生物質能發電綜述

劉靜 廣西大學農學院，南寧 530005

李璨 廣西大學電氣工程學院，南寧 530004

生物質能發電綜述

劉靜 廣西大學農學院，南寧 530005

李璨 廣西大學電氣工程學院，南寧 530004

生物質能作為重要的可再生能源越來越受到人們的關注，本文著重分析了生物質能發電的概念、特點和分類，并總結了國內外的發展狀況及發展前景。

新能源;生物質能;發電

引言

能源是人類社會生存、國民經濟發展的必備資源和重要戰略物資。能源緊缺以及由于能源消費而產生的生態環境惡化，促使世界各國尋找清潔、高效的新型替代能源。在這些新能源中，生物質能以其資源豐富、生態環境友好等特點越來越受到世界各國廣泛重視[1]。

本文針對生物質能發電進行了簡要的介紹，描述了目前的發展狀況，并對生物質發電的發展前景進行了展望，提出了可行性建議。

1 生物質能源的概念和特點

生物質是指任何可再生的或可循環的有機物質，包括所有的動物、植物微生物，以及由這些生命體排泄和代謝的所有有機物質。生物質能源是蘊藏在生物質中的能量，是指直接或間接地通過綠色植物的光合作用，把太陽能轉化為化學能后固定和貯藏在生物體內的能量。它是一種可再生的能源，又是無污染或低污染的清潔能源。生物質資源十分豐富，目前全球每年水、陸生物質產量約為全球總能耗量的6～10倍左右[2]。

與化石燃料相比，生物質具有以下特點:(l)可再生性。生物質能源屬于可再生資源，資源豐富，可保證能源的永續利用。(2)低污染性。生物質能源的硫含量、氮含量低，作為燃料時，對大氣的二氧化碳的凈排放量近似于零，可有效地減輕溫室效應;剩余部分可以還田，改良土壤，并且產生極少量的有害氣體，屬于潔凈能源。(3)儲量大、分布廣泛。生物質能蘊藏量巨大，地球上光合作用每年生產約2.2×1011t干生物質，相當于全球能源消費總量的10倍左右。生物質能分布廣泛，缺乏煤炭的地域可充分利用生物質能。(4)低密度性。生物質能源的分布較為分散，分布密度低下，重量輕，體積大，給運輸帶來一定難度，運輸成本較高[3]。

2 生物質能源的類型[4]

生物質發電主要有氣化發電、混燃發電、直燃發電沼氣發電四種類型：

2.1 生物質氣化發電

生物質氣化發電的原理主要是把固體生物質轉化為燃氣，利用改裝的內燃機或燃氣機輪發電，其主要形式是簡單系統、聯合循環發電系統。

2.2 生物質混燃發電

生物質混燃發電的原理主要是通過塊狀生物質與煤混合后燃燒，或生物質汽化后燃氣在燃煤鍋爐里與煤一起燃燒。混燃發電主要有兩種形式，一種是將生物質原料和煤混合以后直接運送到燃煤鍋爐進行燃燒，可以達到省煤的效果，這是直接混燒。另一種形式是首先將生物質資源氣化，生成燃氣，然后再到燃煤鍋爐進行燃燒，這是氣化燃燒。

2.3 生物質直燃發電

生物質直接燃燒發電的主要原理是通過生物質燃燒鍋爐產生蒸汽，利用傳統的蒸汽輪機發電，其主要形式有震動爐排、流化床燃燒，汽化后二次燃燒，它的主要技術成熟，比較合適于原料容易收集的地區或者集中大規模的生物質能利用的發電(>25兆瓦)。

2.4 生物質發電中的沼氣發電

沼氣發電的主要原理是把生物質轉化為沼氣，再利用改裝的柴油機技術發電。主要形式有工業沼氣發電和垃圾填埋氣發電兩種形式。其特點就是技術比較成熟，投資較小。

3 生物質發電的成本比較

表1 四種發電方式成本的比較(分/千瓦時)

