摘  要：秸秆焚烧发电作为可再生能源利用的一种形式，最近一段时间将在我国得到大力发展。本文以典型机组配置的秸秆焚烧发电项目为例进行技术经济分析，指出影响秸秆焚烧发电项目经济的主要因素，并提出降低发电成本、提高经济效益的措施，供秸秆焚烧发电投资者决策参考。
关键词   生物质发电 热效率 内部收益率
一、前言
    随着国民经济的高速发展和生活水平的不断提高，我们对能源的需求也日益增加。而主要传统能源（煤炭和石油等）的有限性和环境污染等因素，促使我们积极开拓和发展可再生能源。我国将重点发展水能、风能、生物质能和太阳能等可再生能源，到2010年可再生能源将占到能源消费总量的10%，到2020年提高到16%。
    秸秆焚烧发电作为可再生能源利用的一种形式，最近得到我国政府的大力支持，相继出台有利于生物质发电的政策。如2006年1月1日开始实施的《可再生能源法》规定，秸秆发电厂所发电量将由电网全额收购，进口设备的关税和进口环节增值税全免。同时，各地方政府还可因地制宜制定其他补贴政策，这些措施为秸秆发电项目提供了极好的发展机遇。目前，国内呈现生物质发电投资迅速升温的态势。几大发电集团和其他社会资本（包括外资）纷纷涌入秸秆焚烧发电市场。预计到2020年将建成总装机容量2000万千瓦的生物质发电项目，每年不但可以替代7500万吨煤，而且减少大量的污染排放，此外，出售秸秆这一项还可以给农民带来200～300亿元的收入。
    我国可利用的农作物秸秆、森林资源非常丰富，年产总量可折合6亿吨标煤，具有广阔的开发利用前景。我国农作物秸秆的年产量大约7亿吨，除了用作工业原料、畜牧饲料外，可以作为能源使用的约为3.5亿吨。由于用于焚烧发电投资较大，难以收集，并且缺乏成熟的技术，因此建设秸秆焚烧发电项目存在风险，如何建设一个经济效益好、具有市场竞争力的秸秆焚烧发电项目是需要投资者作出科学合理的规划决策。本文以目前较为典型的秸秆发电项目为例进行投资估算并作技术经济分析，研究秸秆发电项目的收益情况，指出影响秸秆焚烧发电项目经济的主要因素，并提出降低发电成本、提高经济效益的措施，供秸秆焚烧发电投资者决策参考，同时对其他资源综合利用项目（如城市生活垃圾焚烧发电项目）的建设具有借鉴作用。
 二、秸秆焚烧发电项目的机组配置
    本文以年处理20万吨秸秆的典型秸秆发电项目为例进行技术经济分析，装机规模按2炉2机考虑，其他各生产及辅助系统的配置参照常规热电厂考虑。
锅炉及汽轮发电机组的主要技术规格和参数如下：
（1）水冷振动炉排锅炉                                   2台
型号                                                             DGJ-55/3.82-Ⅳ
额定蒸发量                                                    55t/h
额定蒸汽压力                                                 3.82MPa（G）
额定蒸汽出口温度                                           450℃
给水温度                                                       150℃
锅炉设计效率                                                 81%
（2）冷凝式汽轮机                                         2台
型号                                                             N12－3.43/435
额定功率                                                      12000 kW
额定进汽压力                                                 3.43 MPa（a）
额定进汽温度                                                 435 ℃
排汽压力                                                       0.0049 MPa（a）
额定转速                                                       3000 r/min
（3）发电机                                                  2台
型号                                                             QF-12-2
额定功率                                                       12000 kW
出线电压                                                       10500 V
额定转速                                                       3000 r/min
功率因数                                                       0.8

三、秸秆焚烧发电项目的技术经济分析
    项目按2炉2机规划设计，占地面积为10.00hm2，工程建设投资（含接入电力网工程）为25000万元，其中：建筑工程费用约5750万元，设备购置费用10000万元，安装工程费用5050万元， 其他费用4200万元。投资总额中注册资金为10000万元，其余按融资方式考虑，贷款年利率名义利率为6.84%，实际利率为7.02%。项目计算期21年，年最大利用小时数按8000h计算。综合厂用电率按15%考虑。
    燃料包括玉米、棉花、小麦等秸秆品种，热值取3500kcal/kg。[NextPage]
    经过计算、汇总，本文按照不同电价和不同秸秆价格绘制了内部收益率的关系曲线，如下图：

