1、115MW秸秆沼气发电与沼渣沼液综合利用项目可行性实施分析书报告书115MW秸秆沼气发电及沼渣沼液综合利用项目可行性分析报告第一章 总论 11.1 项目名称 11.2 项目概况 11.2.1 拟建地点 11.2.2 建设规模及目标 11.2.3 主要建设条件 21.3 保障措施 2第二章 必要性 62.1项目建设的必要性 62.1.1 秸秆发电符合国家环保政策要求 62.1.2 充分利用当地资源，促进经济快速健康发展 62.1.3 加快推进秸秆资源综合利用，促进资源节约、环境保护和农民增收是未来发展的必经之路 7第三章 可行性 73.1 秸杆利用现状 73.1.1 国内秸秆利用现状 73.1.
2、2 某市秸杆利用现状 93.1.3 某区秸杆利用现状 93.1.4 未来秸秆产量预测 103.2 秸杆发电的发展现状 113.3 秸秆发电综合分析 123.3.1 工艺技术方案的比较 123.3.2 秸杆沼气工艺概述 133.3.3 秸杆沼气制取工艺流程 143.3.4 秸杆沼气发电工程详解 143.3.5 沼渣、沼液综合利用工艺详解 163.4项目建设的可行性 193.4.1 区位优势 193.4.2 技术及人力资源优势 203.4.3 土地资源优势 203.4.4 发展环境优势 213.5 总结 21第四章 市场分析 224.1 国内市场分析 224.2 驻地市场分析 234.2.1 某电
3、力市场细分 234.2.2 某市场分析 25附件： 27参考文献： 27第一章 总论1.1 项目名称115MW秸秆沼气发电及沼渣沼液综合利用项目1.2 项目概况1.2.1 拟建地点 黄羊工业园区1.2.2 建设规模及目标本项目总体目标是对秸秆进行收购、储藏、发酵，形成沼气对其燃烧发电，开创新的秸秆加工利用途径和经济增长点，提高产品附加值，建成高效、环保、节能的循环经济示范工程项目。 本项目拟建设115MW秸秆沼气发电及利用沼渣、沼液加工生物有机肥项目两项。115MW秸秆沼气发电项目建设内容主要包括秸秆储藏库、秸秆进料装置、发酵装置各一组、沼渣和沼液储存池一座，此外配套建设沼气进气、过滤、冷干、
4、储存装置设备生产线一条，还须配套建设相应发电机组设备，同时配套建设其他公共服务基础实施工程。沼渣、沼液综合利用项目建设内容主要包括建设发酵罐、贮液罐、匀化罐各一座，同时配套建设生物有机肥生产线一条。该项目建成后，预计年处理秸秆量27万吨，年并网输出电量可达1.08亿kwh，可生产生物有机肥8万吨1。1.2.3 主要建设条件（1）原辅材料：本项目主要原材料为各种农产品秸秆。原辅料可在某区和其他周边地区种植户中购得。（2）供水：项目所需用水均由工业园区建成的水厂供给，完全能够满足生产生活之需。（3）供电：项目所需用电均由工业园区建成的变电所供给，用电充足。1.3 保障措施1、中央支持甘肃经济社会发
5、展的机遇。国务院出台了关于进一步支持甘肃经济社会发展的若干意见，对我省利用可再生能源扶持力度进一步加大。2、2000年国务院颁发了全国生态环境保护纲要中明确提出禁止秸秆燃烧。确保了秸秆资源的收购问题，为该项目的建设提供了充裕的原材料。3、2005年2月28日中华人民共和国可再生能源法经第十届全国人大常委会第十四次会议审议通过，国家主席胡锦涛签署第33号主席令予以公布，2006年1月1日起正式实施。法规中强调：国家鼓励清洁、高效地开发利用生物质燃烧，鼓励发展能源作物。利用生物质资源生产的燃气和热力，符合城市燃气管网、热力管网入网技术标准，经营燃气管网和热力管网的企业应当接收其入网。4、2005年
