上海交通大学 生物技术与人类论文 (第二篇) Wawec SHANGHAI JIAO TONG UNIVERS 1日日 院（系)船舶海洋与建筑工程学院专业轮机方向 姓名 赵 学号5100109086
1 生物技术与人类论文 （第二篇） 院（系）船舶海洋与建筑工程学院 专业 轮机方向 姓名 赵 舟 学号 5100109086
生物质发电应用 赵舟1 (上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院，上海市，200240) 摘要：经历了一个开放的发展年代，人类的生存越来越感受到来自环境和能源的压力。无论是为了一个蓝色的天空还是一 个可持续的发展，可持续能源已经成为生活中不可缺少的词汇。在这之中，生物质能远没有风能、太阳能吸引关注，但它扎 扎实实的优势仍然使得它成为其中一份子。本文系统介绍了生物质的发电利用，包括利用情况、发电技术和未来展望等。介 绍了生物质能是唯一可储存的可再生能源，是一种具有产业化规模化前景的可再生能源。不仅可以减排二氧化碳，对于秸秆 等生物质资源的合理利用使得一些存在的问题成为潜在的优势。发展生物质发电，具有很大的经济效益和环境效益，深受国 家的重视，发展前景良好。 关键词：可再生能源：生物质：发电应用：发电技术：发展前景 Biomass power generation applications Zhao Zhou (School of ocean and architectural engineering,Shanghai Jiao Tong University,Shanghai 200240.PR China. Abstract:After the development of the era,the survival of mankind is more and more feel the pressure from the energy and environment.Whether it is for a blue sky or a sustainable development,sustainable energy has become indispensable in life.Among these,Biomass energy is far from wind energy,solar energy to attract attention.However,its solid advantage still makes it to be part of it.This paper introduces the use of biomass power generation,Including power generation technology and future use.With the scale of industrialization prospect of renewable energy,the biomass is the only renewable energy storage.Through rational use of straw and other biomass resources,it makes some problems become the potential advantage.At the same time,it can also reduce carbon dioxide emissions.The development of biomass power generation has great economic and environmental benefits,for which attracts the national attention.In a word,biomass power generation has a good prospect. Key Words:renewable energy;biomass;power generation applications;power generation technology;prospects for development. 0引言 然气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。根据生物学家估算： 生物质是指利用大气、水、土地等通过光合作 地球陆地每年生产1000~1250亿吨生物质，海洋 用而产生的各种有机体。