生物质燃料调查报告20150213

开发生物质稻草变金条

——生物质燃料调查报告杜磊

引言：

随着全球能源的紧缺和化石燃料使用带来的环境污染的加剧，生物质能源作为可替代化石能源的可再生能源之一，其使用范围越来越广泛。生物质能源作为一种清洁的可再生能源，为现代工业对能源短缺问题的解决开辟了一条新的道路，已经成为继石油、天然气、煤炭三大能源之后的第四大能源。

第一部分：能源行业态势

一、能源的严峻形势

经过几十年的发展，我国以重化工为主的产业结构仍未得到根本性改变，属于资源消耗型与环境污染型。我国化石资源短缺与环境承载能力已达极限，若继续延续传统的化石经济模式，将对我国经济的可持续发展构成巨大挑战。

资料显示，2014年我国原油表观消费量约5亿吨，原油进口量约3.1亿吨，进口量占消费量的62%，预计到2020年，原油对海外进口的依存度可能超过75%，每年将有4.5亿吨原油从海外进口。2014年我国天然气表观消费量为1800亿立方米，进口量为580亿立方米，占消费量的32%，由此可见，我国的能源供需问题日益突出，能源安全问题异常严峻。

二、环保的现实压力

当前资源和环境对经济发展的束缚已经凸显，长期依赖化石能源的发展模式，不仅引发了能源安全问题，也带来了污染问题，比如当前频发的雾霾天气。要破解我国资源与环境两大制约性因素，只能通过现有机制、体制的改革，大力发展清洁能源、可再生能源。“煤改生物质”是继“煤改天然气”之后，清洁能源替代煤炭供热的第二条道路，为大气治污、减少煤炭消费提供了一个新的选择。

生物质是典型的可再生能源，转化过程是通过绿色植物的光合作

用将二氧化碳和水合成生物质，生物质能的使用过程又生成二氧化碳和水，理论上二氧化碳零排放。

生物质成型燃料本身含硫很少，锅炉燃烧排放SO2浓度比天然气还低。锅炉安装除尘设施后，其烟尘、氮氧化物排放能超过现行燃油排放标准，接近天然气排放标准，污染物排放少，清洁环保。三、生物质能源前景

我国近年战略性加快发展风能、太阳能等新能源新产业，并取得一定成绩。目前，我国已投入运行的风电装机已超过6000万千瓦，装机容量稳居世界第一；同时我国也是世界第一大太阳能光伏电池生产国。

虽然在风能与太阳能领域成绩显著，但由于风能与太阳能生产的电能具有间歇性和随机性，未来在我国能源产业结构只能是有限的补充，不可能承担全面替代的使命，而真正能承担起全面替代化石能源使命的将是生物质能源产业。从全世界来看，生物质能源在新能源中占重要地位，特别是在欧洲国家，生物质能源在新能源中的比重超过60%，远远超过风能、太阳能，这将是未来能源的主战场。

四、服务三农问题

“农村真穷，农民真苦，农业真危险”，近年中央一号文件都是围绕“三农问题”来开展。发展生物质能源，既可以解决能源危机和环保问题，创建节约型社会，又可以响应中央一号文件，为农村经济增长方式提供思路，为农民增收创造途径，为农业发展贡献力量，真正惠及三农，助力三农。

第二部分：生物质能源介绍

一、生物质能源分类

生物质能是太阳能以化学能形式储藏在生物中的一种能量，它直接或问接地来源于植物的光合作用，所以从广义上讲，生物质能源也可属于太阳能综合开发利用的范畴。

生物质能的研究开发，主要有物理转换、化学转换、生物转换三大类，涉及气化、液化、热解、固化和直接燃烧等技术。

1、气化。是指固体物质在高温条件下，与气化剂(空气、氧气和水蒸气) 反得到小分子可燃气体的过程。目前使用最广泛的是空气作为气化剂，产生的气体主要作为燃料,用于锅炉，民用炉灶、发电等场合，也可作为合成甲醇的化工原料。

2、液化。是指通过化学方式将生物质转换成液体产品的过程。液化技术主要分间接液化和直接液化两类。间接液化是把生物质气化成气体后，再进一步合成反应成为液体产品;或者采用水解法，把生物质中的纤维素、半纤维素转化为多糖，然后再用生物技术发酵成为酒精。直接液化是把生物质放在高压设备中，添加适宜的催化剂，在一定的工艺条件下反应，制成液化油，作为汽车用燃料，或进一步分离加工成化工产品。这类技术是目前生物质能的研究热点。

3、热解。生物质在隔绝或少量供给氧气的条件下，加热分解的过程通常称之谓热解，主要有气体、液体、固体三类产品。其比例根据不同的工艺条件而发生变化。最近国外研究开发了快速热解技术，即瞬时裂解，制取液体燃料油，是很有开发前景的生物质应用技术。

4、固化。将生物质粉碎至一定的粒度，不添加粘接剂，在高压条件下，挤压成一定形状。其粘接力主要是靠挤压过程产生的热量，使得生物质中木质素产生塑化粘接。按成型物形状划分主要有三大类:棒状成型、颗粒状成型和圆柱块状成型技术。解决了生物质能形状各异、堆积密度小且较松散、运输和贮存使用不方便的问题，提高了生物质的使用热效率，热值可达3300—4900大卡。成型物还可再进一步炭化，热值可高达7000—8000大卡，相当于焦炭，可用于煅烧、冶炼和陶瓷生产。

5、直接燃烧。直接燃烧是生物质最早被使用的传统方式。研究开发工作主要是着重于提高直接燃烧的热效率，如研究开发直接用生物质的锅炉等用能设备。

本调查报告主要围绕生物质固化成型燃料（以下简称：生物质燃料）来进行阐述。

二、生物质燃料的原料来源

所有生物质都可以作为生物质能源产业的原料，但必须具有可获

得性与经济性。具体包括农作物秸秆(如玉米秆、水稻秆、小麦秆、棉花秆、油料作物秸秆等）、农产品加工剩余物（如花生壳、稻谷壳、甘蔗渣、食用菌废弃物等）及林业“三剩物”（抚育剩余物、采伐剩余物、加工剩余物）。

三、生物质燃料的产品介绍

生物质燃料可替代市场常见的烟煤、无烟煤，可广泛用作工业和民用的新型燃料。具有挥发份高、易析出、碳活性好、易燃、灰分少、点火快，更加节约燃料，降低使用成本。除可作为生物质锅炉的最佳燃料外，还可直接用于传统工业、民用燃煤锅炉设备上，可替代传统的煤炭，又是生物质发电厂专用燃料。产品如下图：

生物质燃料颗粒生物质燃料块生物质燃料棒

四、生物质燃料的性能参数

1、CO2接近零排放；

2、NO2排放量为14mg/m3（微量）；

3、SO2排放量为46mg/m3，远低于国际标准，可忽略不计；

4、烟尘排放量低于127mg/m3，远低于国家标准。