我國生物質(zhì)能源發(fā)展現(xiàn)狀與思考(2)2011-02-13 19:53 環(huán)衛(wèi)科技網(wǎng) 作者：吳創(chuàng)之 周肇秋 陰秀麗
目前國內(nèi)在建的生物質(zhì)直燃電廠主要依靠國外引進技術(shù)，關(guān)鍵設(shè)備基本是直接進口或在國內(nèi)委托生產(chǎn)，既沒有自主知識產(chǎn)權(quán)，設(shè)備價格也很高，電站建設(shè)成本達1.2萬元/kW，發(fā)電成本太高已成為我國秸稈直燃發(fā)電產(chǎn)業(yè)化的主要障礙。生物質(zhì)直燃的另一種方式是生物質(zhì)和煤混合燃燒發(fā)電技術(shù)，該技術(shù)規(guī)模靈活，經(jīng)濟性較好。美國已有300多家發(fā)電廠采用生物質(zhì)與煤炭混燃技術(shù)，裝機容量達6000MW[5]，但實踐中仍有一些實際問題需要解決，如：燃煤鍋爐的燃燒溫度通常介于1000～1250℃，高于生物質(zhì)的灰熔點，容易引起結(jié)渣等問題。
生物質(zhì)氣化發(fā)電是一種新興的生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)。首先，生物質(zhì)進入氣化爐，在氧氣不足的條件下部分燃燒提供反應(yīng)所需的熱量，在700～850℃的溫度下發(fā)生熱解氣化反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為含氫氣、一氧化碳和低分子烴類的可燃氣體，可燃氣體經(jīng)過除塵、除焦等凈化處理，作為燃料驅(qū)動燃氣輪機或燃氣內(nèi)燃機組發(fā)電?？扇細怏w熱值越高，發(fā)電效率越高。燃氣發(fā)電設(shè)備對燃氣雜質(zhì)有嚴格的要求，因此生物質(zhì)氣化爐和燃氣凈化裝置是生物質(zhì)氣化發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備。生物質(zhì)氣化發(fā)電的效率取決于系統(tǒng)規(guī)模和采用的氣化發(fā)電工藝，如兆瓦級以下的簡單氣化發(fā)電系統(tǒng)效率通常低于20%，利用余熱發(fā)電的較大規(guī)模的生物質(zhì)整體氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電效率可高于40%[6]。
沼氣發(fā)電技術(shù)主要應(yīng)用在禽畜廠沼氣、工業(yè)廢水處理沼氣以及垃圾填埋場沼氣。采用引進技術(shù)，國內(nèi)已完成了一些垃圾填埋氣發(fā)電設(shè)施的建設(shè)：如杭州天子嶺填埋場于1998年10月建成國內(nèi)首家垃圾填埋氣發(fā)電廠；廣州大田山垃圾填埋氣發(fā)電廠于1999年6月投入運行。目前所采用的填埋氣發(fā)電機主要是奧地利顏巴赫公司和美國卡特比勒公司的燃氣內(nèi)燃機，成本達5000～7000元/kW。由于國產(chǎn)沼氣發(fā)電機組主要是對柴油機進行簡單的改裝，對發(fā)動機的熱工性能研究不深，產(chǎn)品質(zhì)量不過關(guān)，發(fā)電機組熱效率比國外同類技術(shù)低4%～8%，成熟的發(fā)電機組規(guī)模也只有500kW[7]。
綜上，生物質(zhì)直接燃燒、混合燃燒、沼氣發(fā)電技術(shù)的關(guān)鍵設(shè)備多是引進國外技術(shù)，國內(nèi)尚未消化吸收。氣化發(fā)電技術(shù)雖然擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，但仍有許多產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵問題需要解決。目前設(shè)備成本較高、技術(shù)適用性較差是生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要障礙。
