生物燃料的特點精選(九篇)

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第1篇：生物燃料的特點范文

關(guān)鍵詞：生物質(zhì)；秸稈；燃燒技術(shù)；現(xiàn)狀；展望

Current situation and prospect of

combustion technologies for different forms of biomass

Liu Shengyong， Liu Xiao’er， Wang Sen

(Key Laboratory of Renewable Energy of Ministry of Agriculture， Electrical and Mechanical? Engineering College， Henan Agricultural University， Zhengzhou， 450002，China)

Abstract：In this paper，the characteristics of biomass fuels，and current situation of combustion technologies for biomass briquette，biomass bale，biomass powder and biomass gas were introduced. The problem of deposit and corrosion during biomass combustion was analyzed. At last，the prospect for the development trend of biomass combustion technologies was forecasted.

Key words：biomass; straw; combustion technologies; current situation; prospect

0引 言

生物質(zhì)能與化石能源相比，具有可再生和低污染的優(yōu)勢，因此受到全世界普遍的重視，并已成為新能源的發(fā)展方向之一。生物質(zhì)能主要通過直接燃燒、氣化、液化和厭氧發(fā)酵加以利用。生物質(zhì)因具有揮發(fā)分高、炭活性高、N和S含量低，灰分低，生命周期內(nèi)燃燒過程CO2零排放等特點，特別適合燃燒轉(zhuǎn)化利用，是一種優(yōu)質(zhì)燃料[1]。生物質(zhì)燃燒技術(shù)按其形態(tài)的不同可分為生物質(zhì)成型燃料的燃燒技術(shù)、生物質(zhì)捆燒技術(shù)、生物質(zhì)粉體燃燒技術(shù)和生物質(zhì)燃氣燃燒技術(shù)等，就中國的基本國情和生物質(zhì)利用水平而言，生物質(zhì)燃燒技術(shù)無疑是最簡便可行的高效利用生物質(zhì)資源的方式之一。

1生物質(zhì)燃料的燃燒特性

第2篇：生物燃料的特點范文

[關(guān)鍵詞]:鍋爐,污染,生物質(zhì)燃料,環(huán)保

一、引言

我國能源生產(chǎn)結(jié)構(gòu)中煤炭比例始終在67%及以上,煤炭是我國能源的主體。目前,我國已探明煤炭可采儲量約1145億噸,年消耗燃煤12億～15億噸,其中大多數(shù)直接作為燃料被消耗掉,以煤炭為主的中國能源結(jié)構(gòu)可開采煤炭儲量約能使用150年。另外,以煤為主的能源結(jié)構(gòu)直接導(dǎo)致能源活動對環(huán)境質(zhì)量和公眾健康造成了極大危害。

二、生物質(zhì)固體成型燃料簡介

生物質(zhì)固體成型燃料(簡稱生物質(zhì)燃料,俗稱秸稈煤)是利用新技術(shù)及專用設(shè)備將農(nóng)作物秸稈、木屑、鋸末、花生殼、玉米芯、稻草、稻殼、麥秸麥糠、樹枝葉、干草等壓縮碳化成型的現(xiàn)代化清潔燃料(目前國內(nèi)外常用的生物質(zhì)成型工藝流程如圖1),無任何添加劑和粘結(jié)劑。既可以解決農(nóng)村的基本生活能源,也可以直接用于城市傳統(tǒng)的燃煤鍋爐設(shè)備上,可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的煤碳。其直徑一般為6cm～8cm,長度為其直徑的4～5倍,破碎率小于2.0%,干基含水量小于15%,灰分含量小于1.5%,硫和氯含量一般均小于0.07%,氮含量小于0.5%。在河南省,生物質(zhì)燃料是政府重點扶持的新農(nóng)村建設(shè)項目之一。

三、生物質(zhì)燃料燃燒技術(shù)

根據(jù)試驗研究及測試資料,生物質(zhì)燃料燃燒特性為:生物質(zhì)揮發(fā)物的燃燒效率比炭化物質(zhì)快。燃燒著火前為吸熱反應(yīng);到著火溫度以后,生成氣相燃燒火焰和固相表面燃燒的光輝火焰,為放熱反應(yīng)。具體的燃燒性能見表1。

生物質(zhì)燃料專用鍋爐燃燒原理如下:

①生物質(zhì)燃料從上料機均勻進入高溫裂解燃燒室,著火后,燃料中的揮發(fā)份快速析出,火焰向內(nèi)燃燒,在氣(固)相燃燒室內(nèi)迅速形成高溫區(qū),為連續(xù)穩(wěn)定著火創(chuàng)造了條件;

②高溫裂解燃燒室內(nèi)的燃料在高溫缺氧的條件下不斷地快速分解為可燃氣體,并送往氣相燃燒室內(nèi)進行氣相燃燒;

③在氣相燃燒的同時,90%以上揮發(fā)份被裂解為炙熱燃料,由輸送系統(tǒng)輸送到固相燃燒室內(nèi)進行固相燃燒,完全燃燒后的灰渣排往渣池或灰坑;

④在輸送過程中,小顆粒燃料和未燃盡的微粒在風動的作用下于氣(固)相燃燒室內(nèi)燃燒;

⑤從多個配氧處可按比例自動調(diào)配、補充所需量的氧氣,為爐膛出口的燃燒助燃,完全燃燒后的高溫煙氣通往鍋爐受熱面被吸收后,再經(jīng)除塵后排往大氣。

生物質(zhì)燃料燃燒的特點為:

①可迅速形成高溫區(qū),穩(wěn)定地維持層燃、氣化燃燒及懸浮燃燒狀態(tài),煙氣在高溫爐膛內(nèi)停留時間長,經(jīng)多次配氧,燃燒充分,燃料利用率高,可從根本上解決冒黑煙的難題。

②與之配套的鍋爐,煙塵排放原始濃度低,可不用煙囪。

③燃料燃燒連續(xù),工況穩(wěn)定,不受添加燃料和捅火的影響,可保證出力。

④自動化程度高,勞動強度低,操作簡單、方便,無需繁雜的操作程序。

⑤燃料適用性廣,不結(jié)渣,完全解決了生物質(zhì)燃料的易結(jié)渣問題。

⑥由于采用了氣固相分相燃燒技術(shù),還具有如下優(yōu)點:

a從高溫裂解燃燒室送入了氣相燃燒室的揮發(fā)份大多是碳氫化合物,適合低過氧或欠氧燃燒,可達無黑煙燃燒及完全燃燒,可有效地抑制“熱力――NO”的產(chǎn)生。

b在高溫裂解過程中,處于缺氧狀態(tài),此過程可有效地制止燃料中氮轉(zhuǎn)化為有毒的氮氧化物。

四、環(huán)境影響分析

生物質(zhì)燃料燃燒污染物排放主要為少量的大氣污染物及可綜合利用的固體廢棄物。

(1)大氣污染物

生物質(zhì)燃料纖維素含量高,為70%左右;硫含量大大低于煤;燃料密度大,便于貯存和運輸;產(chǎn)品形狀規(guī)格多,利用范圍廣;熱值與中質(zhì)煤相當,燃燒速度比煤快11%以上,燃燒充分、黑煙少、灰分低、環(huán)保衛(wèi)生;另在采取配套的脫硫除塵裝置后,大氣污染物排放種類少、濃度低。根據(jù)河南德潤鍋爐有限公司對生物質(zhì)固體成型燃料專用鍋爐的研究:生物質(zhì)燃料燃燒后可實現(xiàn)CO2零排放,NOx微量排放,SO2排放量低于33.6mg/m3,煙塵排放量低于46mg/m3。新建使用生物質(zhì)燃料鍋爐大氣污染物排放控制指標執(zhí)行《鍋爐大氣污染物排放標準》(GB13271-2001)中燃氣鍋爐的排放標準。查閱該標準可知,燃氣鍋爐排放標準為:SO2≤100mg/m3、煙塵≤100mg/m3。生物質(zhì)燃料鍋爐燃燒后大氣污染物排放濃度遠低于國家標準。

(2)固體廢棄物

生物質(zhì)燃料鍋爐燃燒固體廢棄物主要為燃燒后的灰分,可以回收做鉀肥,資源綜合利用。

五、環(huán)境效益分析

生物質(zhì)燃料的環(huán)境效益主要體現(xiàn)在以下幾方面:

(1)生物質(zhì)燃料代替煤等常規(guī)能源,能減少大氣污染物的排放量,有效改善城鄉(xiāng)空氣環(huán)境質(zhì)量。生物質(zhì)燃料中硫的含量不到煤炭的1/10,其替代煤燃燒能有效地減少大氣中二氧化硫的排放量;由于生物質(zhì)在燃燒過程中排出的CO2與其生長過程中光合作用中所吸收的一樣多,所以從循環(huán)利用的角度看,生物質(zhì)燃燒對空氣的CO2的凈排放為零。煤炭與生物質(zhì)固體燃料的污染物燃燒排放比較見表2。

(2)燃燒后的固體廢物可綜合利用

灰分可以回收做鉀肥,實現(xiàn)“秸稈――燃料――肥料”的有效循環(huán)。

(3)合理處理廢棄的農(nóng)作物,降低對環(huán)境的影響

僅秸稈而言,我國每年農(nóng)作物秸稈產(chǎn)重約為7.06億千噸,河南省每年達7000萬千噸,占全國的1/10。若秸稈等廢棄的農(nóng)作物自然腐爛,將產(chǎn)生大量的甲烷,通常認為甲烷氣體的溫室效應(yīng)是二氧化碳的21倍。將廢棄的農(nóng)作物做成燃料,既變廢為寶,節(jié)約資源,又可減排溫室氣體,保護環(huán)境。

六、結(jié)論

生物質(zhì)燃料利用廢棄的農(nóng)作物作為原料,可實現(xiàn)就地取材、就地生產(chǎn),降低了農(nóng)業(yè)廢棄物運輸成本與運輸過程中的污染,其產(chǎn)品具有節(jié)能、環(huán)保、保護不可再生資源等特點。生物質(zhì)燃料生產(chǎn)的工藝、方法符合我國目前建設(shè)節(jié)約型社會要求和可持續(xù)發(fā)展的國策,具有突出的社會效益、經(jīng)濟效益和環(huán)境效益,有很好的實用性和推廣價值,對緩解我國能源緊張和環(huán)境污染具有重大意義,有著廣泛的市場前景和應(yīng)用空間。

參考文獻:

[1]洪成梅 徐士洪 魏良國 利用農(nóng)作物秸稈生產(chǎn)生物質(zhì)“顆粒”燃料 污染防治技術(shù),2007

[2]江淑琴 生物質(zhì)燃料的燃燒與熱解特性[J] 太陽能學報,1995

第3篇：生物燃料的特點范文

目前，生物質(zhì)直接燃燒技術(shù)是最簡便、最具潛力的生物質(zhì)資源有效利用方式之一。但由于生物質(zhì)燃料與化石燃料相比，在物理、化學性質(zhì)等方面存在著較大的差異，因此對燃燒設(shè)備的設(shè)計要求和燃燒方式的選擇也不同于化石燃料。

