买买提·莫明，李雪源，王俊铎。郑巨云。艾先涛，吐尔逊江。多力坤，梁亚军，龚照龙
(新疆农科院经济作物研究所，乌鲁木齐830000)
The Utilization of Cotton Straw Resource to Developing Biomass P ow e r in
I，●
螺纹脂天lnj iang
Ma i m ai t i Mor ning，Li Xueyuan，Wang J unduo，Zheng J uyun，Ai Xi ant ao，Tu erx unj iang，Duo Likun，Liang Ya j un，Gong Zhaolong
摘要：介绍了新疆棉花秸秆利用现状，分析了利用秸秆发电建设的现实意义和条件分析，总结了已建成2家发电厂的运行效果，为建立以棉秆为主要原料的生物质能利用基地参考。关键词：新疆；棉花；秸秆；生物；发电
透明口罩
得天独厚的农业自然条件，尤其是丰富的水土光热资源，使得新疆非常适宜于棉花的种植。目前新疆已成为我国最大的棉花生产基地，棉花生产中产生的大量的棉花秸秆，年产量约为1000万t。棉秆是一种宝贵的可再生资源，对其不加以利用，不仅会造成不必要的资源浪费，而且在某种情况下还会造成环境污染。目前新疆地区的棉秆除了少数用来造纸、制板材、培养食用菌和做饲料外，多数都被直接焚烧和还田，还未得到全面合理的开发利用。随着新疆棉花产业的发展与壮大，棉秆的合理利用问题逐渐受到重视。秸秆发电是生物质能清洁利用的有效途径，技术相对成熟。因此，结合目前新疆仅有的阿瓦提县、巴楚县2个棉秆生物质发电厂运营状况和面临的问题等，探讨适合于新疆的棉花秸秆发电模式。
1我国秸秆发电现状与政策背景
1．1我国秸秆发电现状我国从20世纪90年代初开发应用生物质发电技术，在利用甘蔗渣、稻壳、秸秆气化发电、混合燃
烧发电等方面取得了积极进展，发电工艺得到逐步完善。目前农林生物质秸秆、林木直接燃烧发电的小型应用已经商业化，大规模应用还处于起步和示范阶段-。截至2008年，全国生物质发电总装机为3136MW。其中直烧发电装机为596MW。随着生物质秸秆发电工艺技术的完善提高和单位建设投资的降低，农作物秸秆和林木发电将逐步占据生物质发电的主守地位。
1．2秸秆发电产业政策当前我国政府陆续出台各项政策、法规、配套办法、资金投入、税收和价格优惠政策，支持鼓励和
加快推进包括秸秆发电在内的再生能源开发利用，加大推进节能减排力度。为促进生物质发电健康发展。我国政府极为重视生物质能等可再生能源的产业发展，先后颁布了《中华人民共和国可再生能源法》，和《可再生与发电价格和费用分摊管理试行办法》，鼓励和支持可再生能源并网发电。新疆可再生能源丰富，但利用率较低。开发利用棉花秸秆符合国家产业政策，对调整农业产业结构，增加农民收入具有现实意义，且经济和社会效益明显，发展前景十分广阔。
基金项目：国家现代农业产业技术体系——棉花产业体系(cAR孓18—11)
中国棉花学会2014年年会论文汇编41
2新疆利用棉秆发电的现实意义
2．1优化能源结构、促进节能减排 目前，新疆水风电等可再生与发电比重约占25％，火力发电比重
维持在75％左右。新疆生态环
境较为脆弱，在加快建设煤炭开采、煤电煤化工基地的同时，应该加大可再生能源利用的力度，特别
是 利用新疆优势资源发展生物质发电，作为新疆能源的有效补充，对于改善能源结构、实现经济社会可 持续发展具有非常重要的意义。通过推进秸秆发电等可再牛能源当地综合利用，减少煤炭、石油、天 然气等化石能源的消费，符合国家能源发展思路和发展方向，有利于优化能源结构，减轻环境污染，促 进节能减排目标的实现；而且对促进当地经济发展、推进农村清洁能源的利用、增加农民收入、加快社 会主义新农村建设将起到积极推动作用。
2．2推动农村经济发展、改善农村环境
新疆棉秆资源丰富，每年有近1000万t 的资源量。通过对棉花秸秆资源的开发利用，不但能提 高农民收人，而且对提高农民生活质量和健康状况、促进社会主义新农村建设等方面都有明显的作 用。根据调查，新疆棉花秸秆大都随处堆放或焚烧，不仅污染环境、严重威胁交通运输安全，还浪费资 源。通过棉秆资源的开发利用，有利于推动农村经济发展，可有效改善农村生活环境。 2．3加快地区经济社会发展。解决能源短缺问题