1.2.2生物質(zhì)液體燃料技術(shù)
生物質(zhì)液體燃料主要包括燃料乙醇、生物柴油、生物質(zhì)裂解油和生物質(zhì)合成燃料等。近20年來，利用甘蔗、玉米等糖和淀粉類原料制取燃料乙醇，利用動植物油脂制取生物柴油的技術(shù)已經(jīng)逐步實現(xiàn)商業(yè)化。目前玉米乙醇、生物柴油等第一代液體生物燃料已經(jīng)逐步應(yīng)用于國內(nèi)外工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，成為石油燃料的有力補充[8]。然而，由于玉米乙醇、生物柴油以糧食、油料種子為原料，須占用大量耕地，與國家糧食安全存在矛盾，不可能在我國進行大規(guī)模生產(chǎn)，因此，近年來生物質(zhì)液體燃料的原料開始從糧食作物向非糧作物以及農(nóng)林廢棄物轉(zhuǎn)變。美國和歐洲開始大量投入，開展以纖維素和木質(zhì)素等為原料生產(chǎn)生物質(zhì)液體燃料的技術(shù)路線和工業(yè)實踐，預(yù)計在6～10年內(nèi)將有重大突破。
從資源可持續(xù)供給和取得根本性技術(shù)突破的角度看，生物質(zhì)熱解液化、生物質(zhì)氣化合成燃料具有更加寬泛的資源基礎(chǔ)和廣闊的發(fā)展應(yīng)用前景，與纖維素燃料乙醇一起通稱為第二代生物質(zhì)液體燃料。我國的第二代生物質(zhì)液體燃料技術(shù)尚處于實驗研究階段，加大其研發(fā)示范力度，對盡快實現(xiàn)我國中遠期規(guī)?；娲唾Y源具有重要的科學和現(xiàn)實意義。
生物質(zhì)熱解液化是在無氧條件下，利用熱能切斷生物質(zhì)大分子中的化學鍵，使之轉(zhuǎn)變?yōu)榈头肿游镔|(zhì)的過程。生物質(zhì)熱解液化制燃料油是最有開發(fā)潛力的技術(shù)之一。自20世紀80年代以來，歐美等發(fā)達國家在生物質(zhì)熱解液化方面做了大量的研究工作。荷蘭、美國最先開展該方面的研究，其中美國的熱解實驗裝置最高產(chǎn)油率達70%，荷蘭BTG生物質(zhì)技術(shù)公司已于2005年6月在馬來西亞建成一套日處理50t椰子殼和棕櫚殼的旋轉(zhuǎn)錐式生物質(zhì)熱解液化裝置，所產(chǎn)生物油全部返銷歐洲用于燃燒發(fā)電和精制試驗。加拿大的DynaMotive公司是目前利用生物質(zhì)快速熱解技術(shù)實行商業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模最大的企業(yè)，處理量為1500kg/h，生物油的產(chǎn)率達到60%～75%。國際能源署對該技術(shù)進行多年的跟蹤調(diào)查和分析評價，認為該技術(shù)比其他技術(shù)可獲得更多的能源和更大的效益[9]。
20世紀90年代開始，我國一些高校和研究機構(gòu)在生物質(zhì)熱解液化方面也開展了一系列研究工作。其中，山東理工大學開展了400t生物油/年中試裝置的研究，中國科技大學研制出每h處理120kg物料的自熱式生物質(zhì)熱解液化試驗裝置，并用木屑、稻殼、玉米稈和棉花稈等多種原料試驗成功，產(chǎn)油率達到50%～60%，累計運行時間已達到600h。此外，華東理工大學、沈陽農(nóng)業(yè)大學、浙江大學、中科院廣州能源研究所、過程工程研究所等都開展了相關(guān)的研究。 （來源：互聯(lián)網(wǎng)） 共6頁: 上一頁123456下一頁
本文來自環(huán)衛(wèi)科技網(wǎng)（http://www.cn-hw.net/） 原文鏈接：http://www.cn-hw.net/html/32/201102/25302_2.html
本站僅提供存儲服務(wù)，所有內(nèi)容均由用戶發(fā)布，如發(fā)現(xiàn)有害或侵權(quán)內(nèi)容，請
點擊舉報。
