淺談生物質發電現狀及發展趨勢

羅 亮

武漢都市環保工程技術股份有限公司

淺談生物質發電現狀及發展趨勢

羅 亮

武漢都市環保工程技術股份有限公司

對于我國的發電技術而言，傳統的煤炭等其他可發電能源的逐漸短缺，并且這些不可循環資源的利用對環境的污染也比較嚴重。而我國生物質資源十分豐富，如加以有效利用，開發潛力將十分巨大，做為一種可再生能源，種類多，分布廣，在木材及森林工業廢棄物、農業廢棄物、水生植物、油料植物中都可以得到廣泛應用。基于此，文章就生物質發電現狀及發展趨勢進行簡要的分析，希望可以提供一個有效的借鑒。

生物質直燃發電；現狀；發展趨勢

1.生物質發電燃料特點

所謂生物質亦即光合作用下的產物，生物質包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物為食物的動物及其生產的廢棄物，有代表性的生物質如農作物廢棄物、木材、木材廢棄物。狹義的生物質燃料：主要是指農林業生產過程中除糧食、果實以外的秸稈、樹木等木質纖維素(簡稱木質素)、農產品加工業下腳料、農林廢棄物及畜牧業生產過程中的禽畜糞便和廢棄物等物質。

生物質燃料的特點有：可再生性、低污染性、廣泛分布性。自然界的生物質種類數以萬計，但針對生物質發電利用的要求，能有效利用的并不是很多，根據國內生物質直燃發電企業多年的運行經驗，能有效利用的主要有：糧食作物秸稈(稻草、麥草、玉米桿等)，林業廢棄物(樹皮、樹枝、樹根等)，農產品深加工廢棄產物(稻殼、花生殼等)。綜上所述的生物質燃料與化石類燃料的可比性很差，怎樣來實現生物質燃料的燃燒穩定性，這也是各大企業攻關的新課題。

所有的生物質燃料有其共性也有各自的特性，在較為理想的狀況下農作物秸稈成分分析如下：水分4%～5%、灰分9%～12%、揮發份67%～76%、固定碳13%～19%、低位發熱量4200～4400大卡;林業廢棄物成分分析：水分6%～7%、灰份1%～2%、揮發份78%～82%、固定碳11%～17%低位發熱量4200～4500大卡;農產品深加工廢棄物成份分析：水份5%～8%、灰份(花生殼2%～3%、稻殼12%～14%)、揮發份62%～68%、固定碳(稻殼14%、花生殼22%)、低位發熱量(稻殼3800大卡、花生殼5000大卡)。

從以上的數據看，生物質燃料的共性就是高灰份、高揮發份和低含碳量，從種類上看生物質燃料的特性就是秸稈類燃料低位發熱量偏低，且目前品質控制是一個很大的困難，尤其是水份控制會超出原有固定分析成份的6～8倍，是造成發熱量偏低的主要因素，林業廢棄物和農產品深加工廢棄物的低位發熱量較高，但其中樹皮、樹根的品質控制也非常困難，水份和泥土雜質的大幅升高是造成發熱量降低的主要因素，其他種類還能采取有效的控制措施。

2.生物質發電現狀

2.1 直燃發電

通俗的講，直接燃燒發電是把生物質放在在鍋爐中直接燃燒后所產生的蒸汽帶動蒸汽輪機及發電機發電。

2.2 混合發電

生物質直燃發電技術的清潔生產有的是將生物質與煤混合后投入燃燒進行發電，但遺憾的是，并不是所有燃煤發電廠都能采用這種方式進行發電，因為它對于燃料處理和燃燒設備要求較高；有的是先將生物質氣化，產生的燃氣與煤混合后在燃燒系統中燃燒，采用燃燒后所產生的蒸汽進行發電。

2.3 氣化發電

我國還有一種新的發電技術是將生物質在氣化爐中轉化為氣體燃料經凈化后直接進入燃氣機中燃燒發電或者直接進入燃料電池后再進行發電。燃氣凈化是生物質氣化發電技術的清潔生產的重要環節，因為氣化出來的燃氣都含有灰分、焦炭和焦油等眾多有害雜質，需保證發電設備的正常運行就要把氣化出來的氣體經過凈化系統把雜質除去后才可以。

2.4 沼氣發電

沼氣發電的主要原理：利用工農業或城鎮生活中的大量有機廢棄物經厭氧發酵處理產生的沼氣進行發電。

2.5 垃圾發電

垃圾發電被認為是最具有前景的垃圾處理技術，它是利用垃圾所產生的熱量進行發電，包括垃圾焚燒垃圾發電和垃圾氣化發電，這不僅解決了垃圾處理的問題，同時還節約資源和利用了垃圾中的能量，是廣受歡迎的垃圾處理技術。

3.我國生物質直燃發電發展趨勢

3.1 國產循環流化床是直燃發電的發展趨勢

2006年以來，我國生物質直燃發電從無到有，到目前為止已經取得了長足的進步。雖然與發達國家相比仍有較大差距，但是由于我國生物質燃料的特殊性(高水、高灰、低發熱值)，預計到2020年以前，在工程技術人員的努力下，我國生物質直燃發電技術將走在國際先進行列，原因很簡單，我國的生物質燃料復雜、品質差、高水分、高灰分及低發熱值迫使我國必須走符合中國國情的生物質直燃發電道路。引進的水冷振動爐排技術對單一燃料適應性很好，但對復雜低質燃料水土不服已經說明了這一點，實踐證明國產循環流化床燃燒技術有望成為中國生物質直燃發電市場上的主導技術。

3.2 脫硫、脫硝政策推高發電成本，使得循環流化床更有優勢

雖然生物質含硫量低，但實際SO2排放濃度仍在200至300mg/m3，在采用循環流化床鍋爐時，爐內可以加石灰石脫硫，在脫硫效率達到70%時，SO2可達標排放。同時由于循環流化床鍋爐燃燒床溫相對較低，利于減少NOx的原始排放量，因此采用爐內SNCR脫硝技術即可滿足電廠脫硝要求，相對于采用SCR脫硝技術，具有較為明顯建設和運營成本優勢。

結束語

生物質能發電總裝機容量有望在2020年達到1600萬kW，將會讓我國達到一個雙贏目標：解決我國電力短缺與生物質能源的合理利用。因此，需要加強這方面技術的研究與創新，從而更好的促進我國生物質發電水平的提高。

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