生物质炭气油联产综合利用建设可行性研究报告.docx

1、生物质炭气油联产综合利用建设可行性研究报告第一章 总 论1.1项目基本情况(1)项目名称：XX各林场所生物质炭、气、电、油联产综合利用项目(2)建设单位：XX森林国际经济技术合作有限责任公司(3)建设地点：XX市林业局121个林场(4)建设年限：1年1.2可研报告编制单位情况单位名称：国信招标集团有限公司1.3建设内容和规模在XX市林业局辖区的121个林场建设121处生物质炭、气、电、油联产综合利用项目，每个林场建设一处项目，为一个建设单元，统一建设规模和标准。项目总投资21.47亿元，项目年消耗生物质原料130.68万吨，产出生物质燃气13.068亿立方米、生物质炭48.4万吨、焦油2.42

2、万吨、醋酸液9.68万吨。产生的生物质燃气用于解决辖区内68155户、190233人口的冬季取暖、全年炊事和用电等用能问题，产生的生物质炭、醋液和焦油主要用于销售。此外，需要铺设专用管路将生物质燃气输送到每个用户家，产生的电力直接上网，利用现有的供电线路进行供电。1.4企业概况1.5编制依据(1)中华人民共和国节约能源法；(2)中华人民共和国可再生能源法；(3)黑龙江省农村能源管理条例；(4)农业基本建设项目管理办法；(5)生态农业中废弃物的处理与再生利用；(6)爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范；(7)电力装置的继电保护和自动装置设计规范；(8)室外排水设计规范； (9)给水排水工程结构设计

3、规范；(10)钢结构设计规范；(11)工业锅炉设计规范；(12)工业企业采暖、通风及空气调节设计规范；(13)工业与民用供配电系统设计规范；(14)低压配电装置及线路设计规范；(15)建筑结构可靠度及设计统一标准（GB50068-2001）；(16)房屋建筑制图统一标准（GB5/T5001-2001）；(17)建筑结构荷载规范（GB5/T50105-2001）；(18)建筑抗震设防分类标准（GB50223-95）；(19)建筑抗震设计规范（GB50011-2001）；(20)建筑地基基础设计规范（G5007-2002）；(21)混凝土结构设计规范（G50010-2002）；(22)砌体结构设计

4、规范（G50013-2002）；(23)混凝土结构施工图平面整体表示法制图规则和构造详图（03G101-1）(03G101-2)；(24)建筑照明设计标准（GB50034-2004）；(25)项目承办单位提供的文件和资料。1.6研究范围及内容(1)研究XX市林业局121个林场经济发展现状及未来发展趋势，预测分析该地区近期及远景生物质炭、气、电、油联产综合利用产品市场的需求状况，从保证该地区经济持续稳定高速发展和有利于企业自身经营发展出发，论证本项目建设的必要性和建设规模的适宜性；(2)调查落实秸秆原料供应的可靠性，厂址周围环境、自然条件、交通运输、供水水源等外部条件，论证本工程项目实施建设的可

5、行性；(3)依据对市场需求和建设条件研究的结果，初步拟定适合本工程的主要技术方案，提出项目实施计划措施和投产后运行管理组织方案；(4)分析工程项目建成投产后对周围环境和劳动场所可能造成的不利影响，提出必要的防范与治理措施；(5)根据初步拟定的工程技术方案和项目实施计划，估算本工程项目建设总投资并进行经济评价，论证本项目建设经济上的合理性；(6)综合各项研究成果，对本项目建设的可行性和下一步工作提出结论意见和建议。本项目主要内容是项目建设背景、必要性、建设方案(厂区规划、供水、排水、供热、电气、建筑与结构、采暖通风)、节能计算、工程实施进度、投资估算与效益分析等。1.7主要设计原则(1)以生物质

