韋生安魏麗蓉李良華

（1.廣西桂能科技發(fā)展有限公司 廣西南寧 530007 2.廣西電力職業(yè)技術學院 廣西南寧 530007）

我國生物質能發(fā)電現狀分析與展望

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（1.廣西桂能科技發(fā)展有限公司 廣西南寧 530007 2.廣西電力職業(yè)技術學院 廣西南寧 530007）

生物質能發(fā)電是利用可再生資源發(fā)電的一種供電途徑。隨著石油和煤炭等不可再生資源的消失殆盡，開發(fā)和利用可再生資源來作為新型的能源供給已經越來越被世界各國所重視。由于受技術和自然條件的限制，目前對可再生能源大規(guī)模開發(fā)利用的主要是風能和生物質能，而生物質能發(fā)電在可再生能源發(fā)電中電能質量好、可靠性高并且具有很高的經濟價值，發(fā)展生物質能發(fā)電是我國能源結構調整最現實、最主要的方向。本文簡要闡述了我國生物質發(fā)電的現狀及其發(fā)展前景。

生物質能源；生物質發(fā)電；現狀；展望

前言

生物質能發(fā)電主要利用農業(yè)、林業(yè)和工業(yè)廢棄物、甚至城市垃圾為原料，采取直接燃燒或氣化等方式發(fā)電，其發(fā)電方式通常包括農林廢棄物直接燃燒發(fā)電、農林廢棄物氣化發(fā)電、垃圾焚燒發(fā)電、垃圾填埋氣發(fā)電、沼氣發(fā)電等。生物質能的應用技術開發(fā)，就是旨在把森林砍伐和木材加工剩余物以及農林剩余物如秸稈、麥草等原料，甚至是生活垃圾通過物理或化學化工的加工方法，使之成為高品位的能源，提高使用熱效率，減少化石能源使用量，保護環(huán)境。利用生物質能源進行發(fā)電對于我國來說是當前相對較好的新型能源供給。

1 我國發(fā)展生物質發(fā)電產業(yè)的意義

隨著石油和煤炭等不可再生資源的消失殆盡，大氣污染形勢越來越嚴峻，國家對環(huán)保越來越重視，以發(fā)展可再生能源為主的清潔能源體系勢在必行，而生物質直接燃燒發(fā)電是世界上僅次于風力發(fā)電的可再生能源發(fā)電技術，因此發(fā)展生物質能發(fā)電也是我國現在新能源供給開發(fā)的重中之重。生物質不同于其他可再生資源具有較大的局限性，據相關數據顯示，我國僅農作物秸稈技術可開發(fā)量就有6億t，除去用于農事、炊事、取暖等生活用能和養(yǎng)殖、造紙等其他用能外，我國每年廢棄的農作物秸稈有上億噸，大約能折合標準煤5000萬t。除此之外，國家黨中央在全國政協十屆四次會議中指出，我國生物質資源的生產潛力可達每年650億t。因此大力加強生物質產業(yè)的開發(fā)與培育，加強對生物質能的利用，發(fā)展生物質能發(fā)電，對緩解能源短缺、改善環(huán)境、促進循環(huán)經濟的發(fā)展等都有著極其重要的意義。

2 我國的生物質能發(fā)電的現狀

為推動生物質發(fā)電技術的發(fā)展，國家已經決定，將安排資金支持可再生能源的技術研發(fā)、設備制造及檢測認證等產業(yè)服務體系建設。但是相對于近年來興起的清潔能源來看，我國的光伏18.8GW、風電91.4GW累計裝機容量均躍居全球首位，而起步較早的生物質發(fā)電卻相對滯后。但是從2006～2014年，我國生物質及垃圾發(fā)電裝機容量逐年增加，由2006年的4.8GW增加至2014年的9.8GW，年均復合增長率達9.33%，表明我國生物質及垃圾發(fā)電行業(yè)的發(fā)展也逐步加快進程。

