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如皋市高明镇人民政府
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生物质热解燃油项目的合资合作
2008-8-14 16:11:23　来源:如皋市高明镇人民政府

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如皋市生物质热解燃油项目
初步评估报告

江苏如皋生物质油料有限公司

卢宗仁总经理
卢五一博士

2008.6

1．概述
(1)项目名称：如皋市生物质热解燃油项目

(2)建设单位：江苏如皋生物质油料有限责任公司(筹建)开展前期工作。
(3)建设规模
建设一座日产72吨生物油、年产2万吨的生物质快速热解生产液体燃料油的工厂，每年消耗8万吨秸秆和生物质。
(4)投资方介绍
南通中信特钢制造有限公司介绍
(5)厂址：如皋市高明镇经济开发区
2．热解燃油项目介绍及燃油技术指标
生物质主要指秸秆、谷壳、速生林和林业加工废弃物等，据估计我国资源总量不低于10亿吨／年，其中各类秸秆和谷壳的年产量不低于7亿吨，约合2～3亿吨石油当量。
生物质能源的特点是可再生和与环境友好，它除了直接使用之外，还可以采用热降解和生物降解的措施转化为液体燃料。生物质热解液化是在完全缺氧或有限供氧的情况下使生物质受热主要。降解为液体产物生物油的一种技术。影响生物质热解液化四个主要参数分别是加热速率、反应温度、气相滞留时间和冷凝收集。
本项目采用快速流化的方式使生物质与热载体在反应器内实现良好的热量交换，并通过特殊的结构设计和催化剂，使生物质能够高效洁净地转化为生物油，生物油的产率按质量计算最高可达70％。
该种生物油呈棕褐色，是含氧量很高的复杂有机混合物，其有机物种类有数百种之多，从属于数个化学类别，几乎包括了所有种类的含氧有机物诸如：醚、酯、醛、酮、酚、有机酸、醇等。不同生物质制取的生物油在主要成分的含量上大都比较相近，因而可以容易地混合在一起。
生物油的密度比水大，约为1.2×103kg／m3。生物油的粘性与热值与其含水率的高低有很大关系，当含水率为25％时，其动力粘性系数和高位热值分别约为60cP和18MJ／kg。
3．生物油的市场需求和应用范围
所谓燃油是燃料油的简称，在我国油品市场上通常称之为重油，主要是以原油加工过程中的常压油，减压渣油、裂化渣油、裂化柴油和催化柴油等为原料调和而成，被作为燃料广泛应用在工业生产和生活取暖等方面，需求量巨大。据统计，我国2004年燃料油的消耗量为4780万吨，其中60％由从国外进口，随着经济的发展，这个数字还在不断提升。

与以菜油、豆油等原材料进行交脂转换生产出来的生物柴油相比，以厌氧热裂解的方式生产生物燃油，其技术难度更大。这种技术对原材料要求更为广泛，一切植物、农作物只要粉碎后，经过干燥含水率不超过10％就可以投入生产，可以将原材料充分利用，“吃光榨尽”。生产出来的燃油流动性好，和从原油生产出来的重油相比，燃烧特性好，无污染，不产生硫。该技术生产的生物燃油比目前国际市场燃料油价格低40％左右。据介绍，在这种生物燃油的基础上，还可以进一步加工，提炼为车用燃料。

