文_王皓冉 王濤 國家能源費縣發(fā)電有限公司

生物質能被稱“綠色能源”，可以轉化為高效的固體、液體和氣體燃料，用于替代煤炭、石油、天然氣等不可再生能源。開發(fā)利用生物質能對維護我國能源安全、優(yōu)化能源結構，緩解我國能源緊張的矛盾，具有十分重要的意義。

本文分析生物質資源的供求關系以及剩余總量，并提出相應的生物質燃料收購、加工、儲存及運輸方案。運用科學、規(guī)范的評價方法，對費縣及周邊地區(qū)（包括臨沂市蘭山區(qū)、蘭陵縣、沂南縣、蒙陰縣、平邑縣等）的生物質生物質資源總量、剩余量以及能否滿足擬建項目每年資源的需求量做出分析，作為項目投資和運營決策依據，確保擬建項目安全、穩(wěn)定運行。

1 調查區(qū)域概況

費縣地處沂蒙山區(qū)腹地，總面積1660.11km2，北依蒙山，與蒙陰縣、沂南縣相連；南靠抱犢崮，與蘭陵縣毗鄰；東與蘭山區(qū)接壤；西和平邑縣搭界。費縣多山，共有大小山頭1400個，海拔高度在1000m以上的山峰有兩個，500m以上的山峰有75個。大體上分為南北兩條山脈，北條蒙山山脈和南條尼山山脈。費縣屬暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候。

國家能源費縣發(fā)電有限公司（即“費縣電廠”）位于費縣縣城西北方向約8km，占地645畝，行政區(qū)劃隸屬費縣費城街道辦事處。經對費縣及周邊地區(qū)域內生物質資源量的調查和對擬建項目生物質資源用量的估算，認為資源收集范圍應以費縣為核心，并涵蓋周邊半徑50km范圍內的行政區(qū)域。以便滿足擬建項目安全用量要求，故資源研究范圍為費縣及周邊地區(qū)（包括臨沂市蘭山區(qū)、蘭陵縣、沂南縣、蒙陰縣、平邑縣等）。

2 資源研究種類

根據調查區(qū)農林剩余物資源的品種、數量和利用現狀，用于本想工程的生物質燃料品種，初步確定為林業(yè)木材加工后的樹皮、鋸末、邊角余料和小麥秸、玉米秸、玉米芯、花生秸、花生殼等農業(yè)剩余物。經調查了解，費縣及周邊區(qū)域內農作物秸稈、生物質顆粒等生物質資源較為豐富，目前用量較小，剩余大量的可利用資源?？紤]到收集的可能性和成本，認為農作物秸稈和生物質顆粒等都可以利用，且相對成本低，可有效利用。在農作物秸稈中玉米、小麥種植面積較大，且集中、易收集，而其他雜糧種植面積小且分散，不易收集利用。費縣是全國三大板材基地之一，木業(yè)產業(yè)是其傳統(tǒng)支柱產業(yè)，經調研，木材加工、家具加工等行業(yè)企業(yè)產生的鋸末、下腳料等剩余物產生的比例很大。

3 費縣及周邊地區(qū)農林生物質資源可供應總量調查

3.1 費縣及周邊地區(qū)農業(yè)基本概況

根據《2020年臨沂統(tǒng)計年鑒》統(tǒng)計的2019年臨沂市糧食作物種植面積960萬畝，產量410萬t。其中，費縣128.39萬畝，蘭山區(qū)59.194萬畝，蘭陵縣256.022萬畝，沂南縣146.642萬畝，蒙陰縣49.3萬畝，平邑縣121.4235萬畝。據統(tǒng)計年報顯示，播種小麥、玉米約占74.95%，花生約占14.17%，水稻約占10.88%。

3.2 費縣及周邊地區(qū)生物質資源量

3.2.1 理論資源量

(1)計算方法

秸稈量=谷草比×糧食產量

(2)谷草比確定

草谷比：某種農作物單位面積秸稈產量與籽粒產量的比值。

(3)主要數據來源

調查區(qū)域內近三年主要農作物播種面積、年產量。依據《2020年臨沂統(tǒng)計年鑒》提供的2019年農業(yè)主要產品生產情況、《2019年臨沂統(tǒng)計年鑒》提供2018年的農業(yè)主要產品生產情況、《2018年臨沂統(tǒng)計年鑒》提供的2017年農業(yè)主要產品生產情況。區(qū)域范圍包括費縣、蘭山區(qū)、蘭陵縣、沂南縣、蒙陰縣、平邑縣。

（4）主要農作物理論資源量

取2017、2018、2019三年平均值，調查范圍內（包括費縣、蘭山區(qū)、蘭陵縣、沂南縣、蒙陰縣、平邑縣）理論農業(yè)廢棄物總量約為258.38萬t。其中，小麥稈68.54萬t、玉米稈108.14萬t、玉米芯22.53萬t、花生秧41.08萬t、花生殼15.71萬t、大豆秸稈2.38萬t。

