皖北生物質燃料區域體系建設典型案例分析

0 引言

自2006年12月我國第一座農林生物質直燃發電廠并網發電以來

，國內生物質直燃發電行業得到了蓬勃發展

，特別是生物質熱電聯產項目的良好經濟效益和社會效益得到了廣泛認可。截止到2020 年全國農林生物質發電累計并網容量1 338.8 萬kW

。隨著投產的生物質電廠數量越來越多，燃料市場的競爭越來越激烈。

在生物質電廠的實際運營中，燃料成本通常占到電廠運營總成本的60%～70%。燃料成本的控制是電廠盈利的保障。為實現對燃料成本的有效控制，馬曉力等運用全價值鏈分析法，從燃料供應和生產環節查找影響利潤的關鍵因素和癥結，針對性地采取應對措施，明顯改善了電廠經營效益

。吳輝提出了構建燃料全過程質量系統管理模型，向燃料質量要效益

。李軍等通過分析制約燃料成本的因素和價格構成，闡述了降低燃料采購成本和廠內存儲費用的方法和措施

。結合前人的研究成果和生物質電廠的實踐運營經驗，加大電廠本地區域低價燃料開發力度和收購比例，引導燃料經紀人廠外分散存儲，不僅可以明顯降低燃料的采購成本，而且在近距離內方便實施全過程質量管控，以降低電廠燃料存儲費用和安全風險，從根源上解決燃料問題。

生物質燃料市場工作具有其特殊性和困難點，本文從理論上闡述如何構建本地燃料收儲體系

、保障燃料供應，具體介紹構建區域燃料收儲體系和維護的實踐案例。

安徽省阜陽市位于黃淮海平原南端，淮北平原西南部，安徽省西北部，西部與河南相鄰，南部以淮河為界，地勢平坦，是糧食生產大市。距阜陽城區60 km的范圍內，2020年已投產4家生物質直燃電廠，一家稻殼氣化發電廠，日消耗生物質燃料總量近4 000 t。另外，阜陽周邊200 km 范圍內有生物質直燃電廠近20 家，周邊樹皮、花生殼等主要燃料基地核心區域均被生物質直燃電廠占據，燃料市場競爭激烈。2017-2020 年阜陽市的生物質電廠連續取得了不錯的經濟效益，燃料供應保障是效益的前提。本文就黃色秸稈、木質燃料、殼類燃料、小品種燃料開發和管理闡述該區域的燃料收儲體系建設過程和經驗。

2)空氣由斷面Ⅰ—Ⅰ流向斷面Ⅱ—Ⅱ的過程中,風筒氣體流通斷面發生變化導致風流紊亂程度加劇，產生一定的局部阻力，靜壓差法中局部阻力損失系數的經驗取值范圍為0.96～0.99，局部阻力損失系數取值不合理可能會造成較大的誤差。

1 黃色秸稈收儲體系建設

黃色秸稈季節性強，收集成本高，對于新建的秸稈利用項目，本地之前并沒有黃色秸稈燃料，從無到有，市場需要培育。2017 年前，國產黃色秸稈高效收集設備尚未成熟，進口設備昂貴，利用率低。當時國內主流的黃色秸稈收儲工作仍是以半人工半機械化為主，2012-2015 年期間，國能臨泉電廠組織經紀人興建了近200 家傳統草場，收購農民的散秸稈加工后交售至電廠，每年能穩定收集玉米秸稈數量13 萬～15 萬t。臨泉縣的草場統一配置有“地磅、消防栓、抓草機、玉米秸稈破碎機、秸稈液壓打捆機、短途秸稈運輸車輛”。臨泉電廠組織秸稈燃料經紀人先后攻克了鮮玉米秸稈集中存儲易腐爛、散玉米秸稈垛火災損失嚴重等行業難題。臨泉草場的數量創造了國能生物質發電集團公司單體電廠之最。但是，此傳統的模式對于早期人工收獲的玉米秸稈效果不錯，而對優質小麥秸稈燃料的收集效果不佳。隨著秸稈禁燒力度的加強和人力成本的攀升，傳統草場的麥稈收儲數量逐年下降，甚至有些草場連續幾年都收不到小麥秸稈。皖北部分地區推行了地方政府高額補貼小型撿拾打捆機、統一興建草場并統一組織秸稈集中撿拾打捆的收儲模式，該模式在阜陽潁泉區大豆種植區效果良好。但此類小型機械作業效率低下，對政府支持的依賴度太高，不適應小麥玉米兩季輪種和政府經濟實力一般的地區。2011 年新必奧燃料公司率先引進了全套歐美進口高效設備開展黃色秸稈跨區全機械化規模收儲試點作業，但成本過高，未能大范圍推廣。

