【正文】 料輸送系統(tǒng)的技術(shù)和設(shè)備均產(chǎn)自國(guó)外，國(guó)內(nèi)尚無(wú)制造廠家，因此成為影響我國(guó)生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵因素。 生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)綜述 17 技術(shù)因素 生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展不過十幾年時(shí)間，該類技術(shù)本身的技術(shù)成熟度整體水平較低，在一定程度上對(duì) 我國(guó)生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化構(gòu)成了制約。目前， 我國(guó)有些省份已出現(xiàn)了一個(gè)縣、市布點(diǎn)多個(gè)生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目或規(guī)劃多臺(tái)機(jī)組的問題。 同時(shí)由于一系列優(yōu)惠政策的出臺(tái)， 生物質(zhì)發(fā)電 項(xiàng)目存在盲目上馬的問題。在一定程度上避免了重復(fù)建設(shè)和生物質(zhì)燃料收購(gòu)的競(jìng)爭(zhēng)。 對(duì)我國(guó)現(xiàn)有政策的評(píng)價(jià) 雖然生物質(zhì)發(fā)電已成為國(guó)家重點(diǎn)鼓勵(lì)和支持的產(chǎn)業(yè)，但是由于缺乏統(tǒng)一規(guī)劃和管理，目前生物質(zhì)發(fā)電還面臨燃料供應(yīng)不足、發(fā)電成本難以控制等問題，影響了生物質(zhì)發(fā)電的推廣。 國(guó)內(nèi)生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)相關(guān)政策現(xiàn)狀 2020 年 01 月 01 日《中華人民共和國(guó)可再生能源法》正式實(shí)施 ,根據(jù) 《可再生能源法》的規(guī)定，國(guó)務(wù)院有關(guān)部門制定了一系列與生物質(zhì)發(fā)電相關(guān)的政策，目前已經(jīng)頒布的政策有： 《可再生能源產(chǎn)業(yè)指導(dǎo)目錄》 ，《可再生能源發(fā)電管理辦法》 ，《可再生能源上網(wǎng)電價(jià)及費(fèi)用分?jǐn)偣芾碓囆修k法》，《可再生能源專項(xiàng)資金管理辦法》，《電網(wǎng)企業(yè)全額收購(gòu)可再生能源電量監(jiān)管辦法》 ， 《可再生能源電價(jià)附加收入調(diào)配暫行辦法》 ， 《 2020 年度可再生能源電價(jià)補(bǔ)貼和配額交易方案的通知》 等一系列優(yōu)惠政策，不僅 落實(shí)了可再生能源發(fā) 電企業(yè)的電價(jià)補(bǔ)貼 而且重申了電網(wǎng)企業(yè) 必需 全額收購(gòu)可再生能源電量和優(yōu)先上網(wǎng)的政策 。 生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)綜述 16 4 我國(guó)生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的主要影響因素及對(duì)策建議 我國(guó)生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的主要影響因素 影響我國(guó)生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)發(fā)展的主要因素包括如下幾個(gè)方面：政策因素、技術(shù)因素、資源可供性以及信息和市場(chǎng)因素等。 固定床氣化爐與流化床氣化爐有著各自的優(yōu)缺點(diǎn)和一定的適用范圍。流化床氣化爐良好的混合特性和較高的氣固反應(yīng)速率使其非常適合于大型的工業(yè)供氣系統(tǒng)。當(dāng)合適粒度的生物質(zhì)燃料經(jīng)供料裝置加入到流化床中時(shí)，與高溫床料迅速混合，在布風(fēng)板以上的一定空間內(nèi)激烈翻滾，在常壓條件下迅速完成干燥、熱解、燃燒及氣化反應(yīng)過程，使之在等溫條件下實(shí)現(xiàn)了能量轉(zhuǎn)化，從而生產(chǎn)出需要的燃?xì)狻? 在生物質(zhì)氣化過程中，流化床首先通過外加熱達(dá)到運(yùn)行溫度，床料吸收并貯存熱量。鼓泡流化床氣化爐中氣流速度相對(duì)較低，幾乎沒有固體顆粒從流化床中逸出。 流化床氣化爐： 與固定床相比，流化床沒有爐柵，一個(gè)簡(jiǎn)單的流化床由燃燒室、布風(fēng)板組成，氣化劑通過布風(fēng)板進(jìn)入流化床反應(yīng)器中。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而且運(yùn)行可靠。