導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇生物質燃料的前景，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

篇1

中圖分類號 TK6 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)101-0225-01

社會的經濟發(fā)展進步離不開能源，能源就像是一臺發(fā)動機，推動著社會的經濟發(fā)展，提高著廣大人民群眾的生活水平。伴隨全球經濟的迅速發(fā)展，人類對能源的需要也在迅速增長，能源危機問題也會越來越嚴重，甚至會影響到人類的正常生活。此外，化石燃料的燃燒還會生成大量的溫室氣體從而造成溫室效應，其他燃燒產物也會漂浮在空氣中發(fā)生各種物理化學變化，不僅會對大氣造成污染，還會影響人體健康。所以，不管是從能源的可持續(xù)發(fā)展還是從保護環(huán)境的角度來看，找到合適的能源來代替化石燃料，已經成為全人類需要解決的重大問題。

1 生物質能利用概述

生物質能是人類最早使用的能源，一直以來都被人類用作生活燃料。最早利用生物質能的方式是直接燃燒，這種生物質能利用方式到現(xiàn)在仍被廣泛采用。但是，隨著工業(yè)的發(fā)展，化石燃料大量投入使用，由于其能量集中，生物能現(xiàn)在已經基本被化石燃料取代。就整個現(xiàn)代化國家來說，生物質能在所有正在利用的能源中所占的比例小于3％。由于社會、經濟原因，許多發(fā)展中國家在能源利用方面存在著對生物質資源的嚴重矛盾：使用過度和供應不足同時存在。

1987年，全世界消耗的的一次能源約有12.5％為生物質能源。以生物質為能量來源，經濟性是很重要的一個原因，另外還有環(huán)境保護的原因。生物質能源轉化裝置有的組裝起來很簡單，而且費用低廉，小規(guī)模使用效果很好。生物質能源是生長在土壤中的，不需進口，若能對生物質能源規(guī)模化利用，那么為規(guī)模化利用提供原料的農、林相關產業(yè)還會得到很好的發(fā)展，也不失為經濟發(fā)展的好機遇。從環(huán)境保護的角度來講，燃燒生物質能源所產生的污染物較少，更有利于經濟和社會的可持續(xù)發(fā)展。此外，對生物質資源的商業(yè)性開發(fā)利用還可以解決固體廢物的處置問題。

2 世界各國（地區(qū)）生物質能應用現(xiàn)狀與前景

2.1 國外生物質能應用現(xiàn)狀及前景分析

2.1.1 美國

總體而言，在生物質能的開發(fā)利用方面，美國的科技水平處于世界領先的位置。美國比發(fā)展中國家更早提出綠色電力的概念，自1979年就應用生物質直燃技術發(fā)電，那時候總裝機容量就超過了10000 MW，單機容量達10 MW～25 MW。據(jù)有關媒體報道，美國目前有380多家生物質發(fā)電廠，主要建設在造紙廠和木材廠周邊，這些工廠大部分地處偏僻，但是能提供近十萬個工作

崗位。

2.1.2 歐洲

歐洲森林資源豐富，大部分歐洲國家的生物質資源開發(fā)都是從利用木材為主的，其起步較我國早，而且政府重視程度高，市場化較強，并且有大企業(yè)帶動整個產業(yè)的發(fā)展。生物質能的主要利用使用方式有燃燒供暖、發(fā)電和轉化為生物柴油等三種，在這三種中，以供暖最為主要。

芬蘭的生物質資源利用方法主要是建立燃燒站，小規(guī)模的燃燒站供熱，大規(guī)模的燃燒站則熱電聯(lián)產，生物質能源占全國年能源總消耗量的百分之二十。

瑞典主要利用木材開發(fā)熱電聯(lián)產產業(yè)，其工藝技術水平世界領先。最為典型的是瑞典的熱電聯(lián)產產業(yè)市場化運作能力很強，燃料市場非常活躍。

丹麥在生物質能源的利用上主要采用生物質直燃發(fā)電技術，在這方面取得了很大的成績。丹麥的BWE公司在秸稈燃燒發(fā)電技術方面率先研究開發(fā)出了可行性方案，如今在仍處于世界上秸稈燃燒發(fā)電技術的最高水平。

德國在生物質柴油方面不僅技術成熟，而且得到政府扶持，是生物柴油的最大生產國。目前，德國擁有1兆瓦以上的生物質電廠350家，有數(shù)十萬家庭使用的供暖器、發(fā)電機是以生物質直燃技術為基礎的。到2030年，德國的能量消耗有17.4％來自生物質能。

2.1.3 巴西

巴西是世界上最大的燃料乙醇的生產和消費大國。巴西主要用甘蔗來制造乙醇，巴西每年生產的甘蔗中，有約50%用于燃料乙醇的生產。生產出來的燃料乙醇，有約50%摻入汽油中使用，另外50%則作用于直接替代汽油燃料。巴西不僅是世界上最大的乙醇生產和消費大國，也是世界上最大的乙醇出口國，巴西生產的乙醇有百分之十五用于出口，主要出口市場為美國。

2.1.4 印度

印度很早就開始使用沼氣，早在1897年就有使用沼氣照明的技術存在。印度在l975年開始就啟動了國家沼氣開發(fā)計劃，截止到2008年在農村地區(qū)建成了沼氣池450多萬座，許多農村家庭沒有通電，此舉為數(shù)十萬家庭提供了炊事燃料，同時還解決了照明問題。