6、能源规模化应用为主要任务，符合改善环境、节约能源和提高用能品质的要求；(2)根据资源供应条件和能源需求结构，优化设备选型和系统布局，确保技术先进、方案合理、节能环保、经济适用、符合国情，保证工程建成后安全可靠、以合理的投资获得最佳的经济效益和社会效益；1.8简要工作过程1.9主要技术经济指标序号项目名称单位数量备注一产品方案1产气量亿m3/年13.0682发电量亿度/年3.143生物质碳万吨/年43.564木焦油万吨/年2.425木醋液万吨/年9.68二所需的原材料及动力1秸秆万吨/年130.682水万吨/年12.13电万度/年196.02三财务指标1总投资亿元21.472总收入亿元12.43

7、3总成本亿元5.574经营成本亿元4.785内部收益率(税前)%27.576财务净现值(税前)亿元32.19IC=8%7投资回收期(税前)年3.64不含建设期8投资收益率%23.81表1-1 项目主要技术经济指标序号项目名称单位数量备注一产品方案1产气量万m3/年10802发电量万度/年259.23生物质碳吨/年36004木焦油吨/年2005木醋液吨/年800二所需的原材料及动力1秸秆万吨/年1.082水吨/年10002电万度/年1.62三财务指标1总投资万元1774.182总收入万元1027.393总成本万元460.474经营成本万元394.996内部收益率(税前)%27.567财务净现值(

8、税前)万元2658.27IC=8%8投资回收期(税前)年3.64不含建设期9投资收益率%23.8每个林场为一个建设单元，每个建设单元的技术经济指标如下所示：表1-2 单个项目技术经济指标1.10结论本项目是落实科学发展观、转变用能方式，实现经济社会可持续发展的重要举措，完全符合国家提出的低碳发展、节能减排和秸秆能源化利用的政策，以炭、气、电、油联产的专利生产技术，是在把秸秆能源由农业产品转化为工业化产品充分利用的背景上提出的。项目的建设符合国家的环保政策、产业政策和可再生能源政策，也为新农村建设集约化村庄提供了新的思路。项目建设对于解决露天农作物秸秆焚烧引起的大气污染，加快推进秸秆能源化利用、

9、培养秸秆能源产品应用市场具有典型示范作用，企业先进完善的技术优势和良好的经济、环境和社会效益，促进了生物质炭、气、电、油联产系统在市场上的推广应用。可以预见，项目是必要的、可行的。第二章 项目背景及建设意义2.1项目提出的背景2.1.1世界生物质发展现状生物质能源是人类利用最早、最多、最直接的能源。在18世纪大规模的利用煤燃料以前，人类主要依靠木材作燃料。至今，世界上仍有15亿以上的人口以生物质作为生活能源。生物质能包括植物、动物排泄物、垃圾及有机废水等。从广义上说，生物质能是植物通过光合作用生成的有机物，它的最初来源是太阳能，所以它是太阳能的一种，同时也属于可再生能源。由于生物质能的载体是有

10、机物，所以这种能源是以实物的形式存在的，是唯一一种可存储和可运输的可再生能源。从化学角度来看，生物质的组成是C-H化合物，它与常规的矿物能源如石油，煤等是同类，所以它的特性和利用方式与矿物燃料有很大的相似性，可以充分利用已经发展起来的常规能源技术来开发利用生物质能。生物质所蕴藏的能量是相当惊人的，根据生物学家估算，地球上每年生长的生物质能总量约为1400-1800亿吨（干重），相当于目前世界总能耗的10倍。从环境效益上来看，利用生物质可以实现CO2的零排放，从根本上解决能源消耗带来的温室效应问题。随着全球环境问题的日益严重，发达国家特别关心生物质能对减少CO2排放上的作用，加上发展速生能源作物

11、有利于改善生态环境，不会遗留有害物质或改变自然界的生态平衡，对今后人类长远发展和生存环境有重要意义，所以先进国家大都把上物质能利用技术作为一种重要的能源技术来发展，对生物质能的研究越来越重视。在全世界能源中，生物质能占据重要地位。根据国际能源机构的估算水、陆生物质产量的热当量是全球目前总能耗量的10倍。地球每年地球上每年生物质能资源约为世界能源消耗量的3-8倍 ，而生物质的自然分解产生甲烷，与CO2相比，甲烷作为温室效应气体的活性要高20倍。显然，开发利用生物质能是解决能源与环境问题的一条根本途径。通过生物质能转换技术可以高效的利用生物质能源，生产各种清洁燃料，替代煤炭、石油和天然气等燃料；还

