張靖徽++張維義

[摘要]近年來，我國對環(huán)保的要求與日俱增。與之相對的是部分煤基火力發(fā)電由于環(huán)保設(shè)施不全、處置工藝落后等問題而廣受詬病。即使是在達(dá)標(biāo)排放的電廠運(yùn)行體系中，也由于成本、人員管理、設(shè)備效率等問題而存在不同風(fēng)險，嚴(yán)重地制約了我國節(jié)能減排的總體目標(biāo)實(shí)現(xiàn)?；谏鲜霰尘芭c問題，應(yīng)用新型能源成為未來電廠發(fā)展的一種趨勢與要求，而生物質(zhì)發(fā)電是一種可能選擇。文章在系統(tǒng)總結(jié)生物質(zhì)能源特性的基礎(chǔ)上，對其在火電廠應(yīng)用的前景進(jìn)行分析，旨在為后續(xù)的電廠達(dá)標(biāo)升級改造提供必要的理論基礎(chǔ)與實(shí)踐指導(dǎo)。

[關(guān)鍵詞]火電廠；生物質(zhì)；特性；應(yīng)用前景

[DOI]1013939/jcnkizgsc201726235

1引言

隨著我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整，政府對循環(huán)經(jīng)濟(jì)、清潔經(jīng)濟(jì)的要求越來越高。尤其是在2016年新《環(huán)保法》實(shí)施以來，對污染企業(yè)的監(jiān)管與處罰力度不斷地提升。以2016年環(huán)保全國范圍內(nèi)的中央環(huán)保督察為例，各類由于電廠排污而產(chǎn)生的信訪占到全體案件的20%左右。從民生的角度來看，電廠自身所生產(chǎn)的產(chǎn)品雖然為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展及社會穩(wěn)定提供了必要的基礎(chǔ)。與此同時，電廠所排放的包括煙塵、二氧化硫、氮氧化物等大氣污染物也是形成霧霾等大氣污染的主要因素?；谏鲜霰尘芭c問題，找到電廠清潔生產(chǎn)的方法與途徑成為了研究熱點(diǎn)。綜觀現(xiàn)階段的研究與實(shí)踐現(xiàn)狀，解決上述一系列問題的核心方法無外乎兩種方向。一方面是形成有效的末端治理，即對防污、治污設(shè)備與工藝進(jìn)行升級，進(jìn)而達(dá)到減少排放甚至超低排放的根本目的。在實(shí)踐過程中，如采用多級的“電袋”除塵方式替換傳統(tǒng)的單一布袋（或靜電）除塵，進(jìn)而能夠?qū)焿m排放量降低至05%以下。另一方面則是形成有效的源頭治理方案，即大力開發(fā)清潔能源，并利用政策、財政等手段對清潔能源的電廠建設(shè)與運(yùn)營提供幫助。如風(fēng)力發(fā)電廠、核電廠的建設(shè)等。

從上述的存在問題及研究現(xiàn)狀中我們不難發(fā)現(xiàn)，基于源頭與末端治理的綜合體系能夠有效地降低火電廠對環(huán)境的擾動，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)的“雙豐收”。而近年來，生物質(zhì)作為一種新型能源而受到廣泛的關(guān)注，本文則以此為基礎(chǔ)，重點(diǎn)探究其特性與在后續(xù)電廠升級改造過程中的應(yīng)用價值與前景。希望通過本文的研究能夠為今后的相關(guān)實(shí)踐提供指導(dǎo)性意見。

2生物質(zhì)能源特性研究

所謂的生物質(zhì)并不是指某一種特定的能源物質(zhì)，而是指通過粉碎、添加、壓縮等工藝對經(jīng)濟(jì)作物的非收入部分進(jìn)行加工，使之具有較高燃燒價值的燃料總稱。從其來源來看，主要包括秸稈生物質(zhì)、根系生物質(zhì)以及木材生物質(zhì)等三種，其中秸稈生物質(zhì)占到現(xiàn)階段生物質(zhì)燃料供給總量的90%以上。