麥糠水分低、性價比好、粒徑尚可，在生物質直燃電廠鍋爐中可小比例摻燒。阜陽是小麥主產區，每年小麥產量可觀。小麥脫粒時，經?；烊肷倭葵溈?。若是能把分散在小麥糧食中的麥糠集中起來，也是有一定數量的。燃料市場人員借鑒花生殼和稻殼市場的開發及運輸經驗，很快就發展了一批麥糠燃料經紀人。

全國性的職業技能大賽創設真實的工作環境，提供貼近生產實際的項目，要求參賽學生通過實際操作完成生產要求[3]。職業技能大賽規程強調學生通過小組分工合作在規定的時間完成比賽任務書，故比賽方式不僅體現了參賽學生的職業技能，還提高了學生團隊協作的能力。貴州電子信息職業技術學院參考全國職業技能大賽的比賽模式，改變和調整了通信專業的教學方式，以達到提高通信專業人才培養目標。

2 木質燃料市場

2.1 板皮市場

花卷商城是一家短視頻購物商城，明星、專家老師、網紅以短視頻的形式，將世界各地好玩、好用的商品分享給消費者。 2017年10月18日，網紅短視頻電子商務平臺花卷商城獲得了四千萬美金B輪融資，目前估值超過10億人民幣?；ň砩坛浅闪?年多時間，目前注冊用戶量超過百萬，從注冊到購買的轉化率達到70%，全站復購率高達一半以上，美妝品類復購率35-38%。

2.2 廢木料市場

干玉米芯灰分低，燃燒的持續性好。阜陽及周邊是玉米種植集中區，玉米芯資源豐富，但玉米芯多分散在農民家里，同樣也面臨著密度小、分布散的特點，收集困難。花生種植區通過集中脫殼的方式實現了花生殼的收集，玉米芯的集中收集是否也能采用類似的模式呢？通過大量調研，獲悉河南有些糧食收購商，也采用為農民免費脫粒玉米的方式，來提高玉米粒的收購量?，F場考察后，燃料市場人員引進了第一批玉米高效脫粒機，首先在糧食收購點推行，總結改進后，依托現有玉米種植區的草場配套免費玉米脫粒業務，以獲得玉米芯燃料。

淮河兩岸是大米主產區。大米加工廠剩余的稻殼與秸稈、樹皮等混燒發電也能明顯提升生物質直燃電廠的經濟效益，但同時也存在如花生殼一樣密度小的問題。但稻殼的物理性質與花生殼又有一定差異。稻殼本身也是養殖業和酒業的原料。為方便長途運輸，酒業和養殖業常采用壓縮包和粉碎糠的形式，來降低運輸成本。酒業和養殖業對稻殼原料的品質要求高，另外需求也存在季節性。受酒業和養殖業的啟發，生物質燃料市場人員也嘗試用壓縮包和粉碎糠的形式來降低燃料成本。但養殖業用的稻殼糠直接用作電廠燃料，存在爆燃現象。經過多次實驗，不斷改善稻殼糠粒徑，電廠成功開發出適用于直燃焚燒發電的稻殼糠燃料。