12、可以生产电力，减少对矿物能源的依赖，保护国家能源资源，减轻能源消费给环境造成的污染。专家认为，生物质能源将成为未来持续能源的重要组成部分，到2015年，全球总能耗将有40%来自生物质能源。目前，世界各国在调整本国能源发展战略中，已把高效利用生物质能摆在技术开发的一个重要地位，作为能源利用中的重要课题。目前欧洲生物质能约占总能源消费量的2%，预计15年后将达到15%。现在制定的计划要求到2020年，生物质燃料将代替20%的化石燃料。美国在此方面发展较快，目前已装机9000MW，2002年可再生能源研究投入占其能源领域总投入的1/3，预计2015年生物质乙醇产量为44亿加仑，2020年发电将达30

13、00MW。同时，其它许多国家也制定了相应的生物质能开发研究计划，如日本的新阳光计划，巴西的乙醇能源计划等。2.1.2我国生物质发展现状我国基本上是一个农业国家，农村人口占总人口的70%以上，生物质一直是农村的主要能源之一，在国家能源构成中也占有重要地位。我国拥有丰富的生物质能资源，一般说，实际可开发的生物质能资源主要指各种能也废弃物（薪柴和林业废弃物），有机废水（生活和工业），有机垃圾（生活和工业）和人畜粪便等。据统计，我国秸秆，薪柴，粪便和垃圾4项资源的年产量分别为3.08亿吨、1.3亿吨、0.77亿吨和1.43亿吨标煤，总计约6.56亿吨标。但是长期以来，这些生物质并未得到充分合理的利用，

14、目前利用率估计只有30%左右，而且其能源利用方式，大多生物质以直接燃烧为主，燃烧效率低于10%。如此，对社会，经济，环境和生态等都造成了严重的不良影响。今后我国必须调整能源结构，大力发展可再生能源和其他非常规能源，以减少能源消耗给环境造成的压力同时提高能源的稳定性和安全性。在生物质能开发日益受到全世界关注的大背景下，农业部正式发布了农业生物质能产业发展规划（2007-2015年），规划提出，今后一个时期，我国农业生物质能产业发展，要深入贯彻落实科学发展观，在保障国家粮食安全的前提下，以充分利用农业废弃物，大力生物质能为重点，适度发展能源作物，走中国特色的农业生物质能产业发展道路。要坚持循环农业

15、理念，推动农业废弃物能源化利用，把农业废弃物的能源化利用作为今后农业生物质能产业发展的主攻方向。胡锦涛总书记在十七大作报告时明确提出要“建设生态文明，基本形成节约能源资源和保护生态环境的产业结构、增长方式、消费模式。循环经济形成较大规模，可再生能源比重显著上升。主要污染物排放得到有效控制，生态环境质量明显改善。”为了加快落实建设社会主义新农村“生产发展、生活宽裕、乡风文明、村容整洁、管理民主”的指针，加快实施农村生态小康村建设，保护当地生态环境，提高居民生活质量，合理高效利用秸秆资源，采用生物质能利用，改善农民的炊事环境，这已是一项刻不容缓的工作。2.1.3关键技术成熟，市场前景良好在上述背景

16、下我们提出了生物质炭、气、油、电联产综合利用项目。该项目正是把当地的生物质资源，通过敞开式快速炭化生产的工艺，在生产炭的同时，将焦油、醋酸液、烟气过滤、分离出来存储，烟气通过净化后，转化为优质燃气，供应村民取暖、做饭、生活用电。可以将生物质转化为清洁的燃气、燃料，实现了低质原料的高档次利用，形成“公司+农户+基地”的自给自足的循环经济产业链，做到了“原料循环生、基地农户管、工厂有效益、农民得实惠，环境大改变、农村建设新”，使干部群众真正感觉到科学发展是看得见、摸得着、学得懂、用得上的科学理论和生动实践，是能够提高人民群众幸福指数的实实在在的系统工程，是在我国农村走出一条生物质能源高效利用的普及

