风能与生物质能发电研究

2015年第4期(总第208期)应用能源技术doi:10.3969/j.iss.1009-3230.201504.010风能与生物质能发电研究齐洪波(黑龙江省节能技术服务中心,哈尔滨15000摘要:快速的经济发展带来了日益增大的能源缺口和严峻的环境问题,加快清洁能源发展替代传统能源,实现能源产业升级成为我国能源电力发展的重大战略选择。本文对风能与生物质能发电的现状、面临的问题及解决的方法进行研究,旨在对发展新能源和可再生能源综合利用提供参考价值。关键词:风能;生物质能;新能源中图分类号:TK6.TK8文献标志码:B文章编号:1009-3230(2015)04-0039-04Study of Wind Power and Biomass Power GenerationEnergy Conservation Service Centre of Heilongjiang Province, Harbin 150001, China)Abstract: Rapid economic development has brought increasing energy gap and serious environmentalproblems, to speed up the development of clean energy alternative to traditional energy sources,toachieve energy industrial upgrading has become a major strategic choice for energy and powerdevelopment in china. Research status of face, wind power and biomass power generation in thisproblem and solving method, in order to provide reference value of comprehensive utilization of thedevelopment of new energy and renewable energyKey words Wind power; Biomass power; New energy0引言可再生能源已成为我国应对日益严峻的能源环境随着化石资源迅速消耗,生态环境不断恶化,问题的必由之路。世界各国尤其是主要大国把发展新能源与可再生可再生能源是可以永续利用的能源资源,如能源作为新一轮产业发展的重点,寻找新的能源水能风能、太阳能、生物质能和海洋能等,不存在资源以解决能源短缺给人类发展带来的危机,已资源枯竭问题。我国可再生能源资源丰富具有成为全球日益紧迫的课题。发展新能源产业,大规模开发的资源条件和技术潜力,可以为未来社会和经济发展提供足够的能源,开发利用可再大力推动低碳经济,已在全球各国达成共识。当生能源大有可为。前,开发利用可再生能源已成为世界各国保障能低碳经济的实质是能源的高效利用和清洁能源安全、加强环境保护、应对气候变化的重要措源的开发,新能源由此构成了低碳经济的核心内施。随着经济社会的发展,我国能源需求持续增容。它是带动经济增长和应对气候变化的双赢选长,能源资源和环境问题日益突出,加快开发利用择。2014中国煤化工且第六次会收稿日期:2014-12-10修订日期:2015-02-21作者简介:齐洪波(1983-),女,工程师,2008年毕业于议召开,研究YHCNMHG强调,面对尔滨工业大学研究生学历主要从事能源技术能源供需格局新变化、国际能源发展新趋势,保障研究工作、工程咨询等工作应用能源技术2015年第4期(总第208期)国家能源安全,必须推动能源生产和消费革命。为“风电之都”截止2013年建成风电场8个,总立足国内多元供应保安全,大力推进煤炭清洁高装机40万kW,实现并网40万kW,并网量为黑龙效利用,着力发展非煤能源,形成煤、油、气、核新江县级之首。年均可为国家电网输送电力10亿能源、可再生能源多轮驱动的能源供应体系千瓦时,成为全国风电第一县。1我省风能与生物质能发展现状富裕风电场共分三期进行开发,一期工程于1.1风能2004年开工建设,于当年末并网发电;二期工程风能作为一种清洁的可再生能源和替代能于2007年开工建设,于2008年初建成并网发电;源),越来越受到世界各国的重视。《黑龙江省三期工程于2008年开工建设,于当年9月建成并新能源和可再生能源产业发展规划(2010-2020网发电。