黄剑鹏 杨毅 陆安坤 嵇洪林 李建斌

【摘要】以咸宁某酒店生物质气化供气项目实际工程为例，分析该项目的经济效益，提出限制我国农村生物质气化项目发展的限制性因素，指出以往我国农村生物质气化项目“福利性工程”的主要原因在于原料价格过高和气化机组系统负荷率过低，并为我国类似情况的生物质气化项目提供技术经济参考。

【关键字】生物质；气化；效益分析

前言：生物质的能量来源于太阳能，是重要的可再生能源，它的高效应用，将对改善我国能源结构和可持续发展起到重要的补充作用。同时生物质是一种二氧化碳零排放的洁净能源，可以减少化石能源消耗带来的温室效应问题，有利于改善生态环境，对今后人类的长远发展和生存环境有重要意义[1]。

生物质气化是生物质能利用方式中较重要的一种，它是采用热化学方法使生物质在缺氧状态下裂解，产生CO、H2、CH4等可燃气体。目前，中国生物质气化产业主要由气化发电和农村气化供气组成[2]。生物质气化集中供气以满足农村居民炊事和采暖用气在2000年前后在各地引起研究和应用热潮，但是大部分的气化项目在开始运行不久后便难以为继[3]。我国农村很多气化供气项目成为“福利性”工程，经济效益低。本文结合项目实例，分析我国生物质气化供气项目的经济效益，提出限制性因素，以期为我国生物质气化项目的发展提供参考。

1、项目概况

本项目位于咸宁市某酒店，为了节能减排降耗，将酒店原有的天燃气锅炉改造为生物质气化供热。气化产生的生物质燃气主要为酒店的热水锅炉与炊事提供热源。酒店每年需要消耗的天然气量约20万m?。各个月份的用气量图1所示。

图1 酒店天然气不同月份天然气的用量变化

2、项目运行成本和效益分析

2.1 项目需求分析

依据等热值替换，项目年需生物质燃气约140万m?。

根据每公斤生物质燃料生产2.0m?生物质燃气计，年需耗生物质燃料700吨。

2.2 项目副产品产量

项目生物质燃料经气化后，除产生生物质燃气外，还伴随着生物质炭、木醋液和木焦油等副产物生成。由于项目木焦油、木醋液的产量少且分离成本高，故项目形成的产品主要为生物质炭。项目年产生物质炭约126吨。

2.3 项目运行成本和效益分析

2.3.1 原料与产品单价

本项目各物料的单价以咸宁市本地市场物价计，天然气、生物质燃料和生物质炭的单价分别为4.0元/m?、800元/t和1500元/t。具体单价见表2。

2.3.2 项目运行成本

本项目的运行成本主要包括人工费、水电费、原料费和修理费，各部分的费用分别为7.20万元、2.05万元、0.50万元、56.00万元和1.00万元，合计66.75万元。

2.3.3 项目年收入

项目的收益主要来自于替代的天然气费用和生物质炭售出收入。天然气和生物质炭的年收入分别为80万元和18.9万元，合计98.9万元。

2.3.4 項目的经济效益分析

本项目总投资240.87万元，包括土建工程、设备仪表和其它费用。本项目的经济效益情况见表1所示。

表1 项目经济效益

名称 金额（万元）

总投资 240.87

年运行费用 66.75

年收入 98.9

年利润 32.15

项目回收期（年） 7.5

本项目未改造前，年需天然气约80万元，经改造后年需燃料成本约为56万元，年节约原料成本24万元，约节约30%的能源费用。加上副产品的收益，项目年利润可达到32.15万元，经济效益显著。但受项目用气规模限制，项目投资额较大，使得项目回收期需要7.5年，投资期长，从而导致业主不愿投资此类新能源项目。

3、项目分析

影响项目回收期的主要因素有：原料市场价格和设备的系统负荷率。

（1） 原料市场价格

本项目的利润和回收期随原料价格的变化而变化。具体变化见表2所示。

表2价格变动对利润的影响

原料价格（元/吨） 回收期（年）

1000 13.27

800 7.49

750 6.76

700 6.15

500 4.53

（2）系统负荷率低

本气化机组主要是满足酒店炊事和夜间供暖需要，由于用气过于集中，负荷变化太大，需要配置较大的贮气设备，这既提高了系统造价，也造成系统负荷率过低、设备长时间闲置的问题，气化机组除在冬季每天开机时间在10～12小时外，其它时间每天仅开机4～5 h，就可以满足1 天的需求量。

本项目的气化机组产气能力为1000m?/h，若按照机组每天运行20小时，年运行360天计算，本项目的投资回收期可控制在2年以内。

4、结论

（1）本项目充分体现了国家的能源政策，项目的建设进一步促进了农业产业结构调整，最大限度提高能源和资源的利用率，有效解决因农田焚烧秸秆造成雾霾等环境污染问题。

（2）影响生物质气化项目经济效益的主要因素为：项目当地原料的收购价及项目系统负荷率。这两个因素应是业主在规划工程建设之前应着重把握的。

（3）在我国，生物质气化技术先进，附加经济作物产值高，产品风险小，此类项目具备良好的社会、环境和经济效益，应大力推广。

参考文献

[1] 冯晨辉，沈力成.中国生物质能产业的现状及其未来发展前景[J].能源研究与管理，2011（4）：9-12.

[2] 吴创之，刘华财，阴秀丽.生物质气化技术发展分析[J].燃料化学学报，2013，41（7）：798-804.

[3] 张齐生，马中青，周建斌.生物质气化技术的再认识[J].南京林业大学学报（自然科学版），2013，37（1）：1-10.