環(huán)境效益

生物質能是一種可再生、CO零排放、SO2、NO、含塵質量分數極低的清潔能源，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。歐洲國家對生物質電廠賦予的職責是消耗秸稈維護大氣環(huán)境，對于生物質發(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，出臺的相關政策支持度已很大。但隨著市場變化其支持力度還應相應跟上，使這一新興產業(yè)更好地發(fā)展。

以農業(yè)廢棄物和木材廢棄物為主的生物質資源分布分散，收集和運輸困難，不適合采用大規(guī)模燃燒技術，而中等規(guī)模的生物質氣化發(fā)電技術（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)模生物質氣化發(fā)電技術達到了同類技術的水平，性價比處于國際領xian水平，該技術共申請國家專利9項，已在中國、臺灣和東南亞等國家推廣應用，取得了顯著的經濟、社會和環(huán)境效益。生物質氣化發(fā)電技術先后獲得“九五”國家重點科技攻關計劃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域ju投資價值的十大領xian技術評選中該技術獲得“藍天獎”，再一次證明了生物質氣化發(fā)電技術在國際上的影響力。

目前，生物質氣化發(fā)電技術處于初步商業(yè)化階段，基本原理是生物質在缺氧狀態(tài)下熱解生成氣體燃料，凈化后的氣體燃料燃燒驅動燃氣輪機或燃燒后產生蒸汽，驅動發(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。經處理的生物質原料由進料系統(tǒng)送進氣化爐內，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，產生的碳發(fā)生典型氣化反應(水蒸氣 碳)和燃燒反應(碳 氧氣)，通過燃燒反應釋放出的熱量促使生物質熱解和碳的氣化反應進行，從而把固體生物質轉化為氣體燃料；二是氣體凈化。氣化生成的燃氣都含有一定的雜質，包括灰分、焦炭和焦油等，需經過凈化系統(tǒng)把雜質除去，以保證燃氣發(fā)電設備的正常運行；三是燃氣發(fā)電。凈化后的燃氣進入燃氣輪機或內燃機的燃燒室燃燒驅動發(fā)電機發(fā)電，或者燃氣在鍋爐內燃燒生產高溫高壓蒸汽，驅動蒸汽機帶動發(fā)電機發(fā)電。圖1為生物質氣化發(fā)電工藝流程示意圖。

生物質氣化及發(fā)電技術在發(fā)達國家受到廣泛重視，生物質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能發(fā)電的上網電價補貼時，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)成本預算，以山東秸稈發(fā)電的上網電價為例，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)電技術現(xiàn)已走向世界，并被聯(lián)合國列為重點推廣項目。