    图中，秸秆价格：N1—120元/t； N2—180元/t； N3—240元/t。其他不同秸秆价格的内部收益率可以采用内插法估算。

    由于秸秆焚烧锅炉热效率较低，汽轮机采用的又是纯凝机组，导致秸秆焚烧发电项目的全厂热效率  （一般在30%以下）低于常规燃煤电厂，更远低于燃煤热电厂，而项目投资比常规燃煤电厂高，因此，要达到理想的经济效益，必须要有较低的燃料价格和较高的上网电价。从上图可以看出，在秸秆价格为120元/t时（N1曲线），电价在0.55元/kW.h以上，即可有一定的经济效益，当秸秆价格为180元/t时（N2曲线），只有电价在0.65元/kW.h以上时才有理想的经济效益，当秸秆价格为240元/t时（N3曲线），想要达到理想的经济效益，则电价需要在0.75元/kW.h以上。

    由于燃料的因素，秸秆焚烧锅炉容量不宜太大，主蒸汽参数不宜太高，导致秸秆焚烧发电项目的能源利用效率相对较低，发电燃料成本偏高。对中小发电机组而言，实现热电联产是提高热效率、降低发电成本的有效途径。因此，在具备集中供热条件、秸秆产量较大的地区，在秸秆焚烧发电项目的规划和设计时，应把秸秆焚烧和集中供热统筹考虑，这对减轻秸秆焚烧发电项目的生存压力、提高市场竞争力大有益处。
四、发展秸秆焚烧发电项目的几点建议
1、积极支持、科学规划
    我国具有丰富的农林生物质资源，开发潜力巨大。发展秸秆焚烧发电是可再生能源开发利用的一个重要方向，对调整能源结构，减少矿物质资源消耗，保护生态环境，拓宽农民创收渠道，促进国民经济的可持续发展具有重要意义，应该得到政府的鼓励和支持。
    和热电厂的供热蒸汽管道一样，秸秆收集也存在经济收集半径的特点，同时也不适合竞价收购，所以除上网电价补贴和税收优惠外，各地政府要做好秸秆焚烧发电项目的规划，科学布点，合理分布，保证发展秸秆焚烧发电项目资源的充分发挥和投资者应有的经济利益。
2、适度规模，规避风险
    首先要规避秸秆的收集风险。秸秆焚烧发电项目的装机规模要科学分析和预测当地秸秆的成分和产量，尤其是合理确定秸秆的收集率，达到适度规模。
    其次是规避秸秆的价格风险。在做秸秆焚烧发电项目的前期可行性研究时要了解当地经济发展状况，并根据当地农民的收入水平和秸秆销售情况确定秸秆的收购、运输价格，适当考虑秸秆焚烧发电项目建成后的秸秆价格波动，做到对秸秆价格科学、准确的预测。
    再次是秸秆焚烧发电项目的技术风险。秸秆焚烧发电项目在我过还处于起步摸索阶段，目前还缺乏秸秆焚烧发电项目成功运行的先例。和常规的电站项目相比，秸秆焚烧发电项目在秸秆的处理和输送、锅炉燃烧方面存在需要解决和优化的技术问题，如何根据不同秸秆选择可行的工艺流程关系到项目建成后机组的稳定可靠运行。
3、实现热电联产，提高能源利用效率
由于秸秆焚烧锅炉的热效率低于一般燃煤锅炉，因此秸秆焚烧发电项目的全厂热效率低于常规燃煤电站，更低于热电联产项目。选择供热机组增加对外供热是提高秸秆焚烧发电项目全厂热效率的有效途径。对于新建秸秆焚烧发电项目，其锅炉和汽轮发电机组的配置可以和供热机组一并考虑，在保证连续供热的同时处理更多的秸秆，提高机组运行的灵活性。对于已有的热电联产项目，如果条件合适也可以增建秸秆焚烧锅炉，这样可以充分发挥电厂原有共用设施的潜力，同时减少燃煤消耗，提高经济效益和环境效益。
    实现秸秆焚烧发电项目的热电联产需要政策上的扶持和鼓励。目前我国对秸秆焚烧发电等资源综合利用项目是在上网电价上面给予补贴（垃圾处理补贴除外），其上网电量是根据纯凝机组的发电量核定，电厂售电收入也成为项目的主要甚至唯一经济来源，因此，电厂最关心的是机组发电量。有些具备集中供热条件的发电项目，由于业主担心供热会减少机组发电量，影响电厂经济效益，因此对是否采用热电联产并不感兴趣，也不太关注如何提高电厂热效率，这与资源综合利用项目节约能源的初衷是相违背的。为了鼓励秸秆焚烧发电和垃圾焚烧发电等资源综合利用项目实现集中供热，或者原有热电联产项目增建垃圾或秸秆焚烧锅炉，建议根据垃圾或秸秆的实际处理量给予资源综合利用的补贴外，对发电部分根据垃圾或秸秆的实际处理量来核定发电能力（而非实际发电量）给予补贴，并在税收政策方面给予优惠或者在环保方面给予补偿，提高全社会投资资源综合利用项目的积极性，实现社会的可持续发展。