但是由轉(zhuǎn)動(dòng)爐柵代替了喉管區(qū)。 在南美洲應(yīng)用廣泛并投入商業(yè)運(yùn)行。氣體流橫向通過燃燒氣化區(qū)。 此外，固定床氣化爐還有橫吸式及開心式氣化爐等類型。這些氣體與氣化劑中未反應(yīng)部分一起繼續(xù)上升，加熱上部 的原料層，使原料層發(fā)生熱解，脫除揮發(fā)分，生成的 焦炭落入還原層。氣化劑隨后上升至燃燒層，在燃燒層，氣化劑和原料中生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)綜述 15 的炭發(fā)生氧化反應(yīng)，放出大量的熱量，可使?fàn)t內(nèi)溫度達(dá)到 1000℃，這一部分熱量可維持氣化爐內(nèi)的氣化反應(yīng)所需熱量。 在上吸式固定床氣化爐中，生物質(zhì)原料從氣化爐上部的加料裝置送入爐內(nèi)，整個(gè)料層由爐膛下部的爐柵支撐。這兩種氣化爐按照氣化介質(zhì)的 流動(dòng)方向不同又分別稱為上吸式、下吸式氣化爐。固定床氣化爐分 為逆流式、并流式，如下圖所示。 生物質(zhì) 氣化方式主要有生物化學(xué)法和熱化學(xué)法兩種。一般來(lái)說(shuō)，燃?xì)?— 蒸汽聯(lián)系循環(huán)的生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)采用的是燃?xì)廨啺l(fā)電設(shè)備，而且最好的氣化方式是高壓氣化，構(gòu)成的系統(tǒng)稱為生物質(zhì)整體氣化聯(lián)合循環(huán)（ B/IGCC）。 如圖 所示： 圖 生物質(zhì)氣化發(fā)電工藝流程 內(nèi)燃機(jī)發(fā)電系統(tǒng)以簡(jiǎn)單的燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)組為主，可單 獨(dú)燃用低熱值燃?xì)猓部梢匀細(xì)?、油兩用，它的特點(diǎn)是設(shè)備緊湊，系統(tǒng)簡(jiǎn)單、技術(shù)較成熟、可靠；燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)采用低熱值燃?xì)廨啓C(jī)，燃?xì)庑柙鰤?，否則發(fā)電效率較低，由于燃?xì)廨喩镔|(zhì)能發(fā)電技術(shù)綜述 14 機(jī)對(duì)燃?xì)赓|(zhì)量要求高，并且需有較高的自動(dòng)化控制水平和燃?xì)廨啓C(jī)改造技術(shù)，所以一般單獨(dú)采用燃?xì)廨啓C(jī)的生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)較少。 生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)是生物質(zhì)通過熱化學(xué)轉(zhuǎn)化為氣體燃料， 再 將凈化后的氣體燃料直接送入鍋爐、內(nèi)燃發(fā)電機(jī)、燃?xì)鈾C(jī)的燃燒 室中燃燒來(lái)發(fā)電 或生產(chǎn)燃料電池 。 生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù) 生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)的基本原理是把生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為可燃?xì)?，再利用可燃?xì)馔苿?dòng)燃?xì)? 發(fā)電設(shè)備進(jìn)行發(fā)電。需要將生生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)綜述 13 物質(zhì)粉碎至細(xì)粉，然后將生物質(zhì)與空氣混合后一起噴入燃燒室內(nèi)，呈懸浮燃燒狀態(tài)，由于渦流的存在，有利于氣固混合。 懸浮燃燒方式 生物質(zhì)懸浮燃燒技術(shù)與煤粉燃燒技術(shù)類似。流化床燃燒技術(shù)燃料適應(yīng)范圍廣，能夠使用一般燃燒 方式無(wú)法燃燒的石煤和煤矸石等劣質(zhì)燃料、含水率較高的生物質(zhì)及混合燃料等；此外，流化床燃燒技術(shù)可以降低尾氣中氮與硫的氧化物等有害氣體含量，保護(hù)環(huán)境，是一種清潔燃燒技術(shù)，得到了廣泛地應(yīng)用。但生物質(zhì)燃燒的揮發(fā)分析出速度很快，燃燒室需要補(bǔ)充大量的空氣，如不及時(shí)將燃燒與空氣充分混合，會(huì)造成空氣供給量不足，難以保證生物質(zhì)燃料的充分燃燒，從而影響鍋爐的燃燒效率。 采用層燃技術(shù)開發(fā)生物質(zhì)能，鍋爐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、投資與運(yùn)行費(fèi)用都相對(duì)較低。 按照 生物質(zhì)燃燒技術(shù) 還可 分為層燃方式、流化床方式和懸浮燃燒方式等三種形式。