2.2 我國生物質能應用現(xiàn)狀及前景分析

生物質能利用技術在我國很早時候就有了，比如利用造紙廠、制糖廠的廢料發(fā)電，還有最近幾年開展的垃圾發(fā)電技術。但是生物質發(fā)電的商業(yè)化和規(guī)模化應用水平，比起歐美等發(fā)達國家還有明顯不足。

中國科學院廣州能源研究所在生物質能源的利用上做過很多研究，他們承擔了“1 MW生物質氣化發(fā)電系統(tǒng)”項目的研究開發(fā)，是國家“九五”重點科技攻關項目，此項研究的成套裝置己經正式投入商業(yè)化運營，產品一度出口到泰國、緬甸等國家。這標志著我國的生物質能氣化發(fā)電技術已經成熟，我國具有自主知識產權，其技術水平已達到國際先進水平。世界銀行對我國的生物質能氣化發(fā)電技術在中國的推廣速度之快很是驚訝，表現(xiàn)出了極大的興趣。

生物質直接燃燒發(fā)電技術是生物質能利用的又一有效技術，通過國家政策扶持，這項技術在我國也得到了較為快速的發(fā)展。隨著2006年12月山東投產了第一個秸稈直接燃燒燃發(fā)電技術項目，作為秸稈規(guī)模化發(fā)電示范項目，帶動很很多相關產業(yè)。比如秸稈直接燃燒鍋爐、輔機、等相關發(fā)電設備的廠家也已經具備了一定的生產能力，并有數(shù)家骨干企業(yè)帶動整個行業(yè)的發(fā)展。

總的來說，我國開發(fā)生物質資源具有很大的潛力。隨著國際上化石能源的使用面臨很大的危機，我國發(fā)電用煤供應緊張，我國也加大了對研究生物質能發(fā)電技術的支持力度，比如加大研究投資、加大建設力度等。我國在生物質能源的利用上要借鑒歐美發(fā)達國家的經驗，加大對生物質發(fā)電技術的研究力度，制定出符合現(xiàn)階段國情的扶持政策，加快我國生物質能源發(fā)電技術的規(guī)模化、產業(yè)化、商業(yè)化的發(fā)展進程。

參考文獻

[1]曾麟,王革華.世界主要發(fā)展生物質能國家的目的與舉措[J].可再生能源,2005,02.

[2]張鐵柱.我國生物質發(fā)電行業(yè)現(xiàn)狀及前景分析[J].農村電氣化,2011,08.

篇2

隨著可持續(xù)發(fā)展的推進，國家逐步提倡使用可再生能源。生物質能源即為可再生能源，以農作物，樹木，植物枯萎的殘體和家禽的糞便等為原料，進行直接燃燒或生物能源生產的產業(yè)即為生物質能源的開發(fā)與利用。

1 生物質能源開發(fā)的重要性和必要性1.1 非可再生性能源瀕臨枯竭

石油是一種重要的化工原料，也是國家必需的戰(zhàn)略物資，所以說石油工業(yè)的發(fā)展在一些方面上就是國家軍事實力和經濟實力的象征。近些年來我國快速發(fā)展，石油化工產業(yè)在我們生活中變得越來越重要，與人們的衣食住行、國家的國計民生緊密相連。石油也可以說是一個國家的血脈，但石油屬非可再生能源，終有用盡的一天。

1.2 非可再生性能源對環(huán)境污染嚴重

1.2.1 非可再生性能源開采對地層結構破壞嚴重

石油作為一種典型的非可再生能源，其開發(fā)的程序相對復雜，主要包括選址，打井，抽油，注水等過程，這些過程中對地層結構有較大的破壞作用。雖然抽完油要進行注水，但是由于水和石油的密度不同，長時間的石油開采必然會導致地層結構被嚴重破壞，導致地層土質疏松，甚至會發(fā)生底層塌陷。

1.2.2 非可再生能源利用對環(huán)境污染嚴重

眾所周知，石油等傳統(tǒng)非可再生資源的開采、利用可對環(huán)境造成污染。剛開采出來的原油內含有眾多物質，不能被直接很好的利用，需經過石油化工企業(yè)的加工提煉，提煉出我們日常生活中所使用的汽油、柴油，瀝青以及各種化工原料和產品。但是，開采、提煉原油的過程也是個污染環(huán)境的過程，直接導致大氣污染和水污染。隨著世界人口的增長和人們生活水平的提高，將有更多的化工產品和燃料被需要，更多的能源被開采，有更多的石油化工廠不得不開工建設。環(huán)境污染問題必然逐步加重。

鑒于此，我們必須努力提高技術水平，使石油化工單位產品排放更少的污染物，盡量降低對環(huán)境的污染程度，更要另辟蹊徑，探索清潔的可替代能源。促進環(huán)境與人類的和諧發(fā)展，

2 生物質能源開發(fā)的現(xiàn)狀

20世紀以來，全球性的非可再生能源危機讓新能源的開發(fā)變得迫在眉睫。生物質能源因其清潔、高效、可再生等特點而得到越來越多的人的關注。生物質能源是位居于全球三大化石能源之后排行第四位，我國對于生物質能源的開發(fā)主要有以下幾種：