(2)有利于增加就业机会和农民收入，改善农村能源结构
秸秆，作为农作物的副产品，秸秆制油将使农民废弃的秸秆变成可再生的能源资源。秸秆将变废为宝，可以为农民增加收入，秸秆制油的运行维护及秸秆收集运输等还可以为农民提供就业机会。过去，农村的主要能源是当地可获取的秸秆和薪柴，利用这些燃料不仅劳累，而且热效率低，其烟气对人体健康伤害较大。
近年来，随着农民生活水平的提高，家庭能源消费结构的变化，越来越多的家庭更多地选择使用商品能源，出现了秸杆的大量剩余，被残留在田间或焚烧，浪费了宝贵的资源，又严重地污染了环境，因此，在不牺牲环境质量为代价的前提条件下，为实现国民经济的持续增长，改变传统的能源生产方式和消费状况，规模化开发利用生物能源提供了一条新路。同时，如按每吨秸秆进厂价216
元／t测算，该项目每年预计为农民增收近1296万元，是真正为“三农”服务的好项目，是全面贯彻党的十六届四中全会精神的具体体现。
．(3)有利于保护环境
农作物秸秆是一种重要的生物资源，不恰当的处置不仅造成资源的浪费，更是对环境的极大破坏。
秸秆是一种很好的清洁可再生能源，其含硫量只有1.5～3.1％o，而煤的平均含硫量约达1％。利用秸秆制油，走充分利用可再生资源的道路，可以使传统的“资源一产品一污染排放”单向线性经济变为“资源一产品一再生资源”的循环经济。
最近几年，农作物秸秆从农家的财富变成需要处理的“废物”，相继出现了田间焚烧，污染环境，危胁飞机降落，影响车辆行驶。为了解决“秸秆焚烧问题”，各级行政管理部门做了大量的工作，一方面，加大了研究各种综合利用技术的投入，另一方面，采取了禁烧秸秆的管理手段，加大执法力度。这些措施，虽然取得了不少成效，但目前焚烧秸秆行为依然很严重。随着农村经济的发展，农民生活水平的提高，秸秆变成“废物”的区域越来越扩大，从根本上解决秸秆露天焚烧导致的环境污染问题和综合利用问题，已经是迫在眉睫的事情了。
(4)有利于节约能源加工。提炼为车用燃料。

生物油的用途主要有以下几种：
(1)作为燃油可以直接用于锅炉等燃烧设备；
(2)经过催化加氢等改良处理可以替代柴油和汽油用于内燃机：
(3)采用新型溶剂分离或采用功能材料吸附／脱附等措施，以生物油为原料可以提取特殊的或有高附加值的化学品。
4．项目建设的必要性和如皋市生物质资源状况
4.1项目建设的必要性
(1)我国秸秆资源概况
生物质是仅次于煤炭、石油、天然气的第四大能源，在世界能源总消费量中占14％。我国是一个农业大国，秸秆资源十分丰富，根据农作物产量统计和秸秆量估算，我国的秸秆资源大约每年有5.6亿吨，折合标准煤约2.8亿吨，其中有约15.O％被用来直接还田造肥，有约25.0％被作为饲料，有约9．O％被用作工业原料，其中有约27.5％的
农作物秸秆在民用炉灶内直接燃烧用来炊事和取暖。除此之外，有约23.5％可作为其它能源用途，否则只能被废弃在田间地头或在田间直接焚烧掉，不仅浪费了资源，也严重地污染了环境。

全国江苏粮食产量和估算秸秆产量见表1．1

表1．1 全国江苏粮食产量和估算秸秆产量表(万吨)

