生物质能发电

生物质能发电

生物质发电前景的探讨

吴忠深

(电气工程学院农电111班1102130113)

摘要:随着清洁能源技术的发展及高排放化石能源的枯竭，清洁能源的市场份额逐步增大，生物质发电系统逐步涌现在人们的视线当中。对于目前生物质发电系统而言，原料广、小容量、零排放是它的主要特点。生物发电种类繁多如直燃发电、气化发电、沼气发电、垃圾发电等形式，我国生物质拥有量大，农作物播种面积有18亿亩，年产生物质约7亿吨。利用将来高新科技设计出效率更高的发电厂可以达到高效、环保、节能的目的，符合现在及将来的节能减排的理念，实现可持续发展，具有广阔的市场前景。

关键词清洁能源种类繁多高新科技可持续发展

1.生物质发电现状

1.1国内发展现状

为推动生物质发电技术的发展，2003年以来，国家先后核准批复了河北晋州、山东单县和江苏如东3个秸秆发电示范项目，颁布了《可再生能源法》，并实施了生物质发电优惠上网电价等有关配套政策，从而使生物质发电，特别是甜高粱秸秆发电迅速发展。随后，与之配套的一系列法律、法规、政策等陆续出台，如《可再生能源发电有关管理规定》(发改能源[2006]13号)、《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》(发改价格[2006]7号)、《可再生能源电价附加收入调配暂行办法》(发改价格[2007]44号)等，具有丰富的新能源和可再生能源资源的我国，在政策的扶持下生物质能开发利用方面取得了一定的成绩。

截至2013年，国家发改委能源研究所下属的国家可再生能源中心发布《2013中国生物质发电建设统计报告》。《报告》显示，截至2013年底，全国累计核准容量达到1222.6万千瓦，其中并网容量779万千瓦，占核准容量的63.72%。报告预计，截至2014年底，生物质发电装机将有望达到1100万千瓦，上网电量有望达到500亿千瓦时。

据《报告》统计，截至目前，除青海省、宁夏回族自治区、西藏自治区以外，全国已经有28个省(市、区)开发了生物质能发电项目。按照投资企业类型来看，截至2013年底，我国生物质发电项目的建设投资主体中，国有企业并网容量达278万千瓦，民营企业为412万千瓦，外资企业为49万千瓦，中外合资企业为40万千瓦。

从产业整体状况分析，生物质发电及生物质燃料目前仍处在政策引导扶持期。业内专家指出，我国生物质发电行业的标杆企业在技术、成本方面已经具有明显优势，已投产生物质发电项目的盈利能力得到初步验证，直燃生物质开发利用已经初步产业化。 1.2国外发展现状

生物质发电技术在发达国家已受到广泛重视奥地利、丹麦、芬兰、法国、挪威、瑞典和美国等国家的生物质能在总能源消耗中所占的比例上升较快。

美国在利用生物质发电方面处于领先地位，1992年利用生物质发电的电站约有1000家发电装机容量已达650万Kw,年发电42亿Kw?h,消耗4500万t生物质燃料。纽约斯塔藤垃3圾处理站投资2000万美元，采用湿法处理垃圾，日产26万m 沼气,用于发电,回收肥料,效益

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可观,预计10年可收回全部投资。2010年生物质能在美国总能耗中所占比例达到12%，生物质发电达到13 GW装机容量。

丹麦的能源消费曾经99%依赖进口。1973,1974年第一次世界石油危机爆发后，丹麦政府抓紧制定适合本国国情的能源发展战略，大力调整能源供应结构，积极开发立足于国内供给的可再生能源。而生物质能尤其是生物质发电能源是除风能外最重要的可再生能源。根据丹麦能源署的数据，目前在丹麦可再生能源中，以秸秆和木屑为原料的生物质能的比重为45%。2001年丹麦研发了多燃料电站技术，发电设备可以使用从生物质燃料到天然气、石油等多种类型的燃料，多燃料电厂是世界上最有效利用燃料的热电厂，发电效率达近5O%，总的能源综合利用率达94%。

北欧及美国的生物质能发电的发展是最为快速的，但随着技术的发展发展中国家在生物质能发电的路上逐步走上正轨。

2.生物质发电技术

2.1成熟技术

2.1.1燃烧发电

直接燃烧发电是将生物质在锅炉中直接燃烧，生产蒸汽带动蒸汽轮机及发电机发电。生物质直接燃烧发电的关键技术包括生物质原料预处理、锅炉防腐、锅炉的原料适用性及燃料效率、蒸汽轮机效率等技术。

2.1.2混合发电

生物质还可以与煤混合作为燃料发电，称为生物质混合燃烧发电技术。混合燃烧方式主要有两种。一种是生物质直接与煤混合后投入燃烧，该方式对于燃料处理和燃烧设备要求较高，不是所有燃煤发电厂都能采用;一种是生物质气化产生的燃气与煤混合燃烧，这种混合燃烧系统中燃烧，产生的蒸汽一同送入汽轮机发电机组。

2.1.3气化发电

生物质气化发电技术是指生物质在气化炉中转化为气体燃料，经净化后直接进入燃气机中燃烧发电或者直接进入燃料电池发电。气化发电的关键技术之一是燃气净化，气化出来的燃气都含有一定的杂质，包括灰分、焦炭和焦油等，需经过净化系统把杂质除去，以保证发电设备的正常运行。

2.1.4沼气发电

沼气发电是随着沼气综合利用技术的不断发展而出现的一项沼气利用技术，其主要原理是利用工农业或城镇生活中的大量有机废弃物经厌氧发酵处理产生的沼气驱动发电机组发电。用于沼气发电的设备主要为内燃机，一般由柴油机组或者天然气机组改造而成。 2.1.5垃圾发电

垃圾发电包括垃圾焚烧发电和垃圾气化发电，其不仅可以解决垃圾处理的问题，同时还可以回收利用垃圾中的能量，节约资源，垃圾焚烧发电是利用垃圾在焚烧锅炉中燃烧放出的热量将水加热获得过热蒸汽，推动汽轮机带动发电机发电。垃圾焚烧技术主要有层状燃烧技术、流化床燃烧技术、旋转燃烧技术等。发展起来的气化熔融焚烧技术，包括垃圾在450?, 640?温度下的气化和含碳灰渣在1300?以上的熔融燃烧两个过程，垃圾处理彻底，过程洁净，并可以回收部分资源，被认为是最具有前景的垃圾发电技术。

2.2技术难题

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国内外对生物质能的利用方式主要有热解液化、气化和直燃发电三种，但都因关键技术未解决而限制了生物质能源的有效利用，生物质燃烧锅炉炉膛容积热负荷低、平均温度低、锅炉效率低以及碱腐蚀、结焦、结渣和结灰等问题是生物质发电受限的主要原因。 2.3技术突破

超焓燃烧是指物体在超过自身放热所达到的温度条件下进行燃烧。采用高温超焓燃烧技术后，还能达到生物质高效燃烧、低污染排放和锅炉高换热效率的目的，