生物质能发电综述

生物质能发电综述

引言

能源是人类社会生存、国民经济发展的必备资源和重要战略物资。能源紧缺以及由于能源消费而产生的生态环境恶化，促使世界各国寻找清洁、高效的新型替代能源。生物质能发电是可再生能源中最重要的组成部分，具有良好的社会效益和经济效益，已受到世界各国政府的高度重视。

本文系统介绍了生物质能的基本概念，生物质发电技术以及生物质能在国内外的应用情况。并对生物质发电的发展前景进行了展望，对我国在生物质能发电方面存在的主要问题提出了一些建议。

1、生物质能发电的内涵和特点

生物质具可再生性、低污染性、低密度性，而且生物质能分布广泛，蕴藏量巨大，地球上光合作用每年生产约2.2×1011t干生物质，相当于全球能源消费总量的10倍左右。

生物质能是人类赖以生存的重要能源，是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消耗总量第四位的能源。生物质能源作为一种洁净而又可再生的能源，是唯一可替代化石能源转化成气态、液态和固态燃料以及其他化工原料或者产品的碳资源。生物质发电是利用生物质所具有的生物质能进行的发电，是可再生能源发电的一种。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，是取之不尽、用之不竭的能源资源，是太阳能的一种表现形式。

生物质能发电主要利用农业、林业和工业废弃物、甚至城市垃圾为原料，采取直接燃烧或气化等方式发电，包括农林废弃物直接燃烧发电、农林废弃物气化发电、垃圾焚烧发电、垃圾填埋气发电、沼气发电。近年来，国内外能源、电力供求日趋紧张，作为可再生能源的生物质能越来越凸显出其必要性。

2、生物质能发电的主要技术

2.1生物质直燃发电

生物质直接燃烧发电是指把生物质原料送入适合生物质燃烧的特定锅炉中直接燃烧，产生蒸汽，带动蒸汽轮机及发电机发电。已开发应用的生物质锅炉种类较多。如木材锅炉、甘蔗渣锅炉、稻壳锅炉、秸秆锅炉等。其适用于生物质资源比较集中的区域，如谷米加工厂、木料加工厂等附近。因为只要工厂正常生

产，谷壳、锯屑和柴枝等就可源源不断地供应电提供了物料保障。

生物质直接燃烧发电技术中的生物质燃烧方式包括固定床燃烧或流化床燃烧等方式。固定床燃烧对生物质原料的预处理要求较低，生物质经过简单处理甚至无须处理就可投入炉排炉内燃烧。流化床燃烧要求将大块的生物质原料预先粉碎至易于流化的粒度。其燃烧效率和强度都比固定床高。

该技术在我国应用较少，因为它要求生物质资源集中，数量巨大。如果大规模收集或运输生物质。将提高原料成本。因此该技术比较适于现代化大农场或大型加工厂的废物处理。

2.2生物质气化发电

气化方式主要有生物化学法和热化学法两种。

生物化学生产可燃气体主要指细菌将原料(有机废物)分解为淀粉和纤维素都等有几大分子，然后将他们直接转化为脂肪酸(乙酸等)，紧接着甲烷化细菌开始起作用进行厌氧消化法生产沼气。

热化学法就是将温度加热到600℃以上，在缺氧的条件下对有机质进行“干馏”这类热解产物与以煤热解十分相似，固体产物为焦炭类似物，气体产物为“炉煤气”类似物，一部分固体物质，再进入裂解炉(鲁奇法)进行固体物质的裂解或进入二次燃烧室燃烧，炉温可达900℃以上。这样固体全部转化为气体燃料。

将这些可燃气体供给内燃机或燃气轮机，带动发电装置对外提供动力，即为生物质气化发电。

2.3沼气发电

沼气来自畜禽粪污或是含有机物的工业废水，经过厌氧发酵产生以CH4和CO2为主体的混合气体。CH4含量的多少决定沼气热值的高低，从而对沼气的发电效率产生影响。

沼气发电是随着沼气综合利用的不断发展而出现的一项沼气利用技术，它利用厌氧发酵技术，将屠宰厂或其它有机废水以及养殖场的畜禽粪便进行发酵，生产沼气，供给内燃机或燃气轮机，带动发电机发电，也有的供给蒸汽锅炉产生蒸汽，带动蒸汽轮机发电。沼气属于生物质能，是一种可回收利用的清洁能源。它具有较高的热值，抗爆性能较好、燃烧清洁，可利用来进行取暖、炊事、照明、发电等。沼气发电技术主要应用在禽畜厂沼气、工业废水处理沼气以及垃圾填埋

场沼气。推广应用沼气发电有利于保护生态环境，减少温室气体的排放；是增加农民收入的重要保障；可改善农民生产生活条件，带来巨大的社会效益、生态效益、经济效益。

3、生物质能发电的发展状况

3.1生物质能发电在国外的发展状况

世界生物质发电起源于20世纪70年代，当时，世界性的石油危机爆发后，丹麦开始积极开发清洁的可再生能源，大力推行秸秆等生物质发电。自1990年以来，生物质发电在欧美许多国家开始大发展，特别是2002年约翰内斯堡可持续发展世界峰会以来，生物质能的开发利用正在全球加快推进。截至2004年，世界生物质发电装机已达3900万千瓦，年发电量约2000亿千瓦时，可替代7000万吨标准煤，是风电、光电、地热等可再生能源发电量的总和。

3.2生物质能发电在我国的发展状况

在我国，从1987年起开始生物质能发电技术研究。1998年，1MW谷壳气化发电示范工程建成投入运行。1999年，1MW木屑气化发电示范工程建成投入运行。2000年，6MW秸秆气化发电示范工程建成投入运行，为我国更好地利用生物质能源奠定了良好基础。为推动生物质能发电技术的发展，2003年以来，国家先后批准了河北晋州、山东单县、江苏如东和湖南岳阳等多个秸秆发电示范项目。截至2005年底，我国已发展户用沼气池1800多万户，建成大型畜禽养殖场沼气工程和工业有机废水沼气工程约1500处，沼气年利用量达到约80亿立方米，全国生物质发电总装机容量约200万千瓦，其中蔗渣发电约170万千瓦，垃圾发电约20万千瓦，其余为稻壳等农林废弃物气化发电和沼气发电等。

4、生物质发电的发展前景

未来的10年将是世界各国大力发展生物质能的关键时期，在国际上，主要目标是把生物质转换为电力和运输燃料，以期在一定范围内减少或代替矿物燃料的使用。2010年到2030年期间，生物质发电技术将完全市场化，与常规能源可以进行平等的竞争，所以生物质能所占的比例将大幅度提高，将成为主要的能源之一；同时生物质制取液体燃料也将成熟，部分技术进入商业应用，但生物质液体燃料的商业化程度将决定于石油供应情况和各国对环境要求的程度。到2050年这一时期，生物质发电和液体燃料将比常规能源具有更强的竞争力，包括环境