生物質發電的技術現狀及發展

翁麗娟（福建永福電力設計有限公司）

生物質發電的技術現狀及發展

翁麗娟（福建永福電力設計有限公司）

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成為世界范圍內需要共同面對的難題，為此利用新技術實現能源的合理利用已經成為各國研究人員所面臨的課題，其中通過生物質發電的技術已經能有效的緩解該類問題，并且為經濟較為落后的地區帶來了新的機會，使該區域的經濟得到快速增長的同時實現能源的可持續發展，進而為我國的節能減排工作作出貢獻。本文通過對生物質發電的現狀進行分析，進一步探究其發展。

生物質能；發電技術；現狀和發展

生物質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被降低，甚至是實現二氧化碳的零排放，因此成為當前研究人員爭相進行研究的重要內容。同時由于將該物質作為發電燃料，能夠實現從根本上處理農民因為燃燒大量廢棄桔梗造成環境污染的情況，從而實現改善環境的目的[1]。

1 我國目前能源市場概況

世界生物質發電起源于20世紀70年代，當時，世界性的石油危機爆發后，丹麥開始積極開發清潔的可再生能源，大力推行秸稈等生物質發電。自1990年以來，生物質發電在歐美許多國家開始大發展。

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

發展生物質能源產業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能源的浪費和不合理使用對環境所造成的破壞。生物質能是唯一一種可再生的碳源，是發展可再生能源最主要的方向之一。據初步預測，到2020年，全國能源消費總量將超過30億t標煤，中國經濟的快速發展形成了對能源的剛性需求，生物質能源的市場容量巨大。2007年武漢凱迪投資公司在華東地區投資了二十幾個生物質能發電廠，可見生物質能發電有著廣闊的市場。

2 當前我國生物質發電技術的概況

通過燃燒秸稈等廢棄農作物進行發電的技術已經得到諸多國家的關注，而我國當前通過秸稈進行發電的主要技術主要有三種，即直接通過秸稈鍋進行燃燒發電、將秸稈與煤混合后進行燃燒以及通過生物質氣化實現發電等，下面進行具體介紹。

2.1 通過生物質鍋爐直接燃燒的方式進行發電

通過生物質燃燒的性質一般情況下可以將其換分為兩個部分，一種是發達國家以木質生物質燃燒作為基礎實行的燃燒技術，例如我國較早使用的蔗渣爐以及稻殼爐均屬于該技術范疇；另一種則通過秸稈燃燒實現發電的技術，由于我國的生物資源的是將秸稈作為主體，這就使得國內的關于生物質燃燒技術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 通過生物質和煤相互混合燃燒的方式進行發電

通過將生物質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和煤直接混合后進行燃燒，但是該方式的實現需要有較高的燃料處理技術和相關設備；另一種則是通過將生物質進行氣化，讓其產生的燃氣和煤進行混合實現燃燒。

2.3 通過生物質氣化的方式進行發電

根據生物質中燃氣的不同機理可以將其生物質氣化方式劃分為反應性氣化以及熱解氣化兩中，而反應性氣化根據其特性又可以劃分為水蒸氣氣化以及等離子氣化等。

水蒸汽氣化的實現首先需要粉碎后的生物質放入到氣化室中，并將蒸汽也沖入其中，通過高溫條件的作用，使其內部的多種混合物之間能夠產生化學反應，進而產生具有可燃性質的混合型氣體，同時將該氣體輸送到相關的發電設備中，例如內燃機等，實現最終的操作。在此過程中對其反應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。等離子氣化主要是利用等離子技術來實現的操作，即將生物質的原料添加到等離子的氣化室內，讓該原料能夠在極高的溫度下被氣化，在此過程中的碳轉化效率是最高的，并且當氣化完成后的氣體通過相關的凈化和過濾設備后，就能直接通入到對應的發電裝置中，進而為人們提供電能。

3 生物質發電技術在實際應用中的問題以及措施

雖然當前生物質發電的相關技術已經逐漸成熟，并且取得了顯著的效果，但是在實際的應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的資源較為分散，并且運輸的成本較高，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的開發力度相對欠缺，這就使得其生產活動中的部分關鍵技術問題不能被有效的處理，另外相關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 利用優質的生物質原料進行操作

生物質能將成為未來持續能源重要部分，直燃發電可實現生物質高效、經濟、大規模利用。由于一般的生物質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生的能源也相對較低，并且相關設備的開發難度較大，不能滿足大規模的用電需求，因而難以被推廣。根據國外相關學者經過數十年的研究表明，利用荊條類的植物作為生物質發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生相關的需求，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能源。

3.2 致力采用新型的技術

由于傳統生物質成型的生產工藝較為復雜，并且相關設備也比較龐大，對生物質原材料的處理成本頗高，這對于利用該方式進行發電是極為不利的，為此通過開發新型技術的方式，使其生產的效率得以提升，而當前研發的常溫壓縮固話成型技術以及生物質就地及時成型技術等技術都能有效的處理生產過程中的問題，并節約了一定的生產成本。新技術的使用不僅讓其生產的流程得以優化，同時也使系統更加簡單化，讓流動收集生物質原料的目的得以實現，進而為大規模利用生物質發電提供了依據[4]。

4 利用生物質發電技術的發展趨勢概況

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

在當前的生物質資源中主要是通過農業和林業兩個方面為主，其中農業資源主要是指由農業生產活動產生的廢棄物和農業加工后產生的廢棄物兩個部分，而農業生產廢棄物主要包括各種農作物的秸稈，農業加工廢棄物則是例如玉米芯和甘蔗渣等；林業資源則是利用森林生長期間產生的殘留樹葉和木屑以及林木加工過程中的廢棄物等，這些資源和優質的資源相比存在一定的差異性，但是同樣為其電能的產生提供了動力。

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

通過開發生物質發電的技術不僅能減輕日常生活和工作中對化石等能源的依賴，同時也減少了農民燃燒廢氣桔梗造成環境污染的現象，使其能夠做到保護環境、節約能源兩不誤，由此可見其該生物發電技術有著十分廣闊的發展前景。

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

5 結語

隨著科技的不斷進步，生物質發電技術在未來會成為可持續能源的重要構成部分，這也為我國有限的化石能源的利用緩解了一定的壓力，由此可見發展生物質能源對于今后的發展有著重要的意義[6]。因此生物質發電中所使用的資源需要利用合理的方式進行采集和運用，要確保在維護農村人民基本利益以及保護環境的基礎上開展該項工作，從而實現在帶動經濟發展的同時為保護環境提供動力，由此可見利用生物質發電是時代的必然要求。

[1]王侃宏，羅景輝，劉 歡，常明剛，牛沙沙.我國生物質發電行業現狀比較及發展建議[J].節能，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.我國生物質發電產業現狀及建議[J].可再生能源，2014（11）：542～546.

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

[4]朱 丹，朱芷萱.我國生物質發電的現狀及發展前景預測[J].科學咨詢（科技·管理），2012，06（15）：9～10.

[5]馬龍海，鄧宇昆，董勝亮.我國生物質發電現狀分析及研究[J].電力勘測設計，2012，03（11）：70～74.

[6]潘誠成.生物質能發電技術綜述.技術與市場，2014，21（5）；115.

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2095-2066（2016）33-0047-02

2016-11-10