2.1 沼氣技術

沼氣是指有機質在厭氧的條件下，有機質在微生物的發(fā)酵作用下產生的一種可燃性氣體。因其最初的發(fā)現(xiàn)位置是在沼澤地區(qū)，因此被稱為沼氣。此技術主要是使用厭氧法處理家禽的糞便，這項技術是在我國使用較早的生物質能源的開發(fā)技術，二十世紀八十年代左右，目前，很多國家都把沼氣當做生活燃料，西歐部分國家生物質能源發(fā)電并網量可占總發(fā)電量的10%左右。沼氣的開發(fā)和利用在我國起步較晚，但發(fā)展較迅速，獲得國家發(fā)改委批復的沼氣發(fā)電CMD項目已有多個。

2.2 熱裂解氣化

在一九七零年左右，很多發(fā)達國家就已經對這項技術進行了研究，其中一項名為流化床氣化的技術以其自身明顯的優(yōu)點占據(jù)了當時發(fā)達國家生物質能源的開發(fā)市場，美國已有19家公司和探究機構從事生物質熱裂解氣化技術的探究和開發(fā)；加拿大12個大學的實驗室在開展生物質熱裂解氣化技術的探究，近些年來，我國等發(fā)展中國家也對這項技術進行了初步研究。2.3 生物質能源的轉化

目前，生物質能源主要有生物乙、丁醇、生物柴油等。生物質燃料油資源的開發(fā)技術開始于“八五計劃”期間，自“九五計劃”以后，國家發(fā)改委頒布實施了用糧食和傳統(tǒng)油料制備交通能源的戰(zhàn)略方針。[4]生物質能源的轉化主要是通過對植物油等代用油料的理化、酯化和裂解實現(xiàn)的。作為清潔燃料可以直接代替汽油等石油燃料，近些年來這項技術也得到了追捧。

2.4 壓縮燃燒方法

生物質壓縮技術可將固體農林廢棄物壓縮成型，制成可代替煤炭的壓塊燃料。成型燃料主要應用于兩個方面：一是進一步炭化加工制成木炭棒或木炭塊，作為民用燒栲木炭或工業(yè)用木炭原料。二是作為燃料直接燃燒，用于家庭或暖房取暖用燃料。

2.5 聯(lián)合燃燒方法

聯(lián)合燃燒是指將生物質壓縮，摻入燃煤等傳統(tǒng)燃料中進行混合燃燒的一種用能方式。聯(lián)合燃燒可大幅降低燃煤中的硫氧化物、氮氧化物的生成，高效環(huán)保，技術門檻較低，利用較廣。

2.6 垃圾焚燒方法

垃圾燃燒的燃燒是指將垃圾分類之后對可燃垃圾進行燃燒用能的去能方式。在使用這種方式進行去能時，要先將垃圾進行分類或者將垃圾研磨成懸浮液后進行沉降、過篩，然后再進行燃燒。實驗數(shù)據(jù)顯示每燃燒500t垃圾，可產生1W千萬?時的電量。這種垃圾處理方式可大大減緩環(huán)境壓力。

3 生物質能源的前景探析

我國現(xiàn)在所使用的能源中，生物質能源僅占能源總量的百分之十四，生物質能源開發(fā)具有很廣闊的前景。與此同時，生物質能源也有著自己絕對的優(yōu)勢，這正是國家提倡生物質能源的一個重要原因。

目前，生物質能源的利用技術又傳喜訊。生物柴油加工技術目前已取得了實質性突破，一些發(fā)達國家利用餐廚廢油加工成柴油，并進一步加工轉化為航空煤油。與之相比，我國的生物柴油產業(yè)也已初步形成，為餐廚廢油的無害化處置、防止餐廚廢油流回餐桌開辟了一條新路，也為保障我國食品衛(wèi)生安全作出了巨大貢獻。但生物柴油行業(yè)尚處在發(fā)展培育期，需要國家相關部門出臺更多的支持政策，嚴控餐廚廢油非法流向，需要有更多愿意承擔社會責任的企業(yè)加入生物柴油行業(yè)，發(fā)展生物柴油行業(yè)。

生物柴油加工技術的進步，為我們生物質能源利用技術的發(fā)展帶來了希望，大大提高我們開發(fā)生物質能源利用技術的信心，為生物質能源利用技術的開發(fā)，帶來光明的前景。

結語：生物質能源必然會發(fā)揮其明顯的優(yōu)勢，逐步的加大自己在能源領域的比重，同時，生物質能源必然會逐步減小環(huán)境的污染，有力緩解企業(yè)節(jié)能減排壓力。

參考文獻

[1] 蘭家彬，金叢書，龔義華.隨州市中小企業(yè)減排現(xiàn)狀調查[J].武漢金融，2008（06）：69-70

篇3

隨著石油價格的節(jié)節(jié)攀升并居高不下，可再生的生物質能源的重要性凸顯，特別是燃料乙醇加工技術及產業(yè)化正成為許多國家競相搶占的制高點。如何實現(xiàn)我國燃料乙醇加工技術及其產業(yè)化的突破，對于保障我國的能源安全具有極其重大的現(xiàn)實意義和戰(zhàn)略意義。