生物質(zhì)燃料的特性表現(xiàn)可以從優(yōu)勢與劣勢等兩個方面進(jìn)行總結(jié)，具體如下。

一方面，生物質(zhì)燃料與傳統(tǒng)燃料（煤炭）相比主要具有如下幾方面優(yōu)勢：一是可生態(tài)效應(yīng)。由于生物質(zhì)的主要生產(chǎn)原料為植物秸稈，故而針對其應(yīng)用能夠在客觀上解決一定的秸稈無組織燃燒問題，進(jìn)而降低大氣污染物的排放。二是能夠進(jìn)一步提高作物種植過程中的經(jīng)濟(jì)價值。秸稈屬于經(jīng)濟(jì)作物的非產(chǎn)出部分，在后續(xù)的應(yīng)用過程中能夠通過延長產(chǎn)業(yè)鏈的方式形成對作物的綜合利用，進(jìn)而提升其相對的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出。三是能夠進(jìn)一步降低大氣污染物的排放。從現(xiàn)有的研究資料來看，生物質(zhì)燃料在燃燒過程中不產(chǎn)生二氧化硫，少量產(chǎn)生氮氧化物，其主要的大氣污染物為煙塵。而在實(shí)際的使用過程中，煙塵的去除效率即去除成本均具有較高優(yōu)勢。故而應(yīng)用生物質(zhì)作為燃料可以極大地降低大氣污染物的排放及其相關(guān)的處置成本。四是生物質(zhì)燃燒后所產(chǎn)生的粉塵（草木灰）含有大量的磷元素，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中可以作為磷肥進(jìn)行回填，因此不需要為后續(xù)的固體廢棄物處置增加額外的成本。

另一方面，生物質(zhì)燃料的應(yīng)用雖然具有一定的優(yōu)勢，但是也同樣存在一定的問題，具體表現(xiàn)為如下五個方面：第一，生物質(zhì)燃料的熱值與煤炭相比相對較低，單純地進(jìn)行生物質(zhì)燃燒很難滿足發(fā)電機(jī)組的蒸汽量；第二，生物質(zhì)燃料的相對密度較低，故而在以熱值為規(guī)劃的基礎(chǔ)上需要提供更高的貯存場地與運(yùn)輸壓力，在實(shí)際的應(yīng)用過程中會提高其運(yùn)輸成本；第三，現(xiàn)階段生物質(zhì)的推廣與應(yīng)用還處于初級階段，因此所形成產(chǎn)業(yè)集群效應(yīng)相對較低。價值秸稈在運(yùn)輸過程中所產(chǎn)生的地域性松散分布特性而使得生物質(zhì)燃料成本較高；第四，生物質(zhì)燃料對于貯存要求相對較高，需要同時考慮防水、防潮、防火等因素，故而在場地成本與管理成本方面存在一定的劣勢；第五，現(xiàn)有電廠鍋爐對于生物質(zhì)燃料的支持力度相對較低，需要進(jìn)行大規(guī)模改造才能夠?qū)崿F(xiàn)對生物質(zhì)燃料的應(yīng)用，此部分一次性投資成本也是其實(shí)際推廣與應(yīng)用過程中的客觀掣肘。

3生物質(zhì)能源在電廠應(yīng)用的前景分析

從上文的分析中我們可以清晰地看出，生物質(zhì)燃料具有較高的環(huán)保與生態(tài)效應(yīng)，故而是未來包括火電廠在內(nèi)的大型鍋爐的理想燃料。然而，生物質(zhì)燃料依舊存在一定的問題，這使得其在后續(xù)的應(yīng)用過程中也存在一定的掣肘?；诒疚牡恼{(diào)研以及相關(guān)的理論基礎(chǔ)，筆者認(rèn)為在火電廠應(yīng)用生物質(zhì)作為燃料的過程中主要可以從如下幾個方面進(jìn)行構(gòu)建。

第一，以綜合利用為基礎(chǔ)，形成有效的燃料體系。在實(shí)際的應(yīng)用過程中采用生物質(zhì)+煤炭的燃料規(guī)劃體系形成有效的生產(chǎn)模式。通過此種應(yīng)用模式既能夠在實(shí)際的生產(chǎn)過程中規(guī)避一定的成本風(fēng)險，還能夠切實(shí)降低大氣污染物的排放，客觀上降低了企業(yè)的排污與治污成本。

