生物質顆粒燃料替代燃油燃氣效益分析

2024年2月21日發(作者：為我而生櫻花)

生物質顆粒燃料替代燃油燃氣效益分析

原載：第三屆全國生物柴油行業協作組年會(青島)演講稿

作者：陳喜龍

(青島綠諾新能源有限公司,技術顧問)

(中南林業科技大學 生物能源研究所,高級工程師，湖南 長沙)

摘 要：通過對比分析常規能源和生物質顆粒燃料的單位能價及典型鍋爐實際運行成本，在民用、工業鍋爐領域，生物質顆粒燃料的綜合運行成本為燃油的31.42%、燃氣的55.83%。因此，生物質顆粒燃料替代燃油、燃氣的經濟效益非常明顯。在環保要求高的大中城市或者旅游區，推廣這種生物質顆粒燃料，將產生巨大的經濟效益和環保效益。

關鍵詞：生物質顆粒；燃料替代；燃油燃氣；經濟效益

自1970年代發生全球性石油危機以來，可再生能源的開發利用日益受到廣泛關注，生物質能源是一種重要的可再生能源，在目前世界能源消耗中，生物質能源僅次于石油、天然氣和煤炭，居第4位[1] 。木質顆粒和秸稈顆粒統稱為生物質顆粒，是重要的生物質能源，它的整個生產和使用過程中CO2排放總量為零，而且SO2排放也幾乎為零，是一種真正意義上的環保型可再生能源，并且使用生物質顆粒的方便程度可與燃氣、燃油等傳統能源媲美。在歐美，木質顆粒成型已經大

規模產業化，其應用范圍涵蓋所有工業、供暖、民用鍋爐以及民用爐灶領域[1]。

我國木質顆粒成型技術已經成功引進，國產化顆粒成型設備已成熟,已經進入規?；a階段，同時開發出了適合國情的秸稈顆粒燃料。國家《可再生能源中長期發展規劃》目標是，到2010年，生物質固體成型燃料年用量達到100萬噸；到2020年，生物質固體成型燃料年用量要達到5000萬噸[2]。要盡快實現這些目標，還需要我們加大推廣應用生物質顆粒燃料的力度。許多投資者也看到了這個行業巨大的市場前景，但是對這個新興行業還不了解，欲投資也無從下手，或者，生產了生物質顆粒燃料后，不知從什么市場入手來推廣這種新型燃料。要解決這個問題，不能完全照搬國外的模式或者經驗，而應該另辟蹊徑，找到適合我國國情的市場模式，以發揮最大的經濟效益和環保效益。

1 能源消耗代價

1.1 常規能源消耗代價

我國常規能源的終端消費代價受國際市場的能源供應狀況變化很大，特別是石化產品更是如此[3]。截止到2008年9月底，我們調查了國內的一些常規能源的價格，整理出常規能源終端消費代價數據[4]，詳見表1。

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從表1數據分析可知，常規能源中的煤炭單位能價最低，其中民用蜂窩煤的單位能價為57.32元?GJ-1，電煤的單位能價更低為30.17元?GJ-1，商用管道天然氣為99.98元?GJ-1，0#燃料輕油為175.48元?GJ-1，工業用電的單位能價最高為208.30元?GJ-1。

1.2 生物質顆粒燃料消耗代價

國內木質顆粒燃料的市場價格為800-900元?t-1，秸稈顆粒燃料的市場價格為500-650元?t-1，常見幾種木質顆粒和秸稈顆粒終端消費代價數據[4]，分別如表2、表3所示。木制顆粒 燃料的平均單位能價為47.06元?GJ-1，秸稈顆粒燃料的平均單位能價為41.56元?GJ-1，因此秸稈顆粒比木制顆粒具有更佳能價比，為分析方便，以下均以秸稈顆粒來代表生物質顆粒。

從表1和表2、表3數據綜合分析，常規燃料取幾個有代表性的燃料品種，生物質顆粒燃料分別取木制顆粒和秸稈顆粒平均值，結果詳見圖表4，可知，生物質顆粒的單位能量價格與常規能源中的煤炭價格不相上下，其他傳統能源的單位能價都很高。因此，現階段生物質顆粒要取代煤炭，雖然長期環保效益很好，但是近期經濟效益并不佳，很難被一般非環保區域市場接受，特別是農村市場更難接受。從單位能價來看，用生物質顆粒替代燃油、燃氣，不但具有環保效益，經濟效益也相當可觀。

