翁麗娟（福建永福電力設(shè)計有限公司）

生物質(zhì)發(fā)電的技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展

翁麗娟（福建永福電力設(shè)計有限公司）

隨著人口的快速增長和時代的不斷進步，能源緊缺的問題已經(jīng)成為世界范圍內(nèi)需要共同面對的難題，為此利用新技術(shù)實現(xiàn)能源的合理利用已經(jīng)成為各國研究人員所面臨的課題，其中通過生物質(zhì)發(fā)電的技術(shù)已經(jīng)能有效的緩解該類問題，并且為經(jīng)濟較為落后的地區(qū)帶來了新的機會，使該區(qū)域的經(jīng)濟得到快速增長的同時實現(xiàn)能源的可持續(xù)發(fā)展，進而為我國的節(jié)能減排工作作出貢獻。本文通過對生物質(zhì)發(fā)電的現(xiàn)狀進行分析，進一步探究其發(fā)展。

生物質(zhì)能；發(fā)電技術(shù)；現(xiàn)狀和發(fā)展

生物質(zhì)屬于一種較為清潔的低碳型燃料，由于該燃料中的硫、氮含量都比較低，并且通過正確的燃燒方式還能使排放煙氣中的有害物質(zhì)被降低，甚至是實現(xiàn)二氧化碳的零排放，因此成為當(dāng)前研究人員爭相進行研究的重要內(nèi)容。同時由于將該物質(zhì)作為發(fā)電燃料，能夠?qū)崿F(xiàn)從根本上處理農(nóng)民因為燃燒大量廢棄桔梗造成環(huán)境污染的情況，從而實現(xiàn)改善環(huán)境的目的[1]。

1 我國目前能源市場概況

世界生物質(zhì)發(fā)電起源于20世紀(jì)70年代，當(dāng)時，世界性的石油危機爆發(fā)后，丹麥開始積極開發(fā)清潔的可再生能源，大力推行秸稈等生物質(zhì)發(fā)電。自1990年以來，生物質(zhì)發(fā)電在歐美許多國家開始大發(fā)展。

丹麥于1988年誕生了世界上第一座秸稈生物燃燒發(fā)電廠，目前丹麥已建立了130家秸稈發(fā)電廠，秸稈發(fā)電等可再生能源占到全國能源消費量的24%以上。近年來，我國已經(jīng)在湖北、湖南、江蘇和山東等省新建了多個生物質(zhì)能發(fā)電廠。

發(fā)展生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)不僅在增量上減少了對化石能源的依賴，而且在存量上減少了對生物質(zhì)能源的浪費和不合理使用對環(huán)境所造成的破壞。生物質(zhì)能是唯一一種可再生的碳源，是發(fā)展可再生能源最主要的方向之一。據(jù)初步預(yù)測，到2020年，全國能源消費總量將超過30億t標(biāo)煤，中國經(jīng)濟的快速發(fā)展形成了對能源的剛性需求，生物質(zhì)能源的市場容量巨大。2007年武漢凱迪投資公司在華東地區(qū)投資了二十幾個生物質(zhì)能發(fā)電廠，可見生物質(zhì)能發(fā)電有著廣闊的市場。

2 當(dāng)前我國生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)的概況

通過燃燒秸稈等廢棄農(nóng)作物進行發(fā)電的技術(shù)已經(jīng)得到諸多國家的關(guān)注，而我國當(dāng)前通過秸稈進行發(fā)電的主要技術(shù)主要有三種，即直接通過秸稈鍋進行燃燒發(fā)電、將秸稈與煤混合后進行燃燒以及通過生物質(zhì)氣化實現(xiàn)發(fā)電等，下面進行具體介紹。

2.1 通過生物質(zhì)鍋爐直接燃燒的方式進行發(fā)電

通過生物質(zhì)燃燒的性質(zhì)一般情況下可以將其換分為兩個部分，一種是發(fā)達(dá)國家以木質(zhì)生物質(zhì)燃燒作為基礎(chǔ)實行的燃燒技術(shù)，例如我國較早使用的蔗渣爐以及稻殼爐均屬于該技術(shù)范疇；另一種則通過秸稈燃燒實現(xiàn)發(fā)電的技術(shù)，由于我國的生物資源的是將秸稈作為主體，這就使得國內(nèi)的關(guān)于生物質(zhì)燃燒技術(shù)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(zhì)和煤相互混合燃燒的方式進行發(fā)電