3 殼類燃料

3.1 花生殼

阜陽鄰邊的河南地區是全國聞名的花生之鄉，常年種植花生面積500 多萬畝。為方便收購優質花生果，一些花生果經紀人購買了脫殼機，免費為農民脫花生殼。最初的花生殼，除少部分被用于農民爐灶燒火外，大部分成為農村垃圾。電廠試燒后發現，花生殼與秸稈、樹皮等摻配在一起用于直燃發電，能大大改善電廠機組運行的工況。但花生殼密度小，運輸成本高，花生果脫殼點經紀人不愿運往電廠出售。為發展花生殼經紀人，燃料市場人員磨破了口舌，最后有幾位運輸個體戶答應嘗試。起初運輸距離近的能賺到錢，距離稍遠一些的由于運輸成本高，經濟效益不明顯。如何提高花生殼的裝車重量，電廠燃料市場人員集思廣益，先后嘗試了人力踩車、車輛頂部摞袋加高等方式，都取得了一定效果。但花生殼裝車時粉塵較大，長期接觸損害健康。運料車輛頂部摞袋加高的方法有安全隱患，受到交通部門管制。最終電廠聯合設備廠家開發出了用于花生殼裝車的吸殼機，解決了花生殼裝車重量的問題?；ㄉ鷼ぱb車重量解決后，越來越多的運輸個體戶轉變為電廠花生殼經紀人。為獲得更多的料源，更多的農民從事花生脫殼工作，把花生殼資源留在本地。隨著麥稈市場開發的成功，阜南燃料市場人員引導花生殼經紀人從事麥稈的收儲和經營工作，以填補花生殼燃料淡季經紀人的收入問題。

為鼓勵阜南黃色秸稈產業做大做強，提高經紀人草場經營效益，電廠指導經紀人對秸稈原料實施“分級加工銷售、多元化經營”，形成了以電廠燃料為主，飼草、菌草協同發展的局面。通過五年多的引導和培育，阜南縣黃色秸稈燃料收儲體系實現了跨越式發展，從2016年初的1家草場，至2020年縣內專業黃色秸稈燃料公司/合作社數量達到83 家，新型草場總量近150 家，黃色秸稈收儲總量逐年提升，見圖1。2020年全年燃料收儲總量達25萬t，午季麥稈收儲量突破15萬t。“田間收集-轉運-堆垛-加工-存儲-運輸-生產利用”各環節均形成了本地專業的運營隊伍，阜南縣黃色秸稈全產業鏈形成。阜南齊耀電廠無償提供技術支撐工作。秸稈燃料部分，根據電廠的生產需求，從經紀人草場預約調撥入廠，實現了電廠中心料場與經紀人草場集散式互補的存儲機制，充分發揮了經紀人草場的蓄水池功能。阜南縣優質稻麥稈遠銷到云南、新疆、福建、甘肅等地，2020年冬季秸稈飼草售價高達1 300元/t。2020 年僅黃色秸稈項為阜南縣農民帶來收入8 000 萬元，黃色秸稈離田轉運至經紀人草場環節每年為當地貧困戶帶來收入1 200 萬元，助力阜南縣順利完成脫貧攻堅戰。在阜南縣的帶動下，2020年麥季臨泉縣和潁東區也開始對小麥秸稈進行高效機械化收儲試點作業。2020 年8 月阜南齊耀電廠開始著手南部區域稻草秸稈的高效破碎和收儲市場全面開發工作。

3.2 稻殼與秸稈

近段時間以來，受小麥市場上市量減少的影響，加之市場小麥價格持續走強，部分地區制粉企業已逐步開始采購拍賣糧以滿足生產需求，國家臨儲小麥拍賣成交漸趨好轉。

4 小品種燃料開發

4.1 玉米芯

阜陽的廢木料主要來自市縣城市建設工地和鄉村拆遷。在某電廠建設階段，周邊工地上有很多農民花大力氣敲打拆遷工地混凝土塊以獲取鑲嵌在里面的鋼筋，但扔在工地上的廢棄木料卻無人問津。電廠燃料市場人員嘗試動員鋼筋收集者把廢木料送往電廠交售，一周后收到電廠的如期付款信息后，送料人發現收集廢木料出售給電廠業務的經濟效益較好，發動親朋好友到工地上為電廠收集廢木料，信息傳播開后，廢木料收集隊伍迅速壯大，從農村拆遷工地發展到縣城工地，不久縣城工地的廢木料源頭價格開始上漲，早晨送料的三輪車排隊有幾公里長。時機成熟后，電廠開始整合廢木料經紀人隊伍，控制送料人數量，并挑選年富力強、品質較好的經紀人，鼓勵他們購買小型機動運輸車輛，到周邊縣市工地上為電廠收集廢木料。為方便前往外地的燃料車當日往返，電廠特地劃出一片區域，供直接運料至電廠的經紀人對混合木料進行分揀，通過方木經紀人在電廠附近設置收購點，挑出價值較高的方木被賣至該收購點，余下的廢木料全部作為電廠燒火柴，既降低了經紀人的成本，又有效地控制了燃料外流現象。