生物質能源從形態(tài)上大致可分為四類：一是氣體，主要是沼氣及生物質的不完全燃燒形成的氣體；二是液體，主要是燃料乙醇和生物柴油；三是固體，主要是將生物質制作成便于使用的固化物；四是電，主要是生物質來發(fā)電。在這四類生物質能源中，對我國而言最具戰(zhàn)略意義的是燃料乙醇。石油在我國的能源安全中具有極其重要的戰(zhàn)略意義，而石油是不可再生的，石油的枯竭是遲早的事。因此，尋找可以替代石油的可再生能源就成為一項緊迫而重大的戰(zhàn)略任務，而燃料乙醇正是比較理想的石油替代品。

篇4

我國是一個農業(yè)大國，可以利用的主要有兩個方面：秸稈和農業(yè)加工廢棄物。其中，秸稈的產量約為每年6.5億噸，折合約3億噸標準煤。稻殼重量約在稻谷重量的20%以上，由此可以推算出2005年我國谷物（包括稻谷、小麥、玉米）產量為37428.7萬噸，其中稻谷產量為16065.6萬噸，稻殼產量為3213.2萬噸。另外，稻殼的熱值為12560～14650kJ/kg。所以，稻殼在每年谷物處理過程中是一種不可忽視的能源。我國玉米的主要產區(qū)（2000千公頃以上）有河北、吉林、黑龍江、山東、河南。2005年玉米的產量為11583萬噸，玉米芯的平均熱值為14400kJ/kg。

（二）林業(yè)資源的構成。林業(yè)生物質資源包括森林生長和林業(yè)生產加工資源中所提供的能源，主要有以下三個部分構成：碳薪林、在森林撫育和間伐過程中的零散木材、殘留的樹枝、樹葉和木屑等；木材采運和加工過程中的枝丫、鋸末、木屑等；林業(yè)副產品的廢棄物（如果殼和果核等）。

林業(yè)生物質資源在我國農村能源中具有重要地位。林業(yè)生物質資源占農村能源總消費的21.2%，在丘陵、山區(qū)和林區(qū)等區(qū)域，這個比例高達50%以上。在2005年我國農村消耗林業(yè)生物質資源約為1.66億噸標準煤。

在林業(yè)生產過程中，碳薪林是一種產量高而生長期短的生物質能資源，它主要可以緩解農村的燃料需求，減少對自然林木的砍伐從而減少對環(huán)境的破壞。我國幅員遼闊，有許多種不同的氣候，因此我國樹種資源也十分豐富，適合我國的碳薪林種類比較多。

林木伐區(qū)剩余物包括經過采伐、集材后遺留在地上的枝杈、梢頭、灌木、枯倒木、被砸傷的樹木、不夠木材標準的遺棄材等。據(jù)不完全統(tǒng)計，每采伐100立方米的木材，剩余物約占30%，若利用率按55%計算，將會有1000多萬立方米的剩余物可供加工利用，這也將會緩解我國森林資源緊缺和木材供需矛盾。

我國目前的水平，木材綜合出材率（由立木到原木）為65%，我國的木材利用率（由原木到成品）為60%左右。故我國每年可以利用的林業(yè)生物質資源是巨大的。利用好這一塊能源也具有很大的潛力。

（三）我國生物質壓縮成型替代煤的前景。由于生物質通過氣化、液化、固化可以轉化為二次能源，分別為熱量或電力、固體燃料（木炭或成型燃料）、液體燃料（生物柴油、生物原油、甲醇、乙醇和植物油等）和氣體燃料（氫氣、生物質燃氣和沼氣等）。

生物質壓縮成型替代煤是利用木質素充當黏合劑將農業(yè)和林業(yè)生產中的廢棄物壓縮為成型燃料，提高其能源密度，是生物質預處理的一種方式。將松散的秸稈、樹枝和木屑等農林廢棄物擠壓成固體燃料，能源密度相當于中等煙煤，可明顯改善燃燒特性。在該領域中我國已擁有世界領先技術，為大規(guī)模燃燒利用生物質打下基礎。

二、國內利用秸稈發(fā)電現(xiàn)況

國內利用秸稈發(fā)電情況大致分為秸稈摻燒發(fā)電、純秸稈發(fā)電、利用城市垃圾和包括秸稈在內的農林廢棄物發(fā)電三種情況。目前已開始啟動的廠家、項目有江蘇寶應協(xié)鑫生物質環(huán)保熱電工程、華電國際十里泉發(fā)電廠、江蘇國信新能源開發(fā)有限公司、鹽城垃圾焚燒發(fā)電項目、晉州摻燒發(fā)電廠改造工程等。據(jù)了解這些單位依傍不同優(yōu)勢而摻燒不同材質的生物質，由于是自己摸索，雖已經過了一段時間的實際摻燒，但各自存在一些問題，正向深層次摸索。目前，真正利用秸稈壓縮發(fā)電的國內還沒有。

筆者走訪了香港協(xié)鑫集團下屬的江蘇寶應協(xié)鑫生物質發(fā)電廠和鹽城阜寧協(xié)鑫環(huán)保發(fā)電廠。這兩家都已進行摻燒試驗，試驗證明秸稈摻燒對鍋爐燃燒未產生不良影響，對鍋爐效率，除塵器效率、飛灰可燃物、煙氣排放未造成不良影響。