3.2.2 可收獲資源量

(1)計算方式

可收獲資源量=可收獲系數×理論資源量

一般情況下，秸稈資源可獲得量受自然、地理、氣候條件、農民種植習慣、收獲方式、秸稈使用習慣、農村經濟發(fā)展狀況、交通運輸狀況、運輸半徑和市場需求變化等多種因素的影響?？墒斋@系數主要與農作物收獲方式有關，人工收獲系數高，機械收獲系數低?？紤]到當前臨沂市農業(yè)現代化的發(fā)展，機械收獲將是農作物主要收獲方式，故可全部按機械收獲考慮。

（2）秸稈可收集系數

按《中國秸稈資源評價與利用》取值，機械收割可收集系數。

取2017、2018、2019三年平均值，調查范圍內（包括費縣、蘭山區(qū)、蘭陵縣、沂南縣、蒙陰縣、平邑縣）可收獲農業(yè)廢棄物總量約為217.79萬t。其中，小麥稈41.81萬t、玉米稈98.41萬t、玉米芯21.85萬t、花生秧41.08萬t、花生殼12.57萬t、大豆秸稈2.07萬t。

3.2.3 可利用資源量

(1)計算方法

可利用資源量=可利用系數×可收獲資源量

可利用系數主要考慮資源在收集、運輸、貯存等各環(huán)節(jié)的損失以及發(fā)霉變質熱值下降等因素。

（2）可利用資源量計算

取2017、2018、2019三年平均值，調查范圍內（包括費縣、蘭山區(qū)、蘭陵縣、沂南縣、蒙陰縣、平邑縣）可利用農業(yè)廢棄物總量約為192.99萬t。其中，小麥稈35.54萬t、玉米稈83.65萬t、玉米芯21.85萬t、花生秧41.08萬t、花生殼8.80萬t、大豆秸稈2.07萬t。

3.2.4 可獲得資源量

(1)計算方法

可獲得資源量=[1-（農民生活用量+畜牧業(yè)用量+還田用量+其他工業(yè)用）比例]×可利用資源量。

費縣及周邊地區(qū)生物質主要消耗除生物質電廠摻燒以外，主要被當做飼料及農戶家用燃料原料，其余大部分生物質還田處理。

（2）可獲得資源量計算

取2017、2018、2019三年平均值，調查范圍內（包括費縣、蘭山區(qū)、蘭陵縣、沂南縣、蒙陰縣、平邑縣）可獲得農業(yè)廢棄物總量約為138.75萬t。其中，小麥稈35.54萬t、玉米稈50.19萬t、玉米芯21.85萬t、花生秧24.65萬t、花生殼5.28萬t、大豆秸稈1.24萬t。

3.2.5 果樹修剪枝條可收集資源量

據臨沂市統(tǒng)計年報統(tǒng)計數據，2017年、2018年、2019年的年末果園面積合計大致相等，故調查范圍內，果樹修剪枝條資源量約為17.6萬t／a。果樹枝條一般收集后堆垛儲存、晾曬于田間地頭，晾曬后出售用作生物質燃料，不能出售時則用作農戶家用燃料。目前林業(yè)采伐剩余物中約50%做家庭用燃料，可收集資源量約8.8萬t。

3.2.6 木材加工后可收集資源量

木業(yè)是臨沂八大傳統(tǒng)產業(yè)之首，現以蘭山區(qū)和費縣為木業(yè)生產核心聚集地。全市現有木業(yè)企業(yè)2.1萬余家，其中規(guī)模以上企業(yè)956家，年加工原木6900萬m3，年加工成品板材5400萬m3，年人造膠合板產量占全國1/3。經調研，木材加工剩余物類型中60%～70%比例的鋸末用來制作生物質顆粒，70%比例的邊角余料用來制作密度板。調查范圍內木材加工后剩余物資源量約為555萬t（按全市占比80%計）。

3.2.7 生物質資源可獲得量匯總

綜合上述分析，調查范圍內可獲得的農林生物質資源總量約為702.55萬t。其中，農業(yè)秸稈可獲得資源量為138.75萬t，果樹修剪枝條可收集資源量為8.8萬t，木材采伐剩余物可收集量為555萬t。

3.3 費縣及周邊地區(qū)生物質顆粒資源匯總

2021年費縣擁有木業(yè)企業(yè)6549家，依靠費縣木材加工廢棄物及農林廢棄物資源，費縣及周邊地區(qū)（包括臨沂市蘭山區(qū)、蘭陵縣、沂南縣、蒙陰縣、平邑縣等）內存在眾多生物質顆粒預處理廠，為了盡可能全面深入地了解區(qū)域內生物質顆粒市場情況，調查組經過現場考察了解，目前生物質原料主要是廢棄建筑模板、木材加工廢棄物等，顆粒產品是木屑類顆粒、刨花類顆粒。生物質顆粒加工企業(yè)較多，企業(yè)年產量5000t～50萬t,所有企業(yè)均承諾如能簽訂長期供貨協(xié)議，可擴大產能，預計各加工企業(yè)年總加工生產顆粒能力可達到104萬t（現有設備空置產能就達30萬t）。綜上，生物質顆?？色@得量可達到104萬t。