4.2 麥糠

中國船舶集團第七一一研究所投資建設的阜南齊耀生物質直燃電廠于2016年末投產。阜南縣隸屬于安徽省阜陽市，耕地面積100萬畝，經濟基礎薄弱。阜南縣位于淮河北畔，多雨水，農業種植施行“冬小麥+夏玉米/水稻”一年兩季的輪作模式，夏玉米的種植面積僅為臨泉縣的二分之一。小麥和水稻全部施行機械化收獲，玉米以人工收獲為主。七一一研究所在2015 年籌建燃料團隊之初，配備了國內黃色秸稈全機械化收儲和傳統草場收儲實踐經驗豐富的年輕力量。根據阜南縣的實際狀況，在全面分析和總結行業內黃色秸稈收儲的經驗和問題后，阜南齊耀電廠因地制宜制定了“散秸稈收購加工點先行，依托收購加工點高效機械化收儲逐步推進”黃色秸稈燃料發展路線。一方面，利用當地人口眾多和禁燒政策嚴厲的優勢，爭取政府禁燒政策支持，電廠燃料部組織經紀人在玉米集中種植區廣泛建設燃料收購加工點。在臨泉模式的基礎上，推行“1+X”秸稈收儲體系建設模式，即每2～3個行政村，組建一家農作物秸稈合作社，建設一個標準化草場，村村設置秸稈臨時轉運堆放點，由鄰近的草場負責存儲和加工。升級玉米秸稈破碎和固定液壓打捆設備性能，增加經紀人秸稈加工服務業務。秋季燃料經紀人以收儲和加工農民交售的散玉米秸稈為主，撿拾打捆機收地塊的碎秸稈為補充。另一方面，麥季大規模引進跨區打捆作業隊伍對優質麥稈種植區進行集中撿拾打捆作業。小麥秸稈集中收集時間約3～5天，在此期間把大量小麥秸稈收集起來，時間緊、任務重，只能采用大量高效機械設備開展田間集中撿拾作業。同時組織黑龍江司利、成都致靖、黑龍江萬客等設備廠家對黃色秸稈高效撿拾和離田設備開展國產化工作。經過五年多時間的摸索，電廠引導經紀人巧妙化解了禁燒高壓下地方基層政府對麥稈習慣性進行粉碎拋撒還田的難題，形成了“電廠組織+政府支持+專業秸稈合作社/公司運作+農戶參與”的四位一體的南方黃色秸稈收儲模式。

阜陽市不是主要板皮加工基地，加工點小而分散。2015年以前，當地的板皮剩余物主要銷往外地電廠和工業小鍋爐，經紀人隊伍混亂，摻雜使假嚴重。自2016年，國能臨泉電廠、阜南齊耀電廠聯合整頓板皮燃料市場。施行優質優價政策，好料賣好價；根據不同季節板皮燃料不同的自然水分，及時調整水分檢驗標準；通報人為惡意摻雜使假行為，聯合拒收，建立黑名單制；控制碎板皮收購數量與質量，發展板材加工大戶直供料，剝皮點源頭直接上破碎設備；整合原有的板皮經紀人，發展壯大誠信較好的經紀人，施行區域負責制，取消同區域其他經紀人的交售料資格。對于整體較差的區域，電廠發展新經紀人，給予一定的收購保護政策，取代原有的經紀人。

