能源背景
秸稈發電在經濟社會高速發展的今天，能源和生態問題越來越引起人們的重視。沒有能源，經濟發展就失去了動力；生態破壞，人們生存空間就受到了限制。於是，選擇新型再生能源，減少環境污染，就成了人們刻意追求的一個主要目標，而利用新型秸稈能源就是其中一項重要內容。
秸稈是農作物通過采摘脫粒後留下來的莖葉。主要有玉米、小麥、水稻、高粱、大豆等秸稈品種。秸稈發電，是大力發展循環經濟、利用可再生資源來轉變經濟成長方式的重要戰略舉措。有關數據顯示，中國農作物秸稈年產量約為7億噸左右，列世界之首，每年收穫的秸稈除去用於造紙、飼料、造肥還田及收集損失的1.09億噸外，可作為能源加以利用的秸稈總量達3.76億噸。
《國民經濟和社會發展第十一個五年規劃》綱要中，在加強農村基礎設施方面，提出要積極發展沼氣、秸稈發電、小水電、太陽能、風能等可再生能源，完善農村電網。自中國第一個秸稈燃燒發電廠在河北省晉州市建成以來，各地（如安徽、江蘇等地）也在紛紛上馬秸稈發電項目。
工藝流程
工藝流程圖農作物秸桿在很久以前就開始作為燃料，直至1973年第一次石油危機時丹麥開始在研究利用秸桿作為發電燃料，在這個領域丹麥BIOENER ApS公司是世界領先者，第一家秸桿燃燒發電廠於1989年投入運行（Haslev，5Mwe）。此後，BIOENER ApS公司在西歐設計並建造了大量的生物發電廠，其中最大的發電廠是英國的Elyan發電廠，裝機容量為38Mwe。
水/蒸汽機系統
以煤為代表的化石燃料發電技術近年來取得了飛速的發展，為提高整個發電廠的發電效率，蒸汽的溫度和壓力得到了大幅提高。對於秸桿燃燒發電設備，也同樣取得了很大發展。但是，相對與燃煤設備，秸稈燃燒發電設備的設計建設經驗相對較少。而且秸桿還具有獨特的特性，使其很難達到較高的蒸汽參數。尤其是秸桿中氯化物含量較高，增加了鍋爐在高蒸汽壓力下腐蝕的可能性。
目前多數秸桿燃燒發電廠的發電效率只能達到30%左右。一般而言，秸稈發電廠在發電的同時都供熱，以提高整個電廠的效率。
秸稈的處理、輸送和燃燒
發電廠內建設兩個獨立的秸稈倉庫。每個倉庫都有大門，運輸貨車可從大門駛入，然後停在地磅上稱重，秸稈同時要測試含水量。任何一包秸稈的含水量超過25％，則為不合格。在歐洲的發電廠中，這項測試由安裝在自動起重機上的紅外感測器來實現。在國內，可以手動將探測器插入每一個秸稈捆中測試水分，該探測器能存儲99組測量值，測量完所有秸稈捆之後，測量結果可以存入連線至地磅的計算機。然後使用叉車卸貨，並將運輸貨車的空車重量輸入計算機。計算機可根據前後的重量以及含水量計算出秸稈的淨重。
貨車卸貨時，叉車將秸稈包放入預先確定的位置；在倉庫的另一端，叉車將秸稈包放在進料輸送機上；進料輸送機有一個緩衝台，可保留秸稈5分鐘；秸稈從進料台通過帶密封閘門(防火)的進料輸送機傳送至進料系統；秸稈包被推壓到兩個立式螺桿上，通過螺桿的鏇轉扯碎秸稈，然後將秸稈傳送給螺鏇自動給料機，通過給料機將秸稈壓入密封的進料通道，然後輸送到爐床。爐床為水冷式振動爐，是專門為秸稈燃燒發電廠而開發的設備。
鍋爐系統
鍋爐採用自然循環的汽包鍋爐，過熱器分兩級布置在煙道中，煙道尾部布置省煤器和空氣預熱器。由於秸稈灰中鹼金屬的含量相對較高，因此，煙氣在高溫時(450℃以上)具有較高的腐蝕性。此外，飛灰的熔點較低，易產生結渣的問題。如果灰分變成固體和半流體，運行中就很難清除，就會阻礙管道中從煙氣至蒸汽的熱量傳輸。嚴重時甚至會完全堵塞煙氣通道，將煙氣堵在鍋爐中。由於存在這些問題，因此，專門設計了過熱器系統，已經用在最新的發電廠中。
汽輪機系統
汽輪機系統
渦輪機和鍋爐必須在啟動、部分負荷和停止操作等方面保持一致，汽輪機和鍋爐，協調鍋爐、汽輪機和空冷凝汽器的工作非常重要。
