生物質能及垃圾發電技術的現狀及發展

王博

摘要：作為新興發展的生物質發電行業，在現階段確實存在各種各樣的挑戰，但是生物質發電行業是未來可持續發展能源的一個方向之一，它的能源資源也是極其豐富，生物質能發電會在未來的發展中占據著重要的地位，我們應當從這些積極的方面出發，從國家政策扶持、降低成本、提升技術和專業人才培養方面出發，支持和扶持生物質發電項目。

關鍵詞：生物質發電；技術現狀；發展對策

隨著科技的不斷進步，生物質發電技術在未來會成為可持續能源的重要構成部分，這也為我國有限的化石能源的利用緩解了一定的壓力，由此可見發展生物質能源對于今后的發展有著重要的意義。

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。

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生物質發電的技術現狀

2.1通過生物質鍋爐直接燃燒的方式進行發電

通過生物質燃燒的性質一般情況下可以將其換分為兩個部分：①發達國家以木質生物質燃燒作為基礎實行的燃燒技術，例如我國較早使用的蔗渣爐以及稻殼爐均屬于該技術范疇；②通過秸稈燃燒實現發電的技術，由于我國的生物資源的是將生物質燃料主要以小麥秸稈，玉米秸稈，棉花秸稈，玉米芯等農作物費料，樹皮，廢樹枝，樹根等費木材，施工模板等廢木材，這就使得國內的關于生物質燃燒技術的研究都是以秸稈燃燒前提，并且取得了一定的成果，目前已有等多家鍋爐廠家自主研制了流化床鍋爐。

2.2通過生物質和煤相互混合燃燒的方式進行發電

通過將生物質和煤相互混合燃燒的方式一般有兩種方式：①通過將其生物質和煤直接混合后進行燃燒，但是該方式的實現需要有較高的燃料處理技術和相關設備；②通過將生物質進行氣化，讓其產生的燃氣和煤進行混合實現燃燒。

2.3通過生物質氣化的方式進行發電

根據生物質中燃氣的不同機理可以將其生物質氣化方式劃分為反應性氣化以及熱解氣化兩中，而反應性氣化根據其特性又可以劃分為水蒸氣氣化以及等離子氣化等。

水蒸汽氣化的實現首先需要粉碎后的生物質放入到氣化室中，并將蒸汽也沖入其中，通過高溫條件的作用，使其內部的多種混合物之間能夠產生化學反應，進而產生具有可燃性質的混合型氣體，同時將該氣體輸送到相關的發電設備中，例如內燃機等，實現最終的操作。

2.4垃圾發電

垃圾發電把各種垃圾收集后，進行分類處理。其中：一是對燃燒值較高的進行高溫焚燒（也徹底消滅了病源性生物和腐蝕性有機要物），在高溫焚燒（產生的煙霧經過處理）中產生的熱能轉化為高溫蒸氣，推動渦輪機轉動，使發電機產生電能。二是對不能燃燒的有機物進行發酵、厭氧處理，最后干燥脫硫，產生一種氣體叫甲烷，也叫沼氣。再經燃燒，把熱能轉化為蒸氣。推動渦輪機轉動，帶動發電機產生電能。

面對世界城市化進程越來越快，城市垃圾泛濫已成為城市的一大災難。世界各國已不僅限于掩埋和銷毀垃圾這種被動“防守”戰術，而是積極采取有力措施，進行科學合理地綜合處理利用垃圾。我國有豐富的垃圾資源，存在極大的潛在效益。全國城市每年因垃圾造成的損失約近300億元（運輸費、處理費等）而將其綜合利用卻能創造2500億元的效益。據有關統計資料稱，我國當今城市垃圾清運量已達1萬億t/a，若按平均低位熱值2900kJ/kg，相當于1400萬t標煤。如其中有1/4用于焚燒發電，年發電量可達60億kwh，相當于安裝了1200MW火電機組的發電量。無害化垃圾焚燒發電可實現垃圾無害化，斟為垃圾在高溫（1000℃左右）下焚燒，可進行無菌和分解有害物質，且尾氣經凈化處理達標后排放，較徹底地無害化。

3生物質發電技術的發展對策

3.1合理布局

目前生物質秸稈發電產業出現局部過熱的跡象，部分地區沒有統籌規劃合理布局秸稈發電項目，已經造成秸稈市場搶購的混亂局面。生物質發電產業發展將從三個層面完善發展規劃布局。一是國家層面的統一發展規劃，統一評價全國農林生物資源的分布情況，統籌全國生物質發電產業的發展進度和區域布局分布；二是地方政府層面的區域發展規劃，對當地農林生物質資源分布情況和氣候條件進行評價，對生物質發電項目布局進行規劃；三是發電企業特別是國有發電企業之間積極溝通，加強合作和交流，平衡利益，避免在地區爭搶秸稈資源。

3.2加強原料管理

設立專門的原料收購加工點、運輸機構、以及專業的原料收購、運輸經營者，形成一條專門的原料采購、運輸、收集、儲存產業鏈。此外，還要加強原料質量檢查，制定相關原料收購質量檢查標準并嚴格執行，對農民有個良好的約束機制，來保證收購原料的質量。

3.3充分地展開國際合作和交流

應通過多種途徑，積極開展對外交流與合作，有目的、有選擇地引進先進的技術工藝和主要設備，在高起點上發展生物質發電技術同時，開展國際合作也是拓寬生物質發電項目融資渠道的有效方式。要加強與國際風險投資等相關機構的聯系與合作，拓寬合作領域，創新合作模式。

3.4制定并補充可再生能源相關配套法規

（1）完善政府宏觀調控政策，加大對生物質發電產業的支持力度.我國生物質發電要盡快實現產業化，離不開政府的政策支持和資金支持。目前國家雖然出臺了一系列補貼政策和管理辦法，但仍需要進一步細化。

（2）完善價格政策。需要抓緊制定生物質發電的相關補貼措施，建議參照某些地區對城市垃圾發電的補貼政策，根據農林剩余物處理噸數給予適當補貼。

（3）落實財稅優惠政策。生物質發電屬于利用農林廢棄物發電產業，符合國家可替代能源發展戰略，因此，可考慮比照城市生活垃圾發電，實行增值稅即征即退的政策。

結束語：

總之，隨著國家對新能源利用的日益重視和生物質燃燒技術的不斷成熟，我國生物質發電廠的建設也將進入下一個高峰期。

參考文獻

[1]翁麗娟.生物質發電的技術現狀及發展[J].通訊世界.2017（12）

[2]趙巧良.生物質發電發展現狀及前景[J].農村電氣化.2018（03）

（作者單位：中國電建集團山東電力建設第一工程有限公司）