【摘要】“生物質能是我國可再生能源的重要組成部分，其中生物質直燃發(fā)電”是生物質能規(guī)模化利用的主要方式。文章簡述了生物質直燃發(fā)電技術，介紹了目前我國生物質直燃發(fā)電項目現(xiàn)狀與趨勢，針對目前發(fā)展瓶頸，提出了發(fā)展大容量生物質直燃發(fā)電機組以及電化聯(lián)產(chǎn)等有關建議。
【關鍵詞】生物質；直燃發(fā)電；大容量；電化聯(lián)產(chǎn)
1、背景
能源是人類經(jīng)濟社會存在和發(fā)展的基礎，同時也是影響社會發(fā)展的主要因素。隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，人類使用的能源特別是化石能源所占的比例越來越多，能源對經(jīng)濟社會發(fā)展的制約日益突出，對賴以生存的自然環(huán)境的影響也越來越大。隨著化石能源不斷消耗造成的能源緊缺以及環(huán)境惡化等問題逐漸被人們所認識，世界各國越來越重視清潔能源技術的開發(fā)，其產(chǎn)業(yè)化利用比例也越來越大。在這其中，生物質能是除化石能源之外的第四大能源，具有清潔環(huán)保、可再生、資源總量大且分布廣泛易獲取的特點，且與化石能源一樣可儲存、可運輸，可以轉變?yōu)槎喾N產(chǎn)品滿足多種利用形式，是清潔能源的重要組成部分。當前，生物質直燃發(fā)電是生物質能規(guī)模化利用的主要方式，具有良好的社會效益和經(jīng)濟效益，已受到世界各國政府的高度重視。
2、發(fā)展生物質發(fā)電產(chǎn)業(yè)意義重大
目前，世界能源發(fā)展已進入新一輪戰(zhàn)略調整期，各發(fā)達國家和新興國家紛紛制定能源發(fā)展戰(zhàn)略，大力開發(fā)生物質能，作為替代化石能源、保障國家能源安全和節(jié)能、減排的重要戰(zhàn)略措施。作為當前生物質能規(guī)模化利用的主要方式，生物質發(fā)電產(chǎn)業(yè)的意義也越來越被人們所重視。
2.1生物質發(fā)電產(chǎn)業(yè)對“新四化”中“城鎮(zhèn)化”和“農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化”建設有促進作用
我國是農(nóng)業(yè)大國，擁有豐富的生物質能資源，而最大量的生物質資源集中在農(nóng)村。目前，生物質直燃發(fā)電項目一般都建設在糧食主產(chǎn)區(qū)如東北、華北、華中等地區(qū)，以充分利用當?shù)氐霓r(nóng)作物秸稈的生物質資源。以裝機容量為2.5萬千瓦的生物質發(fā)電廠為例，年發(fā)電量可達1. 5-2億千瓦時，新增產(chǎn)值超億元，同時，每年消耗各類農(nóng)作物秸稈約20-25萬噸，按照250元／噸計算，可為當?shù)剞r(nóng)民增加收入達5000～6000萬元以上。另外，在農(nóng)作物秸稈的收、加、儲、運過程中，還為當?shù)剞r(nóng)民增加了各類就業(yè)機會。近幾年，隨著生物質發(fā)電產(chǎn)業(yè)的不斷完善、穩(wěn)定，各類農(nóng)作物秸稈的需求量越來越大，也間接推動了農(nóng)業(yè)機械裝備的發(fā)展，從而進一步促進農(nóng)業(yè)與農(nóng)村的發(fā)展。
2.2生物質發(fā)電產(chǎn)業(yè)是替代化石能源和節(jié)能減排的有效載體
與常規(guī)火力發(fā)電項目相比，生物質直燃發(fā)電項目普遍裝機容量較小，但是，生物質直燃發(fā)電項目僅有不到10年的發(fā)展時間，從目前的現(xiàn)狀和長期的發(fā)展趨勢來看，隨著生物質原料收集體系的不斷成熟完善、人們清潔能源意識的不斷提高，生物質發(fā)電產(chǎn)業(yè)具有很大的替代化石能源的潛力，更重要的是，發(fā)展生物質發(fā)電項目，能夠有效處理原來被廢棄的各類生物質原料，變無序處理為有效利用，在減少溫室氣體排放，降低城鄉(xiāng)因秸稈焚燒引起的大氣污染，改善環(huán)境方面等效果明顯，據(jù)測算，一臺裝機2.5萬千瓦的生物質直燃發(fā)電機組，與同類型火電機組相比，每年可減少二氧化碳排放約10 -15萬噸，且實現(xiàn)二氧化碳閉路循環(huán)，氮氧化物、硫氧化物以及粉塵的排放分別是化石燃料電廠排放標準的1/5、1/10和1/28，節(jié)能減排效果突出。
3、生物質直燃發(fā)電技術簡介
生物質能是太陽能以化學能形式儲存在各類生物質原料中的能量，生物質直燃發(fā)電技術是將生物質能源轉化為電能的一種技術。