17、之路，真正创造了社会效益、切实地为广大农民增加经济收入，并且也解决了焚烧秸秆造成的环境污染问题，尤其是对增加农民的经济收入，提高农民的生活和健康水平，提高室内空气质量、减少温室气体排放CO2的零排放，保护环境和发展循环经济的有力推进。唐山市权达环保型煤有限公司发明的敞开式快速生物质炭化窑有以下技术特点： (1)在国内外首创、处领先地位，具有炭化周期短、产量高的特点。(2)减少了秸秆焚烧给环境造成的污染，促进了环境保护与经济协调，将会给农业产业结构调整、农民增收带来巨大的收益，顺应了目前农业粮食安全生产的发展形势。(3)可以大幅度地提高生物质能的充分利用，加快秸杆炭化的产业化，可以带动秸杆产业的

18、深加工，使秸杆深加工产业增添了一个新的途径，开发了一个新项目，加快产业结构调整。(4)所生产的生物质炭块是用炭业及速燃生物型炭及洁净型煤主要原料。(5)不受原料的规格的限制，可以将大小、粗细、形状不同的原料放入一个窑体中同时炭化，改变了现在烧炭时树干直径不得小于6公分，粗细不等的树干不能混烧的工艺。(6)在炭化的同时，将生物质焦油、醋酸液、可燃气体分离、回收，改变了现有炭化工艺的环保水平低，生产中造成烟气、焦油的二次污染。(7)将炭化时产生的烟气经多次净化、分离系统的处理，通过管道输送到储气柜中储存与发电机组配套发电，输入到住户家中通过专用灶具做饭、取暖。(8)在炭化时采用控氧炭化工艺，改变了

19、现有的炭化时断氧、焖烧干熘的烧炭工艺及生产周期过长，生产难以控制，产品收率低的现状。(9)在烧炭的过程中可以随时填加原料，提高炭化产量。生产工艺流程操作简便、安全。改变现有一次性装填原料的烧炭方法。(10)提高工艺执行率和质量标准，缩短炭化周期，8-10小时可以炭化2吨炭块，比现有焖烧干馏炭化的时间缩短160个小时。(11)深加工可生产出系列型炭、速燃生物炭、环保工艺吸附炭、活性炭、燃油、燃气、化工产品等。(12)资源利用率高、广泛，任何含木质纤维的生物质均可使用，节约木材，保护山林植被资源，保护生态环境。2.2项目建设的意义2.2.1大力发展生物质能利用是国家能源结构调整的需要人类正面临着发

20、展与能源环保的双重压力。经济社会的发展以能源为重要动力，经济越发展，能源消耗越多，尤其是化石能源消费大量增加，人类将面临两个突出问题：一是带来的环境污染日益严重；二是地球上现存的化石能源即将枯竭。对此，世界上许多国家尤其是发达国家早已意识到发展清洁的重要性。如：美国的能源农场、德国的可再生能源促进法的颁布、日本的阳光工程、荷兰的绿色能源等。随着我国经济水平的不断提高，能源的消费日益加大，国家开始高度重视生物质能的发展，并于2005年2月28日正式通过了中华人民共和国可再生能源法，并制定实施了可再生能源法的配套政策，毫无疑问，这些法规和政策的实施需要一部分企业参与到可再生能源开发这项活动中来，同

21、时也给项目建设带来了巨大的机遇。2.2.2生物质能优质化利用是实现农业可持续发展战略的要求1991年至1998年，农村能源消费总量从5.68亿吨标准煤发展到6.72亿吨标准煤，增加了18.3，年均增长2.4%。而同期农村使用液化石油气和电炊的农户由1578万户发展到4937万户，增加了2倍多，年增长达17.7，增长率是总量增长率的6倍多。可见随着农村经济发展和农民生活水平的提高，农村对于优质燃料的需求日益迫切。传统能源利用方式已经难以满足农村现代化需求，生物质能优质化利用势在必行。生物质能高新转换技术不仅能够大大加快村镇居民实现能源现代化进程，满足农民富裕后对优质能源的迫切需求，同时也可在乡镇