6、9月15日，国家发改委与国家能源办联合组织召开了可再生能源中长期发展规划专家论证会，规划中把“加大财政投入，实施税收优惠政策”作为可再生能源开发利用的一项原则确定下来。从税收方面调整和完善可再生能源增值税政策；调整和完善可再生能源企业所得税政策；调整和完善可再生能源设备进口关税政策；加大可再生能源研究开发的政策支持力度；完善国家财政对可再生能源的补贴政策。5、2006年11月12日，财政部、国家发改委、农业部、国家税务总局、国家林业局等五部委联合发布关于发展生物能源和生物化工财税扶持政策的实施意见，为该项目的建设提供了优惠的财税扶持政策。6、2007年4月，国家发改公布了生物产业发展“十一五”
7、规划指出：“大力发展生物能源和生物基材料，加速生物制造技术在高消耗、高污染工业中的广泛应用，既有利于减少我国对石油、煤炭等不可再生能源的依赖，又有利于推进清洁生产，减少污染物排放，是走新型工业化道路、实现可持续发展的重要保障。”7、2007年7月，农业部出台的农业生物质能产业发展规划（2007-2015年）提出，建设一批秸秆固化成型燃料应用示范点和秸秆气化集中供气站，利用边际性土地适度发展能源作物，满足国家对液体燃料的原料需要。8、为贯彻落实甘肃省循环经济总体规划和省十二次党代会精神，根据省委办公厅、省政府办公厅关于印发、的通知（甘办发20128号）要求，及2012年4月13日省发展循环经济工
8、作领导小组会议精神，我委制定了甘肃省工业和信息化委员会贯彻落实循环经济总体规划实施方案工作意见。意见指出各市州要充分认识发展工业循环经济对实现转型跨越发展的重大意义，增强工作的自觉性和主动性，围绕国家循环经济示范区建设目标开展项目建设工作。9、2012年6月市政府办公室关于印发某市推进循环经济发展实施意见和某市推进循环经济发展工作考核方案的通知（武政办发201284号）精神，我委制定了贯彻落实某市推进循环经济发展实施意见工作意见。意见指出，项目建设要以循环经济发展为重点，紧紧围绕目标任务，明确工作重点，靠实责任，强化督促检查，确保各项任务落到实处。 10、发改价格 20101579号国家发展改
9、革委关于完善农林生物质发电价格政策的通知中规定：对农林生物质发电项目实行标杆上网电价政策。未采用招标确定投资人的新建农林生物质发电项目，统一执行标杆上网电价每千瓦时0.75元（含税）。通过招标确定投资人的，上网电价按中标确定的价格执行，但不得高于全国农林生物质发电标杆上网电价。11、2006 年1 月1 日颁布的可再生能源法规定：国家将可再生能源开发利用的科学技术研究和产业化发展列为科技发展与高技术产业发展的优先领域，纳入国家科技发展规划和高技术产业发展规划，并安排资金支持可再生能源开发利用的科学技术研究、应用示范和产业化发展，促进可再生能源开发利用的技术进步，降低生产成本，提高产品质量；国家
10、鼓励和支持可再生能源并网发电；电网企业应当与依法取得行政许可或者报送备案的可再生能源发电企业签订并网协议，全额收购其电网覆盖范围内可再生能源并网发电项目的上网电量，并为可再生能源发电提供上网服务。 12、某市加快推进工业富市战略的机遇。市委、市政府出台了关于加快推进工业富市战略的实施意见，突出工业发展的重点，改造提升以传统工业为主导的产业。 第2章 必要性2.1项目建设的必要性2.1.1 秸秆发电符合国家环保政策要求为大力发展我国可再生能源，我国已在2006年正式施行可再生能源法，国家发改委也先后下发了发改价格20067号文和国家发改委关于印发可再生能源价格和费用分摊管理试行办法的通知，文中规