通過將生物質(zhì)和煤相互混合燃燒的方式一般有兩種方式，一種是通過將其生物質(zhì)和煤直接混合后進行燃燒，但是該方式的實現(xiàn)需要有較高的燃料處理技術(shù)和相關(guān)設(shè)備；另一種則是通過將生物質(zhì)進行氣化，讓其產(chǎn)生的燃?xì)夂兔哼M行混合實現(xiàn)燃燒。

2.3 通過生物質(zhì)氣化的方式進行發(fā)電

根據(jù)生物質(zhì)中燃?xì)獾牟煌瑱C理可以將其生物質(zhì)氣化方式劃分為反應(yīng)性氣化以及熱解氣化兩中，而反應(yīng)性氣化根據(jù)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(xiàn)首先需要粉碎后的生物質(zhì)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(nèi)部的多種混合物之間能夠產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，進而產(chǎn)生具有可燃性質(zhì)的混合型氣體，同時將該氣體輸送到相關(guān)的發(fā)電設(shè)備中，例如內(nèi)燃機等，實現(xiàn)最終的操作。在此過程中對其反應(yīng)容器有著特殊的要求，即溫度和壓力等要素需要控制在一定的范圍內(nèi)。等離子氣化主要是利用等離子技術(shù)來實現(xiàn)的操作，即將生物質(zhì)的原料添加到等離子的氣化室內(nèi)，讓該原料能夠在極高的溫度下被氣化，在此過程中的碳轉(zhuǎn)化效率是最高的，并且當(dāng)氣化完成后的氣體通過相關(guān)的凈化和過濾設(shè)備后，就能直接通入到對應(yīng)的發(fā)電裝置中，進而為人們提供電能。

3 生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)在實際應(yīng)用中的問題以及措施

雖然當(dāng)前生物質(zhì)發(fā)電的相關(guān)技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟，并且取得了顯著的效果，但是在實際的應(yīng)用過程中仍然存在一定的問題，其中最主要的問題是由于生物質(zhì)的資源較為分散，并且運輸?shù)某杀据^高，由于資源本身會受到各種因素的影響使得其燃燒的效率也相對較低，其次是由于對新技術(shù)的開發(fā)力度相對欠缺，這就使得其生產(chǎn)活動中的部分關(guān)鍵技術(shù)問題不能被有效的處理，另外相關(guān)管理制度不健全以及國家財政補助力度不強等因素也是限制其發(fā)展的原因，對此需要采取合理的措施進行處理[3]。

3.1 利用優(yōu)質(zhì)的生物質(zhì)原料進行操作

生物質(zhì)能將成為未來持續(xù)能源重要部分，直燃發(fā)電可實現(xiàn)生物質(zhì)高效、經(jīng)濟、大規(guī)模利用。由于一般的生物質(zhì)電氣化的過程中存在氣化熱值較低、氣體凈化率較低等問題，使其在直接燃燒的過程中產(chǎn)生的能源也相對較低，并且相關(guān)設(shè)備的開發(fā)難度較大，不能滿足大規(guī)模的用電需求，因而難以被推廣。根據(jù)國外相關(guān)學(xué)者經(jīng)過數(shù)十年的研究表明，利用荊條類的植物作為生物質(zhì)發(fā)電的原材料有著重要的影響，該材料能在最大程度上滿足產(chǎn)生相關(guān)的需求，此外竹柳由于具有生長的速度較快，再生的能力較強以及熱值較高等特點，使其成為一種新型的生物質(zhì)能源。

3.2 致力采用新型的技術(shù)

由于傳統(tǒng)生物質(zhì)成型的生產(chǎn)工藝較為復(fù)雜，并且相關(guān)設(shè)備也比較龐大，對生物質(zhì)原材料的處理成本頗高，這對于利用該方式進行發(fā)電是極為不利的，為此通過開發(fā)新型技術(shù)的方式，使其生產(chǎn)的效率得以提升，而當(dāng)前研發(fā)的常溫壓縮固話成型技術(shù)以及生物質(zhì)就地及時成型技術(shù)等技術(shù)都能有效的處理生產(chǎn)過程中的問題，并節(jié)約了一定的生產(chǎn)成本。新技術(shù)的使用不僅讓其生產(chǎn)的流程得以優(yōu)化，同時也使系統(tǒng)更加簡單化，讓流動收集生物質(zhì)原料的目的得以實現(xiàn)，進而為大規(guī)模利用生物質(zhì)發(fā)電提供了依據(jù)[4]。

