王金宇 姜華 于洋 王圣達(dá)
【摘 要】目前,我國處于工業(yè)化、城鎮(zhèn)化加速發(fā)展的階段,電力需求持續(xù)快速增長,全國電力裝機從2002年底的3.57億千瓦增加到2014年底的13.6億千瓦,其中化石能源發(fā)電裝機容量9.1億千瓦,占總裝機容量比重為66.7%,水電、風(fēng)電、核電占電力總裝機的22.1%、7.0%、1.5%。相比下,我國排放的溫室氣體總量仍位于世界前列。隨著“低碳經(jīng)濟”的興起,針對全球氣候變化、溫室氣體排放過大問題,本文結(jié)合吉林省地區(qū)實際情況,提出秸稈發(fā)電并網(wǎng)的思路,分析可再生能源與電網(wǎng)發(fā)展的可行性,并提出合理建議。
【關(guān)鍵詞】秸稈發(fā)電、并網(wǎng)、可再生能源
中圖分類號:G4 文獻標(biāo)識碼:A DOI:10.3969/j.issn.1672-0407.2016.07.206
一、背景
綜合考慮經(jīng)濟、社會發(fā)展、電氣化水平提高等影響因素和電力作為基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)及民生重要保障的地位,對比分析世界發(fā)達(dá)國家用電需求發(fā)展歷程,借鑒國內(nèi)各機構(gòu)預(yù)測成果,采取多種方法進行預(yù)測,未來電力需求,2020年全國全社會用電量為7.7萬億千瓦時,人均用電量5570千瓦時,“十三五”年均增長5.5%左右,電力消費彈性系數(shù)為0.76;2030年全國全社會用電量為10.3萬億千瓦時左右,人均用電量7400千瓦時左右,2020~2030年年均增長3%左右,電力消費彈性系數(shù)為0.5左右;2050年為12~13萬億千瓦時,人均用電量9000千瓦時左右。隨著人們對電力需求的日益增長,特別是全球能源互聯(lián)網(wǎng)工程的推進,對于中國電力的需求將不僅僅局限于國內(nèi),而是全球化。為了應(yīng)對世界能源資源緊張、環(huán)境污染、氣候變化三大問題,推動能源結(jié)構(gòu)從化石能源為主向清潔能源為主轉(zhuǎn)變,大力發(fā)展太陽能、風(fēng)能、核能等可再生能源。秸稈作為可再生能源,在我國具有豐富的產(chǎn)量,但是利用率卻不高,主要在田地中都被直接焚燒,不僅浪費了資源、嚴(yán)重污染環(huán)境,而且破換了生態(tài)平衡。
基于以上問題,本文提出秸稈發(fā)電并網(wǎng),其不僅能提高生態(tài)效益、經(jīng)濟效益,改善環(huán)境、減少污染物的排放,同時提高區(qū)域就業(yè)、促進經(jīng)濟發(fā)展。
二、 吉林電網(wǎng)現(xiàn)狀
截止2010年末統(tǒng)計,吉林電網(wǎng)內(nèi)發(fā)電裝機總?cè)萘?4905.51MW,其中接入500千伏系統(tǒng)機組容量3120MW,接入 220千伏系統(tǒng)機組容量9534.4MW,接入66千伏系統(tǒng)機組容量2251.11MW?;痣姍C組共103臺,裝機容量12509MW,其中供熱機組97臺,裝機容量9389MW;風(fēng)電場21座,風(fēng)電機組1704臺,裝機容量2157.81MW;水電機組19臺,裝機容量141.7兆瓦;其他發(fā)電機組6臺,裝機容量97兆瓦。220千伏變電站71座,變電容量1511.3萬千伏安,線路長度8708.17公里;66千伏(含農(nóng)網(wǎng))變電站711座,變電容量1467.77萬千伏安,線路長度15031.36公里。由統(tǒng)計表明,吉林省電網(wǎng)主要以火電為主,風(fēng)電和水電為輔。
三、吉林省地區(qū)秸稈資源現(xiàn)狀
(一)秸稈資源利用情況
