生物質(zhì)能相關(guān)技術(shù)的發(fā)展

生物質(zhì)能源技術(shù)就是把生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為能源并加以利用的技術(shù)，按照生物質(zhì)的特點(diǎn)及轉(zhuǎn)化方式可分為固體燃料生產(chǎn)技術(shù)、液體燃料生產(chǎn)技術(shù)、氣體燃料生產(chǎn)技術(shù)。固體生物燃料技術(shù)包括生物質(zhì)成型技術(shù)、生物質(zhì)直接燃燒技術(shù)和生物質(zhì)與煤混燒技術(shù)，是廣泛應(yīng)用且非常成熟的技術(shù)，生物質(zhì)常溫成型技術(shù)代表著固體生物質(zhì)燃料的發(fā)展趨勢(shì)；生物液體燃料可以替代石油作為運(yùn)輸燃料，不僅能解決能源安全問(wèn)題，還有利于減少溫室氣體排放，還可以作為基本有機(jī)化工原料，代表著生物能源的發(fā)展方向，液體生物燃料包括燃料乙醇、生物柴油、生物質(zhì)經(jīng)氣化或液化過(guò)程再竟化學(xué)合成得到的生物燃油BtL（Biomass to Liquid Fuel）；氣體生物燃料包括沼氣、生物質(zhì)氣化、生物質(zhì)制氫等技術(shù)，工業(yè)化生產(chǎn)沼氣以及沼氣凈化后作為運(yùn)輸燃料GtL（Gas to Liquid Fuel）是近期內(nèi)發(fā)展氣體生物燃料的現(xiàn)實(shí)可行技術(shù)。

生物質(zhì)氣化技術(shù)已有一百多年的歷史。1883年誕生了最早的氣化反應(yīng)器，它以木炭為原料，氣化后的燃?xì)怛?qū)動(dòng)內(nèi)燃機(jī)，推動(dòng)早期的汽車(chē)和農(nóng)業(yè)排灌機(jī)械產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家自70年代以來(lái)相繼開(kāi)展了生物質(zhì)氣化技術(shù)的研究，達(dá)到了較高的水平。近期的研究主要集中于將生物質(zhì)轉(zhuǎn)換為高氫燃?xì)狻⒘呀庥偷雀咂焚|(zhì)燃料，并結(jié)合燃?xì)廨啓C(jī)，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)、燃料電池等轉(zhuǎn)換方式，轉(zhuǎn)換為電能，為21世紀(jì)的電力供應(yīng)作技術(shù)儲(chǔ)備。

我國(guó)對(duì)農(nóng)林業(yè)廢棄物等生物質(zhì)資源的氣化技術(shù)的深入研究是在七十年代末、八十年代初才廣泛開(kāi)展起來(lái)的。其中具有代表性技術(shù)有中科院廣州能源所開(kāi)發(fā)的上吸式生物質(zhì)氣化爐和循環(huán)流化床氣化爐、中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院研制的ND系列生物質(zhì)氣化爐、山東省能源研究所研制的XFL系列秸桿氣化爐、大連環(huán)境科學(xué)院開(kāi)發(fā)的木柴干餾工藝以及商業(yè)部紅巖機(jī)械廠開(kāi)發(fā)的稻殼氣化發(fā)電技術(shù)等。目前已建立了500多座秸桿氣化站，為農(nóng)民提供燃?xì)猓?60kW稻殼氣化發(fā)電系統(tǒng)已進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段，該氣化發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)氣量約為785Nm3/h。

生物質(zhì)氣化過(guò)程簡(jiǎn)單、對(duì)設(shè)備要求不高，但是能量轉(zhuǎn)化率低（所產(chǎn)生氣體的能量一般為生物質(zhì)所含能量的60-70%左右，最高為75%）、燃?xì)鉄嶂档停▋H為4-6MJ/Nm3）、焦油含量高且燃?xì)獗唤褂秃皖w粒污染，亦缺乏有效的凈化技術(shù)、不能靈活使用熱值不同的多樣化生物質(zhì)原料，并且氣化過(guò)程還需要能量。所以隨著生物質(zhì)（或成型）直燃技術(shù)的提高，國(guó)外主要采用生物質(zhì)直接燃燒供熱/發(fā)電或成型后燃燒供熱/發(fā)電，如丹麥建了130家秸桿直燃發(fā)電廠，瑞典直接燃燒生物質(zhì)發(fā)電量已接近國(guó)內(nèi)總發(fā)電量的20%。國(guó)際上在生物質(zhì)氣化方面的發(fā)展趨勢(shì)則是在氣化得到合成氣（syngas）的基礎(chǔ)上，再經(jīng)FT（Fischer-Tropsch）合成得到生物柴油或化工產(chǎn)品，僅利用FT合成過(guò)程的廢氣驅(qū)動(dòng)燃?xì)馔钙桨l(fā)電，而不是專(zhuān)門(mén)把氣化氣用于發(fā)電。