11、定对生物质能发电每度电补0.25元，并在全国范围征收可再生能源基金，用于补贴秸秆发电行业。某市近年来“城乡融合、工业强市、生态立市”三大战略的推出和实施，更加明确指出了今后项目建设的目标和方向，而且该项目的建设不仅没有对某市周边生态环境造成污染，还有效了解决了某市大量秸秆堆放乱、秸秆就地燃烧等带来的环境污染问题。2.1.2 充分利用当地资源，促进经济快速健康发展某市是典型的农业城市，秸秆资源丰富，产量大，为秸秆发电提供了充足的原料。随着某市城乡融合发展核心区总体规划方案的实施，某市将通过调整种植结构来促进农民增收，由此将导致某市玉米、葡萄等经济作物种植面积大幅度增加，从而使秸秆产量持续增加，为
12、该项目的建设提供了充足的原料。2.1.3 加快推进秸秆资源综合利用，促进资源节约、环境保护和农民增收是未来发展的必经之路2008年7月27日，国务院办公厅针对“近年来，我国农村一些地区焚烧农作物秸秆现象比较普遍，不仅污染环境、严重威胁交通运输安全，还浪费资源”的现状，为加快推进秸秆综合利用，实现秸秆的资源化、商品化，促进资源节约、环境保护和农民增收，以（国办发2008105号）文件，下发了关于加快推进农作物秸秆综合利用的意见。为了积极响应国家的政策及某市推进生态立市的发展方针，秸秆综合利用项目既符合国家发展节能环保项目的要求，也符合某市当前工业发展的要求，因此，推进秸秆发电项目的实施将势在必行
13、。第三章 可行性3.1 秸杆利用现状3.1.1 国内秸秆利用现状 据农业部最新调查数据显示：中国每年的7亿吨农作物秸秆，用作工业原料的占3%左右、用作畜牧饲料的占24%左右、作为生物质燃料和直接燃料的约占31%，剩下的42%就地焚烧或者进行还田2。 直接焚烧：不仅破坏土壤结构，容易造成土壤烧结，肥力下降，同时产生的烟尘会对大气造成严重污染，并容易造成空中交通事故，国务院已明令禁止农业秸秆田间焚烧。秸秆还田：可以补充更新提高土壤有机质,改善土壤理化性质，增加氮磷钾等多种微量元素的含量, 增加土壤有机质的含量,活化土壤养分,改善土壤结构,促进土壤微生物活动,增加土壤保肥供肥能力,降低土壤pH值和盐
14、碱总量,提高农作物产量和品质。但是还田数量过大、土壤含水量不足、粉碎程度不够、翻压质量不好等，则秸秆不能充分腐解,会影响播种质量、出苗和苗期生长，难以避免自毒作用带来的负面效应，长期秸秆还田病害率增加。我国秸秆利用比例示意图如下：图1 我国秸秆利用比例示意图3.1.2 某市秸杆利用现状 某市是典型的农业城市，秸秆资源丰富，产量大，为秸秆发电提供了充足的原料。2010年某市各类秸秆产量达1767981.91吨3，其中：小麦秸秆525515.16吨4，玉米秸秆881897.5吨，啤酒大麦秸秆117537.65吨，谷物秸秆3812.81吨，大豆秸杆780.5吨，蚕豆秸秆473.2吨，其他豆类秸秆26
15、413.76吨，薯类秸秆47731.56吨，棉花秸秆72678.4吨，油菜秸秆36708.67吨，胡麻秸秆8092.2吨，葵花秸秆45650.8吨，大麻秸秆689.7吨4。目前，主要推广玉米秸秆青贮（黄贮）、氨化微贮饲料等技术，使资源得到了一部分利用，其他大部分直接焚烧，资源没有得到充分利用。3.1.3 某区秸杆利用现状 2011年，某区小麦种植面积30万亩左右5，玉米种植面积70万亩左右，所产生的小麦秸秆为25万吨左右6，玉米秸秆为130万吨左右；古浪县小麦种植面积25万亩左右，玉米种植面积28万亩左右5，所产生的小麦秸秆为21万吨左右，玉米秸秆为52万吨左右6。园区所在地黄羊镇是省内典型的
16、农业大镇，其每年的秸杆产量非常可观，为园区新建秸杆发电项目提供了良好和充足的原材料。黄羊镇周围辐射半径50公里的范围，基本涵盖了某区全区和古浪县大部，秸秆产量依据某区和古浪县整体小麦、玉米种植面积进行估算：黄羊镇周围辐射半径50公里的范围内小麦秸秆的产量为46万吨左右，玉米秸秆的产量为182万吨左右6，所产生的小麦秸秆、玉米秸秆，除少量用做牛羊的饲料外，大部分用做燃料或在田间地头焚烧，利用率不高,近两年，某市逐步推广玉米秸秆青贮技术，2011年某区玉米秸秆青贮5.6万吨左右，有效提高了玉米秸秆加工调制利用率。3.1.4 未来秸秆产量预测 根据2010-2011年某市国民经济和社会统计发展公报主
