征文:生物质能的利用

热心网友：生物质发电一、概念生物质发电指的是利用一定的技术，把生物质原料转化成现实可以利用的能源形式，然后将这些能源形式转化为电力。二、发电类型生物质发电包括生物质燃烧蒸汽发电、生物质混烧发电和生物质气化复合发电三种形式。 （1）、生物质燃烧蒸汽发电 生物质燃烧蒸汽发电是利用直接燃烧生物质所得到的蒸汽来进行发电的技术。美国以木材加工的废弃物质为燃料，英国则以养鸡厂的废弃物质(鸡粪和养鸡厂铺设地上的残留物质)为燃料开始了商业化的发电。另外，发达国家还以工厂所产生的甘蔗渣、黑液为燃料开始了蒸汽发电和CHP(热电同时供给)。 根据文献报道，生物质蒸汽发电的设备费的推定计算结果是：1997年为1965美元／kWe；2010年为1346美元／kWe；2020年为1115美元／kWe。 （2）、生物质混烧发电 从短期的角度来看，对煤炭发电进行改良的煤炭、生物质的混烧(co-firing)发电是成本最低的生物质发电。 对依靠微小煤炭粉的混烧进行改造的成本(设备费用)主要由燃料的处理、锅炉改造、控制等构成。按照单位生物质发电量进行推定计算，向混烧进行改造的成本(设备费用)大约在145～190美元／kW。另外，根据锅炉形式和现有设备的不同，也有报道认为混烧改造的成本大约在50～700美元／kWe的范围内。生物质热分解气化、微粉炭火力混烧设备的改造成本(设备费用)推定在400～650美元／kWe。 （3）、生物质气化复合发电(BGCC) 生物质气化复合发电作为一项可以提高发电效率的新技术被非常看好。在20世纪90年代，瑞典就开始了气化复合发电实证工厂(5M We)的建设，并进行了试运转。2002年，英国的实证工厂(10M We)也在试运转中。三、存在的问题(1)降低生物质的发电成本 要从原料来源、发电机组质量、发电规模大小、经营管理机制、生产人员素质等方面寻求降低生物质发电成本的途径。实践已经证明：只有降低生物质发电成本，气化发电技术才有竞争力和广阔的市场需求。 (2)扩大发电规模 我国粮食加工厂规模大小不一，稻谷加工能力从50～300t／d不等，相应的谷壳发电功率应为160～2000kW。研制出较大功率的发电机组有许多好处。首先，可满足大型粮食加工厂(或木材加工厂)的耗能需要；其次，随着发电容量的加大，须用流化床气化炉代替固定床气化炉，生物质发电技术也须相应提高，从而可提高生物质发电系统的效率；再次，根据电力部门规定，上电网的机组功率不能小于500kW。因此，扩大发电规模，可使气化发电有较好的经济性与适用性。 (3)提高去除燃气中焦油的技术 我国现行的焦油去除技术不先进，燃气中焦油含量较高，造成内燃机磨损严重，机组运行一段时问后，须停机清理积聚在系统内的焦油，降低了设备利用率，增加了气化发电成本。因此，应尽快探索使用催化裂解等先进方法，以提高燃气中焦油的去除率。 (4)废水与灰分的处理在清除焦油与灰分过程中，须耗用大量的水。这些含有焦油与灰分的水，在排放前应进行处理，以减少二次污染，并尽可能循环使用。以稻草和稻壳为燃料的固定床气化炉，生成的灰分不仅数量较多，而且含有较多的炭，通过提高炉子的气化效率，并对灰分进行煅烧处理，将有助于问题的解决。若能将灰分加工成保温材料或提取高纯度的SiO2，既可收到经济效益，又有利于满足环保的要求四、国内外发展概况我国生物质气化发电所用燃料以稻壳为主，早在20世纪60年代，我国就开始了生物质气化发电的研究，研制出了样机并进行了初步推广，还曾出口到发展中国家，后因经济环境的限制和收益不高等原因停止了这方面的工作。