目錄摘要1綜述.11.1秸稈發(fā)電的背景.11.2秸稈發(fā)電的重要意義.41.3秸稈發(fā)電的前景展望.42秸稈的物理特性.53收集半徑的確定.63.1秸稈資源可收集系數(shù).63.2秸稈資源可供應(yīng)系數(shù).73.3收集半徑的計算方法.74目前國內(nèi)外應(yīng)用的三種秸稈收集方式.85收集方式的比較.95.1收集模型.95.2成本比較.105.3時間比較.125.4運輸車輛數(shù)比較.126三種收集方式的優(yōu)缺點.137儲存方式比較.148秸稈焚燒發(fā)電項目的技術(shù)經(jīng)濟分析.159結(jié)論與建議.18參考文獻.2011綜述1.1秸稈發(fā)電的背景能源是現(xiàn)代社會賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，也是制約國民經(jīng)濟發(fā)展的重要因素。人類正面臨著巨大的能源與環(huán)境壓力。當今的能源工業(yè)主要是礦物燃料工業(yè)，包括煤炭、石油和天然氣。礦物能源的應(yīng)用推動了社會的發(fā)展，其資源卻在日益耗盡；世界石油探明儲量約1.27107萬噸，世界煤炭探明儲量約1.4108萬噸，按目前技術(shù)水平和開采量計算，石油可開采40年，煤炭可開采200年，天然氣可開采60年；當今人類對于化石能源的極大依賴，不僅對人類賴以生存的環(huán)境帶來了嚴重的污染，而且由于這種能源逐漸匾乏，成為未來社會的潛在危機。能源短缺和環(huán)境污染已成為全社會普遍關(guān)注的焦點。中國屬于能源高消費國家，主要以煤炭、石油等化石燃料為主，能源結(jié)構(gòu)不合理。煤炭消費占一次能源消費比例高達75%，為世界煤炭消費占一次能源消費比例的三位左右1。目前，我國的能源生產(chǎn)和消費均居美國之后的第二位。長期以來，能源結(jié)構(gòu)以煤炭為主。2004年，我國一次能源生產(chǎn)總量1.85105萬噸標準煤，一次能源消費總量1.97105萬噸標準煤。其中，化石能源超過90%，煤炭消費量1.87105萬噸，原油2.9104萬噸，天然氣4.15106萬米3。2005年，我國一次能源生產(chǎn)總量達2.06105萬噸標準煤，能源消費總量達2.22x105萬噸標準煤，其中，煤炭消費達到2.14105萬噸，化石能源總量超過90%。同時我國也是化石能源非常短缺的國家，一次能源資源情況也不容樂觀，人均煤炭資源約90噸，僅為世界平均水平的55.4%，人均石油可采儲量2.6噸，為世界平均值的11.1%；人均可開采天然氣1.074103米3，為世界平均值的4.3%，遠遠低于世界人均水平2。此外，近期內(nèi)我國石油產(chǎn)量也不可能大幅增加，我國煤炭資源雖然比較豐富，但探明程度很低，尚未利用的經(jīng)濟精查儲量中絕大部分分布在干旱缺水且距離消費中心較遠的中西部地區(qū)，開發(fā)、運輸和利用的難度增加。常規(guī)能源總的特點：(1)能源消費總量大，增長快9，GDP占世界的4%，消耗了世界30%的主要能源和原材料。由表1-1可知：連續(xù)3年GDP增長9%，2表1-1中國2002-2003年能源消耗情況(2)能源儲量少、分布不合理、能源短缺9，表1-2表明：煤剩余可采儲量1.9107萬噸，石油25105萬噸，天然氣2.3109萬米3。2004年煤產(chǎn)量1.9105萬噸，大煤礦采收率、小煤礦采收率1015%（國外75%），去年采了近2.0x105萬噸，等于消耗了約6.0x105萬噸煤資源，這意味著只夠采30年。石油剩余可采購儲量3.27105萬噸，占2.3%，2004年產(chǎn)量1.7104萬噸，可采19年。天然氣剩余可采儲量1.3108萬米3，占0.9%；2004年產(chǎn)量3.8105億米3，可采30年。由于分布不合理，導致運力緊張。表1-2中國2004年能源預(yù)測種類剩余可采儲量2004年產(chǎn)量剩余可采年數(shù)煤（萬噸）1.91071.9105100石油（萬噸）2.51051.710419天然氣（億立方米）2.31093.810630我國能源與環(huán)境問題尤為突出，礦物能源的無節(jié)制使用，引起了日益嚴重的環(huán)境問題，如導致全球氣溫變暖、損害臭氧層、破壞生態(tài)圈碳平衡、釋放有害物質(zhì)、引起酸雨等自然災(zāi)害。煤炭的過量生產(chǎn)和消耗造成了嚴重的環(huán)境污染和生態(tài)破壞，廢氣排放中約90%的S02、85%的C02和67%的NOx，以及80%的煙塵都是由于利用煤炭造成的。礦物能源消費產(chǎn)生大量的污染物:CO、S02、C02和NOx是大氣污染的主要污染源。我國S02的年排放量已超過能源消費大國美國，燃煤產(chǎn)生的S02、NOx等導致全國82個城市出現(xiàn)過酸雨，面積己達國土面積的30%，有48個城市的S02超過國家二級排放標準。