地区地域辽阔，区域差距大，煤炭资源缺乏，水电供应严重不足。但是，地区生物质资源 相对集中。在棉花主产区，通过改造原有燃煤发电设备和锅炉，以棉秆颗粒和煤粉为混合燃料，扩大 装机容量，分散建设以棉秆为主要燃料的生物质发电厂，可以成为解决农村电力紧张和能源短缺 问题的一个重要渠道。
3新疆利用秸秆发电条件与现状分析
3．1资源条件
新疆秸秆发电以棉秆为主。新疆是我国最大的商品棉生产基地，种植面积大，分布区域广，主要
产棉地区包括喀什、阿克苏、巴州、昌吉州以及新疆生产建设兵团等，棉秆资源量丰富。 3．1．1棺秆资源量。2011年新疆棉花种植面积164．0万hm2，皮棉产量284．0万t ，可产生近688．0 万t 棉花秸秆，折合标准煤约381．0万t(表1)。可再生的、大量的棉花秸秆为秸秆发电提供了有力的 资源保证。根据不同收集方式保守测算，目前全疆采用人工收割方式可获得棉花秸秆600万t 左右， 采用机械收割方式可获得棉花秸秆400多万t 。
表1 2000年以来新疆棉花种植面积、总产量、棉秆理论产量
年份 棉花种植掌积 棉花总产量 棉秆理论产量 折合标准煤
f 页hm2 f 页t r 页t 。 ?页t
2OOO O 1 1 57 2 5 23 1
2OO5 1 6 l 96 4^t 8 6 2 64
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20 O6 6 6 2 68 9 9 379
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注：面积和产量数据来源于《新疆统计年鉴》；*计算系数为皮棉1800 kg·hm～，按棉秆产量6000 kg·hm -2，可
回 收率70％核算。 3．1．2档秆商品率与可供给量。目前新疆棉花秸秆的主要消费流向中，用于农村生活燃料约占资源 量的25 o,4；用于粉碎还田和焚烧废弃的约占73％；其他用途的占2％，资源产品率很低。
42中国棉花学会2014年年会论文汇编
3．3棉花秸秆利用现状目前，新疆棉花秸秆主要有以下几种利用方式：一是作为农村生活燃料；二是用于粉碎还田；三是
绝对式角度编码器
喂养牲畜；四是就地焚烧或废弃，还有部分用作沼气原料。北疆以第二、四种利用方式为主；以第一、第三种利用方式为主；冬季草场匮乏地区以第三种利用方式为主；兵团农场以第二种利用方式为主，地方农民则以第四种利用方式为主。从目前棉秆利用现状看，利用量不足资源总量的1／lo。据实地调查，目前的利用效果不理想，而农民出售棉秆的意愿较强烈。棉花秸秆由于粗壮密实、热值高、含硫量低，经过压缩可制成颗粒燃料，是理想的发电燃料。因此，棉花秸秆的利用潜力很大。
4新疆棉秆发电产业发展情况
目前，颏疆仅有阿瓦提县、巴楚县2个农林生物质发电厂，已建成并网发电，由国能生物发电集
团有限公司新疆分公司统一管理。
4．1生物发电运行情况
4．1．1建成情况。为推进新疆生物质发电技术的应用和在国内的示范推广，新疆核准了阿瓦提县、巴
楚县(喀什地区巴楚县力布亚镇)生物质秸秆发电厂(以下分别简称阿瓦提发电厂和巴楚发电厂)，
每家装机容量为2．4万kW，合计4．8万kW。国能阿瓦提棉秆生物质发电厂于2008年10月
3日正式投入商业运行，国能巴楚棉秆生物质发电厂于2008年12月4日正式投入商业运行。4．1．2也厂运行情况。2009年1～11月底，国能阿瓦提电厂累计发电量6792万kWh，累计消耗
燃料秸秆10．188万t，折合标煤约5．094万t，减排二氧化碳约3．57万t(与燃煤相比)，减排
二氧化硫约56．034t；国能巴楚发电厂累计发电量5600万kwh，累计消耗燃料8．4万t，折合标煤约4．2万t，减排二氧化碳约2．94万t，减排二氧化硫约46．2 t。
按上述计算1 kg棉秆可生产出0．67 kWh，折合标煤约0．5 kg，减排二氧化碳约0．35 kg，减排二氧化硫约0．00055 kg。据此计算出新疆棉田每公顷棉秆的理论发电量等(表2)。
表2新疆棉田每公顷棉秆理论发电量和有害气体减排量
注：按棉秆产量6000kg·h m"2，可回收率70％核算。
4。1。3上网宅价。按照国家对生物质发电的优惠政策，在新疆当地2005年脱硫燃煤机组标杆电价0．235元·(kWh)。1基础上，补贴0．25元·(kwh)‘。。实际执行中，国家增加了0．1