通過對以上四種不同類型發電企業的環境成本核算可以清晰得出比較結果(見表1):燃煤發電的環境成本最高，天然氣發電次之，生物質發電再次之，核能發電最少，后二者的環境效益優勢十分明顯，是符合未來能源清潔可再生的發展要求的[5]。

生物質發電的環境成本雖然比傳統的火力發電少得多，但是作為電力行業的“新兵”，其競爭力暫時還不能與傳統的火力發電同日而語，而從長期來看，由于傳統的化石能源稀缺性日益明顯，火力發電的成本會提高，隨著全球環保意識與生態危機意識的增強，生物質發電的優越性會逐漸顯現，發電總成本優勢的體現只是一個時間問題。

4 生物質發電的發展現狀

對于生物質能的開發與利用，世界各國普遍以積極姿態加以推進。2006年5月29日至6月2日，在瑞典延雪平市召開的世界生物質能源大會及其展覽會，就集中展示了世界各國在生物質能研究和應用領域的最新成果。瑞典擁有豐富的生物質資源，利用林木加工下腳料，以及用一部分林木直接作為替代能源，成為重要的研究開發領域。目前，瑞典已把生物質能從研究推向大規模商業開發和應用。

在美國，生物質已經超過水力發電成為最大的可再生能源資源，占美國能源消費的比例已超過3%。

我國已將發展生物質發電、沼氣、生物液體燃料和生物質固體成型燃料等生物質能清潔高效利用技術，作為今后生物質能發展的四個優先方向。到2005年底，我國已發展戶用沼氣池1800多萬戶，建成大型畜禽養殖場沼氣工程和工業有機廢水沼氣工程約1500處，沼氣年利用量達到約80億立方米，全國生物質發電總裝機容量約200萬千瓦，其中蔗渣發電約170萬千瓦，垃圾發電約20萬千瓦，其余為稻殼等農林廢棄物氣化發電和沼氣發電等。

5 生物質發電的發展前景

未來的10年將是世界各國大力發展生物質能的關鍵時期，在國際上，主要目標是把生物質轉換為電力和運輸燃料，以期在一定范圍內減少或代替礦物燃料的使用。

2010年到2030年期間，生物質發電技術將完全市場化，與常規能源可以進行平等的競爭，所以生物質能所占的比例將大幅度提高，將成為主要的能源之一；同時生物質制取液體燃料也將成熟，部分技術進入商業應用，但生物質液體燃料的商業化程度將決定于石油供應情況和各國對環境要求的程度。到2050年這一時期，生物質發電和液體燃料將比常規能源具有更強的競爭力，包括環境和經濟上的優勢，所以生物質能將會是綜合指標優于礦物燃料的能源品種，將占有主導地位，其使用量和占有量主要決定于各國各地區生物質的供應情況。

6 總結

目前我國生物質能產業正在蓬勃發展，已經取得一些可喜的成果，但從總體和長遠來看還存在很多問題。因此，現階段我國發展生物質能機遇與挑戰并存。既要抓住時機，大力發展，又要避免一哄而上，盲目競爭。

[1]馬洪,王夢奎.中國發展研究(2006)[M].北京:中國發展出版社.2006

[2] 魏一鳴,等.中國能源報告(2006)—戰略與政策研究[M].北京:科學出版社.2006

[3] 曾麟,王革華.世界主要發展生物質能國家的目的與舉措[J].可再生資源.2005, 2:53-55

[4] 樊京春,王永剛.生物質能利用技術的經濟性分析[J].能源工程. 2003, 12(4): 19-23

[5] 私學文,我國可持續發展戰略商議[J].能源政策研究.1999, 4(1): 1

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.08.008

劉靜（1986-），女，山東人，碩士研究生，廣西大學農學院，研究方向：植物營養生理與調控；

李璨（1989-），男，山東人，碩士研究生，廣西大學電氣工程學院，研究方向：電力系統分析與計算，新能源發電技術。