[摘 要] 生物質(zhì)能的利用正在日益引起人們的關(guān)注，生物質(zhì)熱解氣化是生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)換的一種方式，被用作生產(chǎn)燃料氣的普遍技術(shù)路線。本文概述了目前國(guó)內(nèi)生物質(zhì)熱解氣化技術(shù)的現(xiàn)狀，淺析了生物質(zhì)熱解氣化的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益，認(rèn)為大力發(fā)展生物質(zhì)氣化技術(shù)有著廣闊的前景。

[關(guān)鍵詞] 生物質(zhì) 熱解氣化 經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià) 社會(huì)、環(huán)境效益

生物質(zhì)，一切有生命的可以生長(zhǎng)的有機(jī)物質(zhì)的通稱(chēng)。生物質(zhì)能是指蘊(yùn)藏在生物質(zhì)中的能量。現(xiàn)今世界，石油價(jià)格居高不下，能源、電力供應(yīng)趨緊，而化石能源和核能貯量有限且會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的后果，因此，各國(guó)政府和科學(xué)家對(duì)資源豐富、可再生性強(qiáng)、有利于改善環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展的生物資源的開(kāi)發(fā)利用給予了極大的關(guān)注。

生物質(zhì)熱解氣化技術(shù)是使生物質(zhì)在控制氧含量條件下，通過(guò)高溫?zé)峤鈿饣瘜⒐腆w生物質(zhì)轉(zhuǎn)化成為主要含CO，H2，CH4，CnHm等可燃?xì)怏w，用于工業(yè)發(fā)電、熱電聯(lián)產(chǎn)、液體燃料合成、居民集中供氣、工業(yè)燃?xì)忮仩t、工業(yè)干燥和采暖供熱等方面。將各種生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化成為高品位氣體燃料、電力或蒸汽，已經(jīng)受到國(guó)內(nèi)外政府和專(zhuān)家的廣泛重視。

一、我國(guó)生物質(zhì)熱解氣化技術(shù)概況

從80年代初開(kāi)始，經(jīng)過(guò)近20年的努力，我國(guó)生物質(zhì)氣化技術(shù)也日趨完善。我國(guó)自行研制的集中供氣和戶(hù)用氣化爐產(chǎn)品已進(jìn)入實(shí)用化試驗(yàn)及示范階段，形成了多個(gè)系列的爐型，可滿足多種物料的氣化要求，在生產(chǎn)、生活用能、發(fā)電、干燥、供暖等領(lǐng)域得到利用。目前，我國(guó)已進(jìn)入實(shí)用階段的生物質(zhì)氣化裝置種類(lèi)較多，用途廣泛。取得了良好的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。我國(guó)已應(yīng)用或商品化的生物質(zhì)熱解氣化爐主要有以下幾類(lèi)：

1.中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院能源動(dòng)力所的ND系列、HQ～280型生物質(zhì)氣化爐，以及10GF54生物質(zhì)燃?xì)獠裼碗p燃料發(fā)電機(jī)組;

2.山東能源研究所的XFL系列生物質(zhì)氣化爐系統(tǒng);

3.中科院廣州能源研究所的GSQ～1100大型生物質(zhì)氣化系統(tǒng)和木粉循環(huán)流化床裝置等。

近年來(lái)，已將煤氣化技術(shù)引入到生物質(zhì)氣化方面來(lái)，如沸騰流化床技術(shù)可用在細(xì)粒狀的生物質(zhì)氣化，克服了此類(lèi)原料在固定床連續(xù)加料的困難，同時(shí)開(kāi)發(fā)生物質(zhì)流態(tài)化熱化學(xué)轉(zhuǎn)化制備生物燃?xì)夂凸腆w產(chǎn)品綜合利用的關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備，也被很多研究單位和高校重視，有關(guān)該項(xiàng)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)研究也在進(jìn)行中。

