農村清潔型新能源技術應用研究

楊航 劉芮含 趙雨晴 張海旭 劉慧敏 孫梓航 王丹妮 榮亞威 曲劍巍

摘要：近年來，曾支撐20世紀人類文明高速發展的以石油、煤炭和天然氣為主的石化能源出現了前所未有的危機，除其儲藏量不斷減少外，更嚴重的是科學研究發現，石化能源在使用后產生的二氧化碳氣體作為溫室效應氣體排放到大氣中后，人為地導致了全球變暖，引發了人們對未來社會發展動力來源的廣泛關注和思考。人們越來越清楚得認識到能源危機的嚴重，以及能源危機帶來得經濟問題和環境問題。面對不可再生資源的短缺，各國早已將目標轉向新能源的開發及利用，對新能源的投資大幅度增長，新能源產能也急劇擴大。不少國家的能源戰略都有一個明顯的政策導向——鼓勵開發新能源，這既是國際市場上石油等傳統能源產品價格高昂壓力所致（非常時期除外），也是人類可持續發展的客觀需要。

關鍵詞：能源危機;新能源;可持續發展

目前我國的常規能源短缺，尤其是石油和天然氣資源儲量嚴重不足，成為影響經濟社會發展的重要因素。新能源資源潛力大，環境污染低，可永久持續利用，是有利于人與自然和諧發展的重要能源。近年來，面對傳統能源日益供需失衡、全球氣候日益變暖的嚴峻局勢，世界各國紛紛加大對新能源和能源新技術開發與利用的力度。我國農村的能源問題尤為嚴重，目前我國農村人口占總人口的43.9%，農村清潔型新能源的開發利用關系到我國能源革命和環境保護，是實現促進經濟社會可持續發展的重要一環。

清潔型新能源開發有可能成為我國農村未來最重要的經濟增長引擎，成為最有創造就業和財富能力的新經濟支柱。目前，全球投向新能源，特別是風能、太陽能和生物質能的資金數量激增。有一種共識正在世界范圍內形成：只有在新能源技術革命中走在前面，才有可能在未來的世界經濟格局中占據優勢地位。尤其在受金融危機的影響全球經濟呈現不斷下滑嚴重局面的背景下，有專家認為對新能源的開發與利用將是全球金融危機后世界經濟的新一輪競爭熱點，對傳統能源的改良以及新能源技術和產品的發展，將會催生一個巨大的市場，新能源產業必將成為世界各國培育新的經濟增長點的一個重要突破口。

由于當今化石能源日益減少，環境污染加劇，尋找新型可再生能源和提高能源燃燒效率尤為迫切。國內外燃氣燃燒器現狀、歸納各種燃氣燃燒器的特點和應用范圍的基礎上，結合生物質燃氣凈化工藝、燃氣成分及特性，分析了生物質燃氣燃燒器設計的基本思路與要求，詳細闡述幾種典型生物質燃氣燃燒器的結構和特點，提出生物質燃氣燃燒器設計的不足及燃氣燃燒存在的問題。為進一步提高生物質燃氣利用率，結合我國農業與農村生產，提出適宜我國生物質燃氣發展的方向。

我們小組目前正在申請一個能夠利用生物質燃氣，以及更多的新型清潔能源進行為農村城市冬季取暖能夠有較高的熱效率的一項偉大的專利，正在審批當中。在2020年我們已經進入全面小康時代，我們把更加新型的能源利用到有用的地方去。首先必不可少的就是農村。我們對農村燃燒新能源取暖利用新能源發電的方法已經發表了許多論文，目的就是把我們農村建立的更加完善。在農村大力推廣新能源供暖建設，可以促進養殖業，帶動種植業的發展，改善農村生產生活的質量，是我們一直堅守的目標。

經過我們初步的創新實踐，現如今已經取得了良好的成果，許多人們已經認可了我們的創新，在未來我們會不斷的創新應用，發展其他的各種專利，發表更多的論文來支撐我們的創新總結。我們的發展項目我相信會很好的改變農村的供熱取暖的問題，將有限的能源充分利用并且能夠很大的提高農村的供熱的熱效率。推廣使用省柴灶、節能炕、節煤爐，并且還應該大大宣傳沼氣池，加快新能源的開發與利用。

生物質發電有很多種形式首先直接燃燒發電，直接燃燒發電是將生物質在鍋爐中直接燃燒，生產蒸汽帶動蒸汽輪機及發電機發電。生物質直接燃燒發電的關鍵技術包括生物質原料預處理、鍋爐防腐、鍋爐的原料適用性及燃料效率、蒸汽輪機效率等技術。混合發電，生物質還可以與煤混合作為燃料發電，稱為生物質混合燃燒發電技術。混合燃燒方式主要有兩種。一種是生物質直接與煤混合后投入燃燒，該方式對于燃料處理和燃燒設備要求較高，不是所有燃煤發電廠都能采用;一種是生物質氣化產生的燃氣與煤混合燃燒，這種混合燃燒系統中燃燒，產生的蒸汽一同送入汽輪機發電機組。氣化發電，生物質氣化發電技術是指生物質在氣化爐中轉化為氣體燃料，經凈化后直接進入燃氣機中燃燒發電或者直接進入燃料電池發電。氣化發電的關鍵技術之一是燃氣凈化，氣化出來的燃氣都含有一定的雜質，包括灰分、焦炭和焦油等，需經過凈化系統把雜質除去，以保證發電設備的正常運行。

我們主要介紹生物質沼氣發電。我國農村清潔新能源主要利用的就是沼氣發電。沼氣發電技術是集環保和節能于一體的能源綜合利用新技術。它是利用工業、農業或城鎮生活中的大量有機廢棄物（例如酒糟液、禽畜糞、城市垃圾和污水等），經厭氧發酵處理產生的沼氣，驅動沼氣發電機組發電，并可充分將發電機組的余熱用于沼氣生產。沼氣發電熱電聯產項目的熱效率，視發電設備的不同而有較大的區別，如使用燃氣內燃機，其熱效率為70%～75%之間，而如使用燃氣透平和余熱鍋爐，在補燃的情況下，熱效率可以達到90%以上。沼氣發電技術本身提供的是清潔能源，不僅解決了沼氣工程中的環境問題、消耗了大量廢棄物、保護了環境、減少了溫室氣體的排放，而且變廢為寶，產生了大量的熱能和電能，符合能源再循環利用的環保理念，同時也帶來巨大的經濟效益。

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