許多城市的氮氧化物有增無減，其中北京、廣州、烏魯木齊和鞍山等城市超過國家二級排放標準。由于污染引起的酸雨造成的經(jīng)濟損失約占全國GDP的2%。由于大量燃燒煤炭等礦石燃料，大氣中的二氧化碳濃度增加，這是20世紀地球變暖的主要原因，造成了所謂的“溫室效應(yīng)”。因此，限制和減少化石燃料燃燒產(chǎn)生二氧化碳等溫室氣體排放，已成為國際社會減緩全球氣候變化的重要組成部分。舉世關(guān)注的京都議定書已于2005年2月開始生效，這是人類歷史上首次以法規(guī)的形式限制溫室氣體排放。我國是世界上C02第二大排放國，排放量占世界總量的11%，僅居美國的22%之后。中國在90年代碳排放量已達10104萬噸，到2015年碳的排放量可能達到1.78104萬噸(DOE/IEA數(shù)據(jù))，可能是屆時世界上最大的排放國。尤其是我國種類2002消費量2003消費量增長率煤（萬噸）1.371051.6410519.86%石油（萬噸）2.481042.711049.47%天然氣（億立方米）2.921023.3910216.10%電力（億千瓦時）1.631041.9010416.53%3八億農(nóng)民都趨向使用化石燃料，不僅我國的能源供應(yīng)會越來越緊張，環(huán)境的壓力也不可承受。雖然京都協(xié)議書中對我國溫室氣體的減排沒有明確要求，但也必須承擔起相應(yīng)的責任。隨著全球工業(yè)化的快速發(fā)展，一次性能源(如：石油、煤炭、天然氣)的消耗量不斷增加，能源與環(huán)境問題已經(jīng)嚴重制約了我國經(jīng)濟社會的全面可持續(xù)發(fā)展，因此開發(fā)利用生物質(zhì)能將是必然趨勢。我國是典型的農(nóng)業(yè)大國，秸稈資源相當豐富。秸稈通常指小麥、水稻、玉米、薯類、油料、棉花、甘蔗和其他農(nóng)作物在收獲籽實后剩余的部分。農(nóng)作物光合作用的產(chǎn)物有一半左右存在于秸稈中，秸稈富含有機質(zhì)和氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫等多種養(yǎng)分，是一種具有多種用途的可再生生物資源3。根據(jù)我國地理分布和氣候條件，南方地區(qū)水域多、氣溫高，適合水稻、甘蔗、油料等農(nóng)作物生產(chǎn)，北方地區(qū)四季溫差大，適合玉米、豆類和薯類作物生長，故播種面積大于其它地區(qū)4。我國秸稈產(chǎn)量約占全世界秸稈總量的30%。每年農(nóng)作物秸桿資源量約占我國生物質(zhì)能資源量的近一半5。秸桿在我國農(nóng)村生活用能中占有重要地位。1998年，我國可用作能源量的秸稈量為3.5104萬噸，占秸稈總產(chǎn)量的58.7%。預(yù)計在2000年到2010年期間，我國每年秸稈資源的可獲得量為3.5104到3.7104萬噸，相當于1.7x104萬噸標準煤7。如果將這些秸稈資源用于發(fā)電，相當于9.0103萬千瓦火電機組年平均運行5.0103小時，年發(fā)電量為4.5107萬度6。隨著人民生活條件的提高，焚燒秸稈現(xiàn)象時有發(fā)生。為了解決焚燒秸桿所帶來的難題，國家有關(guān)部委及各級地方政府多次發(fā)文要求禁止焚燒農(nóng)作物秸稈，農(nóng)作物資源的有效利用已成為我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要問題。采取有效的技術(shù)措施，開發(fā)利用秸稈資源，已引起國家的高度重視。開發(fā)利用農(nóng)作物秸稈將是實現(xiàn)我國全面小康和建設(shè)社會主義新農(nóng)村的重要支撐。農(nóng)作物秸稈發(fā)電技術(shù)，不僅為農(nóng)村提供更多電力，更有意義的是將使農(nóng)作物秸稈資源的商品化成為可能。需采取措施將當?shù)刎S富的農(nóng)作物秸稈資源轉(zhuǎn)化成高品位的能源，解決這些地區(qū)用電用能問題，可大大促進中國農(nóng)村地區(qū)能源短缺局面，促進當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展，對加快我國的農(nóng)村建設(shè)和社會穩(wěn)定具有重要意義。2003年，我國電力生產(chǎn)總量1.73108萬度，用電缺口6.3102萬度，目前我國還有5千多個無電村8，總體上我國電力的生產(chǎn)增長低于全國經(jīng)濟的增長，隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展及農(nóng)村用電需求的啟動，隨時會出現(xiàn)局部地區(qū)電力緊張的情況。2004年，