二、生物質(zhì)燃燒的特性

了解生物質(zhì)燃料的組成成分，有助于對其燃燒特性的研究，從而進一步科學、合理地開發(fā)利用生物質(zhì)能。

由上表可以看出，生物質(zhì)燃料組成成分的特點是：（1）生物質(zhì)含水分多，含硫量低；（2）生物質(zhì)含碳量少，固定碳含量更少，熱值普遍偏低；（3）生物質(zhì)含氧量高，揮發(fā)份明顯較多；（4）生物質(zhì)灰份少、密度小，尤其是農(nóng)作物秸稈。因此，生物質(zhì)燃料的燃燒過程是強烈的化學反應(yīng)過程，又是燃料和空氣間的傳熱、傳質(zhì)的過程，主要分為揮發(fā)份的析出、燃燒和殘余焦炭的燃燒、燃盡兩個獨立的階段。

三、生物質(zhì)燃料直接燃燒技術(shù)

直接燃燒是目前最簡便的生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化技術(shù)，即將生物質(zhì)直接作為燃料燃燒，燃燒過程所產(chǎn)生的能量主要用于發(fā)電或集中供熱。作為燃料的生物質(zhì)包括各種農(nóng)林業(yè)廢棄物、城市生活垃圾等。

目前，生物質(zhì)直接燃燒技術(shù)主要有以下幾種：

3.1生物質(zhì)直接燃燒流化床技術(shù)

采用流化床技術(shù)開發(fā)生物質(zhì)能是考慮到流化燃燒效率高，有害氣體排放少，熱容量大等一系列優(yōu)點，適合燃用水分大、熱值低的生物質(zhì)燃料。

生物質(zhì)直接燃燒流化床技術(shù)是采用細砂等顆粒作為媒體床料，以保證形成穩(wěn)定的密相區(qū)料層，為生物質(zhì)燃料提供充分的預(yù)熱和干燥熱源；采用風力給料裝置，使生物質(zhì)燃料均勻散布在床層表面，有助于燃料的及時著火和穩(wěn)定燃燒；采用稀相區(qū)強旋轉(zhuǎn)切向二次風形成強烈旋轉(zhuǎn)上升氣流，可以使高溫煙氣、空氣和生物質(zhì)物料顆粒混合強烈，并延長物料顆粒在爐內(nèi)的停留時間；采用稀相區(qū)后設(shè)置臥式旋風燃燼室，使可燃氣體和固體顆粒進一步燃盡，同時可以將煙氣中所攜帶的飛灰、床料分離下來，減輕尾部受熱面和除塵設(shè)備的磨損。現(xiàn)在我國部分鍋爐廠家與高等院校合作，已開發(fā)出甘蔗渣、稻殼、果穗、木屑等生物廢料的流化床鍋爐，并取得成功運行。

3.2生物質(zhì)直接燃燒層燃技術(shù)

生物質(zhì)直接燃燒層燃技術(shù)使用的燃料主要可分為農(nóng)林業(yè)廢棄物及城市生活垃圾，由于這兩種生物質(zhì)燃料的燃燒特點不同，因此，所設(shè)計的層燃鍋爐結(jié)構(gòu)也有所不同。

3.2.1農(nóng)林業(yè)廢棄物焚燒技術(shù)

一般農(nóng)林業(yè)廢棄物的揮發(fā)物含量高，析出速度快，著火迅速，而固定碳的燃燒則比較慢，因此對于此類鍋爐的設(shè)計主要采用采用風力吹送的爐內(nèi)懸浮燃燒加層燃的燃燒方式。農(nóng)林業(yè)廢棄物進入噴料裝置，依靠高速噴料風噴射到爐膛內(nèi)，調(diào)節(jié)噴料風量的大小和導(dǎo)向板的角度以改變草渣落入爐膛內(nèi)部的分布狀態(tài)，合理組織燃燒。為了使大量快速析出的揮發(fā)分能及時與空氣充分混合，在噴料口的上部和爐膛后墻布置有三組二次風噴嘴，噴出的高速二次風具有很大的動能和剛性，使高溫煙氣與可燃物充分地攪拌混合，保證燃料的完全充分燃燒。比較難燃燒的固定碳則下落到爐膛底部的往復(fù)爐排上，繼續(xù)燃燒。通過合理地組織二次風，形成合理的爐內(nèi)空氣動力場，可使生物質(zhì)中的大顆粒物及固定碳下落到爐排較前端，使燃料在爐排上有較長的停留燃燒時間，保證固定碳的完全充分燃燒。

3.2.2城市生活垃圾焚燒技術(shù)

目前我國中小城市生活垃圾一般含水量較大，著火困難，直接燃燒具有一定難度，所以燃燒時可摻入一定比例的煤，或者對垃圾進行預(yù)處理。我公司生產(chǎn)的城市生活垃圾鍋爐使用的是經(jīng)過消解過的垃圾，燃燒時不須摻煤。消解垃圾經(jīng)抓斗送到料斗內(nèi)，垃圾經(jīng)推料裝置送至往復(fù)爐排上，往復(fù)爐排前部經(jīng)熱空氣加熱干燥后著火燃燒。為了使大量快速析出的揮發(fā)分能及時與空氣充分混合，我們在后拱下部及前拱上部各布置有一組二次風噴嘴，噴出的高速二次風具有很大的動能和剛性，使可燃氣體與高速二次風充分混合，保證了揮發(fā)份的充分燃燒。往復(fù)爐排分三級驅(qū)動，每級可分別調(diào)整爐排的往復(fù)運動速度，這樣可使燃料在爐排上有較長的停留燃燒時間，保證固定碳的完全充分燃燒。

推入的燃料量通過調(diào)節(jié)給料機的推料速度來控制。燃料在往復(fù)爐排上的燃燒時間通過調(diào)節(jié)往復(fù)爐排的移動速度來控制。為了使燃料層在爐排上有自翻身撥火作用，往復(fù)爐排采用傾斜16°的布置方式以及爐排三級之間設(shè)置了合理的落差，使燃料從前向后推動前進的同時有一個下落翻動過程，在上級爐排落至下級時有一個較大的翻滾，起到自撥火作用，有利于完全燃燒。為了保證燃料的及時著火和燃燼，設(shè)計有較高的前拱和低而長的后拱，高前拱區(qū)為垃圾的燃燒提供了足夠的空間，低而長的后拱有利于燃料的燃燼。

往復(fù)爐的配風與燃煤鍋爐也有較大不同。干燥階段風量僅占一次風量的15%左右，主燃區(qū)風量占75%以上，而燃燼區(qū)風量僅占10%左右。為了保證揮發(fā)分大量集中析出時的完全及時充分燃燒，必須有占總風量15-20%以上的風量作為二次風，本設(shè)計的二次風可幫助燃料析出的揮發(fā)分在爐膛空間的燃燒，在每組二次風噴嘴的風道上裝有調(diào)節(jié)閥門，實際運行時可根據(jù)現(xiàn)場燃料的燃燒情況及時調(diào)節(jié)各段風量及每組的二次風量。

煙氣處理系統(tǒng)則采用半干式脫酸塔及布袋除塵器，能夠有效去除尾氣中有害氣體。

第4篇：生物燃料的特點范文

【關(guān)鍵詞】生物質(zhì)；調(diào)整試驗；環(huán)保；秸桿發(fā)電

生物質(zhì)能源是以生物質(zhì)為載體將太陽能以化學能形式貯存的一種能量，它直接或間接地來源于植物的光合作用。生物能的蘊藏量極大，僅地球上的植物，每年生產(chǎn)量就像當于目前人類消耗礦物能的20倍。在各種可再生能源中，生物質(zhì)是貯存的太陽能，更是一種唯一可再生的碳源，可轉(zhuǎn)化成常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料。農(nóng)作物秸稈、廢棄木料等生物質(zhì)直接燃燒供熱發(fā)電的利用方式，是一條將秸稈轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)能源的工藝技術(shù)路線，它存在節(jié)能、環(huán)保、碳排放平衡等特點。

僅山東省在每年的各類農(nóng)作物秸稈產(chǎn)量即達7700萬噸，占全國農(nóng)作物秸稈總量的十分之一，相當于4100萬噸標準煤。全國薪柴和林業(yè)廢棄物資源量中，可開發(fā)量每年達到6億噸以上。目前生物質(zhì)能源秸稈直接燃燒發(fā)電技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用，已引起世界各國政府和科學家的關(guān)注，將生物質(zhì)能秸稈發(fā)電技術(shù)作為21世紀發(fā)展可再生能源戰(zhàn)略的重點工程。

根據(jù)國際能源機構(gòu)高級可再生能源市場分析的預(yù)測，同2005年至2011年相比，全球2011年至2017年可再生能源產(chǎn)生的電能將增長60%以上。此外，包括美國在內(nèi)的12個經(jīng)濟合作和開發(fā)組織國家以及中國、印度和巴西的可再生能源發(fā)電量將占全球總量的80%左右。

根據(jù)國家“十一五”規(guī)劃綱要提出的發(fā)展目標，未來將建設(shè)生物質(zhì)發(fā)電550萬千瓦裝機容量，已公布的《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》也確定了到2020年生物質(zhì)發(fā)電裝機3000萬千瓦的發(fā)展目標。此外，國家已經(jīng)決定，將安排資金支持可再生能源的技術(shù)研發(fā)、設(shè)備制造及檢測認證等產(chǎn)業(yè)服務(wù)體系建設(shè)。

生物質(zhì)發(fā)電的主要燃料秸稈的單位質(zhì)量熱值在3500大卡左右，與單位質(zhì)量燃煤的熱值相差不大，但其單位質(zhì)量燃料的堆積體積比較燃煤有較大差異，是燃煤體積的5倍左右。秸稈燃料中的灰分通常較低，用布袋除塵器即可實現(xiàn)有效清潔排放，硫份也非常低，對大氣造成污染的程度較低。與燃料的特性相適應(yīng)，生物能電站的建設(shè)在機組容量、廠用電系統(tǒng)、燃料存放及輸送、鍋爐燃燒系統(tǒng)等方面也有其相應(yīng)的特點。

1.燃料管理

與常規(guī)煤化石類燃料不同，單位質(zhì)量的生物質(zhì)燃料的存放空間較大，因而需要一個較寬闊的料場來存放，同時與燃煤的自燃相比較秸稈燃料更容易點燃，這一特點對于鍋爐的穩(wěn)定燃燒非常有利，但對于燃料料場的防火安全則是一個風險，煙頭、煙火等火源即可引發(fā)火情，一旦著火燃燒形成火勢后又不易撲滅，在燃料進場以后，與燃料相關(guān)的消防、安全教育、安全巡檢等工作要予以重點落實。