农作物全国产量草谷比秸秆量比率江苏产量秸秆量比率

稻谷 19871.3 0.62 12320 21.85% 1404.6 871 33.30％

小麦 10972.6 1 10973 19.46% 608.7 609 23.27％

玉米 13295.4 1.5 19943 35.37％ 197.3 296 11.32％

豆类 2000.6 1.5 3001 5.32％． 95.3 143 5.47％

薯类 3604.2 0.5 1802 3.20％ 74.3 37 1.42％

其它粮食 1485.4 1 1485 2.63％ 169.7 170 6.49％

花生 1188.6 2 2377 4.22％． 51.6 103 3.95％

油菜 830.1 2 1660 2.94％． 145.7 291 11.14％

芝麻 65.6 2 131 0.23％． 1.9 4 0.15％

目前我国农作物秸秆被废弃在田间地头或在田间直接焚烧掉、可作为其它能源用途的秸秆近2亿吨，可替代近1亿吨的标准煤，约相当于江苏省目前一年消耗的煤炭量。
江苏由于社会经济发展速度快，能源消费量大，是国内能源消费大省。2004年全省能源消费总量约1.36亿吨标准煤，其中原煤消费量约1.29亿吨，全社会用电量1820亿千瓦.时，原油消费量1800余万吨。由于自有资源有限，能源供应量严重不足。江苏能源消费总量中煤炭比重接近70％，煤炭需求量中的80％以上靠省外调入，原油消费的90％以上依靠省外调入，其中一半以上从国外进口，调入能源受到资源、产量、运输等因素制约，能源供应量严重不足。煤、油价格上涨过快，直接影响企业经济效益。
综上所述，为使如皋的秸秆得到充分利用，实现资源化、减量化、无害化，减少桔杆堆放或焚烧对市容市貌和大气质量的破坏，充分利用可再生能源的优势，逐步将生物制油开发成为现有能源结构的有益补充，建设如皋市生物质热解燃油项目是十分必要的。
4.2如皋市生物质资源状况
根据如皋市农村能源技术指导站二00五年十一月编写的《关于如皋市可再生能源及利用情况的调查》中的有关内容，资源情况如下：如皋生物质资源以农作物秸秆、畜禽粪便为主，近年来林木面积略有增加，芦苇面积逐年减少。
4.2.1农作物秸秆
全市农作物品种主要有三麦、水稻、玉米、棉花、蚕豆、花生及各种蔬菜，年播种面积16.54万公顷，秸秆总量90.24万吨，按乡村人口计算，人均744.2千克。农作物秸秆综合利用量88.44万吨，其中还田45.29万吨，用于牲畜饲料5.01万吨，生活燃料38.08万吨，用于生活燃料的秸秆占秸秆总产量的42％。随着生物质资源向高品味能源发展，近两年本市在搬经镇和如皋经济开发区建成年耗秸秆600吨气化站两座，生产秸秆燃气100万立方米，可供400—500户农户使用。
4.2.2 稻壳、花生壳
全市中晚稻年总产32．96万吨，建有中小型粮食加工场(坊)800多处，其中有15家稍大规模加工厂，年加工稻谷15万吨，产生稻壳1.59万吨，稻壳主要用亏小型锅炉加热，其余稻壳加工后用作饲料。花生壳数量较少，按全市年产花生1.21万吨全部加工测算，所产花生壳仅为4800多吨。
4.2.3 林木
如皋市近年来大力发展花木生产，全市林木面积达到20567公顷，其中林桑果5900公顷，苗木花卉2003公顷，农田林网2497公顷，四旁植树10167公顷，林木覆盖率达13.92％。林木中用于燃料的有意杨、水杉、湖桑、杂柴的修剪伐新枝条，年约1.56万吨，其中湖桑条占93.57％，达到1.46万吨。
4.2.4 芦苇
近几年来由于沿江地区的开发，芦苇面积逐年减少。目前尚有芦苇面积867公顷，年产量4.23万吨，主要分布在泓北沙、友谊沙及沿江岸线，收获后的芦苇90％销售给纸厂用于打造纸浆，剩余10％为民用。
4.3秸秆消耗量
本项目(2万吨生物油／年)的秸秆年消耗量最多8万吨。因此如皋市的秸杆资源量能满足本项目的要求。
4.4秸秆价格分析
秸秆到厂成本由三部分组成：收购成本、机器打捆及人工成本和运输成本。
(1)收购成本
对本地区部分农户抽样调查资料，本地区农户对主要秸秆(麦秆、稻秆)的期望售价见表3.6秸秆收购成本表。
表3.6秸秆收购成本表
品种近期可获得量该品种占近期农户期望售价
（万吨/年) 可获得量比例(％) (元／吨)

