征文:生物質(zhì)能的利用

熱心網(wǎng)友：生物質(zhì)發(fā)電一、概念生物質(zhì)發(fā)電指的是利用一定的技術(shù)，把生物質(zhì)原料轉(zhuǎn)化成現(xiàn)實可以利用的能源形式，然后將這些能源形式轉(zhuǎn)化為電力。二、發(fā)電類型生物質(zhì)發(fā)電包括生物質(zhì)燃燒蒸汽發(fā)電、生物質(zhì)混燒發(fā)電和生物質(zhì)氣化復(fù)合發(fā)電三種形式。 （1）、生物質(zhì)燃燒蒸汽發(fā)電 生物質(zhì)燃燒蒸汽發(fā)電是利用直接燃燒生物質(zhì)所得到的蒸汽來進行發(fā)電的技術(shù)。美國以木材加工的廢棄物質(zhì)為燃料，英國則以養(yǎng)雞廠的廢棄物質(zhì)(雞糞和養(yǎng)雞廠鋪設(shè)地上的殘留物質(zhì))為燃料開始了商業(yè)化的發(fā)電。另外，發(fā)達國家還以工廠所產(chǎn)生的甘蔗渣、黑液為燃料開始了蒸汽發(fā)電和CHP(熱電同時供給)。 根據(jù)文獻報道，生物質(zhì)蒸汽發(fā)電的設(shè)備費的推定計算結(jié)果是：1997年為1965美元／kWe；2010年為1346美元／kWe；2020年為1115美元／kWe。 （2）、生物質(zhì)混燒發(fā)電 從短期的角度來看，對煤炭發(fā)電進行改良的煤炭、生物質(zhì)的混燒(co-firing)發(fā)電是成本最低的生物質(zhì)發(fā)電。 對依靠微小煤炭粉的混燒進行改造的成本(設(shè)備費用)主要由燃料的處理、鍋爐改造、控制等構(gòu)成。按照單位生物質(zhì)發(fā)電量進行推定計算，向混燒進行改造的成本(設(shè)備費用)大約在145～190美元／kW。另外，根據(jù)鍋爐形式和現(xiàn)有設(shè)備的不同，也有報道認為混燒改造的成本大約在50～700美元／kWe的范圍內(nèi)。生物質(zhì)熱分解氣化、微粉炭火力混燒設(shè)備的改造成本(設(shè)備費用)推定在400～650美元／kWe。 （3）、生物質(zhì)氣化復(fù)合發(fā)電(BGCC) 生物質(zhì)氣化復(fù)合發(fā)電作為一項可以提高發(fā)電效率的新技術(shù)被非?？春?。在20世紀90年代，瑞典就開始了氣化復(fù)合發(fā)電實證工廠(5M We)的建設(shè)，并進行了試運轉(zhuǎn)。2002年，英國的實證工廠(10M We)也在試運轉(zhuǎn)中。三、存在的問題(1)降低生物質(zhì)的發(fā)電成本 要從原料來源、發(fā)電機組質(zhì)量、發(fā)電規(guī)模大小、經(jīng)營管理機制、生產(chǎn)人員素質(zhì)等方面尋求降低生物質(zhì)發(fā)電成本的途徑。實踐已經(jīng)證明：只有降低生物質(zhì)發(fā)電成本，氣化發(fā)電技術(shù)才有競爭力和廣闊的市場需求。 (2)擴大發(fā)電規(guī)模 我國糧食加工廠規(guī)模大小不一，稻谷加工能力從50～300t／d不等，相應(yīng)的谷殼發(fā)電功率應(yīng)為160～2000kW。研制出較大功率的發(fā)電機組有許多好處。首先，可滿足大型糧食加工廠(或木材加工廠)的耗能需要；其次，隨著發(fā)電容量的加大，須用流化床氣化爐代替固定床氣化爐，生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)也須相應(yīng)提高，從而可提高生物質(zhì)發(fā)電系統(tǒng)的效率；再次，根據(jù)電力部門規(guī)定，上電網(wǎng)的機組功率不能小于500kW。因此，擴大發(fā)電規(guī)模，可使氣化發(fā)電有較好的經(jīng)濟性與適用性。 (3)提高去除燃氣中焦油的技術(shù) 我國現(xiàn)行的焦油去除技術(shù)不先進，燃氣中焦油含量較高，造成內(nèi)燃機磨損嚴重，機組運行一段時問后，須停機清理積聚在系統(tǒng)內(nèi)的焦油，降低了設(shè)備利用率，增加了氣化發(fā)電成本。因此，應(yīng)盡快探索使用催化裂解等先進方法，以提高燃氣中焦油的去除率。 (4)廢水與灰分的處理在清除焦油與灰分過程中，須耗用大量的水。這些含有焦油與灰分的水，在排放前應(yīng)進行處理，以減少二次污染，并盡可能循環(huán)使用。以稻草和稻殼為燃料的固定床氣化爐，生成的灰分不僅數(shù)量較多，而且含有較多的炭，通過提高爐子的氣化效率，并對灰分進行煅燒處理，將有助于問題的解決。若能將灰分加工成保溫材料或提取高純度的SiO2，既可收到經(jīng)濟效益，又有利于滿足環(huán)保的要求四、國內(nèi)外發(fā)展概況我國生物質(zhì)氣化發(fā)電所用燃料以稻殼為主，早在20世紀60年代，我國就開始了生物質(zhì)氣化發(fā)電的研究，研制出了樣機并進行了初步推廣，還曾出口到發(fā)展中國家，后因經(jīng)濟環(huán)境的限制和收益不高等原因停止了這方面的工作。