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生物質(zhì)發(fā)電以秸稈(包括棉花、小麥、玉米等秸稈)以及農(nóng)林廢棄物(如樹皮)為原料,通過直燃發(fā)電的技術(shù)產(chǎn)生綠色電力,除了可以增加清潔能源比重、改善環(huán)境,還可以增加農(nóng)民收入、縮小城鄉(xiāng)差距,意義重大。
我國利用農(nóng)林廢棄物規(guī)模化發(fā)電尚處于起步階段,生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)不成熟、項(xiàng)目造價(jià)高,總投資大,運(yùn)行成本高,盡管國家給予了電價(jià)優(yōu)惠政策,但盈利水平還是不如常規(guī)火電。究其原因,一是單位造價(jià)高,二是燃料成本高,三是生物質(zhì)發(fā)電企業(yè)實(shí)際稅率太高。其基本原理是將生物質(zhì)原料加熱,生物質(zhì)原料進(jìn)入氣化爐后被干燥,伴隨著溫度的升高,析出揮發(fā)物,并在高溫下裂解(熱解)?!犊稍偕茉捶ā芬?guī)定農(nóng)林廢棄物生物質(zhì)發(fā)電應(yīng)享受財(cái)政稅收等優(yōu)惠政策,但相關(guān)政策和措施尚未出臺。
在國外,以直燃發(fā)電為代表的生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)已經(jīng)比較成熟,丹麥研發(fā)的農(nóng)林生物質(zhì)直燃發(fā)電技術(shù)被聯(lián)合國列為重點(diǎn)推廣項(xiàng)目。農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)主要集中在發(fā)達(dá)國家,印度、巴西和東南亞等發(fā)展中國家也積極研發(fā)或者引進(jìn)技術(shù)建設(shè)相關(guān)發(fā)電項(xiàng)目。在國土面積只有我國山東省面積1/4強(qiáng)的丹麥,已建立了15家大型生物質(zhì)直燃發(fā)電廠,年消耗農(nóng)林廢棄物約150萬噸,提供丹麥全國5%的電力供應(yīng)。所以目前可能使用生物質(zhì)氣化發(fā)電的主要對象應(yīng)是有大量生物質(zhì)廢料而沒有收集及運(yùn)輸問題的企業(yè)或地區(qū)。國外鼓勵生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策主要體現(xiàn)在價(jià)格激勵、財(cái)政補(bǔ)貼、減免稅費(fèi)等方面,力度非常大。
生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)是潔凈利用生物質(zhì)能的有效方法之一,它可以在不產(chǎn)生污染的情況下把生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為電能,達(dá)到從低品位能源獲取高品位能源的目的,是有前途的可再生能源技術(shù)之一。 因地制宜地利用豐富的生物質(zhì)資源,建立分散、獨(dú)立的離網(wǎng)或并網(wǎng)生物質(zhì)分布式電站不僅可以彌補(bǔ)電力供應(yīng)的不足,而且可以有效減少環(huán)境污染和溫室氣體排放,所以它也是一種重要的環(huán)保技術(shù)。生物質(zhì)能直接燃燒發(fā)電是以農(nóng)作物秸稈和林木廢棄物為原料,進(jìn)行簡單加工,然后輸送到生物質(zhì)發(fā)電鍋爐,經(jīng)過充分燃燒后產(chǎn)生蒸汽推動汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電的高新技術(shù)。
大型生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)主要作為上網(wǎng)電站,它適應(yīng)的生物質(zhì)較為廣泛,所需的生物質(zhì)數(shù)量巨大,必須配套專門的生物質(zhì)供應(yīng)中心和預(yù)處理中心,系統(tǒng)功率一般在5000kW以上,雖然與常規(guī)能源相比仍顯得非常小,但在技術(shù)發(fā)展成熟后,它將是今后替代常規(guī)能源電力的主要方式之一。一般來說,發(fā)電規(guī)模越大,單位發(fā)電量需要的成本就越低,也越有利于提高熱效率和降低二次污染。0億噸,生產(chǎn)人造板1000多萬立方米,所以上規(guī)模的碾米廠和人造板廠分別有幾百家,因此即使BGPG目前只針對這兩種企業(yè),也有很大的市場潛力。由表1的國內(nèi)200kW級和1000kW級氣化發(fā)電系統(tǒng)各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)的對比數(shù)據(jù),可見發(fā)電規(guī)模對推廣氣化發(fā)電的重要性。
在比利時(shí),有100年的歷史的布羅賽爾溫克能源技術(shù)公司是生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)專用鍋爐的生產(chǎn)企業(yè),是早采用生物質(zhì)為燃料的鍋爐制造公司之一,如今已發(fā)展出適應(yīng)木材廢棄物、建筑木質(zhì)廢棄物、造紙廢棄物及城市垃圾等不同燃料的鍋爐設(shè)備。與芬蘭、丹麥等國的技術(shù)不同,該公司的產(chǎn)品采用的是傾斜式液壓移動式爐排,其熱效率可達(dá)85%,比較適用于20MW以下的生物質(zhì)發(fā)電。(4)還原過程還原過程沒有氧氣存在,氧化層中的燃燒產(chǎn)物及水蒸氣與還原層中木炭發(fā)生反應(yīng),生成氫氣和co等。
美國在利用生物質(zhì)能發(fā)電方面處于世界領(lǐng)xian地位,各類生物質(zhì)發(fā)電站有350多座,發(fā)電裝機(jī)總?cè)萘窟_(dá)700MW,提供了大約6.6萬個(gè)工作崗位,據(jù)有關(guān)科學(xué)家估計(jì),到2010年,生物質(zhì)發(fā)電將達(dá)到13000MW裝機(jī)容量,可安排過17萬就業(yè)人員。
美國的Battelle(63MW)和夏威夷(6MW)項(xiàng)目B-IGCC(整體氣化聯(lián)合循環(huán))氣化發(fā)電示范工程代表生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)的世界先進(jìn)水平,可生產(chǎn)中熱值氣體,系統(tǒng)示意圖見圖3。該氣化設(shè)備于1998年完成安裝并投入運(yùn)行。生物質(zhì)氣化技術(shù)是一種熱化學(xué)處理技術(shù),通過氣化爐將固態(tài)生物質(zhì)轉(zhuǎn)換為使用方便而且清潔的可燃?xì)怏w,用作燃料或生產(chǎn)動力。除美國外,也有一些國家開展了B-IGCC研究項(xiàng)目,如英國(8MW)、瑞典(加壓生物質(zhì)氣化發(fā)電4MW)、芬蘭(6MW)以及歐盟的3個(gè)7~12MW生物質(zhì)氣化發(fā)電B-IGCC示范項(xiàng)目。