元·(kWh)‘的临时电价补贴，实际电价为0．585元·(kWh)一。4．1．4燃料供应。国能阿瓦提、巴楚生物发电采取了与农民合作组织签订合同、鼓励当地农民自行收购棉秆半成品燃料、发展小型棉秆
破碎设备合作组织等多种形式开发燃料市场，推进燃料收购工作。截至2009年11月30日，2个电厂共收购燃料24万t，保证了机组的正常运行。
4．2经济和社会效益
4．2．1促进7棉区农民增收。电厂建成运营后，棉区农户将每年收获的大部分棉秆交售给电厂，不仅使棉秆得到合理有效的利用，还增加了收入。按每吨棉花秸秆田间收购价150～170元计算，扣除人工、机采收成本后，每吨棉花秸秆为棉农增加纯收入105～120元。根据企业统计，截至2009年11月 30日，2家电厂通过收购棉秆使当地农民直接受益4800万元。
4．2．2促进7当地农民就监。国能巴楚、阿瓦提2个棉秆生物发电厂位于地区，当地地理位置和人文环境都比较特殊，工业不发达，经济条件差。受自然条件影响，农民田间收入非常有限，周边也有工厂、企业等可供农民打工，农闲时节的农民基本没有其他收入。自国能生物发电厂投产以来，共提供当地农民工就业岗位近千个，有效缓解了当地农民就业难题。
4。2。3解决7农民秸秆处理难题。每年棉花采摘后，对棉田棉花秸秆的清理成为农民非强头疼的难
中国棉花学会2014年年会论文汇编43题。往年农民只能以每公顷150元左右的价格雇人清理。因种植户棉田的面积比较大，棉田的清理费算下来不是个小数目。自国能生物发电厂投产后，采用棉花秸秆联合收割，不仅不收取农民费用，还返还给农民棉花秸秆的费用。
smdv-174．3生态效益
4．3．1实现二氧化碳和有害气体减排。与燃煤相比，以秸秆为发电燃料，可大大减少大气中二氧化碳、二氧化硫的排放(表2)，有利于环境保护。 4．3．2改善了，生态和生活环境。根据调查，自国能发电企业开始收购棉秆以来，农民焚烧秸秆的现象基本消失。同时，棉秆的回收也避免了以往棉花秸秆
随便处置对环境的影响。 4．4燃料供应和交售形式
国能阿瓦提、巴楚棉秆生物发电厂周边种植的主要农作物是棉花，而且种植面积大。目前阿瓦提和巴楚县棉花种植面积分别为5万、5．3万hm2((不包括兵团种植面积)，而周边县市的棉花面积都在6．6万hm2以上。棉花秸秆可供给量大于发电消耗量，资源有保证。
目前，企业或经纪人田间收购棉秆时，支付给农民价格为每公顷75～120元(秸秆由企业或经纪人在棉田收割)；如农民自己收获上门交售，则价格为每吨150～170元。交售到厂价格为每吨170～ 210元(包括驾驶员工资、机械使用费、燃油费、运输费和车辆维护费)。
5制约新疆棉秆发电发展的主要因素
5．1投资环境的制约随着新疆棉花产业的发展与壮大，棉杆的合理利用问题逐渐受到重视。但由于新疆基础设施建
设相对落后，经济发展水平相对较低，生态环境脆弱，对利用秸秆发电还存在着很多争议，秸秆发电在新疆发展相对缓慢。
5．2上网电价偏低，电价补贴不能及时到位新疆国钱巴楚、阿瓦提棉秆生物发电厂的上网电价加补贴电价也只有0．485元·(kWh)1(不含
国家补贴)，远低于国内其他省区可再生能源发电上网电价。
5．3原料收购成本高
因为原料分布较分散，平均运输距离较大，加上棉秆体积大、密度低，须收集压缩处理之后方可运输，因此除棉秆等原料的购买成本外，加工、储运、损耗以及消防安全等方面的投入占燃料成本较大的比例。
6结论和建议
6．1新疆棉秆发电发展前景好棉秆发电符合当前国家产业发展方向。采用秸秆发电可以使新疆农村地区的生物质能资源优势
转换为产业和产品优势，提高农业和生态建设的经济效益，增加农民收入，改善农村环境，促进社会主义新农村的建设，前景十分看好。
6．2建议
一是新疆是我国棉花大省(区)，有着丰富的秸秆资源，利用秸秆发电潜力巨大，国家应积极支持并鼓励当地棉花秸秆生物质发电项目的投资。
二是提高政府电价补贴额，使秸秆发电项目在正常运营情况下能够赢利。三是解决秸秆收集及运输问题。由于农村农户多，户均耕地少，秸秆收集期短，所以由农户或电
厂自行组织收购并进行打捆、储存、运输有一定的难度。建议组建相应的燃料公司，采用合理可行的市场化运作方式，向电厂提供满足要求的秸秆。同时当地政府应予以支持。在政府和企业的共同努力下，保证秸秆收集及运输。
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