三、秸稈摻燒的技術可行性

筆者在秦皇島及附近地區(qū)采集了10種生物質燃料，其編號見表1，壓縮成型燃料的秸稈來自定州，并委托清華大學煤燃燒工程研究中心，對生物質秸稈壓縮成型燃料的燃燒特性、污染物控制等進行研究。（表1）

試驗結果表明：秸稈的發(fā)熱量為3670～3890大卡，玉米骨子的發(fā)熱量為3700大卡，果木枝條的發(fā)熱量為4170大卡。各種生物質無論產自何地，幾乎其成分和熱值基本相近，發(fā)熱量相當于中等煙煤。

清華大學得出這樣的技術結論：

1、從實驗數(shù)據(jù)來看，單一生物質燃燒主要集中于燃燒前期；而煤燃燒主要集中于燃燒后期。生物質與煤混燒的情況下，燃燒過程明顯地分成兩個燃燒階段。在煤中摻入生物質后，可以改善煤的著火性能。在煤中加入生物質后，燃燒的最大速率有前移的趨勢，同時可以獲得更好的燃盡特性。生物質在燃燒過程中放熱比較均勻。在煤中加入生物質后，可改善燃燒放熱的分布狀況，對燃燒前期的放熱有增進作用。煤中加入生物質后，使得煤的燃燒最大速率有所增加，生物質的燃燒特性普遍較好。

2、通過不同比例的摻混成型秸稈燃燒，對于試驗范圍內，燃燒溫度提高到1050OC時，均未發(fā)生結焦。

3、摻混10%～20%的成型秸稈的混合燃料，SO2排放較低，在不添加石灰石情況下，SO2排放可以控制在200ppm以內。

4、摻混10%～20%的成型秸稈的混合燃料，NOx排放可以控制在200ppm以內。

總之，在目前的循環(huán)流化床鍋爐設備中，無需經過過多改動，利用秸稈壓縮發(fā)電摻燒比例可達到20%在技術上是完全可行的。不僅可以減少煤的使用量降低燃料成本，摻燒生物質還可以起到助燃作用，提高鍋爐燃燒室的溫度，從而提高鍋爐的熱效率（北山電廠鍋爐熱效率在74%～77%），同時在降低飛灰可燃物（摻燒前為27%）、減少排渣帶走的熱損失（摻燒前為700大卡）上都能發(fā)揮效能。

四、經濟可行性預測

考慮到秸稈的采購、儲運、安全等方面因素，我們準備采取將粉碎、壓縮設備分散到農戶手中，由農民將秸稈壓縮成型后再送到廠里摻燒的辦法。以河北秦皇島北山電廠擁有的一臺裝機容量為2.5萬千瓦、二臺1.22.5萬千瓦的凝汽式火力發(fā)電機組為例：

1、摻燒對底渣物理熱損失、未完全燃燒損失的改善以及對飛灰未完全燃燒損失的改善，以摻燒秸稈量為Xo=20%（重量比）考慮，效率總體可提高?濁=2.49%。

2、考慮秸稈的熱值Q1為3550～3800kcal/kg，煤的熱值為Qo=3200kcal/kg（未考慮爐前煤損失），以及對效率的影響摻燒20%的秸稈，可以替代22.19%～25.64%的煤量。

篇5

生物質能發(fā)電主要是利用農業(yè)、林業(yè)、工業(yè)廢棄物、城市垃圾等生物質能為原料，采取直接燃燒或氣化的發(fā)電方式，是可再生能源發(fā)電的一種，屬于其他能源發(fā)電。生物質能發(fā)電作為新興能源產業(yè)，被列入“十二五”規(guī)劃中支持產業(yè)，國家陸續(xù)出臺相關政策扶持行業(yè)發(fā)展，各銀行也逐步開始提供相應金融支持。如何看待行業(yè)未來發(fā)展，全面準確地把握行業(yè)風險，提高金融支持的精準性和科學性，是我們亟待解決的課題。

一、行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

從2005年開始，國家發(fā)改委批復國信如東、國能單縣、河北晉州3個秸稈發(fā)電示范項目，我國生物質能直燃發(fā)電開始邁出實質性步伐，裝機容量和投資規(guī)模逐年增加。截至2011年底，生物質能發(fā)電裝機容量達到436萬千瓦。國內各級政府核準的生物質能發(fā)電項目累計超過了170個，已經有50多個項目實現(xiàn)了并網發(fā)電，投資總額超過600億元。“十二五”規(guī)劃明確提出，“到2015年國內生物質發(fā)電裝機規(guī)模不低于1300萬千瓦”，國家在相關行業(yè)政策上給予了一系列的優(yōu)惠，隨著產業(yè)政策的逐步完善，生物質能發(fā)電將進入快速發(fā)展期。

由于生物質能的資源因素和生產特性，生物質能發(fā)電行業(yè)的區(qū)域分布特征明顯。全國的一半以上項目裝機容量集中在華東地區(qū)，尤其是江蘇和山東兩省；約20％在中南地區(qū)。投資主體包括國有、民營及中外合資企業(yè)。目前，國家電網公司、五大發(fā)電集團、中國節(jié)能投資公司等企業(yè)均投資參與了建設運營。已核準的發(fā)電裝機容量最大的生物質能發(fā)電企業(yè)分別是國能生物和武漢凱迪，這兩大集團的總裝機容量占全國裝機容量的三分之一。