一切有生命的可以生长的 年生产500亿吨生物质：生物质能源的年生产量远 有机物质统称为生物质，包括所有的植物、微生物 远超过全世界总能源需求量，相当于目前世界总能 以及以植物、微生物为食物的动物及其生产的废弃 耗的10倍。而据预测，下世纪中叶采用新技术生 物。代表性的生物质如农作物、农作物废弃物、木 产的各种生物质替代燃料将占全球总能耗的40%以 材、木材废弃物和动物粪便。 上。未来，生物质能会成为可持续能源系统更为重 生物质具有可再生性、低污染性、广泛分布性 要的组成部分。 等特点。依据来源的不同，可以将适合于能源利用 的分为林业资源、农业资源、生活污水和工业有机 废水、城市固体废物和畜禽粪便等五大类。 工业浅年物，% 生物质利用主要是生物质能的开发。生物质能 奇雅泄酚 以生物质为载体，是太阳能以化学能形式贮存在生 22.% 物质中的能量形式。它具有取之不尽、用之不竭的 特点，是唯一的一种可再生碳源能源。 所抹体夜车物 目前，生物质能己经是仅次于煤炭、石油和天 图一生物质利用分布 2
2 生物质发电应用 赵舟 1 （上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院，上海市，200240） 摘 要：经历了一个开放的发展年代，人类的生存越来越感受到来自环境和能源的压力。无论是为了一个蓝色的天空还是一 个可持续的发展，可持续能源已经成为生活中不可缺少的词汇。在这之中，生物质能远没有风能、太阳能吸引关注，但它扎 扎实实的优势仍然使得它成为其中一份子。本文系统介绍了生物质的发电利用，包括利用情况、发电技术和未来展望等。介 绍了生物质能是唯一可储存的可再生能源，是一种具有产业化规模化前景的可再生能源。不仅可以减排二氧化碳，对于秸秆 等生物质资源的合理利用使得一些存在的问题成为潜在的优势。发展生物质发电，具有很大的经济效益和环境效益，深受国 家的重视，发展前景良好。 关键词：可再生能源；生物质；发电应用；发电技术；发展前景 Biomass power generation applications Zhao Zhou 1 (School of ocean and architectural engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, PR China.) Abstract: After the development of the era, the survival of mankind is more and more feel the pressure from the energy and environment. Whether it is for a blue sky or a sustainable development, sustainable energy has become indispensable in life. Among these, Biomass energy is far from wind energy, solar energy to attract attention. However, its solid advantage still makes it to be part of it. This paper introduces the use of biomass power generation, Including power generation technology and future use. With the scale of industrialization prospect of renewable energy, the biomass is the only renewable energy storage. Through rational use of straw and other biomass resources, it makes some problems become the potential advantage. At the same time, it can also reduce carbon dioxide emissions. The development of biomass power generation has great economic and environmental benefits, for which attracts the national attention. In a word, biomass power generation has a good prospect. Key Words: renewable energy; biomass; power generation applications; power generation technology; prospects for development. 