秸稈燃料供應(yīng)系統(tǒng)有活底料倉、皮帶棧橋輸送、爐前料倉及緩沖料倉、螺旋輸送機、水冷套輸送給料機、料包輸送軌道、料包抓取機等形式。棉花秸稈、玉米秸稈等長桿類燃料在由料場向鍋爐輸送的過程之中，易出現(xiàn)蓬料、搭橋等情況并最終導(dǎo)致向鍋爐的燃料供應(yīng)減少或中斷。一旦出現(xiàn)1/4以上的燃料供應(yīng)中斷，就將明顯影響爐爐膛燃燒、并主蒸汽溫度迅速降低。對此在一定范圍內(nèi)可以采取降負荷、開對空排汽的方法，以減緩汽溫下降的速度與幅度，確保不致于到達解列停機的臨界值。而在出現(xiàn)1/2以上的燃料供應(yīng)中斷時，以開對空排汽降負荷保汽溫的措施通常已經(jīng)難于奏效，主汽溫度將很容易到達10分鐘內(nèi)降幅超過50℃的限值，只能打閘停機以保設(shè)備安全。花生殼、木屑等顆粒類燃料易出現(xiàn)燃料沿給料線以流沙形式進入爐膛而供應(yīng)量劇增的情況也不利于鍋爐的穩(wěn)定燃燒。

生物質(zhì)能源電站當前越來越趁向于緊湊的鍋爐車間、汽機車間和寬闊的料場的搭配模式，當前有較多的生物質(zhì)能源電站的料場取料采用了鏟車取料的模式，在料場場地采用土質(zhì)硬化時，在取料時容易使燃料內(nèi)拌入大量的土，這不僅使得后續(xù)輸料環(huán)節(jié)中對周圍產(chǎn)生揚塵污染，而且在進入鍋爐燃燒時容易在爐排上出現(xiàn)燒結(jié)成塊的情況，導(dǎo)致鍋爐燃燒惡化。對于以方磚對料場進行硬化的場地則可有效減少料中拌土的情況，但易出現(xiàn)被鏟車到料時誤取的情況，從而導(dǎo)致在后續(xù)輸料環(huán)節(jié)中增加卡塞料機的機率，故此，對燃料料場進行水泥硬化應(yīng)是避免以上兩種情況的有效方式，只是此種方式的初期投資較大。

秸稈通常含有3%～5%的灰分。這種灰以鍋爐飛灰和灰渣/爐底灰的形式被收集，這種灰分含有豐富的營養(yǎng)成分如鉀、鎂、磷和鈣，可用作高效農(nóng)業(yè)肥料，安裝一個布袋除塵器，以便收集煙氣中的飛灰，布袋除塵器的排放低于25mg/Nm3，大大低于中國燒煤發(fā)電廠的煙灰排放水平。

2.廠用電系統(tǒng)

當前我國已經(jīng)投產(chǎn)的生物能電站均是單臺機組電站，其發(fā)電容量多數(shù)在12MW到40MW之間，機組容量的設(shè)計主要考慮周圍區(qū)域內(nèi)的可取用燃料數(shù)量。在此種電站中，其廠用電系統(tǒng)均未設(shè)計獨立的啟動變壓器，而采用雙向變壓器方案，即主變壓器既作為發(fā)電機出口常規(guī)主變壓器，又作為全廠的啟動變壓器，這種設(shè)計方式投資少，系統(tǒng)相對簡單，已經(jīng)成為一種比較經(jīng)濟實用的模式。

在國內(nèi)已經(jīng)完成試運投產(chǎn)的多個生物電站項目上，廠用電受電是試運前期階段一切工作之中的主線。在正式電源投用之前，施工用電在滿足現(xiàn)場施工用電、辦公生活用電外，僅能滿足部分小功率電機的試轉(zhuǎn)等工作，分系統(tǒng)的試運工作受制約因素太多因而多數(shù)情況難以展開。

廠用電系統(tǒng)的受電是個綜合工作，不僅需要廠內(nèi)部各項施工、試驗等工作要完成就位，同時也要受到廠外因素的制約，比如輸電線路施工、鐵塔施工、與當?shù)仉娋W(wǎng)的協(xié)調(diào)、與周圍居民的協(xié)調(diào)等情況等。相比較之下，廠區(qū)內(nèi)部的主變壓器施工及調(diào)試、線路保護柜的調(diào)試等工作則可以比較從容，只要設(shè)備能及時就、施工隊伍、調(diào)試隊伍能及時開展工作，則廠區(qū)內(nèi)部的廠用電反送電工作則處在一個相對可以控制的狀態(tài)下進行。我國內(nèi)蒙古自治某生物電站在試運之初僅因為外部輸電線路用電及上網(wǎng)協(xié)議談判、線路施工、奧運保電等因素的影響而延期多達六個月，在此期間廠內(nèi)廠用電系統(tǒng)的一切施工、試驗工作陸續(xù)完成，而在外部線路就位之后，廠用電很短時間之內(nèi)即完成受電，并在十天之內(nèi)完成了所有高壓電機試轉(zhuǎn)、鍋爐冷態(tài)啟動、鍋爐吹管等工作。

通常在國內(nèi)各生物能電站在招商引資的大形勢下，由當?shù)卣鲗?dǎo)在各類開發(fā)區(qū)投資辦廠的情況較多，除了配合協(xié)調(diào)燃料的收購工作以外，在用電、用水等協(xié)調(diào)方面，當?shù)卣捌湎嚓P(guān)部門在此也有較大的作為空間。

在廠用電系統(tǒng)一時無法正式受電的情況下，以施工用電作為單體調(diào)試的臨時電源可以在一定程度開展現(xiàn)場的試運工作，比如小功率電機試轉(zhuǎn)、汽機油系統(tǒng)過濾、DCS系統(tǒng)上電復(fù)原、靜態(tài)聯(lián)鎖調(diào)試、啟動爐試運等，化學制水系統(tǒng)的用電量也相對較小一般可以利用施工用電進行系統(tǒng)調(diào)試。通常施工用電的容量較小，其保護措施、設(shè)備可靠性方面也較薄弱，有時會引發(fā)低電壓、電源缺相等情況，對此需要加強監(jiān)控，否則一旦出現(xiàn)可能會聯(lián)鎖導(dǎo)致電機等設(shè)備損毀等情況。

3.煙風系統(tǒng)的試運

生物質(zhì)能燃料有較好的易燃性，在啟動引風機后，鍋爐點火時只要用較小的點火熱量即可實現(xiàn)有效點燃，當前多數(shù)鍋爐仍設(shè)計有油燃燒器，而實際運行中人工點火較用油燃燒器點火的可操作性更強，同時由于減少了燃油儲存、供應(yīng)系統(tǒng)，油系統(tǒng)運行方面的安全風險大為減少，運行費用開支也因此節(jié)省。

生物燃料在經(jīng)過初級破碎后物料仍非粉末狀態(tài)，在物料燃燒充分程度上受到較大制約。在鍋爐啟動初期一次風溫度較低時，易發(fā)生尾部煙道余料燃燒，對此應(yīng)及早投入空器預(yù)熱器，充分提高一次風的溫度，避免爐膛燃燒中心后移，使燃料得以充分的燃燒，提高燃燒效率。同時應(yīng)充分利用煙冷器的可調(diào)節(jié)性控制鍋爐排煙溫度，當前生物質(zhì)能源電站的布袋除塵器工作溫度在120℃左右，過高的溫度易造成布袋及煙道各膨脹節(jié)損傷并浪費能源，過低的溫度會導(dǎo)致尾部煙道腐蝕并不利于布袋除塵的效果。

采用水冷式振動爐排是生物質(zhì)能源電站鍋爐中最常見的形式，為保證燃燒時間充分又不致于積料結(jié)焦，爐排的振動需要有一個合適的振動頻率，通常每一到兩分鐘之內(nèi)就要振動一次，每次動作時間10到15秒，針對每臺鍋爐具體數(shù)值需要根據(jù)系統(tǒng)實際工況進行調(diào)整而有所不同。在每次爐排振動時，爐膛負壓有較大的擾動，擾動值在+300Pa到+400Pa之間，在出現(xiàn)正壓擾動時若不及時調(diào)整，爐膛內(nèi)的正壓煙火極易順著給料線回火至緩沖料倉而引發(fā)火情。在人工調(diào)整的情況下，鍋爐爐膛負壓控制要稍大一些（比如-300Pa），以防至在爐排排動等時出現(xiàn)負壓竄升。在具備條件時，爐膛負壓控制要及早投入自動運行，并適當增大引風機對負壓調(diào)節(jié)的微分作用，以將爐膛負壓控制在一個較安全的范圍之內(nèi)。這同時對引風機的調(diào)節(jié)裝置的設(shè)備可靠性提出了較高要求，不論是葉耦調(diào)節(jié)裝置，還是引風機的進口擋板調(diào)節(jié)裝置，都需要較高的可靠性。

在生物質(zhì)電站機組的試運中，把握好燃燒、燃燒等環(huán)節(jié)的差異，并結(jié)合常規(guī)火力發(fā)電機組的試運規(guī)律，通過科學合理的組織，可及時將生物能電站的靜態(tài)投資轉(zhuǎn)為生產(chǎn)力，發(fā)揮出其環(huán)保、低碳及可持續(xù)等優(yōu)勢。

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[3]吳偉.單縣生物發(fā)電示范項目燃料系統(tǒng)設(shè)計研究.電力建設(shè)，2006，27（12）.