空冷凝汽器
丹麥的所有發電廠都是海水冷卻的，西班牙的Sanguesa發電廠是河水冷卻，英國的Ely發電廠裝有空氣冷凝器。在中國，空氣冷凝器是一種很成熟的產品，可以在秸稈發電廠中採用。
環境保護系統
在濕法煙氣淨化系統之後，安裝一個布袋除塵器，以便收集煙氣中的飛灰。布袋除塵器的排放低於25 mg/Nm3，大大低於中國燒煤發電廠的菸灰排放水平。布袋除塵器為脈動噴射式，容器由壓縮空氣脈衝清潔。
副產物
秸稈通常含有3％～5％的灰分。這種灰以鍋爐飛灰和灰渣/爐底灰的形式被收集，這種灰分含有豐富的營養成分如鉀、鎂、磷和鈣，可用作高效農業肥料。
效益分析
設備秸稈發電將本來可能廢棄的植物秸稈，經收集處理後送到發電站的倉庫，然後送進燃燒爐（爐床為水冷式振動爐，是專門為秸稈燃燒發電廠而開發的設備），產生電能，併入電網，最後進入千家萬戶。發電後產生的秸稈灰燼中含有豐富的鉀、鎂、磷和鈣等化學成分，可作為高效農業肥料還田利用，也可運到鋼鐵公司，作為防止鋼花飛濺灼傷的材料。秸稈發電的污染小，秸稈中硫的質量分數平均只有千分之三點八，遠低於煤中硫的平均質量分數百分之一，而且秸稈的碳灰質高，產生的熱能較大。秸稈發電產生一系列的經濟、生態和社會效益。
（一）生態效益：有利於環境的改善。長期以來，農作物秸稈基本上是被作為廢品處理。每到收穫季節，大部分地區都會出現“村村點火，處處冒煙，秸稈遍地，烽煙四起”的局面，對生態環境造成極大危害。而將這些秸稈變廢為寶，可以減少這些不必要的大氣污染。另外，秸稈發電是國際上已開發國家普遍推行的CDM（清潔發展機制）項目，裝機容量為12MW機組的生物質發電機組年減排當量CO2約3.85萬噸，可大幅降低全球溫室氣體排放，比燃煤火電清潔得多，極少有污染物（特別是SO2）排放。可以說，秸稈發電使傳統的單向線性經濟“資源——產品——污染排放”轉化為“資源——產品——再生資源”的循環經濟。
（二）經濟效益：有利於增加農民收入。生物質發電使生物秸稈變廢為寶，根據有關人員調查，內地一個百萬人口的縣，可年產小麥、玉米、棉花及水稻等農作物秸稈100多萬噸，約相當於50萬噸標煤。1個裝機容量為25MW的機組年耗生物質秸稈30萬噸以上，若按150元/噸的價格計算，則當地農民年收入約4500萬元，再加上生物質秸稈的收、儲、運工作，可給當地提供大量新的就業崗位。
（三）社會效益：改善能源結構。中國的能源結構以煤炭為主，約占70%左右，燃煤嚴重污染環境，急需增加清潔能源比重，才能建成資源節約型、環境友好型的和諧社會。秸稈發電項目在處理環境接受不了的秸稈以及減少直接燃燒秸稈產生大氣污染的情況下，成為清潔能源的一個有效補充。隨著其在全國的推廣套用，不但可以解決我國能源危機，改善能源結構，而且對污染控制、緩解環境壓力、減排溫室氣體。
阻力因素
秸稈發電中國的秸稈發電技術還處於示範、探索階段，還存在許多的阻力因素，如：關鍵的技術還需要從國外引進，成本較高，上網電價難以支撐秸稈發電廠的正常運營，國家和地方政府出台的可再生能源政策的可操作性還不強，補貼渠道還不暢通等等。這些因素具體表現在：
（一）成本高。秸稈發電是一個全新的事物，對於價格水平，國內還沒有參照係數。從目前實踐的情況看，與其它一次性能源相比，秸稈能源的成本投入上也還存在很大的差距。據有關權威部門測算，在現有的技術水平下，生物質發電成本遠高於常規燃煤發電成本，約為煤電的1.5倍，主要體現在：一是起動資金高。生物質發電單位投資約10000元/KW；二是機組熱效率低於常規火電機組，現在新建常規火電機組容量一般都在60KW及以上，而國內可建的生物質發電機組容量一般只有12~25KW左右；三是燃料成本較高，由於生物質秸稈燃料低位熱值一般在8000KJ/kg，大大低於煤炭，再加上秸稈比重輕、密度小，體積大，運輸成本巨大，這些都將導致燃料成本偏高。
