黨的十八屆五中全會提出,“加快發展風能、太陽能、生物質能、水能、地熱能,安全高效發展核電”。其中,生物質能是以農林等有機廢棄物和邊際性土地種植的能源植物為原料,生產的綠色能源。生物質能具有資源豐富、可再生、清潔環保、低碳排放、儲存和運輸便利等特點,并且與“三農”關系緊密。在我國,大力發展生物質能意義重大。
一、生物質能具有極佳的環境效益與經濟效益
露地焚燒秸稈屢禁不止,成為當今霧霾的季節性主要來源之一;畜禽糞便濫排,成為水體與大氣的重要污染源;林業采伐、造材、加工剩余物大量積存,成為森林火災與病蟲害之隱患……生物質產業可以使這些有機“廢棄物”和“污染源”在無害化和資源化過程中,轉化生產出高端綠色能源與材料,為現代農業和農民增收開辟一片新天地。
當今環保,以減排和克霾為重。相比燃煤發電,生物質發電優勢明顯。
生物質固體燃料低灰低硫,氮氧化物、二氧化硫、二氧化碳以及煙塵顆粒的排放遠低于燃煤發電。據統計,截至2013年底,全國已有28個省市自治區開發了生物質發電項目,累計核準容量1.2萬兆瓦,上網電量356億千瓦時。生物質發電集中于我國農業和經濟發達的東部地區,蘇魯粵浙四省上網電量就占到全國的48%.減排克霾的難點是全國50余萬臺20噸位以下的中小燃煤鍋爐。它們難以清潔燃燒,高度分散于城鎮,體小量大,年耗標準煤2.7億噸,排放煙塵60萬噸、二氧化硫226萬噸、氮氧化物100萬噸。“煤改氣”當然好,但是“氣”源極缺,成本又高。如果把這些鍋爐改造后使用生物質成型燃料,那就會呈現另一種景象。生物質成型燃料供熱排放的煙塵、二氧化硫和氮氧化物基本同于天然氣排放標準,供熱價格雖稍高于當前煤炭,也僅為天然氣的60%和重油的70%.同時,采用成型燃料供熱,還可以消耗千萬噸級的作物秸稈,創造眾多工作崗位,增加農民收入。
畜禽糞便、加工業的有機廢水廢渣等高含水量有機污染源是環保治理的重點,最好的辦法就是沼氣化,轉污為能。沼氣化即在厭氧條件下經微生物作用使之無害化,產生含甲烷約60%的沼氣,也可凈化提純為甲烷含量達80%或95%以上、品質同于普通天然氣的生物天然氣(BNG)。
生物天然氣可并入普通天然氣管網,也可生成壓縮態的車用燃料。據有關資料,每立方米生物天然氣比1升汽油可多驅動汽車行駛15%的里程,售價僅為汽油的85%—90%;尾氣中的有害氣體排放量僅為汽油的10%―50%.2012年,歐洲的沼氣工廠有13800多家,生產生物天然氣約140億立方米。德國自1999年到2009年的10年間,生物燃氣工廠由850個增加到4780個,裝機容量由49兆瓦發展到1600兆瓦,超過了水電。
我國一直重視發展農村戶用沼氣,近年來才開始促進沼氣產業化,2011年3月才在廣西以淀粉廠高濃度有機廢水為原料完成了國內第一個日產1萬立方米以上的生物天然氣生產。北京德青源和山東民和兩家大型養殖場分別日產2萬和3萬立方米沼氣。河南天冠酒精廠日產沼氣30萬立方米,主要用于農村供熱。2015年環保部和國家能源局聯合開展了內蒙古生物天然氣示范區建設。我國生物天然氣迎來了發展的春天。
據中國工程院2014年資料,2009年我國規模化養殖畜禽糞便排放總量約8.37億噸,具有470億立方米的沼氣生產潛力。如果以1:2的比例配以秸稈等其它有機廢棄物,則具有年產1000億立方米以上的生物天然氣生產潛力,相當于2018年開始由俄羅斯進口天然氣量的3倍。
此外,生物質諸能源品種的生產和消費過程都是低碳的,沼氣與生物天然氣生產過程更是負碳,而且能使植物營養物質最大限度地回歸土壤,在變廢為寶的同時,還能夠解決農民的用能和增收問題。
二、技術的突破促使生物質能再現生機