第5篇：生物燃料的特點范文

近年來，能源短缺困擾世界經(jīng)濟的發(fā)展，許多國家紛紛調(diào)整能源政策，尋找礦物質(zhì)能源的替代產(chǎn)品，生物質(zhì)能源作為一種可替代石油、天然氣的可再生清潔能源，得到了世界各國的普遍關(guān)注和重視。清潔生物質(zhì)能源生產(chǎn)技術(shù)主要有兩種：①以淀粉質(zhì)和糖質(zhì)作物（例如玉米、甘薯、甘蔗等）或植物纖維廢棄物質(zhì)（例如農(nóng)作物秸稈、樹枝等）為原料生產(chǎn)燃料酒精；②以油菜、油棕櫚、大豆、蓖麻等油類植物或廢棄油脂為原料生產(chǎn)生物柴油。這兩種清潔能源生產(chǎn)技術(shù)是近期最有可能在中國形成生產(chǎn)力、應(yīng)用于規(guī)模化生產(chǎn)的可再生能源技術(shù)，也是當前公認的、最富有生命力和實際應(yīng)用價值的生化工藝。

生物質(zhì)能源的原料主要來自農(nóng)村，開發(fā)利用生物質(zhì)能源必將帶動能源農(nóng)業(yè)的發(fā)展，對中國社會、經(jīng)濟產(chǎn)生積極的影響：一是降低能源的對外依存度，緩解中國的能源壓力，保障中國的能源安全；二是根據(jù)農(nóng)村地區(qū)的要素稟賦優(yōu)勢，因地制宜發(fā)展比較優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，使農(nóng)業(yè)向能源產(chǎn)業(yè)滲透，成為能源產(chǎn)業(yè)鏈的重要一環(huán)，增加農(nóng)民收入；三是將農(nóng)作物秸稈等廢棄物充分利用起來，通過市場疏導(dǎo)、而不是堵截的方式治理農(nóng)村生態(tài)環(huán)境。總之，發(fā)展能源農(nóng)業(yè)有助于建立中國能源、農(nóng)村經(jīng)濟、環(huán)境之間的良性互動機制，從根本上解決中國能源短缺、農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展滯后、環(huán)境污染嚴重等問題，起到“一石三鳥”的作用。

中國政府及有關(guān)部門對生物質(zhì)能源的利用極為重視，在連續(xù)四個五年計劃中都將生物質(zhì)能源列為科技攻關(guān)重點項目。2006年1月1日開始實施的《可再生能源法》在法律高度上明確了可再生能源在現(xiàn)代能源中的地位，并出臺了一些具體的優(yōu)惠政策，但與能源農(nóng)業(yè)發(fā)達的國家相比，中國還存在產(chǎn)業(yè)規(guī)劃不夠系統(tǒng)、扶持政策不夠清晰、相關(guān)的配套措施有待細化和明確等問題。他山之石可以攻玉。本文試圖通過對生物質(zhì)能源計劃實施相對成功的美國、巴西、德國進行對比分析，了解能源農(nóng)業(yè)發(fā)達國家的產(chǎn)業(yè)促進政策，從而希望能給中國能源農(nóng)業(yè)的發(fā)展帶來有益的啟示。

二、能源農(nóng)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的國際比較

（一）美國的“能源農(nóng)場”策略

為了控制中東地區(qū)的石油資源，美國在軍備支出方面付出巨大代價，美國政府逐漸認識到把資金投給動蕩不安的中東還不如投給國內(nèi)的農(nóng)場主。美國的能源農(nóng)業(yè)是以燃料酒精為突破口發(fā)展起來的。在上世紀70年代初，美國開始利用玉米為原料生產(chǎn)燃料酒精，80年代后期，由于石油價格走低，燃料酒精產(chǎn)業(yè)的發(fā)展一度處于停頓狀態(tài)。近年來，受石油價格大幅上漲的影響，燃料酒精再次得到重視，生產(chǎn)規(guī)模迅速增大。美國人少地多，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)達，玉米等農(nóng)產(chǎn)品過剩，以糧食為原料生產(chǎn)燃料酒精具有良好的產(chǎn)業(yè)化條件和基礎(chǔ)。目前，美國玉米酒精年產(chǎn)量已達1000萬噸，其中，912萬噸被添加到汽油中，替代了運輸用能源的3%，在中西部12個州這一比例甚至達到了5%～10%。

為了推動能源農(nóng)業(yè)的發(fā)展，美國在總體部署、市場供應(yīng)、稅收優(yōu)惠、資金支持、技術(shù)開發(fā)等方面做出了系統(tǒng)的安排。

1.總體部署。1990年以來，美國出臺了一系列的法令法規(guī)推動生物質(zhì)能源的使用。例如，1994年，美國環(huán)境保護委員會（epa）規(guī)定，以燃料酒精為主的可再生清潔燃料在大城市必須全年供應(yīng)：1998年，國會通過《汽車替代燃料法》，鼓勵使用燃料酒精作為替代能源。1999年，美國總統(tǒng)簽署的一項國家戰(zhàn)略計劃提出，到2020年，生物質(zhì)燃油將取代石化類燃油消費量的10%。2005年實施的《國家能源政策法》規(guī)定，銷售的汽油中必須包含一定比例（將逐年遞增）的生物質(zhì)能源燃料，在未來的5年內(nèi)，燃料酒精的產(chǎn)量將增加一倍，到2012年，汽油中添加酒精的數(shù)量要達到80億加侖（2430萬噸），2013年，可再生能源要占全部能源的7.5%以上。2005年，美國農(nóng)業(yè)部（usda）宣布實施綜合能源戰(zhàn)略，支持燃料酒精、生物柴油等可再生能源的開發(fā)、生產(chǎn)和使用，成立能源理事會，協(xié)調(diào)與美國能源部、環(huán)保局等部門的合作，監(jiān)督綜合能源戰(zhàn)略的實施。

美國通過以上法令法規(guī)，從總體上對生物質(zhì)能源的開發(fā)利用進行了規(guī)劃，以法律手段為能源農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供了保障。

2.市場供應(yīng)。2005年的《國家能源政策法》要求汽油中必須添加一定比例的燃料酒精，能源部門也通過政策規(guī)定，聯(lián)邦、州和公共部門必須有一定比例的車輛使用生物柴油。為保證了燃料酒精的市場供應(yīng)，美國加快了乙醇加油站的布點建設(shè)，2006年，乙醇加油站增加了近1／3，目前，境內(nèi)的乙醇加油站已達到1000個左右。此外，美國的汽車制造商也十分配合生物燃料的推廣使用，僅2006年一年，向市場投放的可變?nèi)剂掀嚲瓦_到100萬輛左右。

3.稅收優(yōu)惠·為了推廣燃料酒精的生產(chǎn)和銷售，美國制定了十分具體的稅收優(yōu)惠政策，主要涉及兩種稅的減免：一是燃料貨物稅的減免，減免幅度根據(jù)燃料中酒精的含量確定，例如，對e85酒精（85%酒精與15%汽油混合）減免57美分／加侖；二是對生產(chǎn)、銷售、使用燃料酒精的企業(yè)減免聯(lián)邦所得稅，減免幅度因企業(yè)類型不同而異，例如，對酒精生產(chǎn)商減免所得稅10美分，加侖，對酒精汽油配制商減免所得稅54美分/加侖，對酒精汽油零售商或不通過零售商直接使用酒精汽油的機構(gòu)銷售或使用e85酒精，減免所得稅5.4美分，加侖。積極的稅收優(yōu)惠政策有效地刺激了生物燃料在美國的應(yīng)用。

4.資金支持。據(jù)usda統(tǒng)計，2001年以來，usda的農(nóng)村發(fā)展基金已經(jīng)投放資金2.9億美元，資助酒精生產(chǎn)工廠以及風能、太陽能等可再生能源項目。2005年的《國家能源政策法》規(guī)定，在未來的5年內(nèi)政府將為可再生能源項目提供30億美元以上的資金。2006年1月，在美國最大的農(nóng)業(yè) 組織－－美國農(nóng)業(yè)社團聯(lián)盟（american farm bureau federation）年會上，usda宣布將提供1900萬美元作為無償補助資金支持可再生能源生產(chǎn)計劃，鼓勵農(nóng)場主和中小企業(yè)從事可再生能源的開發(fā)，并對可再生能源項目優(yōu)先提供貸款。

5.技術(shù)開發(fā)。美國加大了能源農(nóng)業(yè)的研發(fā)投入力度，并取得了一系列重大進展。在能源作物選 育上，美國科學家利用甘蔗和熱帶草本植物雜交選育了能源甘蔗，其生物量比一般的糖料甘蔗高一倍左右，酒精發(fā)酵量高達23～26噸，年·公頃。在生物質(zhì)能源生產(chǎn)工藝上，美國進行了技術(shù)創(chuàng)新，采 用先進高效發(fā)酵工藝，使酒精生產(chǎn)的原材料成本在過去的15年中降低了2／3。考慮到糧食酒精生產(chǎn) 本身需要消耗大量的石化類燃料，近期美國的生物質(zhì)能源發(fā)展計劃出現(xiàn)了戰(zhàn)略性轉(zhuǎn)移，糧食酒精開 始向農(nóng)林纖維素酒精過渡。由于纖維素酒精的原料――纖維素酶價格較高，燃料酒精生產(chǎn)在成本上不合算，近期美國在提高酶的生產(chǎn)活力方面重點攻關(guān)，利用生物工程技術(shù)有效控制生產(chǎn)成本。

（二）巴西的燃料酒精發(fā)展計劃

目前，全球生物質(zhì)能源占能源消費總量的平均比重為13.6%，其中，發(fā)達國家為6%，而巴西已經(jīng)達到44%。巴西具有發(fā)展能源農(nóng)業(yè)得天獨厚的自然條件。該國國土面積851萬平方公里，牧場2億多公頃，農(nóng)田6200多萬公頃，這些土地都非常適宜種植甘蔗、玉米以及大豆、油棕櫚、蓖麻、向日葵等能源作物。此外，巴西還有大量能夠種植能源作物、但尚未開墾利用的土地。這些有利的自然條件為巴西能源農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供了充分的保障。

巴西是世界上最早實施燃料酒精計劃的國家之一，也是最早實現(xiàn)生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)化的國家。在上世紀70年代中期，巴西利用本國榨糖業(yè)比較發(fā)達、甘蔗資源十分豐富的有利條件，開始利用甘蔗生產(chǎn)燃料酒精。經(jīng)過30年的發(fā)展，已經(jīng)形成完整的“甘蔗種植－燃料酒精－酒精汽車”產(chǎn)業(yè)鏈，產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷增大，到2005年底，燃料酒精年產(chǎn)量已達1200萬噸，出口燃料酒精21億升，成為世界上最大的燃料酒精生產(chǎn)國、消費國和出口國。

燃料酒精的規(guī)模化生產(chǎn)降低了巴西能源的對外依存度，保障了能源安全，同時也調(diào)動了農(nóng)民種 植甘蔗的積極性，穩(wěn)定了蔗糖生產(chǎn)，現(xiàn)在，燃料酒精產(chǎn)業(yè)已成為巴西的支柱產(chǎn)業(yè)。巴西能源農(nóng)業(yè)從燃料酒精產(chǎn)業(yè)化發(fā)展開始，取得成功后又在生物柴油上加大了投資的力度，并且取得可喜的回報，每桶生物柴油的成本已經(jīng)降低到26美元。

1.總體規(guī)劃。在不同的時期，巴西選擇了不同的生物質(zhì)能源發(fā)展戰(zhàn)略。在生物質(zhì)能源發(fā)展的初期，巴西選擇了以傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)－－榨糖業(yè)為支撐，以甘蔗酒精為突破口，實行燃料酒精產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展戰(zhàn)略，取得了能源農(nóng)業(yè)發(fā)展的先機。在本國燃料酒精產(chǎn)業(yè)的規(guī)模穩(wěn)定后，巴西及時提出酒精出口戰(zhàn)略，特別是近年來在石油價格急劇上漲、雙燃料動力汽車熱銷、全球?qū)θ剂暇凭枨罅吭鲩L的背景 下，巴西加大了燃料酒精出口推廣的力度，目前，巴西已經(jīng)開始向委內(nèi)瑞拉和尼日利亞出口燃料酒精，同日本建立燃料酒精合資企業(yè)的計劃也在積極商討之中。此外，巴西政府已經(jīng)把中國、印度、印度尼西亞等能源匱乏國列入目標國，正在加強政府間的游說。借鑒燃料酒精產(chǎn)業(yè)發(fā)展的成功經(jīng)驗，巴西將生物柴油的開發(fā)利用和產(chǎn)業(yè)化列入下一步的發(fā)展重點，由總統(tǒng)府牽頭、14個政府部門參與，成立了跨部門的委員會，負責制定生物柴油推廣政策和措施。

