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生物質(zhì)氣化及發(fā)電技術(shù)在發(fā)達(dá)國家受到廣泛重視,生物質(zhì)電能在總能源消耗中所占的比例增加迅速。1988年丹麥誕生了世界座秸稈生物燃燒發(fā)電廠。與同等規(guī)模每年發(fā)電1.38億kWh的燃煤電廠相比,秸稈發(fā)電每年可節(jié)約煤炭10多萬t,減少SO2年排放量400t。目前丹麥已建立了13家秸稈發(fā)電廠,還有一部分燒木屑或垃圾的發(fā)電廠也兼燒秸稈。目前,以秸稈和木屑為主要原料的生物質(zhì)能在丹麥可再生能源中的比重已超過40%。生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)又稱生物質(zhì)發(fā)電系統(tǒng),利用氣化爐把生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為可燃?xì)怏w,經(jīng)過除塵、除焦等凈化工序后,再通過內(nèi)燃機或燃?xì)廨啓C進(jìn)行的發(fā)電。丹麥的秸稈發(fā)電技術(shù)現(xiàn)已走向世界,并被聯(lián)合國列為重點推廣項目。
從純技術(shù)的角度看,要使B-IGCC達(dá)到較率,須具備兩個條件:一是氣化氣進(jìn)入燃?xì)廨啓C之前不能降溫,二是氣化氣必須是高壓的。這就要求系統(tǒng)必須采用生物質(zhì)高壓氣化和高溫凈化兩種技術(shù)才能使B-IGCC的總體效率較高(40%)。如果采用一般的常壓氣化和降溫凈化,由于氣化效率和帶壓縮的燃?xì)廨啓C效率都較低,系統(tǒng)的整體效率一般都低于35%。由于燃?xì)廨啓C改造技術(shù)難度很高,而且系統(tǒng)不夠成熟,造價也很高,限制了其應(yīng)用推廣。以意大利12MW的B-IGCC示范項目為例,發(fā)電效率約為31.7%,但建設(shè)成本高達(dá)25000元/kW,發(fā)電成本約1.2元/kWh,實用性很差。由于燃?xì)廨啓C系統(tǒng)發(fā)電后排放的尾氣溫度大于500℃,所以增加余熱鍋爐和過熱器產(chǎn)生蒸汽,再利用蒸汽循環(huán),可以有效提高發(fā)電效率,這就是生物質(zhì)整體氣化聯(lián)合循環(huán),其發(fā)電工藝流程如圖4所示。
為了實現(xiàn)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展,必須保證電力生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展,要想達(dá)到這一目標(biāo),必須走電力生產(chǎn)與環(huán)境保護相協(xié)調(diào)的發(fā)展道路,積極發(fā)展清潔的發(fā)電技術(shù)必將對人類社會的可持續(xù)發(fā)展做出重要的貢獻(xiàn)。總的來說,生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)是所有可再生能源技術(shù)中經(jīng)濟的發(fā)電技術(shù),綜合發(fā)電成本可接近小型常規(guī)能源的發(fā)電水平。我國是一個農(nóng)業(yè)大國,有豐富的價格低廉的農(nóng)業(yè)廢棄物資源,而同時農(nóng)村地區(qū)的電力供應(yīng)時常會出現(xiàn)短缺,因此日趨完善的生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景。目前我國的生物質(zhì)氣化發(fā)電已初具規(guī)模,但利用效率仍十分低下,且仍存在不少技術(shù)問題如二次污染和熱效率不夠高等,僅達(dá)到了廢物利用的目的,還遠(yuǎn)未達(dá)到變廢為寶的程度。目前生物質(zhì)發(fā)電應(yīng)用越來越廣泛:生物質(zhì)氣化,產(chǎn)生的氣體帶動發(fā)電機組工作。