2014年9月富裕风电场三期又建设33年)》中讲到我省风能资源总储量23920万kW台单机容量为1500kW风机,与富裕一期、二期可开发利用资源储量约为1723万kW,排在内蒙工程共用10kW变电站送出。古、新疆之后,居全国第三位。风能资源丰富区主大庆瑞好风电场一期装机容量4.95万kW,要分布在东部地区包括依兰、桦川、桦南富锦、由36台风力发电机组和附属设备组成。208年鸡东、林口、鹤岗、伊春、龙江、泰来等地。此区509月建设至12月末全部安装完毕,实现并网发m高度年平均风功率密度在300W/m2以上,年电年发电量达1.2亿kW·h平均风速在6.4m/s以上,有效风速时数在1.2生物质能7400h以上。风能资源较丰富区包括西南的大部生物质能是唯一可以直接规模化生产气体、分地区和三江平原大部分以及牡丹江鸡西等地。液体、固体等清洁能源的可再生资源。开发利用此区50m高度年平均风功率密度在250W/m2以生物质能源将有助于能源结构多元化和实现低上,年平均风速大部分在6.0m/s以上,有效风速碳发展对于调整产业结构促进经济增长方式转时数在7200h以上。目前全省共有49个已核准变推进经济和社会可持续发展意义重大。开未投产的风电项目,其中12个项目核准时间在1发利用生物质能源把有机废弃物转化为生物燃年以内,37个项目核准期超过1年。气等清洁能源把城乡环保卫生产业转变为环保与国内其他省市相比,我省在风力资源开发能源产业,把荒山荒地转变为能源生产基地将有方面起步较晚,1992年才开始对密山市北山和木助于维护国家能源安全,保障社会可持续发展;有兰县蒙古山两个点进行风速测试。2003年,全省助于减少温室气体排放和环境污染,实现低碳发仅有木兰风电场一期工程首批机组正式投产发展;有助于改善农村环境促进农村经济发展。电,装机容量0.36万kW。2008年末,风力发电目前,世界上技术较为成熟、实现规模化开发厂发展到12个,主要分布在依兰、桦南、伊春富利用的生物质能利用方式主要包括生物质发电、裕等地。2010年末我省风力发电厂发展到34生物液体燃料、沼气和生物质成型燃料等。我省个,发电设备装机容量191.5万kW,累计发电生物质能主要用来发电,即利用生物质所具有的33.1亿kW·h,其中上网电量32.5亿kW·h,实生物质能进行的发电,是可再生能源发电的一种,现增加值14亿元。2014年末,我省新能源和可包括农林废弃物直接燃烧发电、农林废弃物气化再生能源发电装机规模突破600万kW,其中风电发电、垃圾焚烧发电、垃圾填埋气发电、沼气发电。装机规模453.7万kW。全省重点风能发电电场《黑龙江fI中国煤化工我省拟到简介如下:2020年建设CNMHG装机容量依兰风力资源得天独厚,是全国富风区,被誉150万kW,年发电量可达900000万kW·h。据2015年第4期(总第208期)应用能源技术了解,截止2011年我省已建成生物质并网发电项集系统。目18个,总装机容量33.45万kW,另有6个项目生物质规模收集体系尚未形成,收集率低,大核准在建。2014年末,我省新能源和可再生能源部分被农民在田里直接烧掉造成环境污染。秸发电装机规模突破600万kW。其中,生物质发电秆及稻壳比重小、体积大,运输成本高,存储期长装机规模56.5万kW,增长24%。我省生物质资增加了损耗和场地、管理等费用。源发电将有更大的上升空间。(2)生物质能源扶持政策缺乏系统性和配套2风能与生物质能发展中遇到的问题性,检测认证体系建设滞后,缺乏市场监管和技术2.1风能发展中的问题监督。黑龙江省生物质发电仅执行《可再生能源(1)风电消纳难法》规定的全额收购可再生能源电量,使得生物014年全国弃风量及弃风率双降,但三北地质发电企业雪上加霜。区弃风形势仍非常严峻。我省平均利用小时数为3)生物质能源产业缺乏市场竞争力,生物179h,全国平均利用小时数为1905h。自2010质能源开发技术发展缓慢。年以来我国出现明显的风电限电现象,201与新能源产业方兴未艾的发展态势相比,我2013年弃风限电量均在100亿kW·h以上,2012省新能源产业核心与关键技术的自主研发和创新年弃风量为200亿kW·h,弃风率均在10%以能力不强,尚未实现根本性突破。生物质能源建上。只有建立完善政策措施,创新体制机制,优化设与新能源产业整体发展对我省经济贡献率低。调度管理等才能解决风电消纳难的问题。整个生物质产业的技术体系仍属于初级阶段,技(2)风电大规模并网技术仍是瓶颈术体系还没有形成,大部分技术处在研发过程中,我国风电送出通道不足,调风、调频能力不离商业化还有很长的路要走,即使是现在已经进足电网稳定性较差控制管理不足,这些问题实行商业化运行的技术,仍然有很大的提升空间。际上都是技术问题需要我们自主创新。同时风3风能与生物质能未来发展建议电装备制造业规模小,市场竞争力弱。