劉紅明 齊辰錄
我國生物質電廠燃料成本占總發電成本約49%,是最重要的的構成部分。為控制某生物質電廠燃料成本,保證項目可行,對其燃料收儲運模式作以下分析比選。
1收儲運模式分析
1.1生物質燃料的收集
生物質秸燃料的收集模式分為:
(1)人工收集模式
(2)機械收集模式
經實地調研,項目所在地機械收獲占95.1%左右,本項目燃料收集方式采用機械收集模式。
1.2生物質燃料的儲存
生物質燃料儲存指從田間收購后的商品化燃料集中儲存。生物質燃料具有泡、松、散、亂的征狀和易燃、易腐的特點。
目前燃料儲存一般有以下2種模式:
(1)廠內集中儲存與廠外收購站儲存相結合。
目前國內生物質發電廠大多采用此模式。
(2)只在廠內集中儲存。
本項目用地不能滿足只在廠內儲存。
1.3生物質燃料的運輸
生物質燃料運輸,指商品化的生物質燃料運輸。項目所在地各鄉鎮和70%以上的行政村之間都已建成水泥路,運輸條件較好。
生物質燃料運輸主要包括:
1)從田間地頭到就近收購站的運輸
該環節的特點是運輸距離短、重量輕、路況復雜、涉及對象多等。多使用農用三輪、拖拉機等,可充分利用農民經紀人等資源,發揮社會效益。
2)收購站到電廠的運輸
受交通限制,該環節的運輸機械根據運輸距離和運輸路況區分,可采用護柵卡車或箱式貨車等。
2收儲運模式比選
采用機械收集,廠內集中儲存與廠外收購站儲存結合的收儲運模式,依據運營主體的不同,分為分散型和集中型收儲運模式。
2.1收儲運模式分類
(1)分散型收儲運模式
該模式是在秸稈在收割后,經晾曬在田間撿拾打捆機打小捆,再由拖拉機將秸稈運輸到中心料場,目前只有少數生物質電廠采用此模式。
(2)集中型收儲運模式
該模式為農民先將草捆短途運輸到秸稈收購站中轉儲存,再通過運輸貨車將秸稈運輸到電廠。
2.2收儲運模式經濟性分析
秸稈收儲運模式的經濟性基于收儲運成本、設備購置費用進行分析。本工程年消耗生物質燃料27.5萬噸,其中小麥及玉米秸稈占比82%,果木枝條占比18%,收集設備針對小麥及玉米秸稈部分。
秸稈田間收集量22.55萬噸,電廠收儲天數330天,田間收集時間定為40天,收購期80天。秸稈田間價格80元/t,果木枝條價格160元/t,人工收集秸稈速率0.12t/天,人工裝車速率0.25t/h,人工裝車時間10h/天,當地人工費120元/天,柴油價格8.226元/kg,打包用尼龍繩0.81元/t,田間存儲高度4m,田間草捆密度0.15/m3,田間裝車速率0.5t/h,存儲站草捆密度0.3/m3,移動打捆機(兩人)日工作時間16小時,工業電價1元/kW·h,農用車可接受最大運輸半徑7.5km,道路曲折因子√2,打捆機、抓草機司機及貨車運輸司機人工費180元/天,貨車日工作時間10h,貨車草捆裝載量8t。
抓草機參數:功率22kW,田間、廠內出力4t/h、5 t/h,油耗0.125kg/kW·h,購置費6.5萬,年維修費0.15萬,使用年限10年,役期后殘值0.76萬,日使用小時數20h;
固定式打捆機參數:功率18.5kW,出力2 t/h,購置費3.28萬,年維修費0.1萬,使用年限10年,役期后殘值0.35萬,日使用小時數16h;
移動式打捆機參數:功率45kW,出力2.5 t/h,油耗0.246kg/kW·h,購置費7.7萬,年維修費0.1萬,使用年限10年,役期后殘值0.5萬,日使用小時數16h;
拖拉機參數:功載比8.9,滿載、空載速度18、25 km/h,滿載、空載油耗0.272、0.245kg/kW·h,散稈、捆裝載重0.66、2.8t。