麦秆 4 20 84

稻草 15 80 117

根椐表3.6数据，用加权平均法可计算出秸秆收购成本为110元／吨。
(2)机器打捆及人工成本(打捆、装卸)
本项目秸秆原料需由打捆机统一打捆，打捆单重为400～450kg，密实度为O.25t／m3左右，估算人工及机器打捆成本约为22元／吨。
(3)运输、仓储成本
由于区域范围内的秸秆是布点收购、分点存储、统一调度，本项目秸杆的采集半径基本上处于25km范围内，经测算运输的综合成本约为40元／吨。
仓储成本(含租用大棚架仓库的成本)取44元／吨。
综上所述，秸秆到厂综合成本为110+22+40+44=216元／吨
根据秸杆成份数据，可计算出本项目的秸秆到厂综合成本标煤价为478元／吨。
4.5秸秆采集系统建设设想
(1)建设秸秆电厂，秸秆收集及运输是一个需要重视的问题。根据现阶段农村的具体情况，农户多，户均耕地少，秸秆收集期短，由农户或电厂自行组织收购并进行打捆、储存、运输有一定的难度。为此，需要如皋政府对本工程给予大力支持，组织建立一套行之有效的机构，通过合理可行的市场化运作，向本电厂提供满足要求的秸秆。针对本项目成立秸秆发电项目秸秆供应有限公司，各相关乡镇成立分公司，镇村落实专人负责，形成供应网络。具体运作方式可采取“电厂+公司+经纪人+农户"或“电厂+政府+公司+经纪人+农户”的形式，由经纪人与农户签订长期供应秸秆协议，确保为企业长期不间断供应秸秆资源。政府将通过政策鼓励、协调资金等方式，扶持经纪人队伍，并出台有关规定，政府必须禁止秸秆焚烧，要动用宣传工具广泛宣传秸秆焚烧的危害性，同时责成各级干部切实制止农户在田间焚烧秸秆的行为，这样秸秆供应应该是有保证的。
秸秆供应的具体流程为：农户→小型收集点(晾晒干燥) →加工储存点(进行打捆、储存) →运输→秸秆电厂。
(2)秸秆的采集将采用以工代购的方式，即收获季节可利用市农机局组织的收割小分队，在为农民提供服务的同时收集秸秆，此方式也很受广大农民欢迎。
(3)成立秸秆供销公司
本部设置人秘处、管理处、计财处、经营处、质检处、安全处；每个乡镇均设置收购站。
(4)完善合同收购保障体系
每年度公司总经理室与经营处、经营处与各收购站逐级签订承包责任状；各收购站与农民经纪人、各农民经纪人与农户签订收购合同。
(5)秸秆采集方式
•以工代购
季节性收购以公司(或协会)与农户签订合同形式为保障，确保秸秆供应量90％以上用合同固定下来，10％调节性收购作为补充；同时利用农机局组织的收割小分队，在为农民提供服务的同时收集秸秆，以工代购。
•农民经纪人经营
由农民经纪人租赁打包机，组织人员分点打包，向农户收购，再送运至收购站出售。
•送运集结
运送集积以公路运输为主。通过四通八达的镇村公路，利用农用车集结、分点储存秸秆。
• 仓储
每个收购站建设10000平方米左右，5米高，储量约0.8万吨的秸杆储存场地。
•调度
根据各点、各品种的秸秆储备量和发电厂日耗量科学制定调度计划，按调度计划中转、运达电厂。
•验收
运用电子仪器对秸秆湿度、杂物进行检测、计量、验收。
•安全保护
秸秆储存、中转、运输、均采取防潮、防霉、防火措施，确保秸秆采集工作安全可靠。
5．生物质热解燃油技术状况
国内外相关产品及相关技术的发展现状和趋势，如皋生物质油料公司将来可以从以下公司进行技术和设备招标。
5.1美国Ensyn工业示范装置
国际上最早于20世纪80年代开展生物质热解液化技术的研究，目前美国Red Arrow／Ensyn公司已开发出每小时可处理1250公斤物料的循环传输床式生物质快速热解液化工业示范装置。
5.2荷兰BTG公司特温特大学技术开发公司
荷兰Twente大学和BTG公司联合于2003年建成了每小时可处理2000公斤物料的旋转锥式生物质闪速热解液化装置，并用所产的生物油进行燃烧发电。