2.市場供應(yīng)。為了擴大燃料酒精的銷售，增加對消費者的吸引力，巴西出臺了一系列具體措施保證燃料酒精的市場銷售，例如，一些州規(guī)定，政府所屬的石油公司必須購買一定數(shù)量的燃料酒精，以低于汽油的價格銷售燃料酒精，等等。在生物柴油的市場供應(yīng)上，巴西政府也進行了系統(tǒng)的規(guī)劃： 從2008年起，全國市場上銷售的柴油必須添加2%的生物柴油；到2013年，添加生物柴油的比例應(yīng)提高到5%。

3.資金支持。長期以來，巴西出臺了各種措施對生產(chǎn)燃料酒精的企業(yè)提供資金上的幫助，鼓勵生物質(zhì)能源的生產(chǎn)。例如，對燃料酒精生產(chǎn)企業(yè)提供低息貸款，國家的政策性銀行設(shè)立了生物燃油專項信貸基金，提供最高可達90%的融資信貸。為了鼓勵農(nóng)民種植大豆、甘蔗、油棕櫚、向日葵等作物，保證生物質(zhì)能源生產(chǎn)的原料供應(yīng)，對直接從事能源作物種植的農(nóng)戶，聯(lián)邦政府設(shè)立了l億雷亞爾（折合0.34億美元）的信貸資金。

4.技術(shù)開發(fā)。在1975～1989年期間，巴西政府投資49.2億美元，形成了蔗糖酒精生產(chǎn)技術(shù)和酒精汽車技術(shù)的研究體系，一些研究機構(gòu)紛紛與企業(yè)尋求聯(lián)合，共同致力于生物燃油技術(shù)的推廣使用。在全國27個州中，已有23個州建立了開發(fā)生物燃油的技術(shù)網(wǎng)絡(luò)。最近，巴西又開發(fā)出從甘蔗渣中提取酒精的新技術(shù)，進一步提高了甘蔗的酒精產(chǎn)出率。

（三）德國的生物柴油發(fā)展之路

由于生物柴油具有可再生、比傳統(tǒng)柴油燃燒更徹底、排放尾氣二氧化碳更低等優(yōu)點，從而得到德國政府的大力推廣，并且作為生物質(zhì)能源的發(fā)展重點加以引導(dǎo)和扶持。目前，生物柴油已成為第一個在德國全國范圍內(nèi)銷售的石油替代燃料，德國也成為世界最大的生物柴油生產(chǎn)國和消費國。

1988年，德國聶爾化工公司率先從油菜籽中提煉生物柴油。經(jīng)過二十來年的發(fā)展，生物柴油的生產(chǎn)規(guī)模不斷增大，到2005年，生產(chǎn)企業(yè)有23個，年生產(chǎn)能力達140多萬噸，占整個歐盟15國總生產(chǎn)能力的一半以上。據(jù)報道，德國的neckermann可再生資源公司已建成世界最大的生物柴油生產(chǎn)流水線，整個生產(chǎn)工藝從菜籽開始，經(jīng)過菜籽加工、壓榨、抽提、粗油加工幾個過程，最后產(chǎn)出生物柴油。著名的殼牌公司也計劃在德國北部投資4億歐元，建設(shè)生物柴油提煉廠，預(yù)計2008年年產(chǎn)量將會達到2億升。除了直接從油類植物中提煉生物柴油外，德國對廢棄油脂的利用也十分重視，例如，飯館的廢棄食用油不能隨意傾倒，必須向環(huán)保部門支付收集費，由環(huán)保部門統(tǒng)一處理加工成柴油替代品。

1.市場供應(yīng)。德國政府規(guī)定，從2004.年1月起，必須在柴油中強制性地加入一定比例的生物燃油。為了推廣生物柴油的使用，德國加強了生物柴油加油站的布點建設(shè)，形成密度大、供應(yīng)快捷、服務(wù)完善的生物柴油供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)。德國現(xiàn)有生物柴油加油站1700多個，平均每20-45公里公路上就能找到一個生物柴油加油站，并且還在以每年120家的速度增長。此外，為了保證生物柴油的質(zhì)量，德國在生物柴油的質(zhì)量管理方面做出嚴格規(guī)定，成立了生物柴油質(zhì)量管理聯(lián)盟，對生物柴油的原材料供應(yīng)、生產(chǎn)、運輸、銷售等環(huán)節(jié)進行嚴密的質(zhì)量監(jiān)控。

2.配套產(chǎn)業(yè)的跟進。相關(guān)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)跟進是德國發(fā)展生物柴油產(chǎn)業(yè)的重要保證。德國汽車業(yè)發(fā)達，為了配合生物柴油的推廣使用，汽車廠家對發(fā)動機性能進行了改進。大眾汽車公司和奔馳公司主動承諾，未來生產(chǎn)的私人轎車將不再需要改裝，可以直接使用生物柴油。隨著生物柴油發(fā)動機技術(shù)的成熟、轎車柴油化趨勢的加快，預(yù)計生物柴油產(chǎn)業(yè)將會獲得更大的發(fā)展空間。

3.資僉支持和稅收優(yōu)惠。為了鼓勵生物柴油的生產(chǎn)和銷售，德國每年向油菜種植戶提供適當?shù)慕?jīng)濟補貼，對生物柴油的生產(chǎn)企業(yè)實行完全免稅，并且提供一定的產(chǎn)品開發(fā)資金，對生物柴油的銷售企業(yè)給予稅收減免的優(yōu)惠政策。

三、對中國能源農(nóng)業(yè)發(fā)展的啟示

從美國、巴西、德國生物質(zhì)能源農(nóng)業(yè)發(fā)展的經(jīng)驗來看，能源農(nóng)業(yè)快速發(fā)展離不開政府在產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向上的總體規(guī)劃，在市場、技術(shù)、資金、稅收政策等方面的全方位支持，這給中國能源農(nóng)業(yè)的發(fā)展帶來有益的啟示：

第6篇：生物燃料的特點范文

關(guān)鍵詞:生物質(zhì),成型燃料,熱水鍋爐,節(jié)能研究,經(jīng)濟評價

概述

能源是推動經(jīng)濟增長的基本動力[1],能源節(jié)約則是促進能源發(fā)展的重點。生物質(zhì)能源具有來源廣泛,成本低廉、用能清潔等特點,特別適合于擁有豐富生物質(zhì)資源的中國,通過發(fā)展生物質(zhì)能源打造節(jié)能新亮點前景可觀。

我國從20世紀80年代引進螺旋推進式秸稈成型機以后[2],生物質(zhì)壓縮成型技術(shù)已經(jīng)發(fā)展得比較成熟,但是,相應(yīng)的專用生物質(zhì)成型燃料燃燒設(shè)備的發(fā)展相對滯后。為燃用生物質(zhì)成型燃料,出現(xiàn)盲目將原有的燃煤燃燒設(shè)備改為生物質(zhì)成型燃料燃燒設(shè)備的現(xiàn)象,致使鍋爐燃燒效率及熱效率較低,污染物排放超標。燃燒設(shè)備成為生物質(zhì)能源發(fā)展鏈的薄弱環(huán)節(jié)。因此,根據(jù)生物質(zhì)成型燃料燃燒特性設(shè)計合理的生物質(zhì)成型燃料燃燒專用設(shè)備,對能源節(jié)約有著重要的意義。

生物質(zhì)成型燃料熱水鍋爐作為燃用生物質(zhì)燃料的主要設(shè)備之一,直接燃燒固體生物質(zhì)顆粒燃料,主要用于家庭、賓館、酒店、學校、醫(yī)院等場所的熱水、洗浴和取暖。由于燃料為生物質(zhì)燃料且結(jié)構(gòu)合理,此類鍋爐基本達到無煙化完全燃燒的效果,排放達到環(huán)保要求,具有較好的經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益。

1、生物質(zhì)成型燃料

1.1生物質(zhì)成型燃料的元素特性

生物質(zhì)成型燃料是指通過生物質(zhì)壓縮成型技術(shù)將秸稈、稻殼、鋸末、木屑等農(nóng)作物廢棄物加工成具有一定形狀、密度較大的固體成型燃料。

生物質(zhì)原料經(jīng)擠壓成型后,密度可達1.1~1.4噸/立方米,能量密度與中質(zhì)煤相當,而且便于運輸和貯存。在壓縮過程中以物理變化為主,其元素組成及微觀結(jié)構(gòu)與原生物質(zhì)基本相同。各種生物質(zhì)成型燃料中碳含量集中在35%~42%,氫含量較低,為3.82% ~5%,而氮含量不到1%,硫的含量不到0.2%,因此,造成的污染程度極低。生物質(zhì)成型燃料的揮發(fā)分均在60% ～70%,因此在設(shè)計燃燒設(shè)備時應(yīng)重點考慮揮發(fā)分的問題[3]。

1.2生物質(zhì)成型燃料的燃燒特性

生物質(zhì)成型燃料經(jīng)高壓形成后,密度遠大于原生物質(zhì),燃燒相對穩(wěn)定。雖然點火溫度有所升高,點火性能變差,但比煤的點火性能好。由于生物質(zhì)成型燃料是經(jīng)過高壓而形成的塊狀燃料,其結(jié)構(gòu)與組織特征就決定了揮發(fā)分的逸出速度與傳熱速度都大大降低,但與煤相比顯得更為容易[4,5]。因此,生物質(zhì)成型燃料的揮發(fā)分特性指數(shù)大于煤的,其燃燒特性指數(shù)較煤的大。燃燒速度適中,能夠使揮發(fā)分放出的熱量及時傳遞給受熱面,使排煙熱損失降低;同時揮發(fā)分燃燒所需的氧與外界擴散的氧很好的匹配,燃燒波浪較小,減少了固體與排煙熱損失[6]。

2、生物質(zhì)成型燃料熱水爐

2.1 生物質(zhì)成型燃料熱水爐的結(jié)構(gòu)