進些年來，客觀環(huán)境發(fā)生了變化：第一是糧食加工趨向大規(guī)?；?，稻殼比較集中，便于收集，降低了氣化發(fā)電成本；第二是隨著鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的發(fā)展和人民生活水平的提高，一些缺、少電地方迫切需要電能；第三十環(huán)境問題，丟棄或焚燒稻殼將造成環(huán)境污染，氣化發(fā)電可以有效利用廢棄的稻殼，所以以稻殼為原料的生物質(zhì)發(fā)電又逐漸得到了人們的重視；第四是生物質(zhì)氣化技術(shù)在許多省份的陸續(xù)應(yīng)用和推廣，農(nóng)作物秸稈、木材生產(chǎn)與加工的廢棄物、薪炭林的營造等，為生物質(zhì)氣化提供了充足的原料；第五是氣化發(fā)電技術(shù)的進步和人們認識與知識水平的提高，所有這些都有利于生物質(zhì)氣化發(fā)電事業(yè)的發(fā)展。以前生物質(zhì)氣化發(fā)電機組規(guī)模以60kW的居多，現(xiàn)在應(yīng)用較多的是160kW一和200kW內(nèi)燃機／發(fā)電機裝置。國內(nèi)生產(chǎn)氣化發(fā)電機組具有代表性的廠家是重慶紅巖內(nèi)燃機責任有限公司。國外以生物質(zhì)燃氣進行發(fā)電和供熱近年來有較快的發(fā)展，所有的發(fā)電機組基本上有三種類型：一是內(nèi)燃機/發(fā)電機機組；二是汽輪機/發(fā)電機機組；三是燃氣輪機/發(fā)電機機組。有的發(fā)電廠將前兩者結(jié)合起來使用，有的則把后兩者結(jié)合起來使用。比較這兩種聯(lián)合發(fā)電方式，后者前景較為廣闊，尤其是大規(guī)模生產(chǎn)的情況下。 巴西是世界上生物質(zhì)能并發(fā)利用先進的國家之一。以前以甘蔗的利用為主，近期在巴西的東北部營造了大面積薪炭林，并以薪炭林木材為原料發(fā)電，其發(fā)展前景將不亞于對甘蔗的利用。巴西具有自己獨特的生物質(zhì)燃燒技術(shù)，已應(yīng)用了近百年，但依然被采用，因為它運行可靠，并且能用各種各樣的生物質(zhì)原料。生物質(zhì)在鍋爐中燃燒，產(chǎn)出的高壓過熱蒸汽，通過汽輪機的渦輪膨脹做功，驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電。由渦輪排出的蒸汽在冷凝器中凝結(jié)成水，由泵輸給鍋爐，在經(jīng)過水預(yù)熱器時，鍋爐排出的高溫煙氣將其加熱。由鼓風機送給鍋爐的空氣(供生物質(zhì)燃燒用)，在空氣預(yù)熱器中被預(yù)熱的煙氣提高了溫度。水預(yù)熱器(也稱省煤器)和空氣預(yù)熱器都屬于鍋爐預(yù)熱回收裝置。這種發(fā)電系統(tǒng)的缺點是：設(shè)備投資較高，熱效率較低，即便是在將來，情況也難有明顯改善。 美國在利用生物質(zhì)能發(fā)電方面處于世界領(lǐng)先地位。20世紀90年代初，有1000個左右燃木發(fā)電廠。這里簡要介紹一下賓夕法尼亞州Viking木材發(fā)電廠的情況。此發(fā)電廠裝機容量為18.2MW。鍋爐主要燃用伐木場廢木、雞豬舍墊料等，日耗燃料量600t，它的汽輪機是采用背壓式的，而不是凝汽式的。此系統(tǒng)除用于發(fā)出16MW左右的電力并入電網(wǎng)外，每小時還向食品廠供應(yīng)10t蒸汽，從而提高了系統(tǒng)的熱效率，預(yù)計6～9年可收回投資。

熱心網(wǎng)友：生物質(zhì)能一直是人類賴以生存的重要能源，它是僅次于煤炭、石油和天然氣而居于世界能源消費總量第四位的能源，在整個能源系統(tǒng)中占有重要地位。有關(guān)專家估計，生物質(zhì)能極有可能成為未來可持續(xù)能源系統(tǒng)的組成部分，到下世紀中葉，采用新技術(shù)生產(chǎn)的各種生物質(zhì)替代燃料將占全球總能耗的40％以上。目前人類對生物質(zhì)能的利用，包括直接用作燃料的有農(nóng)作物的秸稈、薪柴等；間接作為燃料的有農(nóng)林廢棄物、動物糞便、垃圾及藻類等，它們通過微生物作用生成沼氣，或采用熱解法制造液體和氣體燃料，也可制造生物炭。生物質(zhì)能是世界上最為廣泛的可再生能源。據(jù)估計，每年地球上僅通過光合作用生成的生物質(zhì)總量就達1440～1800億噸( 干重 )，其能量約相當于20世紀90年代初全世界總能耗的3～8倍。但是尚未被人們合理利用，多半直接當薪柴使用，效率低，影響生態(tài)環(huán)境?，F(xiàn)代生物質(zhì)能的利用是通過生物質(zhì)的厭氧發(fā)酵制取甲烷，用熱解法生成燃料氣、生物油和生物炭 ，用生物質(zhì)制造乙醇和甲醇燃料，以及利用生物工程技術(shù)培育能源植物，發(fā)展能源農(nóng)場。