0 引 言 生物质是指利用大气、水、土地等通过光合作 用而产生的各种有机体。一切有生命的可以生长的 有机物质统称为生物质，包括所有的植物、微生物 以及以植物、微生物为食物的动物及其生产的废弃 物。代表性的生物质如农作物、农作物废弃物、木 材、木材废弃物和动物粪便。 生物质具有可再生性、低污染性、广泛分布性 等特点。依据来源的不同，可以将适合于能源利用 的分为林业资源、农业资源、生活污水和工业有机 废水、城市固体废物和畜禽粪便等五大类。 生物质利用主要是生物质能的开发。生物质能 以生物质为载体，是太阳能以化学能形式贮存在生 物质中的能量形式。它具有取之不尽、用之不竭的 特点，是唯一的一种可再生碳源能源。 目前，生物质能已经是仅次于煤炭、石油和天 然气居于世界能源消费总量第四位的能源[1]，在整 个能源系统中占有重要地位。根据生物学家估算： 地球陆地每年生产 1000～1250 亿吨生物质，海洋 年生产 500 亿吨生物质；生物质能源的年生产量远 远超过全世界总能源需求量，相当于目前世界总能 耗的 10 倍。而据预测，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。未来，生物质能会成为可持续能源系统更为重 要的组成部分。 图一 生物质利用分布
1 生物质发电介绍 价值将从2010年450亿美元增加到2020年530亿 美元。按照生物质发电协会(BPA)的统计，生物质 生物质发电是利用生物质所具有的生物质能 工业每年产生500万KWh的电力。美国《2010年美 进行的发电，是可再生能源发电的一种，包括农林 废弃物直接燃烧发电、农林废弃物气化发电、垃圾 国能源展望》中提到，2009-2035年美国非水电可 再生能源资源将占发电量增长的41%，其中生物质 焚烧发电、垃圾填埋气发电、沼气发电等种类。 发电占比最大为49.3%。 具体来说，主要是利用农业、林业和工业废弃 自20世纪70年代世界石油危机以来，发达国 物、城市垃圾为原料，如利用秸秆、稻草、蔗渣、 家己经将开发利用可再生能源作为调整能源结构， 木糠等植物燃料直接燃烧或发酵成沼气后燃烧，燃 实现能源替代和可持续发展的重要措施。由于较早 烧产生的热量使水蒸汽带动汽轮机发电。例如山东 意识到开发利用新能源的重要性，许多国家都己经 一机组容量为1.5万千瓦，主要是将平原地带农民 在生物质发电上迈出了第一步。 废弃的麦秆、稻草拿来燃烧发电，燃烧后的草木灰 2.2国内发展利用状况 作为肥料。 生物质能一直是农村的主要能源之一，在国家 近年来中国能源、电力供求趋紧，国内外发电 能源构成中占有重要地位。中投顾问《2012-2016 行业对资源丰富、可再生性强、有利于改善环境和 年中国生物质能发电产业投资分析及前景预测报 可持续发展的生物质资源的开发利用给予了极大 告》指出，截至2011年底，我国生物质能发电装 的关注。生物质发电防止了秸秆在田间焚烧造成的 机容量达到436万千瓦。国内各级政府核准的生物 环境污染，改变了农村的村容村貌，是我国建设生 质能发电项目累计超过了170个，已经有50多个 态文明、实现可持续发展的能源战略选择之一。在 项目实现了并网发电，投资总额超过600亿元。 这种环境和需求下，生物质能发电行业应运而生。 可以预见，在今后一段时期，我国的生物质发 电产业将保持快速发展的势头。 现在我国的生物质能发电产业处于起步阶段， 2005年山东枣庄十里泉发电厂建成投产的我国首 台“煤粉一秸秆混燃”发电机组，从丹麦BWE公 发电「 司引进秸秆发电技术，利用秸秆一煤粉混烧发电技 术改造后的这台机组每年可减少S02排放1.50t, 供暖 有效减少了有害气体的污染。 总体来看，我国在生物质发电的原料收集、净 图二生物质发电简图 化处理、燃烧设备制造等方面与国际先进水平还有 2 生物质发电利用情况 一定差距。