2010年-世界发展银行全球_China_-_Biomass_Cogeneration_Development_Project___Fuel_Supply_Handbook_for_Biomass-Fired_Power_Projects_102页_2mb

中国生物质共发电项目燃料供应手册总结

核心内容

本手册由世界银行/ESMAP资助，旨在为中国生物质能项目的投资者提供燃料供应管理方面的指导，特别是在项目规划和准备阶段。手册内容涵盖生物质作为能源来源的特性、生物质资源评估、秸秆和林业残余物的燃料供应、燃料供应管理等方面。

主要观点

• 生物质能源是可再生能源的重要组成部分，包括木能和农业能。
• 生物质燃料的特性（如密度、水分含量、热值、灰分等）直接影响生物质发电厂的设计、运行和性能。
• 生物质燃料供应管理是生物质项目成功的关键因素之一，需考虑燃料的可用性、成本、运输、储存及质量控制。
• 不同地区和国家的生物质燃料供应系统存在显著差异，需根据本地条件进行定制化设计。
• 有效的燃料质量管理体系对于确保生物质发电厂的稳定运行和延长设备寿命至关重要。

关键信息

1. 生物质燃料的分类与特性

• 生物质残余物的三类划分：

  • 一级残余物：直接来自农业和林业活动的残余物（如秸秆、枝条、木屑）。
  • 二级残余物：来自加工过程的残余物（如稻壳、甘蔗渣）。
  • 三级残余物：来自处理后的残余物（如木片、木块）。

• 关键燃料特性：

  • 密度：包括实际密度、堆密度和能量密度。
  • 水分含量：影响热值和燃烧效率，需控制在合理范围内。
  • 热值：决定燃料的燃烧性能，影响发电效率。
  • 灰分与灰分质量：高灰分可能带来燃烧问题，需控制有害元素（如氯、钾）的含量。
  • 化学成分：碳、氢、氧、氮等元素含量影响燃料的燃烧特性。
  • 污染物：如重金属（镉、锌等）含量需符合环保标准。

2. 生物质资源评估

• 资源评估方法：

  • 统计评估：基于历史数据估算生物质资源。
  • 空间显式评估：结合地理信息系统（GIS）进行区域化分析。

• 评估步骤：

  • 确定生物质来源；
  • 分析生物质的可用性；
  • 考虑生物质的其他用途和损失；
  • 采用一致的方法进行数据收集与验证。

• 中国秸秆资源评估：

  • 中国主要作物秸秆（如小麦、玉米）的产量及热值；
  • 区域化秸秆资源分布及网格单元分析。

• 欧洲案例：

  • 欧洲通过空间显式评估方法，对不同区域的秸秆资源进行了详细分析。

3. 秸秆作为燃料的供应

• 秸秆生产与收集技术：

  • 秸秆的收割、打捆、运输、长期储存及供应到电厂的流程。

• 中国现状：

  • 秸秆供应存在收集不及时、运输成本高、质量不稳定等问题。

• 案例研究：

  • 中国多个省份的生物质电厂案例，如山东30 MW、河南12 MW和24 MW、江苏24 MW。
  • 欧洲案例包括丹麦、英国和西班牙的秸秆发电项目。

• 挑战与建议：

  • 中国秸秆供应商需提高收集效率并降低成本。
  • 可借鉴丹麦的实践经验，但需结合本地情况调整。

4. 林业残余物作为燃料的供应

• 林业残余物的类型与产量：

  • 一级残余物：如枝条、树干、间伐材料。
  • 二级残余物：如木屑、树皮、黑液。

• 供应流程：

  • 采伐与提取：与最终砍伐或清理作业相结合。
  • 粉碎处理：可在采伐现场、运输终点或电厂内进行。
  • 运输与储存：需考虑成本与效率，采用合适的运输和储存方式。

• 成本结构：

  • 不同国家的林业残余物燃料成本结构差异显著。
  • 成本受多种因素影响，包括燃料需求、供应距离、技术选择等。

• 案例研究：

  • 中国和欧洲的林业残余物燃料供应案例，展示不同模式下的运作效率。

5. 燃料供应管理

• 合同管理：

  • 建议采用长期合同以确保燃料的稳定供应。
  • 合同需包括燃料数量、质量、价格等条款。

• 质量控制：

  • 需在整个供应链中实施燃料质量控制措施。
  • 建议投资者采用质量管理体系（QM）确保燃料一致性。

• 风险评估与缓解策略：

  • 提供燃料供应风险矩阵，帮助识别和管理潜在风险。
  • 强调对环境、基础设施、社会等因素的综合考量。

结论与建议

• 结论：

  • 生物质燃料的供应管理对生物质发电项目的成功至关重要。
  • 需结合本地资源和条件，制定适合的燃料供应方案。
  • 不同国家的生物质供应模式存在差异，需因地制宜。

• 建议：

  • 在项目规划阶段进行详细的生物质资源评估。
  • 建立标准化的燃料供应合同与质量管理体系。
  • 引入机械化和自动化技术以提高供应效率。
  • 参考国际经验（如丹麦、芬兰、瑞典），但需结合中国实际情况进行调整。

附录与参考文献

• 附录内容：

  • 国际经验：能源作物的种植与管理；
  • 燃料标准与规范；
  • 燃料热值计算方法（EN 14961-1）；
  • 燃料供应风险矩阵；
  • 质量管理体系指南等。

• 参考文献：

  • 包括世界银行、ESMAP、芬兰VTT技术研究中心、英国曼彻斯特大学等机构的资料。

图表索引

• 图2.1：生物质外观与体积；
• 图2.2：净热值与水分含量关系；
• 图2.3：底灰与飞灰示意图；
• 图3.1：可持续性标准对生物质潜力的影响；
• 图3.2：秸秆产量与谷物产量关系；
• 图4.1：秸秆打捆与翻堆流程；
• 图5.1：芬兰森林产品产量与成本结构；
• 图5.2：基于路边粉碎的森林木片生产链等。

术语与缩写

• 农业残余物：农业活动的副产品，如秸秆、稻壳；
• 生物质能：所有来源于生物质的能源；
• 生物质燃料：从生物质中产生的固体、液体或气体燃料；
• 秸秆：谷物植物去壳后的干部分；
• 灰分：燃烧后残留的无机物；
• 质量管理体系：用于控制整个供应链的工具；
• 净热值：燃料燃烧后释放的净能量；
• GIS：地理信息系统，用于资源评估与分析。

单位换算

• cm：厘米；
• GJ：吉焦耳；
• ha：公顷；
• tce：吨煤当量；
• toe：吨油当量；
• MWth：兆瓦热；
• kWth：千瓦热；
• mu：中国面积单位（1公顷 = 15 mu）。

总结

本手册为生物质发电项目提供了系统化的燃料供应管理指南，强调了生物质燃料的特性、资源评估、供应流程、合同管理、质量控制及风险缓解策略。它不仅适用于中国，也为其他发展中国家提供了借鉴。手册结合了中国和国际案例，展示了不同生物质来源（如秸秆和林业残余物）的供应管理实践，并提供了实用的建议和方法。