3 我國生物質能發(fā)電的形式

3.1 生物質直燃發(fā)電技術

生物質直燃發(fā)電技術是直接對生物質進行燃燒發(fā)電，將生物質置于鍋爐中進行直接燃燒，通過燃燒生成的蒸汽帶動汽輪機發(fā)電機組進行工作，放出電能。生物質的直接燃燒發(fā)電主要包括生物質原料預處理、火電機組的燃燒調整、除塵技術和汽輪機組效率等。圖1為生物質直燃發(fā)電系統流程。

圖1 生物質直燃發(fā)電系統流程圖

3.2 混合發(fā)電

混合發(fā)電又稱生物質混合燃燒發(fā)電技術，指的是將生物質和煤進行混合作為燃料，進行燃燒發(fā)電?；旌先紵姆绞酵ǔ７譃橐韵聨追N：直接將生物質與煤進行混合，然后投入鍋爐進行燃燒發(fā)電，但是這種方式具有一定的局限性，需要較高配置的燃燒設備；將生物質燃燒后產生的燃氣與煤進行混合，再進行燃燒，利用產生的蒸汽帶動汽輪機發(fā)電機組進行發(fā)電。

3.3 氣化發(fā)電

生物質氣化發(fā)電技術與前兩者本質不同，是將生物質先在氣化爐中轉化為氣體燃料，通過利用燃氣凈化的技術將氣體燃料進行除雜，再將凈化后的燃氣通入燃氣機中進行燃燒發(fā)電。生物質氣化發(fā)電技術的關鍵是燃氣除雜，生物質經過氣化后，燃氣中會帶有一定的雜質，需要通過凈化技術將雜質剔除出去，以保證發(fā)電設備的正常運行。

3.4 沼氣發(fā)電

沼氣發(fā)電是在農村最常見的發(fā)電技術，其作用原理是將工業(yè)廢品和農業(yè)秸稈等有機廢物進行發(fā)酵處理，產生沼氣，從而帶動發(fā)電機組進行發(fā)電。這項技術是由沼氣綜合利用技術的不斷發(fā)展而發(fā)掘出來的，沼氣發(fā)電的主要設備通常為柴油機、天然氣機等改組而成的內燃機。

3.5 垃圾發(fā)電

垃圾發(fā)電是當前生物質能發(fā)電中最常見的發(fā)電技術。通常有垃圾焚燒發(fā)電和垃圾氣化發(fā)電兩種形式。這種發(fā)電方式不僅解決了垃圾堆積難處理的問題，還可以對垃圾中的能量進行回收利用，在降解垃圾的同時也為人們的生產生活帶來電力，在節(jié)約資源的同時也對環(huán)境有著很大的積極作用。垃圾發(fā)電的原理是通過將垃圾置入鍋爐中進行焚燒或者置入氣化爐中將其氣化成燃氣，其產生的熱量通過與水結合產生水蒸氣，推動汽輪機帶動發(fā)電機進行發(fā)電。

4 我國在生物質能發(fā)電中存在的問題

4.1 安全性問題

南方地區(qū)的蔗渣爐是生物質直燃發(fā)電技術的典型應用，甘蔗渣是一種高水份高揮發(fā)份的燃料，燃料隨一次風噴入爐膛（燃燒室）進行懸浮燃燒。甘蔗渣的水份比較大，一般在45～50%之間，在喂料器處很容易發(fā)生堵塞，從而影響機組的正常運行；甘蔗渣進入爐膛后先經過加熱蒸發(fā)，其次揮發(fā)燃燒的過程，因此很容易發(fā)生爆燃現象，對爐膛負壓波動影響比較大；另外蔗渣爐采用的是室燃的形式，一次風過低，燃料無法正常懸浮燃燒，爐排也容易積渣，影響爐膛的正常燃燒；而一次風過高時，燃料未完全燃燒就已經離開燃燒區(qū)域，進入水平煙道、尾部煙道以及布袋除塵器后，很容易造成二次燃燒，存在較大的安全隱患，因此需要運行人員精心操作，保證機組的安全運行。