第二，以技術(shù)改造為基礎(chǔ)，形成高效能的應(yīng)用模式。生物質(zhì)燃料的直接燃燒很難滿足電廠鍋爐的生產(chǎn)需求。其根本原因是生物質(zhì)燃料的熱值與燃燒效率不足所導(dǎo)致的。在此基礎(chǔ)上，通過適當(dāng)手段變更燃燒工藝，對上述問題進(jìn)行規(guī)避，進(jìn)而產(chǎn)生良好的應(yīng)用效果。從現(xiàn)階段的技術(shù)手段來看，主要分為如下三種模式。其一是添加劑的應(yīng)用，在生物質(zhì)的生產(chǎn)過程中加入石油煉化副產(chǎn)品（如瀝青等），進(jìn)而提高生物質(zhì)燃料的實(shí)際熱值，使得其滿足火電廠的生產(chǎn)需求；其二是采用氣化技術(shù)，通過燃燒前氣化、爐內(nèi)粉噴等技術(shù)來提高其燃燒效率，故而在單位時間內(nèi)產(chǎn)生更多的熱量釋放；其三是進(jìn)行發(fā)電機(jī)組并聯(lián)技術(shù)改造，以多鍋爐并聯(lián)或分級供氣的方式來帶動發(fā)電機(jī)組運(yùn)行，進(jìn)而規(guī)避單生物質(zhì)鍋爐無法滿足生產(chǎn)需求的問題。

第三，以產(chǎn)業(yè)鏈治理為基礎(chǔ)，進(jìn)一步降低生物質(zhì)的應(yīng)用成本。以電廠為核心，形成向生物質(zhì)上、下游產(chǎn)業(yè)鏈的滲透與建設(shè)。通過一體化建設(shè)與集約化效應(yīng)來綜合降低生物質(zhì)燃料在采購、生產(chǎn)、運(yùn)輸過程中的實(shí)際成本，并通過對磷肥的生產(chǎn)與銷售，獲得生物質(zhì)燃燒過程中剩余價值，進(jìn)而客觀上完成對生物質(zhì)應(yīng)用的成本補(bǔ)貼。

通過上述三方面建設(shè)與強(qiáng)化，相信生物質(zhì)燃料能夠在火電廠升級改造與可持續(xù)化應(yīng)用過程中貢獻(xiàn)更大的力量。并進(jìn)一步完成火電廠的超低排放建設(shè)，在經(jīng)濟(jì)與環(huán)保領(lǐng)域達(dá)成新的平衡。

4結(jié)論

生物質(zhì)主要具有可再生、清潔等特征，在實(shí)際應(yīng)用過程中具有較高的生態(tài)效應(yīng)，可能成為未來重要的清潔能源，故而受到廣泛的關(guān)注。然而，在實(shí)際的應(yīng)用過程中，其同樣存在熱值較低、儲存條件較為苛刻等不良影響，很難在火電廠中進(jìn)行直接的燃燒應(yīng)用。本文系統(tǒng)的生物質(zhì)能源特性進(jìn)行總結(jié)，并就未來其在電廠應(yīng)用的前景與條件進(jìn)行分析。希望通過本文的研究能夠為后續(xù)的電廠節(jié)能減排升級改造提供必要的理論基礎(chǔ)，為新能源的應(yīng)用提供一種可行思路。

參考文獻(xiàn)：

[1]何玉鳳，錢文珍，王建鳳，等廢棄生物質(zhì)材料的高附加值再利用途徑綜述[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2016（15）：1-8

[2]孫培勤，孫紹暉，常春，等我國生物質(zhì)能源現(xiàn)代化應(yīng)用前景展望（一）——生物質(zhì)資源和供給[J].中外能源，2014（6）：21-28

[3]田紅，廖正祝農(nóng)業(yè)生物質(zhì)燃燒特性及燃燒動力學(xué)[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2013（10）：203-212

[作者簡介]張靖徽（1987—），女，內(nèi)蒙古烏蘭浩特人，碩士，內(nèi)蒙古能源發(fā)電興安熱電有限公司。研究方向：技術(shù)經(jīng)濟(jì)及管理；張維義（1963—），男，內(nèi)蒙古興安盟突泉人，大專，會計師，內(nèi)蒙古能源發(fā)電興安熱電有限公司。研究方向：技術(shù)經(jīng)濟(jì)，會計管理。endprint