近几年,风3.1风能未来发展建议机等新能源装备产业在全国发展迅猛,尽管我省(1)国家继续加大政策支持和监管力度。相关产业已经起步,但相比之下,培育和发展机制2014年国家主管部门出台多项举措力图进还没有形成,与国内先进省份和企业差距较大风步减少弃风限电,同时建立全国风电设备质量电项目选用设备与我省制造业没有明显关联,对信息监测评价体系。风电政策包括战略与计划方装备制造业支撑少制约了新能源产业的发展。面管理与规范方面,并网与消纳方面,电价与扶(3)风电装机规模逐年增大,项目因种种原持方面。国家能源局发布的《关于印发2014年能因而延缓开工源工作指导意见的通知》,提出坚持集中式与分经调查分析,省核准一年以上风力发电机项布式并重集中送出与就地消纳结合稳步推进风目未开工的原因主要有政策性因素—项目审批电等可再生能源发展。保证风电市场空间,加强缓慢,项目单位无法取得开工许可;市场性因风电核准管理。强调并网消纳,规范风电开发秩素—经济效益滑坡,项目单位对投资持犹豫态序。加强安全监督管理,规范风电设备市场秩序,度;投资主体因素—投资主体融资遇到困难建强调企业自律。2014年能源局下发《关于规范风设资金不到位电设备市场秩中国煤化工知提出加22生物质能源产业发展面临的困难强检测认证,规CNMH乍,构建公(1)生物质能原料收集成本高,没有全面收平、工资、开放的招标采购市场,加强风电设备市42应用能源技术2015年第4期(总第208期)场的信息披露和监管。鼓励通过行业自律的方式(2)加大对生物质资源的综合利用,加快生规范采购行为,避免不公平竞争。物质能源发展的步伐。(2)提高风电技术研发能力,企业自主创新,在生物质能综合利用方面,我省也在积极探转变发展思路和商业模式。索中。我省在哈尔滨市拟建的大型秸秆综合利用近年来,风电开发高逐步转变观念,不在单纯加工基地建成后将成为全球范围内最大的生物乙追求规模扩张,更加重视项目的开发和经营效益。醇燃料转化加工基地。东林大的黑龙江秸秆综合加强基础研究工作,建立技术研发平台,将自主创利用联盟目前正在推行用秸秆制油的方法解决秸新与技术引进和消化吸收再创新相结合,建立和秆焚烧的问题。按照计划,每年将2万多吨秸秆形成以国内制造为主的风电装备能力。风电技术进行深加工,将生产出1万多吨清洁燃油和不断创新、2.5MW及以下机组已经趋于成熟,风5000t秸秆碳,清洁燃油可用于冶金、陶瓷等行电机组在设计方面更加智能化和细分化,出现了业,经济环保,同时还能产生废热可带动农村的很多适合不同环境气候条件的定制化机组。沼气工程。沼气产生的沼渣和沼液还可以制成有就我国目前形式分析,大力开展大规模集中机肥,用于有机农业的种植。同时,积极探寻畜牧式风力发电并不完全适合中国国情,國内已出现饲料、粉碎还田等方式加强补贴降低成本,探索秸了由于大规模接入电网导致危及电网运行的安全秆综合利用新路。稳定问题。因此,发展分散式风电技术更适合我(3)加强技术开发能力,自主创新。国国情。2015年1月我省参与的“分散式风电接加大科技支撑力度,突破关键技术装备制约入技术及工程示范”科技项目通过国网公司总部加强产学研组合,组织联合攻关。积极吸纳国际科技项目验收分散式风电开发是指不通过变电先进技术技术开发要有地域针对性推进生物质站,直接将风电升压后接入农网和低压电压。与能源产学研的组合,加快推进生物质能源相关科常规的集中风电方式相比,分散式风电可以与现研成果的转化,进一步提高生物质能开发相关企有电力系统结合形成高效灵活的新系统,可以提业的研发能力和自主创新能力。高电网的可靠性。4结束语3.2生物质能未来发展建议我省风能与生物质能资源丰富,资源利用空(1)加强政策调控与经济激励间充足,积极发展新能源和可再生能源,可有效缓要开放能源市场,建立保障性收购制度。完解环境污染严重,产业落后发展等状况,对我省未善市场进入标准。完善生物质能经济激励政策的来低碳经济发展具有积极推进作用。体系。要帮助生物质能源拓展资金渠道。在制定参考文献更符合市场实际情况和企业真实需要的政策的同[1]张英珊生物质能—能源的新出路.资源·发时,加大对政策的宣传力度和渠道,做到“政策及展,2006(12)20-21时进企”,达到扶持产业的初衷。政府“加大对农[2]王多云,张秀英.低碳经济视角中的新能源发展问作物收获及秸秆还田收集一体化农机的补贴力题研究.开发研究,2010,(149):104-107度”、“研究建立秸秆还田或打捆收集补助机制”。[3]郑红,于宏敏魏磊,等黑龙江省风能资源再这将提高农户正确处置秸秆的积极性,有利于生分析[J].黑龙江大学工程学报,2010(3)物质能源企业解决既有的原料保障难题,使秸秆[4]推进生物规划,建筑中国煤化工收集能够常规化、规模化。CNMHG