22、企业等生产领域中得到应用。由于我国地广人多，常规能源不可能完全满足广大农村日益增长的需求，而且由于国际上正在制定各种有关环境问题的公约，限制CO2等温室气体排放，这对以煤炭为主的我国是很不利的。因此，立足于农村现有的生物质资源，研究新型转换技术，开发新型装备既是农村发展的迫切需要，又是减少排放、保护环境、实施可持续发展战略的需要。2.2.3大力发展生物质能是当前控制温室效应的需要近几十年来，大气中的各种温室气体浓度正不断增加，它们对全球气侯变化的影响已引起了人们广泛的注意，国际上已签署了一系列关于控制全球气候变化的纲领性文件。各种温室气体中，以CO2的危害最为严重。大气中的CO2含量在最近二十

23、年中已增加了27%，浓度达到360ppm。据估计目前每年约有260亿吨CO2被排入大气，其中大约有80%是由于煤、石油、天然气等化石燃料的燃烧而引起的。溯本追源，大气中CO2为主的温室气体增量主要来自化石燃料的燃烧，尤其是发达国家在工业化时期以来的大量排放。各国学者已经提出了许多减少大气CO2含量，缓解温室效应的方案。总的说来，主要有提高能源转换效率、采用各种高效节能设备，减少化石燃料的消耗；将CO2从电站烟气中提取出来，加以深海、废油井贮藏或利用其作为化工原料；使用核电、太阳能、水能、风能和地热，以及生物质能和能源作物生产能源，实现CO2零排放。生物质资源量丰富而且可以再生，其含硫量和灰分都

24、比煤低，含氢量较高，因此比煤清洁。若把它变成气体或液体燃料，使用起来清洁、方便。此外，化石燃料在燃烧过程中，排放出CO2气体，在大气层中不断积累，工业化前期大气中CO2浓度按体积比在空气中占0.028%，到1980年已增加到0.034%，到21世纪初提高到0.056%，温室气体在大气中浓度的不断增加，导致气候变暖，而生物质既是低碳燃料，又由于其生产过程中吸收CO2成为温室气体的汇(Sink)，因此，随着国际社会对温室气体减排联合行动付诸实施，大力开发生物质能源资源，对于改善我国以化石燃料为主的能源结构有十分重要的意义。2.2.4该项目是当地和企业自身发展双重需要2.2.4.1 改善生态环境、提

25、高用能品质是当地居民迫切需求XX市位于黑龙江省东北部，地处东经12737-1 3 04 6，北纬4628-4926，素有“红松故乡 ”、“祖国林都”之称，当地的林木、秸秆资源极为丰富，居民大多燃烧林木、煤炭和秸秆解决取暖和炊事用能为题，严重影响了当地的生态环境质量。因此，改善生态环境、提高用能品质是当地居民的迫切需求和愿望。2.2.4.2企业产品有着良好的经济效益，发展前景很好该项目投入低、产出高、能耗低、效率高，经济、社会和环境效益显著，是农村新能源开发和农业废弃物综合利用领域中的最新科技成果，敞开式快速炭化窑及工艺技术对现在所有烧炭业和秸秆利用方面都起到了一定的推动作用，对消化作物秸秆开辟

26、了一条新的途径，也是一场能源革命。对秸杆炭块，尤其是将污水处理厂的污泥、造纸污泥炭化后，进行深加工生产出的各种型炭、速燃生物型炭产品，代替煤炭、木柴、木炭，广泛应用于工业、民用等方面，适用于广大农村能源开发和生物质资源化利用，应用范围很广，推广条件很好，其经济、社会、环境效益显著，有极大的推广实用价值，市场潜力很大，发展前景很好。第三章 需求分析及建设规模 项目建设覆盖XX市林业局121个林场，每个林场建设一处项目，为一个建设单元，统一建设标准和建设模式。项目需求分析和建设规模如下：3.1需求分析根据调查研究与实测统计，XX市林业局121个林场冬季取暖、全年炊事及用电消耗能源折合标煤64.60