水能、風能、太陽能以至核能等只能產生電與熱產品,而生物質既產電與熱,更有固、氣、液三態綠色能源以及綠色材料與有機化工產品,舉凡石化基產品多能以生物基原料替代。在對化石能源的替代中,液態清潔燃料仍占主導地位。20世紀70年代全球石油危機期間,美歐和巴西在尋求替代能源中首先開發了以玉米和甘蔗等為原料的燃料乙醇,現全球年產達8000萬噸。但隨著生產規模的擴大,與糧食供應之間的矛盾加深,在2008年的全球糧食危機中倍受質疑。
隨后,美歐等國開始研究以生物質的纖維素為原料,用酶法生產纖維素乙醇,但久攻不克,至今生產成本未能達到商業化要求。近年在熱化學法上,即以木質纖維素為原料,合成優質生物燃油、航空煤油和潤滑油等烴類產品和天然氣方面取得了重要進展。這種方法大大拓展了生物能源的原料來源,降低了原料成本,也避免了燃料乙醇的原料制約與小摻比(10%)局限性,是生物質科技史上一項里程碑式的革命。令人興奮的是,我國已有企業在這項技術創新的制高點上走在了世界前列。
風卓自主知產權可連續自動化生產的生物質轉性生產線可供各種燃燒機,生物質鍋爐,熔解爐,生物質發電等的高效生物質燃料,以解決現今世界上各種生物物種不穩的燃燒材料的缺點也在很多的實驗中得以解決,對于效率不高,熱質不高還有含水太高,灰分太高,這些在在的都是風卓公司的研究方向,也在此生產線上得以完全解決這些問題。
以上技術的突破,成功的解決了生物質燃料的連續低能耗碳化生產問題,及碳化過程中可用物的回收問題,本次用新型技術炭化問題是克服了以往背景技術的不足,提供一整套生物質燃料碳化方案,碳化過程中可用物回收及能耗比較低的生產設備,本設備主要用了連續不間斷負壓碳化,及碳化過程中可用物回收構思,從而大大降低了生產能耗并提高碳化品質,進而降低生產成本。
碳化后生物質優點:
1、本燃料和煤炭物理性質類似——可作為煉鐵及焦炭替代品,可無限制與煤炭混合加入發電機組。 2、具易磨性和疏水性,易于儲存——可值于室外,甚至丟入水中亦不會受影響。3、碳化顆粒能量密度為木塊的6~10倍——內陸運送和儲存成本低。4、熱值提高20%左右。
政治、經濟意義及發展前景:
我國生物質能資源非常豐富,農作物秸稈、農業加工剩余物、林業木質剩余物資源量超過7.5億噸可作能源使用。生物質轉性碳化技術主要以解決現今世界上各種生物物種不穩的燃燒材料的缺點,也在很多的實驗中得以解決;對于效率不高,熱值不高還有含水太高,灰分太高,遇潮即散,不宜運輸儲存等這些存在的都是風卓公司的研究方向也在此生產線上得以完全解決這些問題。相比普通生物質燃料利用在大型燃煤電廠有更高的混燒率,可與煤炭價格及性能競爭,在2014年逐步淘汰煤炭,成為滿足省級授權最實用的選擇 。在節省不可再生資源、緩解電力供應緊張等方面都具有特別重要的意義。秸稈綜合利用不但減少了秸稈焚燒對環境造成的危害、減少了溫室氣體和有害氣體排放,而且對帶動新農村建設無疑將起到重要的促進作用。從中國生物質資源總量看,廣大農村、鄉鎮的各種秸稈產量大、范圍廣。生物質固體轉性碳化燃料是繼煤炭、石油、天然氣之后的第四大能源,是可取代礦產能源的真正可再生資源,是未來一個重點發展方向。
國際能源組織2012年報告稱,生物質能是世界第四大能源,占世界可再生能源消費量的78%;提出為實現2020年控制大氣升溫2℃的目標,需提高生物燃料產量1倍以上,其中先進生物燃料要求達到現產量的6倍。在我國推進綠色發展的大背景下,生物質能的開發利用可以說大有可為!(作者:中國科學院、中國工程院院士,中國農業大學原校長)轉載請注明:富通新能源生物質成型顆粒燃料
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