生物質氣化供氣項目經濟效益分析

黃劍鵬 楊毅 陸安坤 嵇洪林 李建斌

【摘要】以咸寧某酒店生物質氣化供氣項目實際工程為例，分析該項目的經濟效益，提出限制我國農村生物質氣化項目發展的限制性因素，指出以往我國農村生物質氣化項目“福利性工程”的主要原因在于原料價格過高和氣化機組系統負荷率過低，并為我國類似情況的生物質氣化項目提供技術經濟參考。

【關鍵字】生物質；氣化；效益分析

前言：生物質的能量來源于太陽能，是重要的可再生能源，它的高效應用，將對改善我國能源結構和可持續發展起到重要的補充作用。同時生物質是一種二氧化碳零排放的潔凈能源，可以減少化石能源消耗帶來的溫室效應問題，有利于改善生態環境，對今后人類的長遠發展和生存環境有重要意義[1]。

生物質氣化是生物質能利用方式中較重要的一種，它是采用熱化學方法使生物質在缺氧狀態下裂解，產生CO、H2、CH4等可燃氣體。目前，中國生物質氣化產業主要由氣化發電和農村氣化供氣組成[2]。生物質氣化集中供氣以滿足農村居民炊事和采暖用氣在2000年前后在各地引起研究和應用熱潮，但是大部分的氣化項目在開始運行不久后便難以為繼[3]。我國農村很多氣化供氣項目成為“福利性”工程，經濟效益低。本文結合項目實例，分析我國生物質氣化供氣項目的經濟效益，提出限制性因素，以期為我國生物質氣化項目的發展提供參考。

1、項目概況

本項目位于咸寧市某酒店，為了節能減排降耗，將酒店原有的天燃氣鍋爐改造為生物質氣化供熱。氣化產生的生物質燃氣主要為酒店的熱水鍋爐與炊事提供熱源。酒店每年需要消耗的天然氣量約20萬m?。各個月份的用氣量圖1所示。

圖1 酒店天然氣不同月份天然氣的用量變化

2、項目運行成本和效益分析

2.1 項目需求分析

依據等熱值替換，項目年需生物質燃氣約140萬m?。

根據每公斤生物質燃料生產2.0m?生物質燃氣計，年需耗生物質燃料700噸。

2.2 項目副產品產量

項目生物質燃料經氣化后，除產生生物質燃氣外，還伴隨著生物質炭、木醋液和木焦油等副產物生成。由于項目木焦油、木醋液的產量少且分離成本高，故項目形成的產品主要為生物質炭。項目年產生物質炭約126噸。

2.3 項目運行成本和效益分析

2.3.1 原料與產品單價

本項目各物料的單價以咸寧市本地市場物價計，天然氣、生物質燃料和生物質炭的單價分別為4.0元/m?、800元/t和1500元/t。具體單價見表2。

2.3.2 項目運行成本

本項目的運行成本主要包括人工費、水電費、原料費和修理費，各部分的費用分別為7.20萬元、2.05萬元、0.50萬元、56.00萬元和1.00萬元，合計66.75萬元。

2.3.3 項目年收入

項目的收益主要來自于替代的天然氣費用和生物質炭售出收入。天然氣和生物質炭的年收入分別為80萬元和18.9萬元，合計98.9萬元。

2.3.4 項目的經濟效益分析

本項目總投資240.87萬元，包括土建工程、設備儀表和其它費用。本項目的經濟效益情況見表1所示。

表1 項目經濟效益

名稱 金額（萬元）

總投資 240.87

年運行費用 66.75

年收入 98.9

年利潤 32.15

項目回收期（年） 7.5

本項目未改造前，年需天然氣約80萬元，經改造后年需燃料成本約為56萬元，年節約原料成本24萬元，約節約30%的能源費用。加上副產品的收益，項目年利潤可達到32.15萬元，經濟效益顯著。但受項目用氣規模限制，項目投資額較大，使得項目回收期需要7.5年，投資期長，從而導致業主不愿投資此類新能源項目。

3、項目分析

影響項目回收期的主要因素有：原料市場價格和設備的系統負荷率。

（1） 原料市場價格

本項目的利潤和回收期隨原料價格的變化而變化。具體變化見表2所示。

表2價格變動對利潤的影響

原料價格（元/噸） 回收期（年）

1000 13.27

800 7.49

750 6.76

700 6.15

500 4.53

（2）系統負荷率低

本氣化機組主要是滿足酒店炊事和夜間供暖需要，由于用氣過于集中，負荷變化太大，需要配置較大的貯氣設備，這既提高了系統造價，也造成系統負荷率過低、設備長時間閑置的問題，氣化機組除在冬季每天開機時間在10～12小時外，其它時間每天僅開機4～5 h，就可以滿足1 天的需求量。

本項目的氣化機組產氣能力為1000m?/h，若按照機組每天運行20小時，年運行360天計算，本項目的投資回收期可控制在2年以內。

4、結論

（1）本項目充分體現了國家的能源政策，項目的建設進一步促進了農業產業結構調整，最大限度提高能源和資源的利用率，有效解決因農田焚燒秸稈造成霧霾等環境污染問題。

（2）影響生物質氣化項目經濟效益的主要因素為：項目當地原料的收購價及項目系統負荷率。這兩個因素應是業主在規劃工程建設之前應著重把握的。

（3）在我國，生物質氣化技術先進，附加經濟作物產值高，產品風險小，此類項目具備良好的社會、環境和經濟效益，應大力推廣。

參考文獻

[1] 馮晨輝，沈力成.中國生物質能產業的現狀及其未來發展前景[J].能源研究與管理，2011（4）：9-12.

[2] 吳創之，劉華財，陰秀麗.生物質氣化技術發展分析[J].燃料化學學報，2013，41（7）：798-804.

[3] 張齊生，馬中青，周建斌.生物質氣化技術的再認識[J].南京林業大學學報（自然科學版），2013，37（1）：1-10.