二、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益

采用新技術(shù)新工藝充分而合理的利用了生物質(zhì)能這一清潔、可再生能源，改變了傳統(tǒng)的能源生產(chǎn)和消費(fèi)方式，具有重要的能源經(jīng)濟(jì)意義和突出的環(huán)境效益，能逐步改變我國(guó)以化石燃料為主的能源結(jié)構(gòu)，特別是為農(nóng)村地區(qū)因地制宜地提供清潔方便的能源，產(chǎn)生重要的影響。

1.經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)

ND-600型生物質(zhì)熱解氣化爐已批量生產(chǎn)，用于木材烘干。北京順義京成木材廠使用三臺(tái)氣化爐，每臺(tái)每窯可節(jié)省6400kg的木材，增收640元，全年烘干30窯，可節(jié)省(增收)19200元，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率2~3倍，縮短烘干周期一半以上，取得明顯經(jīng)濟(jì)效益。10GF54生物質(zhì)燃?xì)獠裼碗p燃料發(fā)電機(jī)組，節(jié)油率70%，全年節(jié)油5.7t，合8000多元，扣除成本，年節(jié)油效益6000余元，同時(shí)降低發(fā)電成本50%。GSQ-1100大型上吸式氣化爐以及木粉循環(huán)流化床裝置，投資回收期僅3個(gè)月左右，具有較大的實(shí)用價(jià)值。在民用燃?xì)夥矫?，若開(kāi)展生物質(zhì)熱解氣化集中供氣，戶(hù)均投資僅相當(dāng)于城市煤氣的三分之一，為戶(hù)用沼氣建設(shè)投資的2倍左右。

隨著生物質(zhì)流態(tài)化熱化學(xué)轉(zhuǎn)化制備生物燃?xì)夂凸腆w產(chǎn)品綜合利用的關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備的開(kāi)發(fā)、實(shí)施和推廣應(yīng)用，以秸稈、枝椏、木屑等為原料，利用農(nóng)林廢棄物制備生物燃?xì)獠⒙?lián)產(chǎn)生物質(zhì)炭，主要產(chǎn)品為生物燃?xì)猓瑫r(shí)獲得副產(chǎn)品生物質(zhì)炭。如果將生物質(zhì)燃?xì)庥糜诎l(fā)電考慮，目前生物質(zhì)資源價(jià)格情況，按照250元/t計(jì)算，生物質(zhì)原料發(fā)電消耗為2kg/kWh，原料成本達(dá)到0.50元/kWh，發(fā)電成本較高，考慮人工工資、自身電力消耗、維修費(fèi)用、管理費(fèi)用、設(shè)備折舊費(fèi)等，發(fā)電成本達(dá)到了0.62元/kWh，在國(guó)家可再生能源政策的支持下，江蘇省生物質(zhì)電力上網(wǎng)價(jià)格為0.63元/kWh，因此將生物燃?xì)庥糜诎l(fā)電運(yùn)行利潤(rùn)微薄。然而，通過(guò)綜合利用技術(shù)，發(fā)電所帶來(lái)的副產(chǎn)品蒸汽和生物質(zhì)炭，為企業(yè)帶來(lái)更好的經(jīng)濟(jì)收益。在發(fā)電保本運(yùn)行的情況下，按照規(guī)模5.0MW/h的實(shí)驗(yàn)工程計(jì)算，每年運(yùn)行6000h，消耗原料10000t，可得到1500t生物質(zhì)炭，按照目前的市場(chǎng)價(jià)格，炭售價(jià)為1000元/t，共收入150萬(wàn)元/a，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益，以彌補(bǔ)發(fā)電的利潤(rùn)不足。

2.社會(huì)、環(huán)境效益

我國(guó)豐富的生物質(zhì)資源，為生物質(zhì)熱解氣化發(fā)電和熱電聯(lián)供，提供了資源保證?？梢猿浞掷媚芰科肺惠^低的生物質(zhì)，減少能量品位較高的煤、油等的消耗，從而緩解化石資源帶來(lái)的能源短缺的壓力。從環(huán)境角度看，它能有效地減少環(huán)境污染和溫室效應(yīng)。