目前我國擁有多種型號生物質(zhì)成型燃料熱水鍋爐,按燃料品種可分為木質(zhì)顆粒鍋爐和秸稈顆粒鍋爐,按應(yīng)用場合可分為家用型和商用型。下吸式固定雙層爐排熱水爐是應(yīng)用較廣的一種結(jié)構(gòu)形式,其充分考慮生物質(zhì)燃料燃燒特性,由爐門、爐排、爐膛、受熱面、風室、降塵室、爐墻、排汽管、煙道、煙囪等主要部分組成,結(jié)構(gòu)布置如圖1所示[7]。

1.水冷爐排 2.上爐門 3.出灰口 4.爐膛 5.風室 6.高溫氣流出口 7.降塵室 8.后置鍋筒

9.排污口10.進水口 11.引風機 12.煙囪13.排氣管14.對流受熱面15.出水口

圖1下吸式固定雙層爐排熱水爐示意圖

2.2 生物質(zhì)成型燃料熱水爐的工作過程

一定粒徑生物質(zhì)成型燃料經(jīng)上爐門加在爐排上,根據(jù)生物質(zhì)容易著火的燃料特性,片刻就會燃燒起來,在引風機引導(dǎo)下進行下吸式燃燒;上爐排漏下的燃料屑和灰渣到下爐膛底部繼續(xù)燃燒并燃燼,然后經(jīng)出灰口排出;燃料在上爐排上燃燒后形成的煙氣和部分可燃氣體透過燃料層、灰渣層進入下爐膛繼續(xù)燃燒,并與下爐排上燃料產(chǎn)生的煙氣一起經(jīng)出高溫氣流出口流向后面的降塵室和對流受熱面,在充分熱交換后進入煙囪排向外界。

3、節(jié)能原理

由有關(guān)燃燒理論可知,保持燃料充分燃燒的必要條件為保持足夠的爐膛溫度,合適的空氣量及與燃料良好的混合、足夠的燃燒時間和空間。因此,本文將依據(jù)生物質(zhì)成型燃料本身的特性,結(jié)合燃燒理論,針對鍋爐結(jié)構(gòu)進行節(jié)能分析。

3.1 爐排及爐膛

生物質(zhì)成型燃料熱水鍋爐采用雙層爐排結(jié)構(gòu),即在手燒爐排一定高度另加一道水冷卻的鋼管式爐排,其成彎管直接插入上方鍋筒中,這種設(shè)計一方面增大了水冷爐排吸熱面積,另一方面加快了爐排與鍋筒內(nèi)回水的熱傳遞。

燃料燃燒采用下吸式燃燒方式。成型燃料由上爐門加在上爐排上進行預(yù)熱、燃燒,由于風機的引導(dǎo),新燃料不會直接遇到高溫過熱煙氣,延緩了揮發(fā)分的集中析出,從而避免了爐膛溫度的波動,使燃燒趨于穩(wěn)定;同時,揮發(fā)分必須通過高溫氧化層,與空氣充分混合,在焦炭顆粒間隙中進行著火燃燒;在完成一段燃燒過程后,上爐排形成的燃料屑和灰渣漏至下爐膛并繼續(xù)燃燒,直到燃燼。

采用雙層爐排,實現(xiàn)了秸稈成型燃料的分步燃燒,緩解秸稈燃燒速度,達到燃燒需氧與供氧的匹配,使秸稈成型燃料穩(wěn)定持續(xù)完全燃燒,在提高燃料利用率的同時起到了消煙除塵作用。

3.2 輻射受熱面

早期的部分生物質(zhì)成型燃料熱水鍋爐設(shè)計布置不夠合理,水冷爐排直接與水箱相連,使得爐膛溫度過高,特別是上爐膛,致使上爐門附近爐墻墻體過熱,增加了鍋爐的散熱損失。在不斷優(yōu)化設(shè)計中,水箱被上下兩個鍋筒所代替,上鍋筒部分置于上爐膛上方,利用鍋筒里的水吸收燃料燃燒在上爐膛的熱量,從而增加輻射受熱面積,起到降低上爐膛溫度的目的,從而減少鍋爐的散熱損失,提高熱效率。

3.3 對流受熱面

生物質(zhì)成型燃料熱水鍋爐的對流受熱面分為兩個部分:降塵對流受熱面和降溫受熱面。對流受熱面極易發(fā)生以下現(xiàn)象:高溫煙氣與鍋筒中的水換熱不均,從而引起熱水部分出現(xiàn)沸騰,增加鍋爐運行的不穩(wěn)定因素;受整體外形約束,煙道長度設(shè)計偏短,導(dǎo)致煙氣與鍋筒里的水換熱不夠充分,使得排煙溫度過高,增加了鍋爐的排煙熱損失。為避免上述問題出現(xiàn),降溫對流受熱面與降塵對流受熱面常常采取分開布置;降溫換熱面置于上鍋筒內(nèi),采用煙管并聯(lián)設(shè)計,增加煙氣與鍋筒中水的熱交換,降低排煙溫度,提高燃燒效率;降塵則利用鍋爐后部的下鍋筒及管路引起的煙氣通道面積的變化達到效果。

3.4 爐門設(shè)計

目前應(yīng)用較多的爐門設(shè)計為雙爐門。上爐門常開,作為投燃料與供應(yīng)空氣之用;下爐門用于清除灰渣及供給少量空氣,正常運行時微開,在清渣時打開;一方面保證了燃燒所需條件,另一方面減少了由于爐門多而造成的散熱損失。

4、技術(shù)經(jīng)濟評價

4.1 技術(shù)評價

研究對象為生物質(zhì)成型燃料熱水鍋爐,本文采用與目前應(yīng)用最廣的燃煤鍋爐相比較的方法,來分析它們各自的優(yōu)劣。評價針對鍋爐的節(jié)能環(huán)保性能,主要指標有熱效率、燃燒效率、出水量和污染物的排放量(主要是排煙處的NOx、CO、SO2和灰塵的含量),并與國家相關(guān)標準比較。

生物質(zhì)成型燃料熱水鍋爐與燃煤鍋爐的性能指標比較如表1所示[8,9]。

從表1中的數(shù)據(jù)對比可知,生物質(zhì)成型燃料熱水鍋爐在性能上具有一定優(yōu)勢。節(jié)能方面,鍋爐熱效率和燃燒效率均高于傳統(tǒng)燃煤鍋爐,遠遠超過國家標準;廢氣排放方面,煙中NOx、CO、S O2及煙塵含量均低于燃煤鍋爐,符合使用清潔能源的要求。

4.2 經(jīng)濟評價

經(jīng)濟性評價以設(shè)備運行費用為指標,將生物質(zhì)成型燃料熱水鍋爐與燃煤鍋爐、燃油鍋爐、天燃氣鍋爐、電鍋爐、空氣源熱水器進行比較。各熱水設(shè)備的效率及相應(yīng)熱源(燃料)熱值、單價詳見表2。

運行費用計算公式如下:

(1)

以加熱1t水為基準,溫度從20℃升至90℃(溫升70℃),此時需要熱量70000kcal。根據(jù)式(1)求得各設(shè)備在此負荷下的運行費用列于表2,可知生物質(zhì)成型燃料熱水鍋爐在運行費用上相對較低,但是就目前而言,其固定資產(chǎn)投入費較同類型的其它鍋爐設(shè)備要高。不過隨著化石能源價格的上漲和國家對環(huán)保的要求的提高,生物質(zhì)成型燃料熱水鍋爐在經(jīng)濟效益上將會越來越具有優(yōu)勢。

通過技術(shù)經(jīng)濟評價,生物質(zhì)成型燃料熱水鍋爐在技術(shù)上是可行的,經(jīng)濟上是合理的。該鍋爐用生物質(zhì)成型塊做燃料,一方面為生物質(zhì)廢料找到了有效的利用途徑,節(jié)約化石能源,另一方面染物排放量低于同類型的燃煤鍋爐,因此該鍋爐具有良好的社會和環(huán)保效益。

5、結(jié)論

(1)生物質(zhì)成型燃料熱水鍋爐依據(jù)生物質(zhì)成型燃料本身的特性,結(jié)合燃燒理論,在爐排及爐膛、輻射與對流受熱面、爐門等結(jié)構(gòu)設(shè)計上充分挖掘節(jié)能潛力。鍋爐燃燒效率可達94.84%,熱效率為78.2%~81.25%。

(2)生物質(zhì)成型燃料熱水鍋爐在技術(shù)性能上具有一定優(yōu)勢。節(jié)能方面,鍋爐熱效率和燃燒效率均高于傳統(tǒng)燃煤鍋爐,遠遠超過國家標準;廢氣排放方面,煙中NOx、CO、SO2及煙塵含量均低于燃煤鍋爐,符合清潔能源的要求。

(3)生物質(zhì)成型燃料熱水鍋爐在運行費用上較其它類型設(shè)備要低,盡管目前其固定資產(chǎn)投入費相對較高。隨著節(jié)能環(huán)保要求的提高,此類鍋爐在經(jīng)濟效益上將會越來越具有優(yōu)勢。

參考文獻:

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第7篇：生物燃料的特點范文

【關(guān)鍵詞】生物質(zhì)能；農(nóng)村；發(fā)展

一、我國農(nóng)村現(xiàn)有生物質(zhì)能源利用的現(xiàn)狀

我國耕地面積為18.37億畝，鹽堿地約14.87億畝。農(nóng)民是土地真正意義上的主人和耕種者，多年來我國農(nóng)村多實行自由式耕種方法，種什么，種多少，都取決于農(nóng)民。對于耕種非糧生物質(zhì)能源的原材料如：蓖麻、甜高粱、木薯、麻瘋樹、棕櫚、蘇子等，缺乏統(tǒng)籌安排，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化格局還沒有形成，一部分未耕土地還沒有得到合理的利用，在農(nóng)村發(fā)展生物質(zhì)能有很大的潛力；多年來我國政府大力倡導(dǎo)在滿足城鎮(zhèn)居民口糧的基礎(chǔ)上，挖掘閑散地，規(guī)模化種植非糧生物質(zhì)可燃原料，針對農(nóng)村具體情況，合理安排土地資源，走可持續(xù)發(fā)展的高效、低碳、環(huán)保之路，經(jīng)過努力目前已經(jīng)初見成效；我國從南到北建立了很多非糧生物質(zhì)燃料的原材料生產(chǎn)示范基地，加快了農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的進度；我國農(nóng)村傳統(tǒng)的能源轉(zhuǎn)換形式是直接燃燒秸稈類農(nóng)作物，用于取暖、燒飯，這種極為落后的高污染、低熱量的能源利用方式，造成資源浪費和嚴重的環(huán)境污染。目前適合我國農(nóng)村生物質(zhì)能發(fā)展的非糧物質(zhì)有很多，按照生物質(zhì)的特點及轉(zhuǎn)化方式可分為固體燃料、液體燃料、氣體燃料三種。

