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由于燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)發(fā)電后排放的尾氣溫度大于500℃,所以增加余熱鍋爐和過熱器產(chǎn)生蒸汽,再利用蒸汽循環(huán),可以有效提高發(fā)電效率,這就是生物質(zhì)整體氣化聯(lián)合循環(huán),其發(fā)電工藝流程如圖4所示。該系統(tǒng)由物料預(yù)處理設(shè)備、氣化設(shè)備、凈化設(shè)備、換熱設(shè)備、燃?xì)廨啓C(jī)、蒸汽輪機(jī)等發(fā)電設(shè)備組成。功率范圍在7~30MW,整體效率可以達(dá)到40%。生物質(zhì)的直接燃燒在今后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)將是我國生物質(zhì)能利用的主要方式。整體氣化熱空氣循環(huán)(IGHAT)技術(shù)正處于開發(fā)階段,它和IGCC的主要區(qū)別在于用一個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)代替了后者的燃?xì)廨啓C(jī)和汽輪機(jī)。由水蒸氣和燃?xì)獾幕旌瞎べ|(zhì)通過燃?xì)廨啓C(jī)輸出有用功,其整體效率可以達(dá)到60%,有望成為2020世紀(jì)的新型發(fā)電技術(shù)。
生物質(zhì)發(fā)電以秸稈(包括棉花、小麥、玉米等秸稈)以及農(nóng)林廢棄物(如樹皮)為原料,通過直燃發(fā)電的技術(shù)產(chǎn)生綠色電力,除了可以增加清潔能源比重、改善環(huán)境,還可以增加農(nóng)民收入、縮小城鄉(xiāng)差距,意義重大。
我國利用農(nóng)林廢棄物規(guī)?;l(fā)電尚處于起步階段,生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)不成熟、項(xiàng)目造價(jià)高,總投資大,運(yùn)行成本高,盡管國家給予了電價(jià)優(yōu)惠政策,但盈利水平還是不如常規(guī)火電。究其原因,一是單位造價(jià)高,二是燃料成本高,三是生物質(zhì)發(fā)電企業(yè)實(shí)際稅率太高。秸稈發(fā)電變農(nóng)民在田間無序焚燒,為集中燃燒并發(fā)電、造肥,節(jié)省了大量煤炭資源,并增加農(nóng)民收入?!犊稍偕茉捶ā芬?guī)定農(nóng)林廢棄物生物質(zhì)發(fā)電應(yīng)享受財(cái)政稅收等優(yōu)惠政策,但相關(guān)政策和措施尚未出臺(tái)。
在國外,以直燃發(fā)電為代表的生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)已經(jīng)比較成熟,丹麥研發(fā)的農(nóng)林生物質(zhì)直燃發(fā)電技術(shù)被聯(lián)合國列為重點(diǎn)推廣項(xiàng)目。農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)主要集中在發(fā)達(dá)國家,印度、巴西和東南亞等發(fā)展中國家也積極研發(fā)或者引進(jìn)技術(shù)建設(shè)相關(guān)發(fā)電項(xiàng)目。太陽能以光合作用形式存儲(chǔ)在綠色植物中的能量形勢(shì),通俗來講就是各類農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢棄物如秸稈、果殼、雜木之類,還有各類生活垃圾都可以成為生物質(zhì)能。在國土面積只有我國山東省面積1/4強(qiáng)的丹麥,已建立了15家大型生物質(zhì)直燃發(fā)電廠,年消耗農(nóng)林廢棄物約150萬噸,提供丹麥全國5%的電力供應(yīng)。國外鼓勵(lì)生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策主要體現(xiàn)在價(jià)格激勵(lì)、財(cái)政補(bǔ)貼、減免稅費(fèi)等方面,力度非常大。
生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)是潔凈利用生物質(zhì)能的有效方法之一,它可以在不產(chǎn)生污染的情況下把生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為電能,達(dá)到從低品位能源獲取高品位能源的目的,是有前途的可再生能源技術(shù)之一。中國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國,生物質(zhì)資源十分豐富,各種農(nóng)作物每年產(chǎn)生秸稈6億多噸,其中可以作為能源使用的約4億噸,全國林木總生物量約190億噸,可獲得量為9億噸,可作為能源利用的總量約為3億噸。 因地制宜地利用豐富的生物質(zhì)資源,建立分散、獨(dú)立的離網(wǎng)或并網(wǎng)生物質(zhì)分布式電站不僅可以彌補(bǔ)電力供應(yīng)的不足,而且可以有效減少環(huán)境污染和溫室氣體排放,所以它也是一種重要的環(huán)保技術(shù)。