4.2 環(huán)境問題

生物質能發(fā)電也會有污染物產生，煙氣必須經過脫硝脫硫處理合格方可排放，尤其是垃圾電廠燃燒產生的煙氣中更是含有大量的有毒氣體，需經過洗煙塔對其中的有害物質進行處理合格后方可排放；垃圾電廠產生的爐渣更是需要經過固化處理后方可填埋處理。生物質能發(fā)電技術中，煙氣脫硝一般采用的是SNCR技術，但是生物質能鍋爐在不同的燃燒工況下，爐膛溫度變化大，對SNCR的影響比較大，溫度過高，還原劑會直接分解；溫度過低則達不到反應要求，因此控制好鍋爐的燃燒對降低污染物排放有很大的作用。

5 我國生物質能發(fā)電的前景

我國生物質能資源非常豐富，發(fā)展生物質發(fā)電產業(yè)前景廣闊。中國農作物播種面積有18億畝，年產生物質約7億t。相當于3.5億t標準煤。另一方面，我國現有森林面積約1.95億hm2，森林覆蓋率20.36%，每年可獲得生物質資源量約8億～10億t。同時，發(fā)展生物質發(fā)電，實施煤炭替代，可顯著減少二氧化碳和二氧化硫排放，產生巨大的環(huán)境效益。到2025年之前，可再生能源中，生物質能發(fā)電將占據主導地位。未來，利用生物質再生能源發(fā)電已經成為解決能源短缺的重要途徑之一。此外，我國還有5400多萬公頃宜林地，可以結合生態(tài)建設種植農作物，這些都是中國發(fā)展生物質發(fā)電產業(yè)的優(yōu)勢。發(fā)展生物質發(fā)電產業(yè)是構筑穩(wěn)定、經濟、清潔、安全能源供應體系，突破經濟社會發(fā)展資源環(huán)境制約的重要途徑。據中國市場調研網發(fā)布的2015年中國生物質發(fā)電現狀調研及發(fā)展趨勢走勢分析報告顯示，廣州能源研究所的許潔博士發(fā)布的《中國生物質發(fā)電與供熱路線圖》也提到：到2050年，我國生物質發(fā)電的目標是達到3883億kWh，占所有能源供應的2.8%，生物質供熱將達到6030億kWh，占比提升至11.6%。雖然生物質能的發(fā)展已經有了很大的提高，我國的生物質能源較為豐富，但生物質能的發(fā)展關鍵還在于技術的不斷進步、產業(yè)多元化的發(fā)展、政府的大力支持、相關法律法規(guī)的完善。

6 結束語

作為世界上人口最多的國家，我國的國民經濟發(fā)展面臨著多重困難，以最少的資源養(yǎng)育著最多的人口，我國化石資源稀少，人均化石資源更是不足世界平均水平的一半，作為世界上第二大的能源生產國和能源消費國，曾經一度的使用化石能源進行生產發(fā)電給環(huán)境帶來的影響已經非常巨大。隨著國民經濟的提高，人民的生活水平和精神追求的提高，我國的能源需求不減反增，當下能源和環(huán)境的之間的矛盾也日益增強，而生物質發(fā)電的獨特的優(yōu)勢是解決當下問題的最好的途徑。因此大力發(fā)展生物質發(fā)電對緩解能源短缺、改善環(huán)境、促進循環(huán)經濟的發(fā)展等都有著積極的作用。

[1]閆英.我國生物質發(fā)電的發(fā)展現狀分析與前景預測[J].城市建設理論研究與應用，2013（02）：55～56.

[2]謝家敏.淺談我國生物質能發(fā)電發(fā)展[J].科技資訊，2013（11）：89～91.

魏麗蓉，女，高級工程師，長期從事大型火電機組運行研究與教學工作。

李良華，男，助理工程師，主要從事承擔大、中型火電機組技術監(jiān)督及服務工作。

TM619

A

1004-7344（2016）05-0076-02

2016-1-26

韋生安（1988-），男，助理工程師，本科，主要從事承擔大、中型火電機組燃燒調整、熱力特性實驗和輔機各項試驗課題；承擔新建電廠投產前的啟動調整和運行工作。