將提高原料成本。 該技術(shù)在我國(guó)應(yīng)用較少，因?yàn)樗笊镔|(zhì) 資源集中，數(shù)量巨大。流化床燃燒要求將大塊的生物質(zhì)原料預(yù)先粉碎至易于流化的粒度。 按照 生物質(zhì)燃燒 方式 可分為 固定床燃燒或流化床燃燒等。 其適用于生物質(zhì)資源比較集中的區(qū)域 ， 如谷米加工廠、木料加工廠等附近 。已開發(fā)應(yīng)用的生物質(zhì)鍋爐種類較多。 生物質(zhì)燃燒發(fā)電技術(shù) 一般生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電的過程包括：生物質(zhì)與 過量空氣在鍋爐中燃燒，產(chǎn)熱化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)燃燒 氣化 熱解 直接液化熱量 生物質(zhì)燃?xì)?木炭 生物油生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)綜述 12 生的熱煙氣和鍋爐的熱交換部件換熱，產(chǎn)生出的高溫高壓蒸汽在蒸汽輪機(jī)中膨脹做功發(fā)出電能根據(jù)不同的技術(shù)路線，分為氣輪機(jī)、蒸氣機(jī)和斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)等。生物質(zhì)燃燒發(fā)電是通過生物質(zhì)原料的直接燃燒得到的能量帶動(dòng)相應(yīng)的汽輪機(jī)等設(shè)施發(fā)電；生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)則是在將生物質(zhì)原料轉(zhuǎn)化得到的可燃?xì)怏w的基礎(chǔ)上再通過內(nèi)燃機(jī)等設(shè)備轉(zhuǎn)化為電力的。因?yàn)樵摷夹g(shù)的終端產(chǎn)品電的利用范 圍較廣，而且可以充分利用現(xiàn)存電網(wǎng)設(shè)施，部分地區(qū)還可以實(shí)現(xiàn)分布式發(fā)電，從而滿足我國(guó)巨大的電力需求。生物質(zhì)燃燒后所產(chǎn)生的能源有多種用途，如可應(yīng)用于炊事、室取暖、工業(yè)過程、區(qū)域供熱，發(fā)電及熱電聯(lián)產(chǎn)等。這樣固體全部轉(zhuǎn)化 為氣體燃料。 熱化學(xué)法 熱化學(xué)法包括熱解、氣化和直接液化。 如下圖 ： 圖 生物質(zhì)能的 轉(zhuǎn)化利用技術(shù) 生物質(zhì)燃燒技術(shù) 生物質(zhì)燃燒技術(shù)是人類對(duì)能源最早利用的一種方式。但生物質(zhì)的的種類繁多，分別具有瑣事的特點(diǎn)和屬性，其轉(zhuǎn)化利用技術(shù)遠(yuǎn)比化石燃料復(fù)雜的多。生物質(zhì)組織結(jié)構(gòu)與常規(guī)的化石燃料相似，它的利用方式與化石燃料類似 。此外，生物質(zhì)能的利用對(duì)水土流失、土壤肥力變化和水污染等生態(tài)環(huán)境問題都有重要影響。 5） 生物質(zhì)能發(fā)展也可能對(duì)生物多樣性產(chǎn)生影響。 2） 由于技術(shù)上不完善，生物質(zhì)能的熱值及熱效率低，直接燃燒生物質(zhì)的熱效率僅為 10%20%， 是低效而不經(jīng)濟(jì)的。其質(zhì)量輕，體積大，給運(yùn)輸帶來(lái)一定難度。 產(chǎn)燃料酒精、熱裂解生產(chǎn)生物柴油等形式存在，應(yīng)用在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。而且廉價(jià)易取生產(chǎn)，過程極為簡(jiǎn)單，應(yīng)用技術(shù)上的難題較少。 4）生物質(zhì)含硫量和灰分都比煤低，因此生物質(zhì)利用過程中 NOx 的排放較少，明顯減少空氣污染和酸雨現(xiàn)象，這也是開發(fā)利用生物質(zhì)能的主要優(yōu)勢(shì)之一。而且是對(duì)資源進(jìn)行的循環(huán)利用，將有機(jī)物轉(zhuǎn)化成燃料，可減 少對(duì)環(huán)境的污染，如垃圾燃料。這給對(duì)其加工轉(zhuǎn)換與連續(xù)使用帶來(lái)一定的方便。隨著農(nóng)林業(yè)的發(fā)展 ,特別是炭薪林的推廣 ,生物質(zhì)資源還將越來(lái)越多。生物質(zhì)能源的年生產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過全世界總能源需求量 ,相當(dāng)于 目前世界總能耗的 10 倍。根據(jù)生物學(xué)家估算 ,地球陸地每年生產(chǎn) 1000～ 1250 億噸生物質(zhì) 。它與常規(guī)的礦物燃料，如石油、煤等是同類，所以生物質(zhì)的特性和利用方式與礦物燃料有很大的相似性，但是生物質(zhì)有其礦物能源無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。 