进些年来，客观环境发生了变化：第一是粮食加工趋向大规模化，稻壳比较集中，便于收集，降低了气化发电成本；第二是随着乡镇企业的发展和人民生活水平的提高，一些缺、少电地方迫切需要电能；第三十环境问题，丢弃或焚烧稻壳将造成环境污染，气化发电可以有效利用废弃的稻壳，所以以稻壳为原料的生物质发电又逐渐得到了人们的重视；第四是生物质气化技术在许多省份的陆续应用和推广，农作物秸秆、木材生产与加工的废弃物、薪炭林的营造等，为生物质气化提供了充足的原料；第五是气化发电技术的进步和人们认识与知识水平的提高，所有这些都有利于生物质气化发电事业的发展。以前生物质气化发电机组规模以60kW的居多，现在应用较多的是160kW一和200kW内燃机／发电机装置。国内生产气化发电机组具有代表性的厂家是重庆红岩内燃机责任有限公司。国外以生物质燃气进行发电和供热近年来有较快的发展，所有的发电机组基本上有三种类型：一是内燃机/发电机机组；二是汽轮机/发电机机组；三是燃气轮机/发电机机组。有的发电厂将前两者结合起来使用，有的则把后两者结合起来使用。比较这两种联合发电方式，后者前景较为广阔，尤其是大规模生产的情况下。 巴西是世界上生物质能并发利用先进的国家之一。以前以甘蔗的利用为主，近期在巴西的东北部营造了大面积薪炭林，并以薪炭林木材为原料发电，其发展前景将不亚于对甘蔗的利用。巴西具有自己独特的生物质燃烧技术，已应用了近百年，但依然被采用，因为它运行可靠，并且能用各种各样的生物质原料。生物质在锅炉中燃烧，产出的高压过热蒸汽，通过汽轮机的涡轮膨胀做功，驱动发电机发电。由涡轮排出的蒸汽在冷凝器中凝结成水，由泵输给锅炉，在经过水预热器时，锅炉排出的高温烟气将其加热。由鼓风机送给锅炉的空气(供生物质燃烧用)，在空气预热器中被预热的烟气提高了温度。水预热器(也称省煤器)和空气预热器都属于锅炉预热回收装置。这种发电系统的缺点是：设备投资较高，热效率较低，即便是在将来，情况也难有明显改善。 美国在利用生物质能发电方面处于世界领先地位。20世纪90年代初，有1000个左右燃木发电厂。这里简要介绍一下宾夕法尼亚州Viking木材发电厂的情况。此发电厂装机容量为18.2MW。锅炉主要燃用伐木场废木、鸡猪舍垫料等，日耗燃料量600t，它的汽轮机是采用背压式的，而不是凝汽式的。此系统除用于发出16MW左右的电力并入电网外，每小时还向食品厂供应10t蒸汽，从而提高了系统的热效率，预计6～9年可收回投资。

热心网友：生物质能一直是人类赖以生存的重要能源，它是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源，在整个能源系统中占有重要地位。有关专家估计，生物质能极有可能成为未来可持续能源系统的组成部分，到下世纪中叶，采用新技术生产的各种生物质替代燃料将占全球总能耗的40％以上。目前人类对生物质能的利用，包括直接用作燃料的有农作物的秸秆、薪柴等；间接作为燃料的有农林废弃物、动物粪便、垃圾及藻类等，它们通过微生物作用生成沼气，或采用热解法制造液体和气体燃料，也可制造生物炭。生物质能是世界上最为广泛的可再生能源。据估计，每年地球上仅通过光合作用生成的生物质总量就达1440～1800亿吨( 干重 )，其能量约相当于20世纪90年代初全世界总能耗的3～8倍。但是尚未被人们合理利用，多半直接当薪柴使用，效率低，影响生态环境。现代生物质能的利用是通过生物质的厌氧发酵制取甲烷，用热解法生成燃料气、生物油和生物炭 ，用生物质制造乙醇和甲醇燃料，以及利用生物工程技术培育能源植物，发展能源农场。