安徽昌信生物质能源有限公司天享生物质热解气化供热项目
一、项目概况
本案例以安徽昌信生物质能源有限公司已建成并运行5年的安徽天享肥业有限公司项目运营点为例。安徽天享肥业有限公司是安徽谷顶集团下属公司，企业以生产复合型肥料为主，原用热能为燃煤锅炉提供的蒸汽能源，随着各地对环境要求的提升，2017年决定采用安徽昌信生物质能源有限公司生物质气化技术对原有工业锅炉进行改进，实现清洁能源供热。
项目地址位于安徽省滁州市南谯区乌衣镇工业园内，目前已建成四套生物质热解气化成套设备，年处理生物质3.2万吨（每年按320天计算）、产出蒸汽6.4万吨、产出炭基肥3.84万吨、产出植物营养调节剂1600吨。可实现减排CO2约6万吨、土壤长期改良30万亩以上。
二、资源背景
根据《滁州市农业农村局 滁州市发展和改革委员会关于印发滁州市“十四五”农业农村现代化规划的通知》（滁农规〔2022〕40号）提供的数据，到2025年，全市粮食播种面积不低于1240万亩，优质专用粮食播种面积占比达到70%。到2025年，实现农村垃圾无害化处理率95%以上，农村卫生厕所普及率达90%以上，秸秆综合利用率达95%、畜禽粪污综合利用率达85%以上，实现农作物品质提升、化肥农药减量增效、农膜基本全部回收，农产品质量安全。
三、技术路径
该项目全套为安徽昌信生物质能源有限公司自有技术、本技术主要采用“下吸式气化炉控氧热裂解气化”为核心的工艺技术，以生物质（秸秆）为原料，原料经过预处理去除杂质，控制水分达到20%以下，经过成型化加工后（有的生物质本身即为成型颗粒，不需要再进行二次加工，如谷壳、花生壳等），进入热裂解气化炉控氧炭化，产出的可燃气体再经过净化后送到用能点（本项目主要是用于燃气锅炉、肥料烘干窑），产出的生物质炭经过粉碎再添加适量的木醋液后，根据当地土壤检测情况，选择添加氮磷钾比例，均质搅拌造粒，产出炭基肥；另一个路径是：将生物质炭按一定比例与家禽粪便均匀搅拌后堆放一段时间后，做为炭基有基肥使用。
生物质制气成套设备
1、生物质制气过程
生物质在制气室内与通入的空气发生氧化反应，产生热量，即：C+O2=CO2+热能；生物质在制气室内利用自身氧化反应产生的热量再进行还原反应，即：C+CO2=CO-热能。生物质的主要成份为CnHm组合物，在裂解过程中除了主要可燃物CO外，还有H2及CnHm等组合气体，另外一部分不可燃气体主要是N2、CO2等。
一般情况下，在满足燃气热值及产量稳定情况下，通过智能控制尽量将生物质气化温度控制在较低水平，并调节生物质物料在气化制气室内的空间位置，调节氧化层的合理高度，从而控制生物质在制气室内的停留时间，保证得到最佳的可燃气体的同时得到高品质的碳化产品。
工艺流程图
2、项目终端产品及产品的用途
（1）通过投入昌信公司生物质气化设备制成可燃气体即“生物质气”替代“天然气”为园区提供热能，如隧道窑、熔铝等。
（2）利用“生物质气”替代“天然气”通过蒸汽发生器（燃气锅炉），将水转化为水蒸汽为园区提供蒸汽，蒸汽温度和蒸汽压力（在锅炉允许范围内）可根据需要随时调节。
（3）根据园区用能峰谷情况，在用能低谷时间段利用生物质气内燃机组或蒸汽轮机直接发电并网向园区提供电能。
（4）碳化物的生成及利用：生物质完成气化反应后，易挥发炭部分被完全裂解气化成可燃气体，而不易挥发的炭则被保留下来，以固态形式生成“碳化物”，由排炭装置排出。生物质碳化物用途十分广泛，如秸秆炭可用于生产炭基复合肥；稻壳气化后的稻壳炭可用作钢铁厂的保温覆盖材料，以及制成炭黑等；竹、木屑的炭可用于生产活性炭，市场价格极高。总之，生物质气化生成的副产品生物质碳化物不仅用途广而且经济价值高，市场前景远。
四、经济性分析