27、万吨，具体如下表所示：表3-1 XX地区能源消耗情况统计表序号能源消耗分类消耗能源折合标煤量（万吨）所占比例（%）1冬季取暖14.2122%2炊事用能11.6318%3用电消耗32.3060%合计64.60100%通过上表分析可以看出：其中40的气体用于供气，可解决居民冬季取暖、全年炊事用能问题；60的气体用于发电，解决居民和本地企业用电问题。按每座窑每天8-10小时可以消化6吨生物质原料，产出2吨生物质炭、100公斤焦油、400公斤醋酸液、6000 m生物质燃气计算，可知需建726座敞开式生物质快速炭化窑才能满足需求。每个建设单元需建设6座敞开式生物质快速炭化窑，全年消化生物质原料1.08万

28、吨，产出生物质炭0.36万吨、产出焦油200吨、醋酸液800吨、可燃气体1080万m，主要解决农冬季取暖、炊事用能，盈余的气体通过发电机组发电。3.2建设规模该项目需新建726座敞开式快速炭化窑，购置121座3000m干式储气柜、242台150千瓦/时的发电机组。此外，还需建设发电站、厂房、库房、办公楼等，且XX市属东北高寒地区，冬季寒冷、温度偏低，设备必须安装在室内。每个建设单元新建6座敞开式快速炭化窑及配套设备，一座3000 m3干式储气柜，2台150千瓦/时的发电机组与其配套设施。主要设施建设规模如下：3.2.1生产车间每个建设单元车间占地面积2033m2。车间长53.5m宽38m高5-

29、7m，水泥地面厚度20cm。（注：3座炭化窑及配套设备和1套气体净化组合为一组炭气化设备，每组炭油气设备占地面积817m2，长度21.5m宽38m。长度具体分布有：纵向（4m）炭化窑窑体、炭化配套设备、气体净化设备；宽度具体分布有：行车道、储存池、横向（5m）炭化窑窑体）。3.2.2发电系统发电机房位于生物质燃气储气站附近，产生的生物质燃气通过储气站，进入到发电机房内发电，每个建设单元安置2台150kw/h的发电机组，发电机房的面积根据实际情况而定。3.2.3库房每个建设单元原料储存库1座，占地面积2000 m2（长50m宽20m高5m，1.5m的坡度，两面起坡半封闭式）。半成品库房1座，占地

30、面积720 m2；成品库房1座，占地面积800 m2（长40m宽20m高5m，1m的坡度，两面起坡全封闭式），水泥地面厚度10cm；深加工车间600 m2（长30m宽20m高5m，1.5m的坡度，两面起坡半封闭式）。3.2.4储气柜每个建设单元储气柜3000 m3，距建筑物距离不应小于18 m。储气站占地面积1764 m2（长42m宽42m）第四章 项目建设条件4.1自然概貌XX市位于黑龙江省东北部，地处东经12737-1 3 04 6，北纬4628-4926。行区划面积约3.3万平方公里，其中市区近2万平方公里，铁力约0.64万平方公里，嘉萌约0.67万平力公里；林业施业区划面积4000万公顷，其中XX林管局342万公顷。辖区纵贯小兴安岭山系，东接佳木斯市、鹤岗市，西连黑河市、绥化市，南依省城哈尔滨，北靠水产丰富的黑龙江，有沿江246公里的边境线与俄罗斯隔江相望，是我国北疆的重要门户。全市人口密度40人/平方公里，地貌特征为“八山半水半草一分田”，整个地势西北高、东南低，南部地势较陡，中部较缓，北部较平坦，海拔高度平均400米左右。境内千米以上高峰数十座，最高山为平顶山，海拔1