環(huán)境效益

生物質(zhì)能是一種可再生、CO零排放、SO2、NO、含塵質(zhì)量分?jǐn)?shù)極低的清潔能源，是化石能源很好的替代燃料。在300~400℃時，生物質(zhì)就可以釋放出70%左右的揮發(fā)組分，而煤要到800℃才能釋放出大約30%的揮發(fā)分。歐洲國家對生物質(zhì)電廠賦予的職責(zé)是消耗秸稈維護大氣環(huán)境，對于生物質(zhì)發(fā)電給予較大的補貼，不考慮電廠的連續(xù)運行時間和盈利問題。目前，出臺的相關(guān)政策支持度已很大。但隨著市場變化其支持力度還應(yīng)相應(yīng)跟上，使這一新興產(chǎn)業(yè)更好地發(fā)展。

以農(nóng)業(yè)廢棄物和木材廢棄物為主的生物質(zhì)資源分布分散，收集和運輸困難，不適合采用大規(guī)模燃燒技術(shù)，而中等規(guī)模的生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)（400—6000kW）在發(fā)展中國家具有獨特的優(yōu)勢，也具備進入市場競爭的條件。由于分布廣泛、有利于環(huán)保等特點，因而越來越受到世界各國的關(guān)注。中國ke xue yuan廣州能源研究所研究開發(fā)的中等規(guī)模生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)達到了同類技術(shù)的水平，性價比處于國際領(lǐng)xian水平，該技術(shù)共申請國家專利9項，已在中國、臺灣和東南亞等國家推廣應(yīng)用，取得了顯著的經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益。生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)先后獲得“九五”國家重點科技攻關(guān)計劃youxiu成果獎、廣東省科技進步二等獎、上海國際工業(yè)博覽會銀獎、廣東省優(yōu)xiu專利獎。2005年10月，在由聯(lián)合國教科文組織發(fā)起的全球可再生能源領(lǐng)域ju投資價值的十大領(lǐng)xian技術(shù)評選中該技術(shù)獲得“藍天獎”，再一次證明了生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)在國際上的影響力。

目前，生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)處于初步商業(yè)化階段，基本原理是生物質(zhì)在缺氧狀態(tài)下熱解生成氣體燃料，凈化后的氣體燃料燃燒驅(qū)動燃氣輪機或燃燒后產(chǎn)生蒸汽，驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電。氣化發(fā)電過程包括3個方面：一是生物質(zhì)氣化。Gasifier氣體發(fā)生器（氣化器）用以是稻殼氣化的裝置，是氣化發(fā)電的主要部件。經(jīng)處理的生物質(zhì)原料由進料系統(tǒng)送進氣化爐內(nèi)，揮發(fā)分(干基下為70%~80%)熱解釋放出揮發(fā)性氣體如CmHn、H2、CO、CO2、焦油和水蒸氣，產(chǎn)生的碳發(fā)生典型氣化反應(yīng)(水蒸氣 碳)和燃燒反應(yīng)(碳 氧氣)，通過燃燒反應(yīng)釋放出的熱量促使生物質(zhì)熱解和碳的氣化反應(yīng)進行，從而把固體生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為氣體燃料；二是氣體凈化。氣化生成的燃氣都含有一定的雜質(zhì)，包括灰分、焦炭和焦油等，需經(jīng)過凈化系統(tǒng)把雜質(zhì)除去，以保證燃氣發(fā)電設(shè)備的正常運行；三是燃氣發(fā)電。凈化后的燃氣進入燃氣輪機或內(nèi)燃機的燃燒室燃燒驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電，或者燃氣在鍋爐內(nèi)燃燒生產(chǎn)高溫高壓蒸汽，驅(qū)動蒸汽機帶動發(fā)電機發(fā)電。圖1為生物質(zhì)氣化發(fā)電工藝流程示意圖。

生物質(zhì)氣化及發(fā)電技術(shù)在發(fā)達國家受到廣泛重視，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。如國家在確定生物質(zhì)能發(fā)電的上網(wǎng)電價補貼時，秸稈每噸價格被定在100元左右，而秸稈實際收購價格已達200—300元/噸，如此高的原料成本增加了企業(yè)成本預(yù)算，以山東秸稈發(fā)電的上網(wǎng)電價為例，實際成本在0。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%。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。