项目建设总投资为10000万元，运营期20年，预计产生总成本为32000万元，其中固定成本为15500万元、可变成本为16500万元。以8%为基准率，项目全投资财务内部收益率为12%，投资回收期8年；项目资本金财务内部收益率11%，静态投资回收期为10年，动态投资回收期12年。根据项目运营情况，项目需逐步提产，达产后方能进入盈利状态并逐年递增。
五、商业运营模式
1、以合同能源管理模式进行生物质能源化利用为基础，即采用的方式为：
（1）采用第三方模式对生物质进行收储管理
项目原材料实行统一储备、统一调运、定向供应的方式，根据已运营和即将运营点的年用量进行系统规划和备料，对各种生物质资源进行分类收储。项目建成后，如稻壳、规格较小且相对均匀的木屑等散状物料直接调运至现场检验含水率，合格后通过输送设备输送至制气室上方筒式料仓即可；其它较大物料需进行预处理，如农作物秸秆先进行粉碎或压块、烘干等处理后再由输送设备输送至料仓。
（2）采用多方合作模式进行合同能源管理
产出的能源可以实现点供模式，也可以入城市热为管网。
2、采用联营或委托方式进行肥料化生产
配套生物质炭基肥产品，流转相关土地，引进第三方合作种植，不但可以极大地缓解秸秆收储压力，降低秸秆成本，保障秸秆原料安全；同时配套流转土地可实现炭基肥直接推广运用，提升农作物品质，实现土壤持续改良，用于将木醋液作为植物营养调节剂的试验基地，也可用于炭基有基肥的试验和提升，为拓展炭基肥、炭基有机肥销售市场提供真实可靠的实验数据，对建设绿色、循环、低碳的生态农业，加快打造电建肥业优质绿色品牌具有良好的先行示范作用。
六、效益分析
1、经济效益
项目建设总投资为10000万元，产品年销售收入为：热能收入1536万元/年，炭基肥1459.2万元/年，植物营养调节剂800万元/年，年营业收入3795.2万元，以目前市场状况来计算，总成本费用1901万元，税金228万元，利润总额1666万元，所得税416万元，净利润1250万元，净态投资回收期在8年左右，动态投资回收期在10年左右，年资本金净利润率12.5%，投资利税率18.90%。
2、社会效益
该项目通过秸秆等农林废弃物的回收利用，每年可为农民创收1440万元，可安排直接就业人数为80人，间接就业人数为120人，同时可拉动绿色水稻产业化发展，炭基复合肥的大规模还田，降低化肥使用量，提高大米品质，特别是推广“稻鱼混养”，促进大米、小龙虾、泥鳅等农产品的品牌建设。
3、环保效益
年利用生物质约3.2万吨：①每年可代替标煤12800t/a；②减排二氧化硫108.8t/a；③减排二氧化碳33280t。通过减排后，南谯可向国家申请补贴碳当量1.6万吨，可以为工业招商节约碳指标空间。
七、适用场景
该技术适用于各用能企业、园区集中供热。同时与当地第三方公司合作，如与肥料生产企业、养殖企业、农业大户等。实现以农业绿色循环为主导，以生物质能源化为基础的各种场景。
生物质制气成套设备应用领域
八、可借鉴的经验
1、秸秆收购采用“第三方”模式
通过第三方模式收购秸秆，第三方组织低收入群众参与原料收集，让利于民，提高广大群众原料收集的积极性。
2、推进废弃物处理定价机制的完善
积极引导政府完善废弃物处理定价机制，将生物气化项目纳入政府环保补贴、大气治理及生态补偿目录，加大对相关企业废弃物处理的环保补贴力度，减少企业原料采购与处理成本。对超过一定规模的生物质项目原料收储给予补贴，并根据市场、地域、原料类型实行政府定价收购制度。
3、推动制定农业废弃物处理标准
积极引导当地环保部门制定农业废弃物处理标准，将农业废弃物资源化处理纳入新农村建设规范。规范畜禽粪污、工业有机污水/污泥、农产品加工废弃物及秸秆等农业废弃物的收储与处理技术标准。
4、国内已投产的生物质炭气肥联产项目较少，在国内仍属于新兴业务，项目的生产运行暂无成熟的经验可借鉴，因此在项目运营过程中主要开展原料的准备、人员配置级培训、制度标准体系建设、生产物资准备、产品销售准备等方面筹备，尤其是炭肥及绿色农产品品牌的建立，为后续项目推广奠定坚实的基础。
