化發(fā)電和農(nóng)村氣化供氣組成[2]。生物質(zhì)氣化集中供氣以滿足農(nóng)村居民炊事和采暖用氣在2000年前后在各地引起研究和應用熱潮,但是大部分的氣化項目在開始運行不久后便難以為繼[3]。我國農(nóng)村很多氣化供氣項目成為“福利性”工程,經(jīng)濟效益低。本文結(jié)合項目實例,分析我國生物質(zhì)氣化供氣項目的經(jīng)濟效益,提出限制性因素,以期為我國生物質(zhì)氣化項目的發(fā)展提供參考。
1、項目概況
本項目位于咸寧市某酒店,為了節(jié)能減排降耗,將酒店原有的天燃氣鍋爐改造為生物質(zhì)氣化供熱。氣化產(chǎn)生的生物質(zhì)燃氣主要為酒店的熱水鍋爐與炊事提供熱源。酒店每年需要消耗的天然氣量約20萬m?。各個月份的用氣量圖1所示。
圖1 酒店天然氣不同月份天然氣的用量變化
2、項目運行成本和效益分析
2.1 項目需求分析
依據(jù)等熱值替換,項目年需生物質(zhì)燃氣約140萬m?。
根據(jù)每公斤生物質(zhì)燃料生產(chǎn)2.0m?生物質(zhì)燃氣計,年需耗生物質(zhì)燃料700噸。
2.2 項目副產(chǎn)品產(chǎn)量
項目生物質(zhì)燃料經(jīng)氣化后,除產(chǎn)生生物質(zhì)燃氣外,還伴隨著生物質(zhì)炭、木醋液和木焦油等副產(chǎn)物生成。由于項目木焦油、木醋液的產(chǎn)量少且分離成本高,故項目形成的產(chǎn)品主要為生物質(zhì)炭。項目年產(chǎn)生物質(zhì)炭約126噸。
2.3 項目運行成本和效益分析
2.3.1 原料與產(chǎn)品單價
本項目各物料的單價以咸寧市本地市場物價計,天然氣、生物質(zhì)燃料和生物質(zhì)炭的單價分別為4.0元/m?、800元/t和1500元/t。具體單價見表2。
2.3.2 項目運行成本
本項目的運行成本主要包括人工費、水電費、原料費和修理費,各部分的費用分別為7.20萬元、2.05萬元、0.50萬元、56.00萬元和1.00萬元,合計66.75萬元。
2.3.3 項目年收入
項目的收益主要來自于替代的天然氣費用和生物質(zhì)炭售出收入。天然氣和生物質(zhì)炭的年收入分別為80萬元和18.9萬元,合計98.9萬元。
2.3.4 項目的經(jīng)濟效益分析
本項目總投資240.87萬元,包括土建工程、設備儀表和其它費用。本項目的經(jīng)濟效益情況見表1所示。
表1 項目經(jīng)濟效益
名稱 金額(萬元)
總投資 240.87
年運行費用 66.75
年收入 98.9
年利潤 32.15
項目回收期(年) 7.5
本項目未改造前,年需天然氣約80萬元,經(jīng)改造后年需燃料成本約為56萬元,年節(jié)約原料成本24萬元,約節(jié)約30%的能源費用。加上副產(chǎn)品的收益,項目年利潤可達到32.15萬元,經(jīng)濟效益顯著。但受項目用氣規(guī)模限制,項目投資額較大,使得項目回收期需要7.5年,投資期長,從而導致業(yè)主不愿投資此類新能源項目。
3、項目分析
影響項目回收期的主要因素有:原料市場價格和設備的系統(tǒng)負荷率。
(1) 原料市場價格
本項目的利潤和回收期隨原料價格的變化而變化。具體變化見表2所示。
表2價格變動對利潤的影響
原料價格(元/噸) 回收期(年)
1000 13.27
800 7.49
750 6.76
700 6.15
500 4.53
(2)系統(tǒng)負荷率低
本氣化機組主要是滿足酒店炊事和夜間供暖需要,由于用氣過于集中,負荷變化太大,需要配置較大的貯氣設備,這既提高了系統(tǒng)造價,也造成系統(tǒng)負荷率過低、設備長時間閑置的問題,氣化機組除在冬季每天開機時間在10~12小時外,其它時間每天僅開機4~5 h,就可以滿足1 天的需求量。
本項目的氣化機組產(chǎn)氣能力為1000m?/h,若按照機組每天運行20小時,年運行360天計算,本項目的投資回收期可控制在2年以內(nèi)。
4、結(jié)論
(1)本項目充分體現(xiàn)了國家的能源政策,項目的建設進一步促進了農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,最大限度提高能源和資源的利用率,有效解決因農(nóng)田焚燒秸稈造成霧霾等環(huán)境污染問題。
(2)影響生物質(zhì)氣化項目經(jīng)濟效益的主要因素為:項目當?shù)卦系氖召弮r及項目系統(tǒng)負荷率。這兩個因素應是業(yè)主在規(guī)劃工程建設之前應著重把握的。
(3)在我國,生物質(zhì)氣化技術(shù)先進,附加經(jīng)濟作物產(chǎn)值高,產(chǎn)品風險小,此類項目具備良好的社會、環(huán)境和經(jīng)濟效益,應大力推廣。
參考文獻
[1] 馮晨輝,沈力成.中國生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀及其未來發(fā)展前景[J].能源研究與管理,2011(4):9-12.
[2] 吳創(chuàng)之,劉華財,陰秀麗.生物質(zhì)氣化技術(shù)發(fā)展分析[J].燃料化學學報,2013,41(7):798-804.
[3] 張齊生,馬中青,周建斌.生物質(zhì)氣化技術(shù)的再認識[J].南京林業(yè)大學學報(自然科學版),2013,37(1):1-10.