（二）技術不成熟。就現實而言，中國用來秸稈發電的鍋爐及燃料輸送系統的技術和設備絕大部分依靠進口，由於與國外生產運輸方式、工作習慣和文化的差異，很可能在技術和設備引進以後造成消化不良，使機組無法安全、穩定、滿發運行。另外，由於缺乏核心技術，投產後生物質發電企業很有可能將長期受制於國外企業。
（三）秸稈儲運組織困難。與國外相比，中國實行的是家庭聯產承包制，生物質秸稈的收購和組織面對的是千萬家的小農戶，無成熟的模式或經驗可循，比較困難。一是收購難。農民多年來都是把秸稈作為生活燃料的主要來源，出售秸稈的意識不強。特別是一些發達地區的農戶，因秸稈收購價達不到他們的期望值，積極性不高。加之農作物秸稈的收購往往在農村大忙季節，收集秸稈的力量不足；二是儲存難。秸稈收購具有很強的季節性，無法均衡收購，要維持企業的正常運轉，必須有半年的儲存量。因秸稈比重輕，體積大，堆入存儲場地廣大，還需一系列的防雨、防潮、防火等配套設備，投資建設和維護費用大。
能源意義
秸稈發電中國生物質能資源非常豐富，農作物秸稈資源量超過7.2億t，其中6.04億t可作能源使用。國家通過引進、消化、吸收國外先進技術，嫁接商品化、集約化、規模化的管理經驗，結合中國國情，在農村推廣實施秸稈發電技術，在節省不可再生資源、緩解電力供應緊張等方面都具有特別重要的意義。
秸稈資源是新能源中最具開發利用規模的一種綠色可再生能源秸稈為低碳燃料，且硫含量、灰含量均比目前大量使用的煤炭低，是一種較為“清潔”的燃料，在有效的排污保護措施下發展秸稈發電，會大大地改善環境質量，對環境保護非常有利。
秸稈資源是新能源中最具開發利用規模的一種綠色可再生能源。據有關部門統計數據，中國在用作能源的農作物秸稈中，其中用於畜牧飼料為1.45億t，還田肥料0.91億t，工業原料0.14億t，作為農民傳統的生活燃料的秸稈為2.8億t，分別占總量的24％、15％、2.3％和40％。除了上述用途外，還有18.7％約1.13億t剩餘秸稈沒有任何用途，成為真正的廢棄物，大部分被農民或農場主在田野焚燒了，這不僅嚴重污染環境，影響交通，而且造成生物質能源的極大浪費。
中國利用秸稈發電的市場廣闊
目前生物質能秸稈發電技術的開發和套用，已引起世界各國政府和科學家的關注。許多國家都制定了相應的計畫，如日本的“陽光計畫”，美國的“能源農場”，印度的“綠色能源工廠”等，它們都將生物質能秸稈發電技術作為21世紀發展可再生能源戰略的重點工程。根據我國新能源和可再生能源發展綱要提出的目標，至2010年，中國生物質能發電裝機容量要超過：300萬kw。因此，從中央到地方政府都制定了一系列補貼政策支持生物質能技術的發展，加快了技術商業化的進程。隨著中國國民經濟的高速發展和城鄉人民生活水平的不斷提高，既有經濟、社會效益，又能保護環境的秸稈發電技術的利用前景將會越來越廣闊。
中國農村的秸稈資源相當豐富，主要的農作物種類有稻穀、小麥、玉米、豆類、薯類油料作物、棉花和甘蔗。根據中國地理分布和氣候條件，南方地區水域多、氣溫高，適合水稻、甘蔗、油料等農作物生產，北方地區四季溫差大，適合玉米、豆類和薯類作物生長，故播種面積大於其他地區。小麥在中國各地區都普遍種植，播種面積以華中、華東地區最多；棉花產地主要是華東和華中地區，其次是華北和西部地區。預計在2000年到2010年期間，我國每年秸稈資源的可獲得量為3.5億～3.7億t，相當於1.7億tce。如果將這些秸稈資源用於發電，相當於0.9億kw火電機組年平均運行5000h，年發電量為4500億kWh 。