4 燃料、生物質顆粒資源競爭性分析

本項目通過采用生物質直燃耦合技術用于國能費縣電廠2×650MW機組進行3.5%生物質比例的直燃耦合發(fā)電項目，該生物質耦合發(fā)電項目全年可處理當地生物質干料10萬t（按熱值3500kcal/kg計）或等同14萬t熱值為2500kcal/kg的普通生物質燃料。

4.1 農林生物質資源競爭性分析

目前，在本項目100km范圍內，有4家生物質發(fā)電廠，分別是山東永能生物熱電有限公司、山東新天熱能有限公司、蘭陵琦泉生物質發(fā)電有限公司、平邑魯電生物質發(fā)電有限公司。

4家生物質發(fā)電都是以秸稈、枝條、樹皮、廢木片等為主要燃料，年消耗生物質量55萬t，其燃料結構均約為60%農作物秸稈，40%林業(yè)剩余物，則需消耗農作物秸稈33萬t，林業(yè)剩余物22萬t。4家生物質發(fā)電年需求生物質燃料量為66.075萬t，燃料成分結構配比為60%農業(yè)作物秸稈剩余物，40%林業(yè)木材加工剩余物，消耗農作物秸稈剩余物39.645萬t，消耗林業(yè)木材加工剩余物26.43萬t。

4.2 農業(yè)秸稈可供應量分析

本項目調查范圍內，農業(yè)廢棄物年可獲得量約138.75萬t?？鄢卷椖恐苓?家生物質電廠秸稈資源消耗量39.645萬t后，燃料供應保證系數按0.3計則本項目調查范圍內可供應資源量約為29.73萬t。

4.3 林業(yè)林業(yè)廢棄物可供應量分析

本項目調查范圍內，林業(yè)廢棄物年可獲得量約為563.8萬t?？鄢卷椖恐苓?家生物質電廠秸稈資源消耗量26.43萬t后，燃料供應保證系數按0.3計，則本項目調研范圍內可供應資源量約為161.21萬t。

4.4 生物質顆粒資源競爭性分析

經實地調研，目前生物質顆粒產品主要有木屑類顆粒、刨花類顆粒，主流產品為8mm直徑。木屑類顆粒熱值約為3600～4000 kcal，主要用于小型工業(yè)鍋爐（服裝廠等小型企業(yè)），用于供熱供暖；刨花類顆粒熱值約4000～4800 kcal，主要用于酒店、商店、家庭采暖。目前，費縣及周邊范圍內生物質顆粒可獲得量可達到104萬t，經調研多數企業(yè)僅在冬季采暖季才能滿負荷生產，并囤積部分生物質顆粒，全年其他時間機器處于零星生產狀態(tài)。

費縣及周邊范圍顆粒消費量目前是供大于求，尤其費縣本地有生產能力穩(wěn)定、產品質量過關的規(guī)模以上企業(yè)生物質能源加工企業(yè)數家，本項目占據地理優(yōu)勢，極大降低運輸成本，如能簽訂長期穩(wěn)定供貨協(xié)議，生物質顆?？色@取量將能得到充分保證。綜上，以費縣為核心并涵蓋周邊半徑50km范圍內的行政區(qū)域內，農林生物質資源、生物質顆粒資源供應量能得到有效且充分的保證。

5 調查結果

根據調查評估，調查區(qū)域內費縣及周邊地區(qū)（包括臨沂市蘭山區(qū)、蘭陵縣、沂南縣、蒙陰縣、平邑縣等）主要農林剩余物為小麥秸、玉米秸、玉米芯、花生秸、花生殼和林業(yè)采伐、木材加工產生的林業(yè)剩余物及木屑剩余物，可收集資源總量為702.55萬t。其中，農業(yè)廢棄物年可獲得量約為138.75萬t，扣除本項目周邊4家生物質電廠秸稈資源消耗量39.645萬t后，燃料供應保證系數按0.3計則本項目調查范圍內可供應資源量約為29.73萬t；林業(yè)廢棄物年可獲得量約為563.8萬t，扣除本項目周邊4家生物質電廠秸稈資源消耗量26.43萬t后，燃料供應保證系數按0.3計，則本項目調研范圍內可供應資源量約為161.215萬t。供應季節(jié)分散、均勻，可持續(xù)、穩(wěn)定滿足電廠燃料的供應。

項目建成投產后利國利民，可實現經濟、社會、環(huán)境效益的有機統(tǒng)一，能大大的增加當地農民的收入，且能減少農林廢棄物，具有極強的民生意義和極大的經濟效益。