17、要农产品相关数据表明，某市小麦、玉米、棉花、药材、水果等主要经济作物经济产量呈逐年增长态势，通过查阅相关资料并结合某市主要农产品经济系数计算，某市小麦、玉米、棉花、药材、水果等经济作物所产生的秸秆产量也呈逐年增长态势，具体数据及预测结果详见表1。表1 2010-2012主要农产品及秸秆产量及2016年产量预测8 单位：万吨年份种类小麦玉米棉花药材水果经 济产 量秸 秆产 量经 济产 量秸 秆产 量经济产量秸秆产量经济产量经济产量201097.1180.3347.4888.191.52252.537510.10061.4588201199.9185.5353.6499.612.04863.414
18、311.60721.48332012102.7190.7359.78111.032.57474.291113.11381.50782016113.9211.5365.93122.454.6797.798319.14031.60573.2 秸杆发电的发展现状 我国秸秆发电起步晚，目前仍属起步阶段。2005年，我国首个秸秆生物燃烧发电厂在河北省晋州市开工建设，该项目引进了丹麦的秸秆发电设备，建成后每年处理秸秆20万吨，发电量为1.2亿度，年可节约煤炭16万吨，减少二氧化硫排放量60多吨，减少烟尘排放量400吨7。按照每吨秸秆50元的收购价测算，通过收购秸秆，每年可使当地农民增收1000万元。河南省
19、目前已经有多个秸秆发电项目，主要分为两种模式，一种是新建项目，目前主要有鹤壁、浚县、南阳、周口、鹿邑等，大多采用进口技术，散装运储上料，适用于麦秸秆；另一种是小火电改造，已实施的有长葛和新密，大多采用常温固化技术，即压块和造粒，适用于玉米秸秆。秸秆发电，就是以农作物秸秆为主要燃料的一种发电方式，又分为秸秆气化发电和秸秆燃烧发电。秸秆气化发电是将秸秆在缺氧状态下燃烧，发生化学反应，生成高品位、易输送、利用效率高的气体，利用这些产生的气体再进行发电。但秸秆气化发电工艺过程复杂，难以适应大规模应用，主要用于较小规模的发电项目。秸秆直接燃烧发电是目前实现规模化应用唯一现实的途径。秸秆燃烧发电，这是基于
20、一种创新的锅炉燃烧技术和传统的蒸汽循环系统带动汽轮机发电的技术。将这以秸秆为原料制作的燃料送入锅炉燃烧后，蒸汽被送入汽轮机，经汽轮机带动发电机做功后，排气进入冷凝器，并经过冷却，从冷凝器中出来的凝结水通过水泵重新送入锅炉用于产生新的蒸汽。秸秆发电是秸秆优化利用的最主要形式之一。随着可再生能源法和可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法等的出台，秸秆发电备受关注，目前秸秆发电呈快速增长趋势。秸秆是一种很好的清洁可再生能源，每两吨秸秆的热值就相当于一吨标准煤，而且其平均含硫量只有3.8，而煤的平均含硫量约达19。在生物质的再生利用过程中，排放的CO2 与生物质再生时吸收的CO2 达到碳平衡，具有C
21、O2零排放的作用，对缓解和最终解决温室效应问题将具有重要贡献。3.3 秸秆发电综合分析3.3.1 工艺技术方案的比较 目前秸秆有效的处理方式主要有三种：厌氧消化处理、气化炉气化处理及秸秆锅炉处理。三种秸秆处理方式的比较见下表：表2 当前秸秆处理方式对比表模式三种方法厌氧发酵法 气化炉处理法 秸秆锅炉处理 适用范围适用于农村，土地宽广，有足够的农田消纳工艺所产有机肥料的地区，特别是种植常年施肥的作物，如蔬菜、经济类等作物的地区 适用于农村附近，且远离城市、农村居民区。土地宽广且交通方便的地区适用于地处大城市近郊，经济发达，土地紧张，没有足够的农田消纳工艺产生的沼渣沼液的地区。但由足够的热源需求或