生物质能利用技术的研究与开发有必要 在发展可再生能源对化石能源的替代上，以生 借鉴发达国家的经验，积极寻求国际合作的机会， 物质能源担纲主角是世界潮流。 引进国外的先进技术与装备，加大开发与应用力 2.1国外发展利用状况 度，我国生物质能利用技术的发展还需要在摸索前 具有代表性的是丹麦，由BWE公司率先研发的 进的路上继续努力。 秸秆生物燃烧发电技术，使得丹麦1988就诞生了 3 生物质发电技术介绍 世界上第一座秸秆生物燃烧发电厂。如今已有130 生物质发电在各国的探索与众多项目试验的 多家秸秆发电厂遍及丹麦，秸秆发电等可再生能源 实行中已经发展出来三种比较完备的技术，即生物 占到全国能源消费量的24%以上。现在秸秆发电 质直接燃烧发电、生物质气化发电、生物质与煤混 技术从丹麦走向了世界，并被联合国列为重点推广 合燃烧发电的技术。 项目。据资料显示，目前在丹麦、荷兰、瑞典、芬 3.1发电方式与技术 兰等欧洲国家，利用植物秸秆作为燃料发电的机组 3.1.1生物质直接燃烧发电技术 已有300多台。 生物质直燃发电是将生物质直接作为燃料进 根据EL Insights于2010年9月发布的报告， 行燃烧，用于发电或者热电联产。生物质原料送入 在今后几年，生物质在生物发电、生物燃料和生物 适合生物质燃烧的特定锅炉中直接燃烧，会产生蒸 产品部门应用领域将大幅增长，生物质发电的市场 3
3 1 生物质发电介绍 生物质发电是利用生物质所具有的生物质能 进行的发电，是可再生能源发电的一种，包括农林 废弃物直接燃烧发电、农林废弃物气化发电、垃圾 焚烧发电、垃圾填埋气发电、沼气发电等种类。 具体来说，主要是利用农业、林业和工业废弃 物、城市垃圾为原料，如利用秸秆、稻草、蔗渣、 木糠等植物燃料直接燃烧或发酵成沼气后燃烧，燃 烧产生的热量使水蒸汽带动汽轮机发电。例如山东 一机组容量为 1.5 万千瓦，主要是将平原地带农民 废弃的麦秆、稻草拿来燃烧发电，燃烧后的草木灰 作为肥料。 近年来中国能源、电力供求趋紧，国内外发电 行业对资源丰富、可再生性强、有利于改善环境和 可持续发展的生物质资源的开发利用给予了极大 的关注。生物质发电防止了秸秆在田间焚烧造成的 环境污染，改变了农村的村容村貌，是我国建设生 态文明、实现可持续发展的能源战略选择之一。在 这种环境和需求下，生物质能发电行业应运而生。 图二 生物质发电简图 2 生物质发电利用情况 在发展可再生能源对化石能源的替代上，以生 物质能源担纲主角是世界潮流。 2.1 国外发展利用状况 具有代表性的是丹麦，由 BWE 公司率先研发的 秸秆生物燃烧发电技术，使得丹麦 1988 就诞生了 世界上第一座秸秆生物燃烧发电厂。如今已有 130 多家秸秆发电厂遍及丹麦，秸秆发电等可再生能源 占到全国能源消费量的２４％以上。现在秸秆发电 技术从丹麦走向了世界，并被联合国列为重点推广 项目。据资料显示，目前在丹麦、荷兰、瑞典、芬 兰等欧洲国家，利用植物秸秆作为燃料发电的机组 已有 300 多台。 根据 EL Insights 于 2010 年 9 月发布的报告， 在今后几年，生物质在生物发电、生物燃料和生物 产品部门应用领域将大幅增长，生物质发电的市场 价值将从 2010 年 450 亿美元增加到 2020 年 530 亿 美元。按照生物质发电协会(BPA)的统计，生物质 工业每年产生 500 万 KWh 的电力。美国《2010 年美 国能源展望》中提到，2009-2035 年美国非水电可 再生能源资源将占发电量增长的 41%，其中生物质 发电占比最大为 49.3%。 自 20 世纪 70 年代世界石油危机以来，发达国 家已经将开发利用可再生能源作为调整能源结构， 实现能源替代和可持续发展的重要措施。由于较早 意识到开发利用新能源的重要性，许多国家都已经 在生物质发电上迈出了第一步。 2.2 国内发展利用状况 生物质能一直是农村的主要能源之一，在国家 能源构成中占有重要地位。中投顾问《2012-2016 年中国生物质能发电产业投资分析及前景预测报 告》指出，截至 2011 年底，我国生物质能发电装 机容量达到 436 万千瓦。国内各级政府核准的生物 质能发电项目累计超过了 170 个，已经有 50 多个 项目实现了并网发电，投资总额超过 600 亿元。 可以预见，在今后一段时期，我国的生物质发 电产业将保持快速发展的势头。 现在我国的生物质能发电产业处于起步阶段， 2005 年山东枣庄十里泉发电厂建成投产的我国首 台“煤粉－秸秆混燃”发电机组，从丹麦 BWE 公 司引进秸秆发电技术，利用秸秆－煤粉混烧发电技 术改造后的这台机组每年可减少 SO2 排放 1.50t， 有效减少了有害气体的污染。 