貨車參數:功載比6.2,滿載、空載速度34、45 km/h,滿載、空載油耗0.401、0.325kg/kW·h,散稈、捆裝載重1.5、8t,租用費180元/臺·天。
2.2.1收儲運成本
兩種模式收集方式相同,成本一致:
秸稈收購費用:2596萬元,移動式打捆機數量:141臺
移動式打捆機費用566.4萬元
收集成本3162.4萬元
一、分散型機械收集模式
(1)運輸成本:田間裝車費用660萬元
農用拖拉機運輸次數98215次,油耗費用1766.33萬元,往返平均用時3.2h/車·次,其他消耗取0.8h/車·次,單車往返單次平均用時4小時。
拖拉機人工費469.69萬元
運輸成本2896.02萬元
(2)儲存成本
中心料場抓草機年費用32.58萬元
廠外暫存在80天收購高峰需購置抓草機36臺,廠內需9臺
抓草機耗能費用39.3萬元,人工費用234萬元
抓草機年費用305.88萬元
其他費用:按18%取。
總成本7693.4萬元
單位成本279.76元/t
二、集中型機械收集模式
(1)運輸成本:
運輸分為農田至收購站和收購站至電廠。
收購站覆蓋半徑取7.5公里,收購站至電廠平均距離為28.33公里。
1)農田至收購站運輸成本:
田間裝車費用660萬元
拖拉機運輸次數9.82萬次
油耗費用264.95萬元,路途往返用時0.676小時
其他時耗取0.4h/車·次。
則往返一次總時1.076小時
拖拉機人工費126.78萬元
總成本1051.73萬元
2)收購站到電廠運輸成本:
貨車往返次數:34375次
油耗費用713.46萬元
一次往返道路用時2.069小時
其他時耗取0.5h/車·次。
則往返共用時2.569小時
貨車人工費158.94萬元,貨車租用費用158.94萬元
總成本1031.34萬元
運輸成本2083.07萬元
(2)收購站及電廠儲存成本
中心料場抓草機年費用32.58萬元
廠外暫存80天需購置抓草機36臺,廠內需9臺
抓草機耗能費用39.3萬元
人工費用234萬元
抓草機年費用305.88萬元
收購站及電廠其他費用均按18%取。
總成本7549.89萬元
單位成本274.54元/t
2.2.2設備購置及租賃費用
秸稈收儲運需購置的設備包括移動式撿拾打捆機、抓草機和固定式打捆機等。目前當地經紀人購買意愿不足,建議由秸稈儲運公司統一購置打捆設備。集中型機械收集模式中,貨車租賃費用占到了貨車運輸成本的25.5%,此費用可通過簽訂長期合同降低。
3結論
根據以上分析比較,分散型收儲運模式秸稈收儲運成本大于集中型收儲運模式。
建議本工程采用機械收集、廠內集中儲存與廠外收購站儲存相結合、集中型收儲運模式。農民只需將打捆后的秸稈由拖拉機運到各秸稈收購站,之后再由儲運站用卡車按電廠需求轉運至電廠。此模式下電廠將秸稈的收集、運輸和儲存工作分為多個秸稈收購站完成。企業不需要對秸稈的供應體系進行大量投資,避免大型儲存中心料場建設,解決了企業因一次性投入較大,資金周轉難的難題。企業與秸稈收購站簽訂合同,是法人間的商業活動,具有法律效力,保證了秸稈供應的穩定性。
參考文獻:
[1]高建偉等 生物質電廠秸稈收購優化方案及其成本估算模型[J],可再生能,2017.01,V0l.35 No.1
[2]王繼強 生物質電廠項目現狀分析與提高盈利能力淺析[J],甘肅科技,2014.07,V0l.34,No.1
作者簡介:
劉紅明,男,河北滄州,1986年3月出生,研究生學歷,中級工程師,國核電力規劃設計研究院有限公司,綜合智慧能源方向;齊辰錄,男,山西朔州,1988年10月出生,研究生學歷,中級工程師,國核電力規劃設計研究院有限公司,綜合智慧能源方向。
(作者單位:國核電力規劃設計研究院有限公司)