2、 生物質顆粒市場分析

從上述可比單位能價分析可知，生物質顆粒燃料作為替代燃料，

在燃油、燃氣鍋爐領域有很大優勢，那么實際應用中的綜合運行成本和效益如何，須進行測算后才知道。下面舉例比較分析如下：

以一典型的熱水(或蒸汽)鍋爐為例，某賓館或者浴室用0.7MW熱功率的熱水鍋爐提供熱水(或者用1蒸噸蒸汽鍋爐提供換熱蒸汽)，分析采用不同燃料鍋爐的實際運行成本，計算出單位熱能運行成本和年運行費用。

生物質顆粒燃料鍋爐主機和輔機的價格及耗電功率等均與燃煤鍋爐差不多[5,6]，0.7MW(1蒸噸)熱功率的約為17萬元，再加上自動上料和備料倉系統約為5萬元，共約22萬元，耗電功率為18KW，熱效率90%。0.7MW熱功率的燃油熱水鍋爐主機和輔機價格約為15萬元，日用油箱、備用儲油灌和輸油管路價格約為1.5萬元，共約16.5萬元，耗電功率為8KW，熱效率90%。0.7MW熱功率的天然氣熱水鍋爐主機和輔機價格約為15萬元，耗電功率為7KW，熱效率92%，管道天然氣管路直接至鍋爐，無須燃料儲藏系統。設備折舊期均按10年計算，維護保養按設備折舊費的20%計算。鍋爐每天分段累計滿負荷運行8個小時即可滿足供暖要求，電價為0.6元?KWh-1，這幾種鍋爐的自動化程度都很高，全天僅需1人監管即可，監管鍋爐工工資按1200元?月-1計算。生物質顆粒取平均熱值17.60MJ?Kg-1，單價640元?t-1；燃油采用0#燃料輕油，熱值41.03MJ?Kg-1，單價7200元?t-1；天然氣熱值36MJ?m-3，單價3.6元?Nm-3。燃料運費為100元?噸-1。

對以上數據分別進行計算，得出這三種鍋爐的實際運行成本結果如表

5所示。

由表5所示計算結果可知，生物質顆粒鍋爐的單位熱能運行成本為57.90元?GJ-2，燃油鍋爐的單位熱能運行成本為184.30元?GJ-2，燃氣鍋爐的單位熱能運行成本為106.02元?GJ-2。即生物質顆粒鍋爐的單位熱能運行成本為燃油鍋爐的31.42%、燃氣鍋爐的55.83%。

該鍋爐一年的運行費用(夏天的需熱量減少，故一年按10個月計算)，木質顆粒鍋爐為38.91萬元，燃油鍋爐為123.85萬元，燃氣鍋爐為69.70萬元。木質顆粒鍋爐分別比燃油鍋爐、燃氣鍋爐節約84.94萬元和30.79萬元。因此，木質顆粒燃料替代燃油、燃氣的總體運行經濟效益很明顯，在環保要求高的大中城市或者旅游區，推廣這種木質顆粒燃料，經濟效益和環保效益非?？捎^。

3 結 論

由上述分析可知，在民用、工業鍋爐領域，生物質顆粒燃料的綜合運行成本為燃油的31.42%、燃氣的55.83%，因此，生物質顆粒燃料替代燃油、燃氣的經濟效益非常明顯。在環保要求高的大中城市或者旅游區，推廣這種生物質顆粒燃料，將產生巨大的經濟效益和環保效益。

[參 考 文 獻]

[1] 陳喜龍,譚躍輝,王義強,等. 我國生物質顆粒推廣應用中存在的

問題與發展對策[J].可再生能源.2005(1):41-43.

[2] 國家發改委.可再生能源中長期發展規劃.[EB/OL].中華人民共和國國家發展和改革委員會.

/zcfb/zcfbtz/2007tongzhi/.2007-09-04.

[3] 陳喜龍,李際平,譚躍輝,等.木質顆粒成型能耗分析[J].林業實用技術.2005(9):3-6.

[4] 陳喜龍,李際平,王義強,等.木質顆粒燃料生產成本分析[J].林業科技.2006(6):50-52.

[5] 趙欽新.中小型鍋爐及相關產業的發展動向探討分析[EB/OL].西部制冷暖通在線網.

/news/news/?id=14348,2006-02-28.

[6] 劉福仁.我國鍋爐安全管理及情況[EB/OL].西部制冷暖通在線網.

/news/news/?id=9533,2005-09-27.