总体来看，我国在生物质发电的原料收集、净 化处理、燃烧设备制造等方面与国际先进水平还有 一定差距。生物质能利用技术的研究与开发有必要 借鉴发达国家的经验，积极寻求国际合作的机会， 引进国外的先进技术与装备，加大开发与应用力 度，我国生物质能利用技术的发展还需要在摸索前 进的路上继续努力。 3 生物质发电技术介绍 生物质发电在各国的探索与众多项目试验的 实行中已经发展出来三种比较完备的技术，即生物 质直接燃烧发电、生物质气化发电、生物质与煤混 合燃烧发电的技术[2]。 3.1 发电方式与技术 3.1.1 生物质直接燃烧发电技术 生物质直燃发电是将生物质直接作为燃料进 行燃烧，用于发电或者热电联产。生物质原料送入 适合生物质燃烧的特定锅炉中直接燃烧，会产生蒸
汽带动蒸汽轮机及发电机发电。己开发应用的生物 生物质气化是在高温下氧化转化：直接向生物 质锅炉种类较多：如稻壳锅炉、秸秆锅炉等。生物 质通气化剂（空气、氧气或水蒸汽），使之在缺氧 质直接燃烧发电的关键技术包括原料预处理，生物 的条件下转变为小分子可燃气体，净化后驱动内燃 质锅炉防腐、提高生物质锅炉的多种原料适用性及 机或小型燃气轮机发电1。气化炉应对不同种类的 燃烧效率、蒸汽轮机效率等技术。 生物质原料有较强的适应性。内燃机要适应生物质 按照具体工作程序不同，有层燃炉燃烧技术和 燃气热值较低的要求：燃气轮机要求容量小，适于 循环流化床燃烧技术)。 燃烧高杂质、低热值的生物质燃气。 层燃炉燃烧技术主要以炉排炉为代表。燃料在 生物质气化技术可按两种方法进行分类：按气 同定或者移动的炉排上实现燃烧，空气从下方透过 化剂分类和按设备运行方式分类。 炉排供应上部的燃料，燃料处于相对静止的状态。 由气化剂来看有以下几种技术：氧气气化：干 燃料入炉后的燃烧时间可由炉排的移动或者振动 馏气化是热解气化的一种，属于吸热反应，需要在 来控制，以灰渣落入炉排下或者炉排后端的灰坑为 工艺上提供外部热源：空气气化由于氮气的加入， 结束。层燃炉燃烧对生物质原料的预处理要求较 其可燃气成分含量降低，为低热值气体：氢气气化 低，生物质经过简单处理甚至无须处理就可投入炉 反应条件苛刻，需要在高温高压且有氢源的条件下 排炉内燃烧。 进行，为高热值气化气。 循环流化床锅炉具有独特的流体动力特性和 按照设备运行则有：固定床气化炉、流化床气 结构。这使其具备很多独特的优点，如燃料适应性 化炉。固定床气化炉可分为下吸式、上吸式、横吸 广、低温燃烧、燃烧效率高、负荷调节性能好等。 式和开心式。其中，下吸式气化炉应用最广。在下 流化床燃烧则要求将大块的生物质原料预先粉碎 吸式气化炉中生物质原料由炉顶的加料口投入炉 至易于流化的粒度。现在，瑞典、丹麦、德国等发 内。气化剂由顶部或喉部进入。气化剂与物料混合 达国家在流化床燃用生物质燃料技术方面具有较 向下流动，在高温喉管区发生气化反应。下吸式气 高的水平，美国爱达荷能源产品公司己经开发生产 化炉主要特点是气化强度高、工作稳定性好、可随 出生物质流化床锅炉。 时加料，由于燃烧区在热解区与还原区之间，因而 生物质直接燃烧具有许多优点，其燃烧所放出 热解的产物都要经过燃烧区。在高温下裂解，使得 的C02相当于其生长时光合作用所吸收的C02,可 气化中焦油含量大为减少。 以认为是C02的零排放。生物质燃料的使用，还可 目前，还有一些先进的技术正在研究之中。例 以减少运行成本，提高燃烧效率。同时降低硫氧化 如轮机联合循环发电系统作为先进的生物质气化 物、氮氧化物等有害气体的排放浓度。此外燃烧产 发电技术，总体效率高于40%，但尚处在示范和研 物用途广泛，它们的灰渣可加以综合利用。 究阶段。 生物质直接燃烧发电技术发展比较成熟，在大 规模生产条件下具有较高的效率。由于它要求生物 质资源集中，数量巨大，该技术在我国应用较少。 如果大规模收集或运输生物质，将提高原料成本。 此技术比较适于现代化大农场或大型加工厂的废 物处理。 图四中型生物质气化发电系统 3.1.3生物质混合燃烧发电技术 生物质混合燃烧发电是指将生物质原料应用 于燃煤电厂中和煤一起作为燃料发电。生物质与煤 有两种混合燃烧方式：生物质直接与煤混合燃烧， 图三生物质燃烧发电流程 产生蒸汽，带动蒸汽轮机发电。或者生物质进行预 3.1.2生物质气化发电技术 处理，预先与煤混合后再经磨煤机粉碎。另一种为
