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生物質(zhì)能源是以農(nóng)林等有機(jī)廢棄物及利用邊際土地種植的能源植物為主要原料進(jìn)行能源生產(chǎn)的一種新興能源。大型的生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)均采用燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī),這是目前世界上先進(jìn)的生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)。能源問(wèn)題是2l世紀(jì)人類面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)之一。能源問(wèn)題成為世界各國(guó)共同面臨的難題,石化能源不僅,儲(chǔ)量有限,且燃燒后釋放出大量的二氧化碳、氮、硫的氧化物及其他一些有害氣體。嚴(yán)重污染了環(huán)境,導(dǎo)致溫室效應(yīng)、全球氣候變暖、生物物種多樣性降低、荒漠化等諸多生態(tài)問(wèn)題。在2010~2020年,全球的能源使用模式可能快速轉(zhuǎn)變,再生能源定會(huì)取代石化燃料。
生物質(zhì)燃料包括植物材料和動(dòng)物廢料等有機(jī)物質(zhì)在內(nèi)的燃料,是人類使用的古老燃料的新名稱。當(dāng)前改造熱效率僅為10%左右的傳統(tǒng)燒柴灶,推廣效率可達(dá)20%~30%的節(jié)柴灶,其技術(shù)簡(jiǎn)單、易于推廣,是效益明顯的節(jié)能措施。生物質(zhì)燃料多為莖狀農(nóng)作物經(jīng)過(guò)加工產(chǎn)生的塊裝環(huán)保新能源,其直徑一般為6~8毫米,長(zhǎng)度為其直徑的4~5倍,破碎率小于1.5%~2.0%,干基含水量小于10%~15%,灰分含量小于1.5%,硫含量和氯含量均小于0.07%,氮含量小于0.5%。
按照生物質(zhì)的特點(diǎn)及轉(zhuǎn)化方式可分為固體、液體、氣體3種生物質(zhì)燃料。我國(guó)生物質(zhì)能源的利用包括畜禽糞便發(fā)展沼氣、農(nóng)作物秸稈生產(chǎn)燃?xì)狻⒓Z食作物轉(zhuǎn)化能源作物以及油料作物轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)柴油這四大類。不同的燃料產(chǎn)生不同的熱值。
我國(guó)從60年代起就曾開始小型生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)的研究開發(fā),代表作品是60kW稻殼氣化發(fā)電系統(tǒng)。中國(guó)國(guó)家電網(wǎng)公司旗下的國(guó)能生物發(fā)電有限公司,引進(jìn)丹麥先進(jìn)的生物質(zhì)直燃發(fā)電技術(shù),于2006年12月1日建成投產(chǎn)了中國(guó)生物質(zhì)直燃發(fā)電項(xiàng)目——國(guó)能單縣1×25MW生物質(zhì)發(fā)電工程,實(shí)現(xiàn)了中國(guó)大容量生物質(zhì)直燃發(fā)電零的突破。但由于系統(tǒng)熱效率低下且氣化氣凈化帶來(lái)的含焦廢水二次污染問(wèn)題,氣化發(fā)電技術(shù)一度被放棄。迫于能源與環(huán)保壓力,1987年氣化發(fā)電重新提上議程,并列入國(guó)家科技部七五重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目,20年以來(lái)取得了不少可喜的進(jìn)展。如今有不少160kW和200kW級(jí)的氣化發(fā)電機(jī)組正在運(yùn)行,如遼寧省能源研究所于2006年6月在意大利ENEATrisaia建成的流化床生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng),原料采用木屑或稻殼,發(fā)電量160kW。
為了實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展,必須保證電力生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展,要想達(dá)到這一目標(biāo),必須走電力生產(chǎn)與環(huán)境保護(hù)相協(xié)調(diào)的發(fā)展道路,積極發(fā)展清潔的發(fā)電技術(shù)必將對(duì)人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展做出重要的貢獻(xiàn)。既可以解決可再生能源的有效利用,又可以解決各種有機(jī)廢棄物的環(huán)境污染??偟膩?lái)說(shuō),生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)是所有可再生能源技術(shù)中經(jīng)濟(jì)的發(fā)電技術(shù),綜合發(fā)電成本可接近小型常規(guī)能源的發(fā)電水平。我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó),有豐富的價(jià)格低廉的農(nóng)業(yè)廢棄物資源,而同時(shí)農(nóng)村地區(qū)的電力供應(yīng)時(shí)常會(huì)出現(xiàn)短缺,因此日趨完善的生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景。目前我國(guó)的生物質(zhì)氣化發(fā)電已初具規(guī)模,但利用效率仍十分低下,且仍存在不少技術(shù)問(wèn)題如二次污染和熱效率不夠高等,僅達(dá)到了廢物利用的目的,還遠(yuǎn)未達(dá)到變廢為寶的程度。