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生物质掺烧发电存在问题及探讨

我國对可再生能源利用技术逐渐重视，《能源发展十三五规

划》提出了积极发展生物质液体燃料、“气体燃料、固体成型燃料。

推动沼气发电、生物质气化发电，合理布局垃圾发电。有序发展

生物质直燃发电、生物质耦合发电，因地制宜发展生物质热电联

产”的发展要求。

与其他生物质发电技术相比，混燃发电的项目总投资和年运

行费用最低，而年净收入较高，如图1所示。生物质混燃发电可

以直接利用电厂现有的高参数锅炉，提高发电效率，并在一定程

度上降低生物质运输昂贵的影响，当生物质价格大幅度变化时，

也可根据实际情况调整掺配比例，从而提高掺烧项目的灵活性。

发展生物质掺烧发电技术既可相应政策号召，也可为国内火电厂

碳减排提供解决方案。利用生物质替代部分煤，可减少煤炭消耗，

解决当地秸秆等废弃物的处理问题，同时为当地农民带来额外收

入，具有良好的社会效益和环境效益。同时，由于生物质是一种

CO2零排放的燃料，使用生物质发电可减少CO2排放，在碳交

易市场获得额外收益。

影响生物质掺烧发电经济性的因素主要为两个：原料经济性

和设备经济性。其中，原料经济性是近年来多数生物质利用项目

盈利能力下降的重要因素。近年来，由于原料价格上涨，明显高

出项目初期的原料收购价格，导致不少生物质利用项目出现亏损。

国内现有的生物质掺烧技术可分为直接掺烧和间接掺烧两

种类型。其中，直接掺烧是将生物质通过一定预处理后，直接送

入燃煤锅炉，与煤共同燃烧，带动蒸汽轮机发电。该方法投资成

本较低，目前应用较广，典型项目有华电十里泉发电有限公司秸

秆掺烧发电项目等。

间接掺烧将首将生物质燃料在气化炉中气化，生成可燃气体，

再通入燃煤锅炉，带动蒸汽轮机发电。典型项目有国电长源发电

有限公司的10.8MW生物质再燃发电项目等。

然而，目前由于項目的经济和技术限制，目前生物质掺烧技

术仍存在一定问题。本文介绍了近年来国内典型生物质掺烧发电

技术的现状，并探讨了该技术的发展方向。

1生物质掺烧技术现状

1.1直接掺烧

一般来说，生物质的由于生物质的折算水分高、热值低，在

掺烧过程中，高生物质掺烧比例会降低锅炉的理论燃烧温度，导

致锅炉燃烧效率降低。另外，由于生物质与煤混烧的灰分比煤高，

更易附着于锅炉管壁，产生的热阻大于煤灰产生的热阻，导致热

交换效率降低。生物质中较多的碱金属和Cl元素，容易引起结

渣和腐蚀。生物质灰中的碱性成分含量高，而碱性成分的灰熔点

低于酸性成分，并容易形成低熔点的共熔物，降低灰熔点，导致

结渣现象。同时，碱金属在高温下发生升华，并凝结在管壁上与

烟气中的SO2化合生成硫酸盐或碱性硫酸盐、氧化铁及复合硫

酸盐等，导致管子表面的Fe2O3保护膜被消耗掉，最终使管壁

变薄，造成腐蚀。

近年来，国内已有多个生物质掺烧发电项目示范及运行。华

电国际十里泉發电厂是国内较早开展生物质掺烧的电厂之一。该

厂于2005年进行技术改造，进行秸秆掺烧发电。新增秸秆了收

购、储存、粉碎、输送设备，两台专用秸秆燃烧器，并改造了供

风系统及相关控制系统，锅炉原有系统和参数不变。考虑到秸秆

的热值低、输送难、碱金属和氯含量高，为保证机组的正常发电，

对秸秆掺烧比例要有一定限制。实际经验表明，当秸秆与煤粉的

混合比例不超过40%时，对锅炉飞灰性质影响较小，不会对锅炉

尾部受热面造成较大的腐蚀、堵塞和磨损。秸秆掺烧的发电成本

高于燃煤发电，无直接经济效益，但具有明显的社会效益和环保

效益。若按最大年消耗10万吨秸秆计算，可年节约原煤7万吨，

减少CO2排放15万吨、SO2排放1500吨，并增加当地农民收

入3000万元。

由于生物质收集成本高、技术不如常规火电成熟，生物质掺

烧发电需改造和新增设备，导致生物质掺烧发电成本高于常规火

力发电。目前生物质掺烧发电项目的经济性很大程度上依赖于发

电补贴政策。据报道，宝应协鑫生物质发电有限公司的1#、2#

机组使用30%（热值比）的生物质作为燃料，同时3#机组采用纯

生物质作为燃料，以满足国家对生物质与煤混燃发电厂的补贴政

策要求，该公司在获得了补贴后，每度电盈利0.007元，处于盈

利状态。丰县鑫源生物质环保热电有限公司的生物质掺混比例大

约为20%（质量比），主要燃料