4 汽带动蒸汽轮机及发电机发电。已开发应用的生物 质锅炉种类较多：如稻壳锅炉、秸秆锅炉等。生物 质直接燃烧发电的关键技术包括原料预处理，生物 质锅炉防腐、提高生物质锅炉的多种原料适用性及 燃烧效率、蒸汽轮机效率等技术。 按照具体工作程序不同，有层燃炉燃烧技术和 循环流化床燃烧技术[3]。 层燃炉燃烧技术主要以炉排炉为代表。燃料在 同定或者移动的炉排上实现燃烧，空气从下方透过 炉排供应上部的燃料，燃料处于相对静止的状态。 燃料入炉后的燃烧时间可由炉排的移动或者振动 来控制，以灰渣落入炉排下或者炉排后端的灰坑为 结束。层燃炉燃烧对生物质原料的预处理要求较 低，生物质经过简单处理甚至无须处理就可投入炉 排炉内燃烧。 循环流化床锅炉[4]具有独特的流体动力特性和 结构。这使其具备很多独特的优点，如燃料适应性 广、低温燃烧、燃烧效率高、负荷调节性能好等。 流化床燃烧则要求将大块的生物质原料预先粉碎 至易于流化的粒度。现在，瑞典、丹麦、德国等发 达国家在流化床燃用生物质燃料技术方面具有较 高的水平，美国爱达荷能源产品公司已经开发生产 出生物质流化床锅炉。 生物质直接燃烧具有许多优点，其燃烧所放出 的 CO2 相当于其生长时光合作用所吸收的 CO2，可 以认为是 CO2 的零排放。生物质燃料的使用，还可 以减少运行成本，提高燃烧效率。同时降低硫氧化 物、氮氧化物等有害气体的排放浓度。此外燃烧产 物用途广泛，它们的灰渣可加以综合利用。 生物质直接燃烧发电技术发展比较成熟，在大 规模生产条件下具有较高的效率。由于它要求生物 质资源集中，数量巨大，该技术在我国应用较少。 如果大规模收集或运输生物质，将提高原料成本。 此技术比较适于现代化大农场或大型加工厂的废 物处理。 图三 生物质燃烧发电流程 3.1.2 生物质气化发电技术 生物质气化是在高温下氧化转化：直接向生物 质通气化剂（空气、氧气或水蒸汽），使之在缺氧 的条件下转变为小分子可燃气体，净化后驱动内燃 机或小型燃气轮机发电[5]。气化炉应对不同种类的 生物质原料有较强的适应性。内燃机要适应生物质 燃气热值较低的要求；燃气轮机要求容量小，适于 燃烧高杂质、低热值的生物质燃气。 生物质气化技术可按两种方法进行分类：按气 化剂分类和按设备运行方式分类。 由气化剂来看有以下几种技术：氧气气化；干 馏气化是热解气化的一种，属于吸热反应，需要在 工艺上提供外部热源；空气气化由于氮气的加入， 其可燃气成分含量降低，为低热值气体；氢气气化 反应条件苛刻，需要在高温高压且有氢源的条件下 进行，为高热值气化气。 按照设备运行则有：固定床气化炉、流化床气 化炉。固定床气化炉可分为下吸式、上吸式、横吸 式和开心式。其中，下吸式气化炉应用最广。在下 吸式气化炉中生物质原料由炉顶的加料口投入炉 内。气化剂由顶部或喉部进入。气化剂与物料混合 向下流动，在高温喉管区发生气化反应。下吸式气 化炉主要特点是气化强度高、工作稳定性好、可随 时加料，由于燃烧区在热解区与还原区之间，因而 热解的产物都要经过燃烧区。在高温下裂解，使得 气化中焦油含量大为减少。 目前，还有一些先进的技术正在研究之中。例 如轮机联合循环发电系统作为先进的生物质气化 发电技术，总体效率高于 40％，但尚处在示范和研 究阶段。 图四 中型生物质气化发电系统 3.1.3 生物质混合燃烧发电技术 生物质混合燃烧发电是指将生物质原料应用 于燃煤电厂中和煤一起作为燃料发电。生物质与煤 有两种混合燃烧方式：生物质直接与煤混合燃烧， 产生蒸汽，带动蒸汽轮机发电。或者生物质进行预 处理，预先与煤混合后再经磨煤机粉碎。另一种为
将生物质在气化炉中气化产生的燃气与煤混合燃 减少二氧化碳和二氧化硫排放，产生巨大的环境效 烧，产生蒸汽，带动蒸汽轮机发电。 益。如鲁电投资有限公司建成投产后，能够每年减 混合燃烧有着以下技术优势：煤粉燃烧发电效 少二氧化碳排放15万余吨，这对于净化当地环境 率高，可达35%以上，生物质共燃可以借用其高效 有重要帮助。 率的优点。这是现阶段其它生物质发电技术难以比 中国生物质资源主要集中在农村，开发利用农 拟的。另外对于煤粉燃烧电厂，共燃生物质意味着 村丰富的生物质资源，可以缓解农村及边远地区的 C02排放的降低，是解决碳排放的最有效措施。最 用能问题，显著改进农村的用能方式，改善农村生 后生物质共燃技术简单，投资和运行费用低，生物 活条件。此外它使农业的废弃物得到利用，农业的 质相对较便宜。对燃煤电厂而言还能增加燃料的选 废弃物包括秸秆、牲畜的排泄物等都有了合适的处 择范围和燃料适应性6。 理渠道，这样构成一个循环经济体系。 