按照生產技術的不同，目前生物質能發(fā)電主要包括直接燃燒發(fā)電、氣化發(fā)電、混燃發(fā)電和沼氣發(fā)電等四種。目前我國應用較多的為生物質直燃技術，其核心技術和裝備主要包括生物質燃燒控制技術、直燃鍋爐技術、爐前給料技術及生物質鍋爐和給料設備。我國生物質發(fā)電還處于初級階段，核心技術領域缺少自有知識產權，發(fā)電裝備如鍋爐、燃料運輸系統(tǒng)等重要裝備大都依靠進口。即使部分主要設備國內也能生產，但國產設備轉化率低，能源消耗量大，間接增加了生物質能發(fā)電的生產成本。經過近幾年的發(fā)展，國產化生物質直燃鍋爐及給料設備都有了長足發(fā)展，尤其是中溫中壓75噸/小時循環(huán)流化床生物質鍋爐及130噸/小時高溫高壓循環(huán)流化床生物質鍋爐都能夠批量生產。循環(huán)流化床生物質鍋爐因自身技術標準高，對秸稈燃料混燒適應性較高，適合多種類型的燃料同時摻燒或純燒，符合我國生物質燃料的基本狀況，是目前我國生物質發(fā)電所采取的主要技術和裝備。

生物質發(fā)電企業(yè)的收入來源主要是售電收入、CDM收入和其他收入（如賣肥料收入、政府臨時補貼）等；而成本主要有經營成本、建設成本、其他成本等幾個方面。目前我國生物質發(fā)電廠執(zhí)行統(tǒng)一的上網電價0.75元/度電，而平均成本在0.70元/度電左右，其中燃料成本0.40元以上，再加上管理費用0.25元左右，基本屬于微利狀態(tài)，經濟效益十分有限。

決定電廠效益的主要因素是經營成本，而經營成本的高低是由燃料成本決定的。燃料成本占經營成本約70%，由燃料收購價格、運輸費用、儲藏費用組成。要想電廠盈利，必須降低燃料成本。如果燃料價格達到300元/噸以上或燃料成本達到0.50元以上，電廠必然虧損。整體來看，在目前情況下，生物質發(fā)電項目盈利能力較為有限，抗風險能力一般。

二、行業(yè)存在的問題

雖然生物質發(fā)電得到了國家的大力支持，在建項目也越來越多，但是從全國整個生物質發(fā)電行業(yè)來看，大多數(shù)企業(yè)還處于虧損狀態(tài)，少數(shù)情況較好的企業(yè)利潤也不大。究其原因，主要存在以下幾個問題。

1、生物質發(fā)電燃料問題。燃料問題包括燃料收、儲、運和燃料收購價兩部分。我國秸稈等生物質總量豐富，但是分布分散，并且秸稈的收獲具有季節(jié)性，可獲得量有限，再加上部分地區(qū)直燃發(fā)電項目分布密集，秸稈收購競爭激烈，使得收集成本高，燃料收購困難。同時，由于秸稈體積蓬松，堆積密度小，不便運輸，運輸成本相當高。因此，直燃電廠必須在電廠周圍設立秸稈收購站，以收集、打包、儲存秸稈燃料，再集中、定量向電廠輸送。但是收購站的建設以及運行管理的成本較高，以江蘇國信如東25MW秸稈直燃發(fā)電項目為例，在電廠周圍設立4個收購站，每個收購站的占地面積約26700m2，建設成本需要300萬元。燃料成本的高低將直接影響生物質電廠的經濟效益。

2、生物質發(fā)電設備問題。設備制造問題包括鍋爐效率低和設備運行穩(wěn)定性差兩部分。

（1）鍋爐效率低。據(jù)了解，從丹麥BWE公司進口的高溫高壓水冷振動爐排鍋爐，其秸稈單耗可控制在1200g/kwh以下，有的甚至可低于1000g/kwh。在這種情況下，即使秸稈收購價上升到400元/噸，燃料成本也不會超過0.5元/千瓦時。而我國多數(shù)生物質發(fā)電廠的鍋爐效率都比較低，有的還不到80%，中溫中壓鍋爐的秸稈單耗為1600―2000g/kwh，其中有的單耗已愈2000g/kwh，勢必導致燃料成本的增加。此外，各個生物質電廠的秸稈收購價普遍較高，燃料成本高達0.40―0.60元/kwh，再加上財務成本、設備折舊等相關費用，即使銷售電價0.75元/kwh，生物質電廠也難以盈利。因此，我國迫切需要大力開發(fā)高參數(shù)生物質鍋爐，以降低秸稈單耗，提高鍋爐效率。目前國內的生物質發(fā)電項目盈利能力普遍欠佳，大多處于虧損或保本邊緣。