吉林玉米種植面積210萬公頃,可利用玉米秸稈 3000萬噸,平均一個縣(市)60萬噸左右,綜合加工利用潛力巨大。吉林省各級政府十分重視玉米秸稈能源化利用,在十二五發(fā)展規(guī)劃中,把秸稈綜合利用作為重點支持領(lǐng)域,成立了14家產(chǎn)學(xué)研單位組成的吉林玉米秸稈利用產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,推進吉林玉米秸稈資源綜合加工利用。目前,玉米秸稈產(chǎn)業(yè)初具規(guī)模,年煉制秸稈30萬噸,年生產(chǎn)總?cè)軇?萬噸(包括丁醇、丙酮、乙醇等)。但目前由于綜合利用不夠,有很大一部分秸稈在田間被直接焚燒及廢棄,部分用于柴灶、堆肥及牲畜飼料,還有少部分用于生物秸稈發(fā)電、秸稈燃料及粉碎還田。
(二)目前存在的問題
生物質(zhì)能源與石化能源相比,資源密度低且分散,收集半徑大,交易成本高,這是秸桿處理加工利用不夠的主要原因。具體問題有如下幾個方面:
1.供求關(guān)系不對稱,收購價格高,利潤點低。
2.分散的收購方式抬高成本。
3.農(nóng)戶覺得秸桿利用效益低。
4.秸稈利用企業(yè)效益不高,收購半徑大,吃不飽。
四、吉林地區(qū)秸稈發(fā)電技術(shù)現(xiàn)狀
截止2014年5月,據(jù)吉林省政府發(fā)展中心統(tǒng)計,我省現(xiàn)有生物秸稈電廠5家,集中在遼源、雙陽、榆樹、農(nóng)安、公主嶺等玉米主產(chǎn)區(qū),總裝機容量12.2萬千瓦。秸稈發(fā)電有三種發(fā)電方式:直燃發(fā)電、混燃發(fā)電和氣化后發(fā)電。?目前,我省主要以直接燃燒發(fā)電方式為主。直接燃燒秸稈發(fā)電要求秸稈生物質(zhì)資源集中,數(shù)量大,收集、儲運方便。吉林省具有秸稈發(fā)電的資源優(yōu)勢,秸稈直接利用在生活燃料的比例在不斷下降,秸稈發(fā)電應(yīng)用比例在不斷增加。
五、秸稈發(fā)電并網(wǎng)對電網(wǎng)的影響
秸稈直燃發(fā)電技術(shù)簡單,生產(chǎn)過程無污染,能實現(xiàn)二氧化碳零排放,比較具有發(fā)展?jié)摿?,但是由于可供秸稈資源有限以及鍋爐燃燒技術(shù)不成熟,因此生物質(zhì)能發(fā)電機組長期運行不可控性大、非計劃停機檢修次數(shù)較多,秸稈發(fā)電并網(wǎng)不僅一定程度上降低了電網(wǎng)運行的可靠性,而且對調(diào)度人員在運行方式安排和網(wǎng)供負(fù)荷預(yù)測方面造成一定的困難。
六、秸稈發(fā)電和電網(wǎng)和諧發(fā)展的建議
秸稈發(fā)電具有顯著的社會效益和經(jīng)濟效益,但是秸稈發(fā)電并網(wǎng)對地區(qū)電網(wǎng)供電可靠性、調(diào)度運行、網(wǎng)供負(fù)荷預(yù)測、電能質(zhì)量和電網(wǎng)穩(wěn)定性帶來了很多負(fù)面影響。結(jié)合吉林地區(qū)實際情況,對可再生能源與電網(wǎng)的和諧發(fā)展提出以下建議:
1.明確責(zé)任,加大政府支持力度。需要政府的介入,提供資金支持、政策支持、引導(dǎo)資源的整合,推動秸稈發(fā)電企業(yè)的發(fā)展,推動農(nóng)民對秸稈資源的集中意識,加強監(jiān)督管理、制定扶持政策、規(guī)范行業(yè)發(fā)展、完善技術(shù)保障、建設(shè)收儲運體系、做好宣傳推廣。
2.控制可再生能源機組接入電網(wǎng)的容量,提高電網(wǎng)供電可靠性。
3.總結(jié)生物質(zhì)鍋爐運行經(jīng)驗,提高鍋爐燃燒技術(shù)。
4.加強可再生能源機組的建模工作,對電網(wǎng)大量接入可再生能源發(fā)電機組后的運行性能進行深入研究。
七、結(jié)束語
吉林省地區(qū)發(fā)展秸稈發(fā)電并網(wǎng)工程即能降低污染物排放、提高經(jīng)濟效益,而且還能提高吉林省地區(qū)就業(yè)人數(shù),加快區(qū)域發(fā)展。本文針對秸稈發(fā)電并網(wǎng)的新思路,分析吉林省電網(wǎng)現(xiàn)狀、秸稈利用率以及秸稈發(fā)電技術(shù)現(xiàn)狀,提出秸稈發(fā)電與電網(wǎng)發(fā)展的可行性建議。對于吉林省地區(qū),秸稈發(fā)電并網(wǎng)將對電力行業(yè)創(chuàng)造不可估量的經(jīng)濟效益和社會效益,具有很好的實現(xiàn)前景。