22、用于蒸汽发电（效率低） 投资省（每kWh投资11.5万元） 一般（每kWh投资约2万元） 高（每kWh投资2.5万元） 后续处理简单，产生的沼气只需要进行简单的除尘、脱水即可达到使用要求，H2S含量低，基本不需要处理 复杂，产生的秸秆气需进行多次的除尘净化，H2S、焦油含量高，处理成本高，一般处理不完全 直接利用其热源，热效率受设备影响大。若锅炉太小则能源转化效率低，若锅炉太大则回收半径太大运输成本太高 二次污染无 生产过程中产生的废水、废气等需要进行严格的处理，否则会造成污染其燃烧过程中产生的烟尘及部分气体会造成污染余热利用可进行发电机组的余热回收，在本系统内进行利用，提高系统的热效率 秸秆
23、气机组也可进行余热回收利用 秸秆锅炉使用过程中散失掉大量的热量，无法回收 运行稳定性运行稳定。本系统工程运行环境为低温低压，机械低速运转，故障率低 运行不稳定。秸秆气化炉为高温运行，故障率较高运行维护简单，但运行环境为高温、高压，存在一定的安全隐患，故障率高 原材料储存对秸秆储存要求低，即使腐烂仍可使用对秸秆要求较高，需要一定的干度，堆场需做好防火措施 对秸秆要求较高，需要一定的干度，堆场需做好防火措施3.3.2 秸杆沼气工艺概述 由秸秆类物质（玉米秸秆、小麦秸秆、棉花秸秆、稻壳、稻草、树叶、青草等）经微生物发酵产生的气体，统称为秸秆沼气。 以玉米鲜秸秆干为例，干物质浓度为35%，干物质含量较
24、高，有利于产气。鲜秸秆产气量245m3/t10。厌氧发酵的基本工艺示意图如下：氨基酸脂肪酸单糖（或二糖）3.3.3 秸杆沼气制取工艺流程3.3.4 秸杆沼气发电工程详解（一）秸杆沼气制取系统组成秸秆沼气制取系统主要由如下装置组成：储料场、进料装置、加热装置、一次发酵装置、二次发酵装置、沼渣沼液储存池等组成。储料场：秸秆收获后粉碎，堆放于储料场。储料场内储料使用深色塑料布进行覆盖，使其进行初步的堆沤发酵。进料装置：堆沤发酵后的秸秆通过小型装载机运送至进料仓，通过推料器进入一次发酵罐进行一次发酵。一次发酵装置：一次发酵罐先加入一定量的牛粪作为接种物，再加入堆沤后的秸秆物料进行发酵。一次发酵罐采用高
25、温发酵。二次发酵装置：秸秆在一次发酵罐内发酵达到预期活性后，通过压力差使料液从一次发酵罐自动流入二次发酵罐。二次发酵罐采用中温发酵。二次罐兼作储气装置，顶部为恒压式双膜结构可有效控制发酵罐内气体压力。 结构：一次、二次发酵装置均采用钢筋混凝土基础，罐体采用电泳+喷涂拼装罐，该罐体具有防腐性好，使用寿命长、安装快捷等优点。加热装置：为了维持一次、二次发酵罐内反应所需发酵温度，将一次、二次发酵罐内的发酵液体与机组余热通过换热器进行换热，同时罐体进行保温处理。换热装置：大通道无堵塞夹套式换热器沼渣沼液储存池：反应后的沼渣、沼液从二次发酵罐底部排出，暂时存入沼渣池中。（二）进气工艺流程 沼气进气管线从
26、储气罐的接口开始，其进气系统流程如下：二次发酵罐闸阀丝网过滤器冷干机管道阻火器燃气进气总管 气体涡街流量计闸阀自动放散装置发电机组沼气中含有水蒸气和粉尘，容易堵塞管道阻火器。为脱除沼气中的蒸汽及粉尘，在沼气管路上设置丝网过滤器和冷干机，防止管道阻火器堵塞，延长其清洗周期，保证机组正常运行。（三）发电系统组成沼气发电工程配套相应的燃气进气系统、冷却循环及原料加热系统、电气系统、自控系统、通风降噪系统及消防系统等。3.3.5 沼渣、沼液综合利用工艺详解在制取沼气的过程中将产生大量的沼渣、沼液，如果这些沼渣、沼液不加以回收利用，将造成大量的资源浪费。从辩证唯物主义观点看，一切物质、物种都是资源，物质