该公司成立于1984年，从事生物质能技术、经济评估、可行性及立法等问题的研究。该公司成功地开展了洁净煤、生物油、气化除焦油、沼气技术、生物化学品、超临界气化等技术的示范。生物质压块成型(主要制造民用炭)、厌氧消化、生物油(以砂子作热载体，裂解温度为400～600℃，在58.8MPa压力下，1秒钟内完成裂解过程，每1000kg生物质可产600kg油)等技术和设备已经达到了商业化。
5.3加拿大达茂公司
去年中国国家发改委能源研究所对达茂公司的生化燃油技术进行了考察，并给予了高度肯定。认为，该生化燃油技术发展潜力巨大，对我国的可再生能源发展有着借鉴意义。有专家指出，如果将我国1／3的农林业废料通过该技术转化成生化燃油，将可以替代1500万吨燃油，而这个数字几乎是我国进口燃油数量的一半。
今年2月，达茂公司与加拿大安大略省电力局签署合约，用废残木头转化的生物燃油发电，装机容量仅为2500千瓦的小项目1年的利润就可达到1400万元人民币，当然，这么丰厚的利润与政府的鼓励可再生能源的优惠补贴政策有关。达茂公司今年将在加拿大再建设一座4000千瓦的发电项目。加拿大的森林多，木材丰富，用废残木头
做原料产率高达70％。
林先生说，中国广大农村有大量的麦秸等废弃农作物都可以作为原材料生产生物燃油，连那些作为生物柴油的植物如麻风树果，在榨取油脂后的废料仍然可以作为生物燃油的原材料。这些原材料与废木料相比产率要低一些，但也能达到55％一60％左右。
据介绍，目前美国、南美、欧洲、澳大利亚、中国等许多国家都对该技术非常感兴趣。澳大利亚达尔文市计划在今年建设一个利用日处理200吨原材料的生产生物燃油项目，该项目用的就是达茂公司的生物燃油技术。中国也有不少企业正在和达茂公司接洽，有家企业准备建设一个利用该技术生产生物燃油的示范厂。
但该技术目前还存在一些局限性，比如，一般规模不能太大，只处在日处理200吨原材料的规模。根据中国农村的实际情况，适合在直径30公里的地方建设一座工厂，这样便于原材料的集中和运输。林先生说，在中国农村起码可以建设起2000个这样规模的工厂。
林先生介绍，今年年初，达茂公司又向市场推出了一种改进后含有较高能量的生物燃油。该燃油可以作为中级和重油市场的替代燃料。这种生物燃油的输出热量比达茂公司其它标准生物燃油高14％，该产品的出现，将会对工业上普遍采用的2号及6号导热油在功用上和价格上提出挑战。
5.4 中国科技大学生物质热解液化技术
国内在这方面开展研究较晚，中国科技大学生物质洁净能源试验室经过10多年努力，完成了“复制”了生物在自然界中经过几十亿年才能转化为石油的全过程。攻克了由生物质热解液化成生物油，于06年6月份完成了中试。目前，这一项目由安徽易能生物能源有限公司负责具体实施。生物油的初步市场定位是替代重油、柴油和煤焦油等。已达到中试阶段的研究水平，并已获得发明专利，专利号：ZL01134142.4，技术水平处于国内领先。
今年，由我国专家自主研发的第一台“易能三联产热解液化460KG成套设备”在合肥开始试产油。这项创新技术为我国寻找替代性能源迈出了坚实的一步，同时保护环境、实现可持续发展的重要途径。薪炭林、经济林、用材林、农作物秸秆、林业加工残余物和各类有机垃圾等都可作为生物质油的生产原料。现在的技术每小时可处理900公斤生物质，同时生产生物质油460公斤，转化率高达50％以上。按照正常计算，这套装置就相当于一口年产3300吨生物质油的油井。在产油的同时，该装置生产过程中产生的可燃气体和碳籽还是良好的能源，将可燃气体导入内燃机发电机组和碳粉导入反应器分别进行二次循环利用，不仅能实现能源自给，还有多余的电力可供上网，最后生成的草木灰也是不可多得的无公害有机肥。
5.5山东科技大学生物质快速热解技术
山东科技大学清洁能源研究中心看到，年产3000吨的生物质快速热解生产液体燃料油中试装置正在隆隆运行，从中试装置中出来的热解干气点火后喷成了半米长的火焰，在塑料桶里放着冷却下来的棕褐色的液体燃料油。这标志着生物质快速热解生产液体燃料油技术在山东科技大学取得重大突破。