依據(jù)來(lái)源的不同 ,將適合于能源利用的生物質(zhì)分為林業(yè)資源、農(nóng)業(yè)資源 、生活污水和工業(yè)有機(jī)廢水、城市固體廢物及畜禽糞便等五大類。 依據(jù)是否能大規(guī)模代替常規(guī)化石能源 ,而將其分為傳統(tǒng)生物質(zhì)能和現(xiàn)代生物質(zhì)能。 其中，各類農(nóng)林、工業(yè)和生活有機(jī)廢棄物是目前生物質(zhì)能利用的主要原料，主要提供纖維素類原料。生物質(zhì)能資源在地球上分布極為廣泛。它直接或間接地來(lái)源于綠色植物的光合作用，可轉(zhuǎn)化為常規(guī)的固態(tài)、液態(tài) 和氣態(tài)燃料，取之不盡、用之不竭，是一種可再生能源，同時(shí)也是唯一一種可再生的碳源。 第五 部分總結(jié)： 生物質(zhì)發(fā)電的發(fā)展前景 ， 2020 年到 2030 年期間，生物質(zhì)發(fā)電生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)綜述 6 技術(shù)將完全市場(chǎng)化，與常規(guī)能源可以進(jìn)行平等的競(jìng)爭(zhēng) ； 發(fā)展生物質(zhì)能機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存 。 同時(shí)對(duì)生物質(zhì)發(fā)電的發(fā)展前景進(jìn)行了展望，對(duì) 我國(guó)在生物質(zhì)能發(fā)電方面存在的主要問題 提出了一些建議。截至 2020 年底，我國(guó)已發(fā)展戶用沼氣池 1800 多萬(wàn)戶，建成大型畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)沼氣工程和工業(yè)有機(jī)廢水沼氣工程約 1500 處，沼氣年利用量達(dá)到約 80 億立方米，全國(guó)生物質(zhì)發(fā)電總裝機(jī)容量約 200 萬(wàn)千瓦，其中蔗渣發(fā)電約 170 萬(wàn)千瓦，垃圾發(fā)電約 20 萬(wàn)千瓦，其余為稻殼等農(nóng)林廢棄物氣化發(fā)電和沼氣發(fā)電等。 2020 年， 6 MW 秸稈氣化發(fā)電示范工程建成投 入運(yùn)行， 為我國(guó)更好地利用生物質(zhì)能源奠定了良好基礎(chǔ)。 1998 年， 1MW 谷殼氣化發(fā)電示范工程建成投入運(yùn)行。在 1998 年，廣州能源研究所建立的了氣化發(fā)電項(xiàng)目，并設(shè)計(jì)制造了 IMW 循環(huán)流化床生物質(zhì)氣化發(fā)電裝置，對(duì)生物質(zhì)氣化發(fā)電有重要意義。隨后，以國(guó)能生物發(fā)電集團(tuán)有限公司為代表的生物質(zhì)直燃發(fā)電企業(yè)陸續(xù)在河北、河南、山東等地建立了生物質(zhì)電廠，并投入運(yùn)行，在節(jié)能 和環(huán)保領(lǐng)域做出了很大貢獻(xiàn)。 我國(guó) 生物質(zhì)能 發(fā)展 現(xiàn)狀 我國(guó)生物質(zhì)資源十分豐富，隨著《可再生能源法》的實(shí)施和與之配套十二項(xiàng)生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)綜述 5 政策出臺(tái)，國(guó)家已經(jīng)發(fā)展了一大批生物發(fā)電項(xiàng)目。自 1990 年以來(lái)，生物質(zhì)發(fā)電在歐美許多國(guó)家開始大發(fā)展，特別是 2020 年約翰內(nèi)斯堡可持續(xù)發(fā)展世界峰會(huì)以來(lái)，生物質(zhì)能的開發(fā)利用正在全球加快推進(jìn)。發(fā)展中國(guó)家印度的綠色能源工程、以及巴西的酒精能源計(jì)劃等，分別在不同的領(lǐng)域加快了生物質(zhì)能利用研究。在新能源開發(fā)領(lǐng)域，生物質(zhì)能的開 發(fā)利用己成為世界重大熱門課題之一，各國(guó)在生物質(zhì)利用技術(shù)研究領(lǐng)域投入了資金和技術(shù)。生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)是生物質(zhì)能資源的主要利用方式之一，在電力需求日益增長(zhǎng)的今天，該技術(shù)具有很大的市場(chǎng)潛力和成長(zhǎng)空間，大力發(fā)展生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)十分必要。 而生物質(zhì)能發(fā)電是可再生能源中最重要的組成部分，具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，已受到世界各國(guó)政府的高度重視。