（2）設備運行穩(wěn)定性差。我國生物質直燃發(fā)電起步較晚，基于燃料特點的上料、給料系統(tǒng)和鍋爐開發(fā)、優(yōu)化還不到位，導致上給料系統(tǒng)和鍋爐難以很快適應燃料特點，進而影響設備運行的穩(wěn)定性，造成發(fā)電量降低和維護費用增高等問題。調研發(fā)現(xiàn)，許多生物質電廠都經歷了2至3年的不穩(wěn)定運行期，有的仍在技改之中，最長連續(xù)生產時間僅為3個月左右，最短者還不足1個月。目前介入生物質發(fā)電鍋爐的制造商均為中小型鍋爐制造廠家，在經濟實力和利潤空間較低的情況下，許多設備制造商不愿意開展相關科研攻關，致使設備改進與更新步伐極為緩慢。

3、CDM收入前景不明朗。生物質發(fā)電項目符合國際CDM履約項目，目前我國大部分生物質發(fā)電項目均實現(xiàn)了注冊，但《京都議定書》第一個履約期到2012年到期，2012年后新建的生物質發(fā)電項目能否獲得減排資金支持，前景不明朗。對于生物質發(fā)電企業(yè)而言，如果成本可控又拿不到CDM補貼，那么只能是保本微利甚至虧損。

三、行業(yè)風險特征

對生物質能發(fā)電行業(yè)來說，主要存在以下風險：第一，燃料供應風險。目前，燃料來源供應不足的矛盾十分突出，由于秸稈等燃料供應、收集、運輸模式落后，直接影響電廠燃料供應總量和速度，進而影響生物質發(fā)電廠的正常運營；同時秸稈發(fā)電項目對成本的控制力不強，因此，燃料供應不論在數(shù)量上還是成本控制上均具有較大的不確定性。第二，建設和運營成本高的風險。生物質發(fā)電廠建設投資成本高，單位投資成本一般為8000元/kW―10000元/kW左右，相當于火電廠的2倍；在運營期，生物質電廠運營成本平均在0.70元左右，如果經營管理不善，經營成本高于上網電價將形成虧損。第三，技術風險。生物質發(fā)電復雜的燃料供應系統(tǒng)和鍋爐燃燒技術，完全不同于常規(guī)火電機組，在技術層面上也是一道很高的門檻。如果采用的主要設備不能適應燃料種類，引進設備、關鍵部件不能順利到位、安裝，關鍵設備、部件的知識產權、專利存在糾紛；自主開發(fā)設備的成熟性及運行指標不能達標，都有一定的技術風險。第四，抵押擔保風險。生物質發(fā)電項目可以采取幾種擔保方式：一是可以以建成后的有效資產作抵押，但專業(yè)設備的處置難度較大。二是采用收費權賬戶質押，但收費權質押對于銀行債權作用有限，不能真正緩釋信貸風險。三是如果采用第三方擔保的方式，就要注意考查擔保方的實力。第五，與項目建設運營有關的其他風險等。如資金風險、電廠經營管理風險、外部條件導致的工程延期完工風險、行業(yè)政策調整或環(huán)保標準提高的風險等。第六，對集團客戶而言，還存在以下風險：一是關聯(lián)交易及資金挪用風險。集團與子公司之間股權關系復雜，關聯(lián)交易頻繁，僅在生物質電廠建設和投資方面，股權轉讓就很頻繁，不排除集團內部公司之間為利益輸送而轉讓股權。而且，集團資金一般由總部統(tǒng)一調度，存在著挪用信貸資金的可能。二是多種經營風險。集團與子公司之間，經營范圍廣泛，投資項目較多，涉及面廣，可能出現(xiàn)因攤子鋪得過大、戰(zhàn)線過長、主業(yè)不突出，多種經營效益差的風險。

