秸秆发电并网的可行性分析

王金宇　姜华　于洋　王圣达

【摘 要】目前，我国处于工业化、城镇化加速发展的阶段，电力需求持续快速增长，全国电力装机从2002年底的3.57亿千瓦增加到2014年底的13.6亿千瓦，其中化石能源发电装机容量9.1亿千瓦，占总装机容量比重为66.7%，水电、风电、核电占电力总装机的22.1%、7.0%、1.5%。相比下，我国排放的温室气体总量仍位于世界前列。随着“低碳经济”的兴起，针对全球气候变化、温室气体排放过大问题，本文结合吉林省地区实际情况，提出秸秆发电并网的思路，分析可再生能源与电网发展的可行性，并提出合理建议。

【关键词】秸秆发电、并网、可再生能源

中图分类号：G4 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2016.07.206

一、背景

综合考虑经济、社会发展、电气化水平提高等影响因素和电力作为基础产业及民生重要保障的地位，对比分析世界发达国家用电需求发展历程，借鉴国内各机构预测成果，采取多种方法进行预测，未来电力需求，2020年全国全社会用电量为7.7万亿千瓦时，人均用电量5570千瓦时，“十三五”年均增长5.5%左右，电力消费弹性系数为0.76；2030年全国全社会用电量为10.3万亿千瓦时左右，人均用电量7400千瓦时左右，2020～2030年年均增长3%左右，电力消费弹性系数为0.5左右；2050年为12～13万亿千瓦时，人均用电量9000千瓦时左右。随着人们对电力需求的日益增长，特别是全球能源互联网工程的推进，对于中国电力的需求将不仅仅局限于国内，而是全球化。为了应对世界能源资源紧张、环境污染、气候变化三大问题，推动能源结构从化石能源为主向清洁能源为主转变，大力发展太阳能、风能、核能等可再生能源。秸秆作为可再生能源，在我国具有丰富的产量，但是利用率却不高，主要在田地中都被直接焚烧，不仅浪费了资源、严重污染环境，而且破换了生态平衡。

基于以上问题，本文提出秸秆发电并网，其不仅能提高生态效益、经济效益，改善环境、减少污染物的排放，同时提高区域就业、促进经济发展。

二、 吉林电网现状

截止2010年末统计，吉林电网内发电装机总容量14905.51MW，其中接入500千伏系统机组容量3120MW，接入 220千伏系统机组容量9534.4MW，接入66千伏系统机组容量2251.11MW。火电机组共103台，装机容量12509MW，其中供热机组97台，装机容量9389MW；风电场21座，风电机组1704台，装机容量2157.81MW；水电机组19台，装机容量141.7兆瓦；其他发电机组6台，装机容量97兆瓦。220千伏变电站71座，变电容量1511.3万千伏安，线路长度8708.17公里；66千伏（含农网）变电站711座，变电容量1467.77万千伏安，线路长度15031.36公里。由统计表明，吉林省电网主要以火电为主，风电和水电为辅。

三、吉林省地区秸秆资源现状

（一）秸秆资源利用情况

吉林玉米种植面积210万公顷，可利用玉米秸秆 3000万吨，平均一个县（市）60万吨左右，综合加工利用潜力巨大。吉林省各级政府十分重视玉米秸秆能源化利用，在十二五发展规划中，把秸秆综合利用作为重点支持领域，成立了14家产学研单位组成的吉林玉米秸秆利用产业联盟，推进吉林玉米秸秆资源综合加工利用。目前，玉米秸秆产业初具规模，年炼制秸秆30万吨，年生产总溶剂4万吨（包括丁醇、丙酮、乙醇等）。但目前由于综合利用不够，有很大一部分秸秆在田间被直接焚烧及废弃，部分用于柴灶、堆肥及牲畜饲料，还有少部分用于生物秸秆发电、秸秆燃料及粉碎还田。

（二）目前存在的问题

生物质能源与石化能源相比，资源密度低且分散，收集半径大，交易成本高，这是秸杆处理加工利用不够的主要原因。具体问题有如下几个方面：

1.供求关系不对称，收购价格高，利润点低。

2.分散的收购方式抬高成本。

3.农户觉得秸杆利用效益低。

4.秸秆利用企业效益不高，收购半径大，吃不饱。

四、吉林地区秸秆发电技术现状

截止2014年5月，据吉林省政府发展中心统计，我省现有生物秸秆电厂5家，集中在辽源、双阳、榆树、农安、公主岭等玉米主产区，总装机容量12.2万千瓦。秸秆发电有三种发电方式：直燃发电、混燃发电和气化后发电。？目前，我省主要以直接燃烧发电方式为主。直接燃烧秸秆发电要求秸秆生物质资源集中，数量大，收集、储运方便。吉林省具有秸秆发电的资源优势，秸秆直接利用在生活燃料的比例在不断下降，秸秆发电应用比例在不断增加。

五、秸秆发电并网对电网的影响

秸秆直燃发电技术简单，生产过程无污染，能实现二氧化碳零排放，比较具有发展潜力，但是由于可供秸秆资源有限以及鍋炉燃烧技术不成熟，因此生物质能发电机组长期运行不可控性大、非计划停机检修次数较多，秸秆发电并网不仅一定程度上降低了电网运行的可靠性，而且对调度人员在运行方式安排和网供负荷预测方面造成一定的困难。

六、秸秆发电和电网和谐发展的建议

秸秆发电具有显著的社会效益和经济效益，但是秸秆发电并网对地区电网供电可靠性、调度运行、网供负荷预测、电能质量和电网稳定性带来了很多负面影响。结合吉林地区实际情况，对可再生能源与电网的和谐发展提出以下建议：

1.明确责任，加大政府支持力度。需要政府的介入，提供资金支持、政策支持、引导资源的整合，推动秸秆发电企业的发展，推动农民对秸秆资源的集中意识，加强监督管理、制定扶持政策、规范行业发展、完善技术保障、建设收储运体系、做好宣传推广。

2.控制可再生能源机组接入电网的容量，提高电网供电可靠性。

3.总结生物质锅炉运行经验，提高锅炉燃烧技术。

4.加强可再生能源机组的建模工作，对电网大量接入可再生能源发电机组后的运行性能进行深入研究。

七、结束语

吉林省地区发展秸秆发电并网工程即能降低污染物排放、提高经济效益，而且还能提高吉林省地区就业人数，加快区域发展。本文针对秸秆发电并网的新思路，分析吉林省电网现状、秸秆利用率以及秸秆发电技术现状，提出秸秆发电与电网发展的可行性建议。对于吉林省地区，秸秆发电并网将对电力行业创造不可估量的经济效益和社会效益，具有很好的实现前景。