中國開始引進世界先進技術，啟動生物質能發電工程示範項目的實施
農作物秸稈直接燃燒供熱發電的利用方式，是一條將秸稈轉化為生物質能源可行的工藝技術路線。如果秸稈直接燃燒供熱發電示範成功，將成為中國最大的支農項目、最大的節能、環保項目，是我國最可能迅速大面積推廣的可再生能源項目。正是由於秸稈直燃發電項目擁有以上特點，同時它又可能解決目前許多企業面臨的煤炭供應趨緊，價格持續上升的問題，中國啟動實施秸稈發電的示範工程引起了國內外業界的極大關注。
引進的丹麥BWE公司秸稈發電技術居世界領先地位
20世紀70年代爆發世界第一次石油危機後，能源一直依賴進口的丹麥，在大力推廣節能措施的同時，積極開發生物質能和風能等清潔可再生能源，現在以秸稈發電等可再生能源已占丹麥能源消費量的24％以上。丹麥BWE公司是亨譽世界的發電廠設備研發、製造企業之一，長期以來在熱電、生物發電廠鍋爐領域處於全球領先地位。丹麥BWE公司率先研發的秸稈生物燃燒發電技術，迄今在這一領域仍是世界最高水平的保持者。在這家歐洲菩名能源研發企業的技術支撐下，l988年丹麥誕生了世界上第一座秸稈生物燃燒發電廠。
目前丹麥已建立了13家秸稈發電廠，還有一部分燒木屑或垃圾的發電廠也能兼燒秸稈。BWE公司的秸稈發電技術已走向世界。瑞典、芬蘭、西班牙等國由BWE公司提供技術設備建成了秸稈發電廠，其中位於英國坎貝斯的生物質能發電廠是目前世界上最大的秸稈發電廠，裝機容量3.8萬kW。
中國大型企業與丹麥BME公司合資合作蓄勢待發
由中國龍基電力科技有限公司與北京德源投資有限公司共同合作經營的龍基電力有限公司，是BWE公司“超超臨界鍋爐”和“生物質能發電”等核心技術、鍋爐設備相關技術及其更新技術進入中國的唯一平台。作為BWE公司在中國電力領域的項目發展公司和視窗公司，龍基電力有限公司將在中國境內投資生產世界先進的發電廠設備，逐步把BWE公司的生物質能發電技術引入中國，在國內生產BWE公司的生物質能發電鍋爐及全部配套設備。
生物質能發電工程已列入國家級示範項目
目前，國家發展和改革委員會已正式批准將河北晉州和山東單縣的生物質能秸稈發電工程列為國家級示範項目(發改能源[2004]2017號檔案和發改能源[2004]2018號檔案)，旨在示範中完善技術，規範和培育市場，形成新的產業。這正式將秸稈發電技術在國內的推廣駛上了一條農村能源全新利用的快車道。
河北晉州(1×25MW)和山東單縣(1×24MW)兩個示範項目都將引進丹麥BWE公司的世界先進秸稈發電技術，龍基電力有限公司作為項目投資和項目實施單位，在當地做了大量的前期調研，力爭在吸收丹麥BWE先進技術的基礎上，開創出一條符合中國國情的新路。兩個示範項目如能成功，將給我國廣袤的農村帶來前所未有的新能源革命和巨大的經濟效益，如河北晉州項目每年燃燒秸稈20多萬t，發電1.38億kWh。按照每噸秸稈100元的收購價測算，將帶動農戶增收2000多萬元/年；與同等規模的燃煤火電廠相比，一年可節約l0萬多tce。
除上述兩個示範項目外，江蘇如東縣、黑龍江慶安縣、北京平谷區等生物質能豐富的縣(區)都在積極與龍基電力有限公司洽談，著手籌建秸稈發電廠。
結論
根據國家對可再生能源發電的一系列優惠政策，秸稈發電廠所發電量由電網全額收購；上網電價經當地省政府價格主管部門按現行電價政策提出上報國家發展和改革委員會核批後，一般在0.50～0.60元左右；進口設備的關稅和進口環節增值稅全免，同時，各地方省市還因地制宜地制定了其它的補貼政策。這些政策的出台為秸稈發電在農村的推廣利用提供了有力的保障。
可以預見，在我國農村推廣生物質能秸稈發電技術市場廣闊，前景光明。