二、固體生物質(zhì)燃料

固體生物質(zhì)燃料是指農(nóng)作物秸稈、薪柴、喬木、谷殼等可燃性物質(zhì)。我國農(nóng)作物僅秸稈一項年產(chǎn)量就可達到7億噸，稻殼、蔗渣等農(nóng)業(yè)加工殘余物0.84億噸，薪柴及林業(yè)加工廢料1.58億噸。在可開發(fā)的生物質(zhì)資源中，能源作物的種植和開發(fā)潛力很大，農(nóng)作物秸稈有40％作為飼料、肥料和工業(yè)原料，尚有60％可用于能源開發(fā)利用，約相當2.1億噸的標準煤；薪柴也是重要生物質(zhì)資源，有40％林業(yè)剩余物可以利用，約相當0．3億噸的標準煤；大量的農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品的剩余物、廢棄物，蘊藏著巨大的生物質(zhì)能源，為生物質(zhì)能的利用開辟了一條重要途徑。

目前我們采取一種新技術(shù)，將秸稈、稻殼去濕、去雜土，在一定溫度和壓力下壓縮成塊狀、棒狀、顆粒狀等成型燃料。提高了其運輸和儲存能力，改善秸稈燃燒性能，提高利用效益。在我國農(nóng)村，對生物質(zhì)資源比較集中的地區(qū)，可以就地取材，減少成本。利用小型生物質(zhì)發(fā)電設(shè)施，通過燃燒秸稈和灌木屑發(fā)電，既可做到廢物利用，又可以降低發(fā)電過程對環(huán)境的污染。另外，現(xiàn)有農(nóng)村電廠利用木材屑和農(nóng)作物的殘余物與煤的混合燃燒是比較現(xiàn)實的一項技術(shù)，這樣提高了農(nóng)林廢棄物的利用率，也降低了純?nèi)济簩Υ髿獾奈廴荆徑馊藗儗茉吹囊蕾嚒Ｎ覈诮斩捁腆w成型的生產(chǎn)和應(yīng)用方面已經(jīng)初步形成了一定的規(guī)模，主要以鋸末和秸稈、稻殼、灌木為原料，滿足農(nóng)村居民的生活用能、農(nóng)機具用能和發(fā)電用能等。近些年來國家出臺一系列政策，采取綜合性補助的方式，支持從事秸稈成型燃料的農(nóng)村加工企業(yè)，尤其鼓勵農(nóng)村小型生物質(zhì)電廠的建設(shè)。目前開展的一般生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電，這項技術(shù)相對較為簡單很容易掌握，適合在農(nóng)村發(fā)展。我國技術(shù)人員開發(fā)出適合村鎮(zhèn)使用的小型生物質(zhì)發(fā)電設(shè)備，利用稻殼、秸稈作原料，因地制宜地走適合村鎮(zhèn)發(fā)展電力（village power plant）的道路，在農(nóng)村節(jié)能減排中做出了貢獻。

三、液體生物質(zhì)燃料

生物液體燃料是指生物乙醇、生物柴油，它作為化石能源石油的替代品，是液體燃料中理想的選擇。液體生物燃料來源于可再生能源，溫室氣體凈排放幾乎是零，是理想的朝陽產(chǎn)業(yè)。我們研制的以玉米、甘蔗、甜菜、豆類、食用油為第一代生物燃料原料的生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)被淘汰。以秸稈類、谷殼類、甘薯、蓖麻等為原料的非糧生物燃料生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)形成，而這類原料取于農(nóng)村、用于農(nóng)村，成本低廉，可以形成規(guī)模化生產(chǎn)。產(chǎn)品如有剩余還可以作為商品燃油的形式賣給城市居民，增加農(nóng)民收入。以秸稈、谷殼、麻瘋樹、甘薯、蘇子、亞麻等農(nóng)業(yè)廢棄物、非糧植物為原料的第二代生物燃料被公認為具有巨大的替代石油的潛力，據(jù)有廣闊的市場發(fā)展前景。

第8篇：生物燃料的特點范文

生物質(zhì)能，就是太陽能以化學能形式貯存在生物質(zhì)中的能量形式，即以生物質(zhì)為載體的能量。它直接或間接地來源于綠色植物的光合作用，是一種取之不盡、用之不竭的可再生能源，同時也是唯一一種可再生的碳源。按照生物質(zhì)的特點及轉(zhuǎn)化方式可分為固體生物質(zhì)燃料、液體生物質(zhì)燃料、氣體生物質(zhì)燃料。從本質(zhì)而言，　生物質(zhì)能能替代部分化石能源，減少碳排放。

目前，固化成型生物質(zhì)燃料在日本、歐、美等地已商品化。生物柴油在歐洲、美國等發(fā)達國家也已開始大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。巴西通過立法、制定標準及政策補貼等手段，推動以甘蔗為原料的生產(chǎn)。美國通過立法和政策支持燃料乙醇的推廣使用。一些國際組織也在大力推動生物質(zhì)能源發(fā)展。

我國是能源消費大國，消費結(jié)構(gòu)單一，石油的進口依存度高，經(jīng)濟發(fā)展與能源、資源利用的矛盾日益突出，發(fā)展生物質(zhì)能源對于緩解這些矛盾具有積極的作用。

首先，中國是農(nóng)業(yè)大國，生物質(zhì)能源的蘊藏量很大，每年可用總量折合約5億噸標準煤，僅農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中每年產(chǎn)生的農(nóng)作物秸稈，就折合1.5億噸標準煤。中國有不宜種植糧食作物、但可以種植能源植物的土地約l億公頃，可人工造林土地有311萬公頃。按這些土地20%的利用率計算，每年約可生產(chǎn)10億噸生物質(zhì)，再加上木薯、甜高粱等能源作物，據(jù)專家測算，每年至少可生產(chǎn)燃料乙醇和生物柴油約5000萬噸，農(nóng)村可再生能源開發(fā)利用潛力巨大。這不僅有利于環(huán)保和資源的循環(huán)利用，也凈化了農(nóng)村的生產(chǎn)和生活環(huán)境。生物基產(chǎn)品和生物能源產(chǎn)品不僅附加值高，而且市場容量幾近無限，這為農(nóng)民增收提供了一條重要的途徑。

其次，以生物質(zhì)燃料直接或成型燃燒發(fā)電替代煤炭以減少二氧化碳排放，以生物燃油替代石化燃油以減少碳氫化物、氮氧化物等對大氣的污染，將對于改善能源結(jié)構(gòu)、提高能源利用效率、減輕環(huán)境壓力貢獻巨大。生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)的這種多功能性使它在眾多的可再生能源和新能源中脫穎而出且不可替代，這種多功能性對擁有8億農(nóng)村人口的中國和其他發(fā)展中國家具有特殊的重要性。

第9篇：生物燃料的特點范文

生物質(zhì)能的分類及其發(fā)展

生物質(zhì)包括植物光合作用直接或間接轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的所有產(chǎn)物，從這個概念出發(fā)，生物質(zhì)能就是綠色植物通過葉綠素將太陽能轉(zhuǎn)化為化學能而貯存在生物質(zhì)內(nèi)部的能量。生物質(zhì)主要有4類：農(nóng)作物秸稈及其他殘余物、林產(chǎn)品和木材加工殘余物、動物糞便、能源植物。但是，從作為可以產(chǎn)生能源的資源角度看，城市和工業(yè)有機廢棄物和有機廢水也是生物質(zhì)能資源。

生物質(zhì)能具有可再生性、低污染性、廣泛分布性等特點。根據(jù)技術(shù)手段可分為直接燃燒技術(shù)、熱化學轉(zhuǎn)換技術(shù)、生物轉(zhuǎn)換技術(shù)、液化技術(shù)和有機垃圾處理技術(shù)等。依據(jù)這些技術(shù)手段，生物質(zhì)能可分為固體燃料、液體燃料和氣體燃料。

直接燃燒和發(fā)電

直接燃燒發(fā)電的過程是：生物質(zhì)與過量空氣在鍋爐中燃燒后，得到的熱煙氣和鍋爐的熱交換部件換熱，產(chǎn)生出的高溫高壓蒸氣在蒸汽輪機中膨脹做功發(fā)電。

直接燃燒是使用最廣泛的生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化方式，技術(shù)成熟。在發(fā)達國家，生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電站可再生能源發(fā)電量的70％。與燃煤發(fā)電相比，生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電的規(guī)模較小，鍋爐負荷大多在20兆瓦～50兆瓦，系統(tǒng)發(fā)電效率大多為20％～30％。目前，美國生物質(zhì)發(fā)電裝機容量已達10500兆瓦，70％為生物質(zhì)一煤混合燃燒工藝，單機容量10兆瓦～30兆瓦，發(fā)電成本3～6美分／千瓦時，預(yù)計到2015年，裝機容量將達16300兆瓦。

國外生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電技術(shù)已基本成熟，進入推廣應(yīng)用階段。該技術(shù)規(guī)模效率較高，單位投資也較合理，但它要求生物質(zhì)資源集中，數(shù)量巨大，如果考慮生物質(zhì)大規(guī)模收集或運輸?shù)闹С觯瑒t成本較高，比較適合現(xiàn)代化大農(nóng)場或大型加工廠的廢物處理等，不適合生物質(zhì)較分散的發(fā)展中國家。我國目前農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化程度較低，生物質(zhì)分布分散，采用大規(guī)模直接燃燒發(fā)電技術(shù)有一定困難。

生物質(zhì)氣化及發(fā)電

生物質(zhì)氣化的基本原理是在不完全燃燒條件下，將生物質(zhì)原料加熱，使較高分子量的有機化合物裂解為低分子量的CO、CH4等可燃氣體。轉(zhuǎn)化過程的氣化劑有空氣、氧氣、水蒸氣等，但以空氣為主。氣化原料是農(nóng)作物秸稈或林產(chǎn)加工廢棄物。生物質(zhì)氣化產(chǎn)出氣的熱值根據(jù)氣化劑的不同存在很大差異，當以空氣為氣化劑時，產(chǎn)出氣的熱值在4200千焦／立方米～5300千焦／立方米之間，該氣體可以作為農(nóng)村居民的生活能源，也可以通過內(nèi)燃機發(fā)電機組發(fā)電。

生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)在國際上已受到廣泛重視。國外小型固定床生物質(zhì)氣化發(fā)電已商業(yè)化，容量為60千瓦～240千瓦，氣化效率70％，發(fā)電效率為20％，以印度農(nóng)村地區(qū)的應(yīng)用比較成功。發(fā)達國家如奧地利、丹麥、芬蘭、法國、挪威、瑞典和美國等，比較關(guān)注的是生物質(zhì)氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)(BIGCC)。該技術(shù)的系統(tǒng)效率可達40％，有可能成為生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化的主導(dǎo)技術(shù)之一。這一技術(shù)存在的問題是單位投資額非常高，并且技術(shù)穩(wěn)定性不夠。