总而言之，混合燃烧可以更大限度的发挥各方 生物质发电成本较低，在有国家对生物质发电 面的能源资源优势，有利于能源的可持续利用和减 补贴的情况下，生物质发电的投资回收得到较好的 轻环境保护的压力。 保证，适合于一些偏远地区的实际情况。 3.2生物质发电项目介绍 瑞典、芬兰、西班牙等多个欧洲国家由BWE公 沼气利用 直燃发电 纤维素乙醇 植物油柴油 司提供技术设备建成了秸秆发电厂，其中位于英国 致密成型 坎贝斯的生物质能发电厂是目前世界上最大的秸 …间接液化 燃料乙醇 秆发电厂，装机容量3.8万千瓦，总投资约5亿丹 直接液化 麦克朗。 气化发电 生物质制氢 晋州生物质发电项目是国家发改委核准的全 国首批秸秆发电示范项目之一。这一项目占地约 100亩，工程总投资约2.6亿元，电厂建成后以玉 米、小麦秸秆和果木枝条为燃料，年燃烧秸秆约17 2010年 2020年 一20万吨，发电量约1.3亿千瓦时，并能满足100 发展阶段 万平方米建筑的采暖要求。 图五各利用方式的发展 山东鲁电生物质发电项目装机容量为2.5万千 作为一个农业大国，中国在生物质发电产业上 瓦，采用林业废弃物为原料采取直接燃烧的方式发 具有得天独厚的优势，农业生产产生的农作物秸秆 电，建设热力系统、燃料供应系统、除灰系统、水 数量巨大，且与煤炭相比具有环保优势。充分认识 处理系统、电气系统、热工控制系统六大系统。一 并且合理利用自己的基本状况，可以更好的保存资 台130t/h高温高压震动炉排炉，配套一套30Mw高 源，提高能源利用效率。 温高压凝汽式汽轮机和30MW空冷式励磁汽轮发电 4.2前景 机，年产电能210000MWh。 我国生物质能资源非常丰富，全国生物质能的 4 生物质发电未来展望 理论资源总量接近15亿吨标煤。农作物年产生物 4.1生物质能的发展优势 质约7亿吨，除部分用于造纸和畜牧饲料外，剩余 生物质能是一种可再生能源，作为除了三大化 部分都可做燃料使用。我国的森林，每年通过正常 石能源之外最大的能源来源，它理应在注重新能源 的森林抚育间伐以及收集森林采伐、加工剩余物 发展之中占到重要地位，为能源的节约发挥作用。 等，可获得生物质资源量约8亿至10亿吨。这对 由于生物质发电所用的原料生物质在生长时 于发展生物质发电产业十分有利。 需要吸收二氧化碳，因此它抵消了燃烧时排放的二 另一方面生物质能来源广、利用方便，这与风 氧化碳，可以说利用它发电是一种无碳排放的发 能、光能等需要“靠天吃饭”的能源方式有很大区 电；再者生物质能含硫量极低，仅为3%，不到煤 别。农村的农作物秸杆为生物质能利用提供了重要 炭含硫量的1/4，因此它的硫排放也是较低的，这 来源，如华北、东北、华中等各地每年都产生大量 对于环境保护问题日益严重的今天，是不可忽视的 秸秆，焚烧处理会造成大气污染，掩埋又会污染土 点。发展生物质发电，实施煤炭替代，可显著 壤，生物质能电站很好的解决了这一问题。 5
5 将生物质在气化炉中气化产生的燃气与煤混合燃 烧，产生蒸汽，带动蒸汽轮机发电。 混合燃烧有着以下技术优势：煤粉燃烧发电效 率高，可达35％以上，生物质共燃可以借用其高效 率的优点。这是现阶段其它生物质发电技术难以比 拟的。另外对于煤粉燃烧电厂，共燃生物质意味着 C02排放的降低，是解决碳排放的最有效措施。最 后生物质共燃技术简单，投资和运行费用低，生物 质相对较便宜。对燃煤电厂而言还能增加燃料的选 择范围和燃料适应性[6]。 总而言之，混合燃烧可以更大限度的发挥各方 面的能源资源优势，有利于能源的可持续利用和减 轻环境保护的压力。 3.2 生物质发电项目介绍 瑞典、芬兰、西班牙等多个欧洲国家由 BWE 公 司提供技术设备建成了秸秆发电厂，其中位于英国 坎贝斯的生物质能发电厂是目前世界上最大的秸 秆发电厂，装机容量 3.8 万千瓦，总投资约 5 亿丹 麦克朗。 晋州生物质发电项目是国家发改委核准的全 国首批秸秆发电示范项目之一。这一项目占地约 100 亩，工程总投资约 2.6 亿元，电厂建成后以玉 米、小麦秸秆和果木枝条为燃料，年燃烧秸秆约 17 －20 万吨，发电量约 1.3 亿千瓦时，并能满足 100 万平方米建筑的采暖要求。 山东鲁电生物质发电项目装机容量为 2.5 万千 瓦，采用林业废弃物为原料采取直接燃烧的方式发 电，建设热力系统、燃料供应系统、除灰系统、水 处理系统、电气系统、热工控制系统六大系统。一 台 130t/h 高温高压震动炉排炉，配套一套 30Mw 高 温高压凝汽式汽轮机和 30MW 空冷式励磁汽轮发电 机，年产电能 210000MWh。 