27、是不灭的，它只有形态的变化，而无本质的改变。因此，合理地调整生产过程中的相生与相斥关系，就能够达到一个生产过程的排泄物转变为另一生产过程的输入物，从而达到零排放目标，我们称之为“无废弃物生产过程”，即循环经济理念。当前，在处理沼渣、沼液方面主要有以下几个途径： （一）部分回流至沼气发酵装置中再利用，以减少沼气发酵稀释水用量，同时兼顾截留、富集菌种和一定程度上提高新进物料的温度，一举多功。 从节约用水、源头上做到排污减量化，缩小工程投资规模，降低运行成本是十分有利的。但需特别注意控制发酵物料浓度和酸碱度，回流量及时间要严格监控，以防止酸化和抑制产气。（2）部分输送到周边村镇或相关企业作为其新建沼
28、气工程发酵物料的补充料源和菌种富集，进行二级发酵产气（以村镇或企业自身所产的生物质物料为主，混配使用，但需考虑合理的运距），此种方式分散处理沼渣液，体现“藏气、藏肥于民”，互赢、互利，减轻大型沼气工程的排放压力。（3）将沼渣液固液分离后，适当烘干，用作制取固体、液体有机复合肥料（二维）或生物有机复合肥料（三维），以高科技含量，高效、高附加值商品肥进入市场销售。 （四）部分用于设施农业（温室大棚）果蔬、花卉等的无土栽培营养液，土壤调节剂，勿须精细去除固体颗粒，养分稍许调配即可使用，亦可作为浸种、育秧、育苗的基液。此项测土施肥、均衡施肥技术的研发和推广，不少单位做了大量的前期工作，积累了不少经验，
29、可以借鉴和进一步加以完善。 （五）大量的沼液可用于大田作物水肥耦合灌溉，根据不同作物生长期均衡施肥和灌溉，可依灌溉施肥季节用罐车运至田间施肥，也可在规划的田块修筑沼液贮存池，备作施肥季节使用，但输送的方式以及运输成本须认真核算。（管道或罐车）3.4项目建设的可行性 某市是全省瓜果蔬菜基地及肉类繁育生产基地，也是绿色食品最佳产区之一。2011年全市累计建成设施农业21.51万亩，优质瓜菜、玉米制种、旱作马铃薯、酿造葡萄、林果等特色优势作物达240万亩，各类农作物秸秆资源十分丰富，据初步估计可达180万吨左右11，为该项目的建设提供了充裕的原材料。3.4.1 区位优势某地处亚欧大陆桥的咽喉位置，是
30、河西走廊的要冲，是兰新线与包兰线、包中线的交汇点，处于兰州、西宁、银川经济发展三角形的重心位置和西陇海兰新线经济带的中心地带。东连兰州、白银，西接金昌、张掖，南与青海接壤，北与内蒙古毗邻，并与宁夏近邻，境内有国道312线、省道308线二条主要道路。拥有西北最大的铁路编组站某南火车站，西气东输的重要节点，亚州最长的铁路隧道乌鞘岭隧道，道路交通四通八达，是甘肃省较繁华的商贸集散地。上述条件为项目建设所需的原材料运输提供了强有力的保障。3.4.2 技术及人力资源优势目前，某区与西北农林科技大学、甘肃农业大学、兰州大学生命科学学院建立了产学研基地，与区内龙头企业科研项目对接、新产品的研发、技术创新、技
31、术难题等方面开展合作以提升企业科技创新实力。某市现有甘肃省畜牧工程学院、兰州交通大学新能源与动力工程学院、某职业学院、甘肃省理工中专等大中专院校15所，在学学生3.2万人。全市人才总量13.45万人，其中专业技术人才3.4万人，技能人才5.45万人，农村实用人才2.65万人，企业经营管理人才4600多人，社会工作人才6800万人。城乡劳动力资源富足，有40多万富裕劳动力11。3.4.3 土地资源优势全市国土总面积4852万亩，耕地总面积为666万亩，未利用地面积2535万亩。未利用地大多为荒滩隔壁，地势平坦，在空间分布上较为集中，适合开发建设。石羊河流域重点治理压减耕地列为未利用土地，发展工业土地指标充足，开发潜力巨大。工业园区占用未利用土地多