4.3 玉米毛

小麥集中收購能產生麥糠剩余物，那玉米集中收購也同樣會產生剩余物玉米毛。但玉米毛灰分高、尺寸細小，在電廠鍋爐里直接焚燒易爆燃，電廠生產技術人員也無計可施。若要把玉米毛資源利用上，需要解決玉米毛本身粒徑細小的問題。物理屬性的改變需要借助外界條件來實現。小型生物質工業鍋爐，常采用成型燃料來解決生物質散料運輸成本高和直接焚燒困難的問題。燃料市場人員嘗試聯系生物質壓塊燃料加工廠，用玉米毛做壓塊燃料實驗，最初加工出來的玉米毛壓塊燃料熱值低。與麥糠、玉米芯、鋸末等混合加工，熱值得到明顯改善。此類型玉米毛壓塊在阜南齊耀電廠摻燒成功。

在高校中，主要依據學生家庭的人均收入對貧困學生進行認定，但是這種認定方法往往缺乏具體的判定模型，客觀鑒定爭議較大[1]。一般來說，評定一個學生貧困時，參考認定依據為學生的家庭情況調查表以及民政部門開具的證明，并不有利于準確掌握學生家庭的實際經濟狀況。而且由于貧困學生的特殊心理，往往會影響學校評定工作的開展，容易導致貧困資助并沒有落實到真正需要資助的學生身上，也就是說，高校雖然設計了合理的自主政策，但是在實際工作開展過程中還存在一定的問題。現在很多高校中都使用有一卡通系統，如果能充分利用該系統中龐大的數據量，通過數據挖掘可以發現更多相關的有用信息，為學校貧困生評定提供依據。

5 區域燃料市場開發和管理聯盟

就近開發低價燃料市場，改善了本地燃料供應的數量，方便了全過程質量監管的實施。但燃料進廠的價格和質量還取決于周邊燃料市場的競爭。需要組建燃料利益共同體，聯合維護燃料市場秩序，控制燃料源頭加工質量，共同實現燃料“提質控價”的目標。為此，阜南齊耀電廠和臨泉國能電廠，多次牽頭組織周邊電廠召開燃料協調會，分享本地燃料市場開發和摻燒的經驗與效益，成立區域燃料聯盟，定下“共同做大蛋糕，錯峰收購，有序調撥，聯合控價，嚴控質量”的工作方向。為避免電廠間無序競爭帶來的額外燃料成本增加，對于競爭激烈的高價燃料品種，各電廠劃片收購。如潁上的稻殼收購劃歸海泉風雷新能源公司，淮濱的稻殼劃歸阜南齊耀電廠，汝南埠的花生殼劃歸臨泉電廠，鳳臺的樹皮劃歸潁上皖能電廠，太和縣的樹皮劃歸國禎電廠。本著共同做大蛋糕的指導方針，2021 年除界首以外，阜陽其它縣區麥季全部展開了小麥秸稈大規模高效機械化收儲工作，阜陽市2021年麥季小麥秸稈收儲總量突破60萬t。

6 經濟效益分析

表1 為阜陽某電廠2020 年度各品種燃料熱值，其中入爐的板皮為通過晾曬、焐垛、翻垛等方式處理后的干料。黃色秸稈燃料平均入爐熱值為2 454 Mcal/kg，花生殼等綜合料平均入爐熱值為2 622 Mcal/kg。該電廠2020年度黃色秸稈燃料入爐均價為228.26元/t，綜合燃料入爐均價為335.76元/t。2020年該電廠黃色秸稈燃料全年入爐數量為15萬t，且全部來自電廠周邊50 km 運輸距離范圍內。僅黃色秸稈替代綜合燃料的直接經濟效益超過1 000 萬元。此外，該電廠2020 年度獲得安徽省農作物秸稈利用獎補資金總額超過500萬元。

7 結束語

燃料的穩定供應和成本是生物質發電廠生存的根本，從根源上解決才是長久之計。大力開發區域低價燃料品種，開展電廠所在地區域燃料收儲體系網絡建設，組建區域電廠燃料聯盟，聯合維護區域燃料市場秩序，促進燃料市場健康發展。阜陽地區區域燃料收儲體系建設和管理的成功案例表明，通過科學規劃、有效開發、聯合管理，區域內的電廠是可以共同實現燃料“提質控本”目標的。

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[4]張建春，顧君蘋，張縵，等.純燃生物質循環流化床鍋爐設計與運行.鍋爐技術，2018,49（1）：28-32+64.

[5]國家可再生能源信息管理中心公眾號.2020年各省（區、市）生物質建設情況發布.

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