生物質直燃發(fā)電項目的生產(chǎn)系統(tǒng)主要由生物質加工處理系統(tǒng)、輸送系統(tǒng)、鍋爐系統(tǒng)、汽輪機系統(tǒng)、發(fā)電機系統(tǒng)、化學水處理系統(tǒng)及除灰、除渣系統(tǒng)等各部分組成，主要生產(chǎn)過程是將生物質原料從附近各個收購站點運送至生物質電廠．經(jīng)破碎、分選等加工處理后存放到原料倉庫，然后由原料輸送裝置將其送入生物質鍋爐燃燒，通過鍋爐換熱將生物質燃燒后的熱能轉化為高溫、高壓蒸汽，推動蒸汽輪機做功，最后帶動發(fā)電機生產(chǎn)電能。生物質原料燃燒后的灰渣落入除灰裝置，由輸灰機送到灰坑，進行灰渣處理。煙氣經(jīng)過煙氣處理系統(tǒng)后由煙囪排放入大氣環(huán)境中。
生物質直燃發(fā)電與常規(guī)火電廠相比，原理上是相同的，但是，在原料供給體系和鍋爐等方面存在一些差異。
4、生物質直燃發(fā)電項目發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢
2006年1 2月1日投產(chǎn)的國能單縣1X30兆瓦生物質直燃發(fā)電項目是我國第一個生物質直燃發(fā)電項目，拉開了國內生物質發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的序幕，由此，我國的生物質直燃發(fā)電項目開始進入了高速發(fā)展階段。國家電網(wǎng)公司、華能集團、大唐集團、華電集團、國電集團、中電投集團、中節(jié)能公司等企業(yè)紛紛參與生物質直燃發(fā)電項目的投資、建設、運營，國內民營企業(yè)及外資企業(yè)也紛紛進入該領域，截至到2013年底，我國已成功投產(chǎn)運營生物質直燃發(fā)電項目的約162個，裝機容量4070兆瓦。在我國的可再生能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃中，農(nóng)林生物質發(fā)電利用規(guī)模將達到800萬千瓦，可以預見，生物質直燃發(fā)電項目發(fā)展空間仍然巨大。國家發(fā)改委、國家能源局、國家環(huán)保部聯(lián)合下發(fā)的《能源行業(yè)加強大氣污染防治工作方案》（發(fā)改能源(2014) 506號）中提出：“促進生物質發(fā)電調整轉型，重點推動生物質熱電聯(lián)產(chǎn)、醇電聯(lián)產(chǎn)綜合利用，加快生物質能供熱應用，繼續(xù)推動非糧燃料乙醇試點、生物柴油和航空渦輪生物燃料產(chǎn)業(yè)化示范。2017年，實現(xiàn)生物質發(fā)電裝機1100萬千瓦”，可以看出，生物質發(fā)電項目作為國家調整能源結構，緩解能源開發(fā)利用與生態(tài)環(huán)境保護矛盾的重要手段，越來越受到重視。
5、發(fā)展生物質直燃發(fā)電項目的建議
從近幾年的實踐來看，我國生物質直燃發(fā)電項目單個裝機規(guī)模普遍為12MW-30MW，裝機規(guī)模小、受原料限制大、抗風險能力弱，能量利用率不高，從長期來看，生物質直燃發(fā)電項目除去在現(xiàn)有裝機規(guī)模下發(fā)展生物質熱電聯(lián)產(chǎn)外，還可以發(fā)展大容量生物質直燃發(fā)電機組和電化聯(lián)產(chǎn)等模式。
5.1發(fā)展大容量生物質直燃發(fā)電機組
隨著生物質直燃發(fā)電技術特別是生物質鍋爐技術的不斷進步以及世界范圍生物質原料收、加、儲、運體系的不斷完善，發(fā)展建設大容量生物質直燃發(fā)電機組的條件逐漸成熟，大容量生物質發(fā)電機組在能量利用率、機組穩(wěn)定性、經(jīng)濟性和節(jié)能減排方面的優(yōu)勢將會逐漸被認識。
5.2電化聯(lián)產(chǎn)
電化聯(lián)產(chǎn)指的是生物質發(fā)電與生物質綜合利用相結合一種生產(chǎn)模式，生物質發(fā)電系統(tǒng)提供各類能源，生物質綜合利用系統(tǒng)提供各類深加工產(chǎn)品，二者有機結合，是生物質直燃發(fā)電產(chǎn)業(yè)調整轉型的一個方向。如醇電聯(lián)產(chǎn)生產(chǎn)方式就是通過纖維素乙醇系統(tǒng)和生物質發(fā)電系統(tǒng)將農(nóng)林生物質資源的物質轉化和能量轉化結合起來進行耦合生產(chǎn)，可以進一步提高生物質原料的利用效率，較大程度實現(xiàn)生物質的能源化利用，實現(xiàn)了物質和能量的“分級轉化一梯級利用”。
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