我國有著良好的生物質(zhì)氣化發(fā)電基礎(chǔ)，在上世紀60年代就開發(fā)了60千瓦的谷殼氣化發(fā)電系統(tǒng)。目前已開發(fā)出多種固定床和流化床小型氣化爐，以秸稈、木屑、稻殼、樹枝等為原料，生產(chǎn)燃料氣，主要用于村鎮(zhèn)級集中供氣。

生物質(zhì)致密(壓縮)成型燃料技術(shù)

將生物質(zhì)粉碎至一定的粒度，不添加粘接劑，在高壓條件下，可以得到具有一定形狀的固體燃料。成型燃料可再進一步炭化制成木炭。根據(jù)擠壓過程是否加熱，生物質(zhì)致密(壓縮)成型燃料有加熱成型和常溫成型兩種；根據(jù)最后成型的燃料形狀可以分為棒狀燃料、顆粒燃料和塊狀燃料三種。生物質(zhì)致密(壓縮)成型技術(shù)解決了生物質(zhì)能形狀各異、堆積密度小且較松散、運輸和貯存使用不方便的缺點，提高了使用效率。

成型燃料在國外很受重視，開始研究時的著眼點以代替化石能源為目標。上世紀90年代，歐洲、美洲、亞洲的一些國家在生活領(lǐng)域大量應(yīng)用生物質(zhì)致密成型燃料。后來，以丹麥為首開展了規(guī)模化利用的研究工作。丹麥著名的能源投資公司BWE率先研制成功了第一座生物質(zhì)致密成型燃料發(fā)電廠。隨后，瑞典、德國、奧地利先后開展了利用生物質(zhì)致密成型燃料發(fā)電和作為鍋爐燃料等的研究。美國也已經(jīng)在25個州興建了樹皮成型燃料加工廠，每天生產(chǎn)的燃料超過300噸。但生物質(zhì)成型燃料仍以歐洲的一些國家如丹麥、瑞典、奧地利發(fā)展最快。

我國生物質(zhì)成型燃料技術(shù)基礎(chǔ)好，設(shè)備水平與世界先進水平差別不很大，不足的是我國成型燃料的應(yīng)用水平還不高。

沼氣技術(shù)

有機物在厭氧及其他適宜條件下，經(jīng)過微生物分解代謝，產(chǎn)生以甲烷為主要氣體的混合氣體，即沼氣。一般沼氣中甲烷含量為50％～70％，每立方米沼氣的熱值為17900千焦～25100千焦。生產(chǎn)沼氣的原料可以是高濃度的有機廢水，也可以是畜禽糞便、有機垃圾和農(nóng)作物秸稈等。

在發(fā)達國家，主要發(fā)展厭氧技術(shù)處理畜禽糞便和高濃度有機廢水。目前，日本、丹麥、荷蘭、德國、法國等發(fā)達國家均普遍采取厭氧法處理畜禽糞便。美國、英國、意大利等發(fā)達國家的沼氣技術(shù)主要用于處理垃圾。美國紐約斯塔藤垃圾處理站投資2000萬美元，采用濕法處理垃圾，日產(chǎn)26萬立方米沼氣，用于發(fā)電、回收肥料，效益可觀，預(yù)計10年可收回全部投資。英國以垃圾為原料實現(xiàn)沼氣發(fā)電18兆瓦，今后10年內(nèi)還將投資1.5億英鎊，建造更多的垃圾沼氣發(fā)電廠。

在發(fā)展中國家，沼氣池技術(shù)主要使用農(nóng)作物秸稈和畜禽糞便生產(chǎn)沼氣作為生活炊事燃料，如印度和中國的家用沼氣池。同時，印度、菲律賓、泰國等發(fā)展中國家也建設(shè)了大中型沼氣工程和處理禽畜糞便的應(yīng)用示范工程。我國是利用生物質(zhì)生產(chǎn)沼氣最多的國家。

燃料乙醇

生物質(zhì)可以通過生物轉(zhuǎn)化的方法生產(chǎn)乙醇。目前在生物能源產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)規(guī)模方面，發(fā)展最快的就是燃料乙醇。生產(chǎn)燃料的乙醇主要有甘蔗乙醇、玉米乙醇和木薯乙醇三種，燃料乙醇的消耗量已超過世界乙醇產(chǎn)量的60％以上。

巴西是世界上最早利用甘蔗生產(chǎn)燃料乙醇的國家。以甘蔗為原料，工藝相對簡單，既節(jié)能又節(jié)省投資，生產(chǎn)成本較低。目前，巴西有520多家燃料乙醇生產(chǎn)廠，年產(chǎn)燃料乙醇1200萬噸，有1550萬輛汽車以乙醇汽油作為燃料。

美國從上世紀70年代末開始用玉米生產(chǎn)燃料乙醇，到2005

年產(chǎn)量已經(jīng)超過1200萬噸。盡管目前乙醇的生產(chǎn)成本較高，但在美國，玉米燃料乙醇已成為一種成熟的石油替代品。

我國從2002年開始用陳化糧生產(chǎn)燃料乙醇，生產(chǎn)規(guī)模達102萬噸，主要以玉米和小麥為原料。其背景是在1996年～1999年連續(xù)4年糧食總產(chǎn)量穩(wěn)定5億噸左右，糧食供過于求，糧食階段性過剩并出現(xiàn)大量積壓的情況下提出的。實踐證明，糧食燃料乙醇生產(chǎn)技術(shù)成熟、工藝完善，是目前比較現(xiàn)實的石油替代燃料。

但面對我國人多地少的實際，大規(guī)模推廣應(yīng)用糧食燃料乙醇顯然存在著原料供應(yīng)的瓶頸問題，長遠來說必須開發(fā)非糧食為原料的乙醇燃料。“十五”期間，國家開展了非糧食能源作物――甜高粱培育等關(guān)鍵技術(shù)的研究與開發(fā)，包括利用甜高粱莖稈汁液和纖維素廢棄物等生物質(zhì)制取乙醇的技術(shù)工藝。對第一種技術(shù)工藝，我國初步具備了規(guī)模化開發(fā)的基礎(chǔ)，但纖維素廢棄物制取乙醇燃料技術(shù)還存在技術(shù)不成熟、諸多關(guān)鍵技術(shù)尚未解決等問題。

生物柴油

生物柴油是利用動植物油脂生產(chǎn)的一種脂肪酸甲(乙)酯。制造柴油的原料很多，既可以是各種廢棄的動植物，也可以是含油量比較高的油料植物。實踐證明，生物柴油不僅具有良好的燃燒性能，還有良好的理化特性和動力特性。

國外通常采用大豆和油菜籽生產(chǎn)生物柴油，但成本稍高。為降低成本，一些國家開始用廢棄食用油和專門的木本油料植物生產(chǎn)生物柴油。目前，生物柴油在歐盟已經(jīng)大量使用，進入商業(yè)化發(fā)展階段。2004年歐盟生物柴油產(chǎn)量為224萬噸，并計劃到2010年達到800萬噸～1000萬噸。

我國人多地少，發(fā)展生物柴油只能靠非食用油料資源。因此，我國目前生產(chǎn)生物柴油的原料主要是餐飲廢油、工業(yè)廢油、某些植物油和菜籽油、棉籽油的下腳料等。利用這些原料既回收利用了資源，又解決了環(huán)境污染問題。我國生物柴油的生產(chǎn)起步晚，但發(fā)展較快。目前已有30多家生物柴油生產(chǎn)廠。

除了上述生物質(zhì)能利用技術(shù)外，還有生物制氫技術(shù)、熱裂解技術(shù)等，基本處于研究階段。

我國發(fā)展生物質(zhì)能的必要性

開發(fā)生物質(zhì)能具有能源與環(huán)境雙重效益，有可能成為未來可持續(xù)發(fā)展能源系統(tǒng)的主要能源之一。因此，許多國家都高度重視生物質(zhì)能源開發(fā)，并制定了相應(yīng)的開發(fā)研究計劃，如日本的陽光計劃、印度的綠色能源工程、美國的能源農(nóng)場和巴西的乙醇能源發(fā)展計劃等。聯(lián)合國開發(fā)計劃署(UNDP)、歐盟和美國(DOE)的可再生能源開發(fā)計劃中也都把生物質(zhì)能列為重點發(fā)展方向。

目前，生物質(zhì)能是僅次于煤炭、石油和天然氣的世界第四大能源。據(jù)估算，地球陸地每年生產(chǎn)1000億噸～1250億噸干生物質(zhì)；海洋年生產(chǎn)500億噸干生物質(zhì)。生物質(zhì)能源的年生產(chǎn)量遠遠超過全世界總能源需求量，相當于目前世界總能耗的10倍。

我國的生物質(zhì)資源也相當豐富。目前我國生物質(zhì)能年獲得量達到3.14億噸標準煤，到2050年資源潛力可達到9.04億噸標煤且潛力巨大。

根據(jù)發(fā)達國家的經(jīng)驗可知，現(xiàn)今正是我國實現(xiàn)工業(yè)化的關(guān)鍵時期。大部分發(fā)達國家在此期間(此時人均GDP在3000美元左右)都經(jīng)歷了人均能源、資源消費量快速增長和能源、資源結(jié)構(gòu)快速變化的過程。這對能源安全等問題提出了更高的要求。據(jù)預(yù)測，2020年中國一次能源的需求為25億噸～33億噸標準煤，最少將是2000年的2倍；2050年的一次能源需求估計將在50億噸標準煤左右。根據(jù)我國現(xiàn)在的能源需求增長趨勢推算，到2020年，我國僅石油的缺口就將達1.3億噸～1.5億噸。能源供應(yīng)不足問題已成為我國經(jīng)濟社會發(fā)展的主要矛盾之一。因此，要從根本上解決我國能源供應(yīng)不足的問題，必須實施多元化能源發(fā)展戰(zhàn)略，積極開發(fā)生物質(zhì)能源是出路之一。

從保護環(huán)境角度看，我國SO2，排放量已居世界第一位，CO2排放量僅次于美國居第二位。2006年，SO2排放量達2550萬噸，其中約85％是燃煤排放的。酸雨面積已超過國土面積的1／3。SO2和酸雨造成的經(jīng)濟損失約占GDP的2％。生物質(zhì)能屬于清潔能源，生物質(zhì)中有害物質(zhì)(硫和灰分等)的含量僅為中質(zhì)煙煤的1／10左右。同時，生物質(zhì)二氧化碳的排放和吸收構(gòu)成自然界碳循環(huán)，其能源利用可實現(xiàn)二氧化碳零排放，擴大生物質(zhì)能利用是減排CO2,最重要的途徑。

另外，生物質(zhì)一直是我國農(nóng)村的主要能源之一。因地制宜開展生物質(zhì)能利用技術(shù)及產(chǎn)品的研究、推廣和使用，可以把農(nóng)民從煙熏火燎中徹底解放出來，既節(jié)約資源，又可以改善農(nóng)民的居住環(huán)境，減少水土流失，提高其生活水平。

我國發(fā)展生物質(zhì)能存在的問題