4 生物质发电未来展望 4.1 生物质能的发展优势 生物质能是一种可再生能源，作为除了三大化 石能源之外最大的能源来源，它理应在注重新能源 发展之中占到重要地位，为能源的节约发挥作用。 由于生物质发电所用的原料生物质在生长时 需要吸收二氧化碳，因此它抵消了燃烧时排放的二 氧化碳，可以说利用它发电是一种无碳排放的发 电；再者生物质能含硫量极低，仅为 3％，不到煤 炭含硫量的 1/4，因此它的硫排放也是较低的，这 对于环境保护问题日益严重的今天，是不可忽视的 一点[7]。发展生物质发电，实施煤炭替代，可显著 减少二氧化碳和二氧化硫排放，产生巨大的环境效 益。如鲁电投资有限公司建成投产后，能够每年减 少二氧化碳排放 15 万余吨，这对于净化当地环境 有重要帮助。 中国生物质资源主要集中在农村，开发利用农 村丰富的生物质资源，可以缓解农村及边远地区的 用能问题，显著改进农村的用能方式，改善农村生 活条件。此外它使农业的废弃物得到利用，农业的 废弃物包括秸秆、牲畜的排泄物等都有了合适的处 理渠道，这样构成一个循环经济体系。 生物质发电成本较低，在有国家对生物质发电 补贴的情况下，生物质发电的投资回收得到较好的 保证，适合于一些偏远地区的实际情况。 图五 各利用方式的发展 作为一个农业大国，中国在生物质发电产业上 具有得天独厚的优势，农业生产产生的农作物秸秆 数量巨大，且与煤炭相比具有环保优势。充分认识 并且合理利用自己的基本状况，可以更好的保存资 源，提高能源利用效率。 4.2 前景 我国生物质能资源非常丰富，全国生物质能的 理论资源总量接近 15 亿吨标煤。农作物年产生物 质约 7 亿吨，除部分用于造纸和畜牧饲料外，剩余 部分都可做燃料使用。我国的森林，每年通过正常 的森林抚育间伐以及收集森林采伐、加工剩余物 等，可获得生物质资源量约 8 亿至 10 亿吨。这对 于发展生物质发电产业十分有利。 另一方面生物质能来源广、利用方便，这与风 能、光能等需要“靠天吃饭”的能源方式有很大区 别。农村的农作物秸秆为生物质能利用提供了重要 来源，如华北、东北、华中等各地每年都产生大量 秸秆，焚烧处理会造成大气污染，掩埋又会污染土 壤，生物质能电站很好的解决了这一问题
5结语 [参考文献] 生物质发电是可在生能源利用的一种重要方 [1]刘立华.生物质能源的开发利用与前景.2002 式，它不仅利用了资源丰富的生物质能源，保护了 2]吴创之，马隆龙.生物质能现代化利用技术M.2003 环境，也为农村一些特殊地区的用电提供了新的思 [3)]陆智，李双江，郑威生物质发电技术发展探讨.2009 路。新的技术不断发展，带动生物质发电在电业中 [4)张明，裳益超，刘聿拯.生物质直接燃烧技术的发展研究 起到越来越重要的作用。虽然相比较其他能源，生 能源研究与信息，2005,21(1) 物质发电发展依然相对落后，但它拥有规模化生产 [5]马隆龙，吴创之，孙立.生物质气化技术及其应用[M 的潜力。 2003 总而言之，生物质能无论与常规能源还是可再 [6]盛昌栋，张军，煤粉锅炉共燃生物质发电技术的特点和 生能源相比，都有其无法替代的优势，其发展前景 优势.热力发电，2006(3) 可观。 [7)雒延亮，许庆利，列国际等.生物质能的应用前景分析. 能源研究与信息，2003,19(4) 6
6 5 结语 生物质发电是可在生能源利用的一种重要方 式，它不仅利用了资源丰富的生物质能源，保护了 环境，也为农村一些特殊地区的用电提供了新的思 路。新的技术不断发展，带动生物质发电在电业中 起到越来越重要的作用。虽然相比较其他能源，生 物质发电发展依然相对落后，但它拥有规模化生产 的潜力。 总而言之，生物质能无论与常规能源还是可再 生能源相比，都有其无法替代的优势，其发展前景 可观。 [参 考 文 献] [1] 刘立华. 生物质能源的开发利用与前景.2002 [2] 吴创之,马隆龙.生物质能现代化利用技术[M].2003 [3] 陆智,李双江,郑威.生物质发电技术发展探讨.2009 [4] 张明,裳益超,刘聿拯.生物质直接燃烧技术的发展研究. 能源研究与信息,2005,21(1) [5] 马隆龙,吴创之,孙立.生物质气化技术及其应用[M]. 2003 [6] 盛昌栋,张军,煤粉锅炉共燃生物质发电技术的特点和 优势.热力发电,2006(3) [7] 雒延亮,许庆利,列国际等.生物质能的应用前景分析. 能源研究与信息,2003,19(4)