山东科技大学教授田原宇告诉记者，将木屑、秸秆、稻壳等进行快速热解生产液体燃料油，木屑产油率可达65％以上，秸秆产油率可达40％以上，生产的燃料油成本大约700元／吨左右，经过简单处理后热值约为18～20MJ／kg，销售价格约为1500元／吨，用它替代柴油和重油，单位热值的价格分别相当于柴油和重油现有的57.4％和94.7％。
目前，我国每年仅农作物秸秆和农产品谷壳等就有7亿多吨。生物质快速热解生产液体燃料油技术可将秸秆等生物质直接转化为液体燃料油，可以直接用于燃油锅炉和工业窑炉使用，精制提炼后可作为车用燃料使用，还可以分离提取、生产高附加值的化学产品，如叶面肥、环保消雪剂、醋酸、四氢呋喃、可降解聚合物等，经济和社会效益十分突出。
山东科技大学生物质快速热解生产液体燃料油技术，采用自行开发的自混合下行式循环流化床作为热解反应器，无机械运动部件，固体热载体无需载气即可通过与高温固体热载体直接混合实现生物质的快速升温、热解，提高了热效率，实现了热量自给。采用下行式反应器有助于缩短反应时间、提高液体油收率；固体热载体加热和生物质热解在不同的反应器中进行，通过固体热载体的循环将加热再生和热解过程进行耦合；专用快速分离装置的开发使油气与半焦和热载体快速分离，进一步减少高温热解油气的二次反应，提高液体油收率；利用烟气余热干燥提升生物质颗粒，降低了生物油的水含量，提高了系统热效率，从根本上解决了生物质快速热解制液体燃料技术工业化放大难的问题。
据悉，目前清洁能源研究中心正在为山东邹城农用工业示范园进行年产2万吨的生物质快速热解生产液体燃料油的工业化示范装置的设计，该工业示范装置计划在今年8月底建成投产。
6、市场前景分析
近年来随着我国经济和社会的快速发展，我国石油资源的消耗也在快速增长，如：1993年我国成为石油净进口国；2003石油进口超过8000万吨，石油对外依存度超过30％；预计到2010年我国石油供需缺口将达2亿吨，石油对外依存度将超过50％。与此同时，大量使用化石燃料所造成的温室效应和环境污染也变得越来越严重。因此，大力推广和应用生物质热解液化制取液体燃料技术，对于弥补我国石油资源不足、提高国家能源战略安全、保障国民经济可持续发展和保护生态环境等均具有重要意义，经济效益也将随着燃油市场价格的上升而越来越显著，该项技术必将会有广阔的市
场空间。生物质热解制取液体燃料也是近年来世界上，特别是美国和欧盟国家，蓬勃发展的一个新兴的高科技产业。
7、投资规模
应用该项目以秸秆等生物质为原料热解液化生产液体燃料，投资规模与生产规模有关，如设备能力为每小时可处产72吨生物油，年产2万吨，则最低投资估算约为4000万元一6000万元(根据国产设备或是进口设备而定)，生物油生产成本可以做到低于800元／吨，而销售价格预计可达1300元一1500元／吨，如果将生物油进一步精炼成生物柴油或在热解工厂边建设电厂，投资将进一步加大。
此项目可是生物燃油的示范项目，将来可以推广更多的项目。

以上是该项目的评估报告,现寻求资金合作,请有意者与卢宗仁13806273578联系洽谈.

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