生物質(zhì)能可廣泛地用來(lái)生產(chǎn)電力，確保了國(guó)家電網(wǎng)電力供應(yīng)安全。要實(shí)現(xiàn)2020年國(guó)民經(jīng)濟(jì)翻兩番的目標(biāo)，保障可靠的電力供應(yīng)是必備的，但目前我國(guó)在電力供應(yīng)方面還存在著較大的缺口。因而因地制宜的利用當(dāng)?shù)氐纳镔|(zhì)資源（秸稈、薪柴、谷殼和木屑等），建立分散、獨(dú)立的離網(wǎng)或并網(wǎng)電站顯得尤為重要。潔凈的生物燃?xì)膺€能合成多種化學(xué)燃料，在一定程度上減少我國(guó)對(duì)化石燃料的依賴(lài)程度。

生物質(zhì)能屬于清潔能源，有助于國(guó)家的環(huán)境建設(shè)和CO2與SO2的減排。生物質(zhì)的有害物質(zhì)（硫和灰分等）含量?jī)H為中質(zhì)煙煤的十分之一左右，另外，生物質(zhì)產(chǎn)生和能源利用過(guò)程所排放的CO2可納入自然界碳循環(huán)，實(shí)現(xiàn)CO2零排放，是減少CO2的重要的途徑。

生物質(zhì)熱解氣化的研究符合國(guó)家中長(zhǎng)期科技發(fā)展規(guī)劃和國(guó)家能源戰(zhàn)略需求，有助于提升我國(guó)生物質(zhì)能源領(lǐng)域的技術(shù)研究水平，推動(dòng)生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對(duì)緩解我國(guó)石油資源短缺、實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)良性發(fā)展、解決“三農(nóng)”問(wèn)題起到十分積極的推動(dòng)作用。

我國(guó)在21世紀(jì)將面臨著經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和環(huán)境保護(hù)的雙重壓力，今后的能源發(fā)展格局，應(yīng)該借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)，重視環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展，改變能源生產(chǎn)和消費(fèi)中的掠奪式粗放模式，開(kāi)發(fā)利用生物質(zhì)能等可再生的清潔能源資源，對(duì)促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)具有重大意義。

三、結(jié)論

我國(guó)生物質(zhì)資源豐富，生物質(zhì)氣化技術(shù)對(duì)充分利用這些資源、緩解能源緊張、提高能源品位、改善環(huán)境質(zhì)量、提高人民生活水平等諸多方面具有重要意義，故大力開(kāi)發(fā)生物質(zhì)氣化技術(shù)有著廣闊的前景。

隨著氣化技術(shù)的成熟和完善，生物質(zhì)氣化的產(chǎn)業(yè)化和規(guī)?；瘧?yīng)用，不僅具有較好的經(jīng)濟(jì)效益，而且產(chǎn)生很好的社會(huì)效益。對(duì)保障國(guó)家安全、促進(jìn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展及提升我國(guó)相關(guān)產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的作用等具有十分重要的意義。

參考文獻(xiàn):

[1]蔣劍春:生物質(zhì)能源應(yīng)用研究現(xiàn)狀與發(fā)展前景[J]．林產(chǎn)化學(xué)與工業(yè)，2002.22(2）

[2]朱清時(shí):生物質(zhì)潔凈能源[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001

[3]鐘 浩 謝 建 楊宗濤 張無(wú)敵 宋洪川:生物質(zhì)熱解氣化技術(shù)的研究現(xiàn)狀及其發(fā)展[J]．云南師范大學(xué)學(xué)報(bào)．2001，21(1)

[4]馬隆龍 吳創(chuàng)之 孫 立:生物質(zhì)氣化技術(shù)及其應(yīng)用[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2003

[5]G.Chen，J.Andries，H.Splienthoff，etc.Biomass gasification integratedwith pyrolysis in a circulating fluidized bed[J].Solar Energy，2004(76)