4 利用生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)的發(fā)展趨勢概況

通過上文中的介紹可以了解到，在利用生物質(zhì)發(fā)電的過程中既有著制約的因素，同時還存在一定的優(yōu)勢，為此下面將就其存在的優(yōu)勢對其后續(xù)的發(fā)展前景和趨勢進行具體的分析。

在當(dāng)前的生物質(zhì)資源中主要是通過農(nóng)業(yè)和林業(yè)兩個方面為主，其中農(nóng)業(yè)資源主要是指由農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動產(chǎn)生的廢棄物和農(nóng)業(yè)加工后產(chǎn)生的廢棄物兩個部分，而農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢棄物主要包括各種農(nóng)作物的秸稈，農(nóng)業(yè)加工廢棄物則是例如玉米芯和甘蔗渣等；林業(yè)資源則是利用森林生長期間產(chǎn)生的殘留樹葉和木屑以及林木加工過程中的廢棄物等，這些資源和優(yōu)質(zhì)的資源相比存在一定的差異性，但是同樣為其電能的產(chǎn)生提供了動力。

相比煤電和水電等常用的能源的物價，生物質(zhì)發(fā)電的價格存在一定的差異性，并且缺乏一定的競爭力，針對這一現(xiàn)象，政府部門通過電價補貼的方式促進生物質(zhì)發(fā)電的發(fā)展，并且利用大力投資于生物質(zhì)發(fā)電的方式，能夠促使更多的研究人員投入到對該生物發(fā)電技術(shù)的研究中，同時隨著相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策的不斷落實和完善，讓生物質(zhì)的發(fā)展能夠快速進入迅速發(fā)展的新時期[5]。

通過開發(fā)生物質(zhì)發(fā)電的技術(shù)不僅能減輕日常生活和工作中對化石等能源的依賴，同時也減少了農(nóng)民燃燒廢氣桔梗造成環(huán)境污染的現(xiàn)象，使其能夠做到保護環(huán)境、節(jié)約能源兩不誤，由此可見其該生物發(fā)電技術(shù)有著十分廣闊的發(fā)展前景。

另外由于生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)主要是以直接燃燒資源為主，并且相關(guān)的資源和電力設(shè)備都比較分散，這就使得專用鍋爐的應(yīng)用和研究更為廣泛，帶動了該行業(yè)的發(fā)展。例如浙江蘭溪熱電廠35t/h燃煤鏈條爐改燒生物質(zhì)的不僅提供了一種利用生物質(zhì)能的利用方式，還為國內(nèi)大批同類型鍋爐的改造工作提供了寶貴經(jīng)驗。

5 結(jié)語

隨著科技的不斷進步，生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)在未來會成為可持續(xù)能源的重要構(gòu)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(fā)展生物質(zhì)能源對于今后的發(fā)展有著重要的意義[6]。因此生物質(zhì)發(fā)電中所使用的資源需要利用合理的方式進行采集和運用，要確保在維護農(nóng)村人民基本利益以及保護環(huán)境的基礎(chǔ)上開展該項工作，從而實現(xiàn)在帶動經(jīng)濟發(fā)展的同時為保護環(huán)境提供動力，由此可見利用生物質(zhì)發(fā)電是時代的必然要求。

[1]王侃宏，羅景輝，劉 歡，常明剛，牛沙沙.我國生物質(zhì)發(fā)電行業(yè)現(xiàn)狀比較及發(fā)展建議[J].節(jié)能，2014，01（23）：8～10.

[2]蔣大華，孫康泰，亓 偉，張 輝，魏 珣，李 強，周勁松，葛毅強.我國生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及建議[J].可再生能源，2014（11）：542～546.

[3]張亞彬.淺談生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù).中國科技博覽，2014，03（29）；256.

[4]朱 丹，朱芷萱.我國生物質(zhì)發(fā)電的現(xiàn)狀及發(fā)展前景預(yù)測[J].科學(xué)咨詢（科技·管理），2012，06（15）：9～10.

[5]馬龍海，鄧宇昆，董勝亮.我國生物質(zhì)發(fā)電現(xiàn)狀分析及研究[J].電力勘測設(shè)計，2012，03（11）：70～74.

[6]潘誠成.生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)綜述.技術(shù)與市場，2014，21（5）；115.

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2095-2066（2016）33-0047-02

2016-11-10