四、金融支持行業(yè)發(fā)展的建議

生物質能發(fā)電屬于國家支持行業(yè)，有明確的發(fā)展目標，因此未來發(fā)展前景十分廣闊。但目前尚處于起步階段，在燃料供應、發(fā)電效率、技術穩(wěn)定等方面存在較多不確定因素，運行中有諸多問題，因此，在對生物質發(fā)電企業(yè)進行金融支持時，要充分考慮目前行業(yè)發(fā)展不成熟所帶來的各種風險。第一，適度把握政策，確保項目建設合法合規(guī)。根據(jù)國家投融資體制改革的要求，電力項目的開工建設需要國家相關部門核準通過，其核準重點在于確保項目在環(huán)評、國土、用水、電網接入等方面合規(guī)。因此，選擇金融支持的生物質發(fā)電項目要符合國家產業(yè)政策、國家行業(yè)規(guī)劃，以取得國家發(fā)改委核準為前提，同時環(huán)評、用水、建設用地、入網等須經國家相關部門批復同意。對未經審批的項目、審批程序不合規(guī)或越權審批的項目，建議不予支持。第二，審慎選擇項目。在具體項目選擇上，要選擇燃料供應充足有保障的地區(qū)建廠，如在糧食主產區(qū)秸稈豐富的地區(qū)，且每個縣或100公里半徑范圍內不得重復布置；積極支持在糧食主產區(qū)建設以秸稈為燃料的生物質發(fā)電廠，或將已有燃煤小火電機組改造為燃用秸稈的生物質發(fā)電機組，在大中型農產品加工企業(yè)、部分林區(qū)和灌木集中分布區(qū)、木材加工廠，以稻殼、灌木林和木材加工剩余物為原料的生物質發(fā)電廠，審慎進入生物質原材料貧乏區(qū)、資源爭奪激烈、產業(yè)布局不合理區(qū)域。第三，審慎選擇客戶。在客戶選擇上，要求自身具備較強的資本實力、現(xiàn)金流充沛、進入行業(yè)時間較早、具備投資運營生物質發(fā)電項目豐富經驗的企業(yè)。優(yōu)先選擇中央企業(yè)、省級電力或能源集團投資的生物質發(fā)電企業(yè)。審慎進入股東實力弱、無電力運營經驗的企業(yè)。第四，對不同的技術工藝采取不同的授信策略。不同工藝需要的成本和經濟效益各不相同，建議有選擇地支持擁有自主知識產權，掌握核心關鍵技術，設備性能穩(wěn)定、技術已經國產化的直燃發(fā)電項目，審慎對待資源沒保障、設備不穩(wěn)定、發(fā)電成本難控制的項目和尚處于摸索階段、技術還不成熟的生物質氣化發(fā)電項目。第五，謹慎評估CDM機制對項目收入的影響。生物質發(fā)電作為可再生能源，可取得相應的CDM收入。但是，CDM項目申請減排額認證的時間長、費用高，而且這部分收入有一定的時限性。由于《京都議定書》中關于溫室氣體只規(guī)定了到2012 年的減排目標，那么項目的CDM 銷售收入也只能計入到2012 年，2012年后這部分收入就不確定。因此，應充分了解企業(yè)是否可通過CDM規(guī)劃獲取此項收益、合約的時間。謹慎評價通過CDM規(guī)劃獲取收益的可能性和收益的大小，一般情況下不應作為項目確定性的收入來源。第六，全面分析項目融資方案，對項目資金實行有效管理，同時落實貸款擔保措施，確保擔保的合法、充足、有效。第七，關注國家行業(yè)政策。跟蹤國家對生物質發(fā)電行業(yè)、上網電價和環(huán)保優(yōu)惠政策的穩(wěn)定性和持續(xù)性，關注企業(yè)的技術實力和設備運營情況以及項目實施情況，及時掌握企業(yè)的盈利及償債能力變化，適時調整金融支持政策。

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一、非化石能源面臨結構調整

“十一五”期間，我國把節(jié)能減排作為經濟社會發(fā)展的約束性指標，單位GDP能耗下降19.1%，二氧化硫排放量下降14.29%，化學需氧量排放量下降12.45%，折算為二氧化碳，相當于減少二氧化碳排放14.6億噸。進入“十二五”，我國制定了更為全面的節(jié)能減排指標，而要實現(xiàn)總量控制的目標，最重要的舉措就是“調整能源結構，大力發(fā)展非化石能源”并加以量化：“爭取到2020年非化石能源占一次能源消費比重達到百分之十五左右”。

目前我國對非化石能源的定義主要分為水電、太陽能、風能、核電和生物質能，其中非糧液體燃料和替代石油基的生物基產品構成了發(fā)展生物質能的戰(zhàn)略重點。除了被大家所熟知的生物柴油、燃料乙醇外，生物航空煤油作為另外一種重要的替代能源也逐漸進入人們的視野。

二、中國生物航煤的發(fā)展現(xiàn)狀

2011年，中國民航局出臺了《關于加快節(jié)能減排工作的指導意見》，對行業(yè)的節(jié)能減排工作提出了目標，主要可以歸納為兩條：一是全行業(yè)能耗和CO2的增速低于行業(yè)發(fā)展速度；二是到2020年民航單位產出能耗和排放比2005年下降22%。在國家和行業(yè)能源政策的大背景下，生物航煤的研發(fā)、應用被提上日程。

生物航煤是指由生物質加工生產的、可替代傳統(tǒng)航空煤油的液體烴基燃料，具有原料可再生、調和性好、雜質含量低的特點。生物航煤原料來源廣泛，動植物油脂、農林廢棄物和微藻都可作為其原料，通過加氫技術生產得出。（見下圖）

為了應對傳統(tǒng)航煤價、量雙升以及航空業(yè)應對氣候變化壓力的增加（特別是2012年圍繞歐盟征收航空業(yè)碳排放稅的斗爭），很多發(fā)達國家和發(fā)展中國家都在大力發(fā)展生物航煤，中國也不例外。2008年以來，中國石油與中國石化相繼開展了生物航煤的研發(fā)工作，從原材料種植基地的建設、煉制設備的改造、試加工生產都投入大量的人力物力。中國石油建立了小桐子能源林基地并著手籌建年產6萬噸的航空生物燃料煉油廠，中國石化將杭州煉油廠的加氫裝置改造用于生產生物航煤并已經開始了以微藻為原料的技術開發(fā)。2011年，中國石油與民航局在北京進行了首次航空生物燃料驗證飛行。2012年2月，民航局受理了中國石化的1號生物航空煤油適航審定。目前，國內生物航煤從原料的采收、加工和儲運直至油品煉制和加注使用的產業(yè)鏈已基本勾勒完成。

三、生物航煤的應用前景

1、前景廣闊

從全球來看，美國計劃到2020年生物燃料將占其能源總消費量的25%，2050年達到50%；歐盟計劃到2020年用生物燃料替代20%的化石燃料。國際航空運輸協(xié)會（IATA）預測，2030年生物燃料占航空燃料比例達30%。

就我國而言，航煤消費量目前保持每年13%左右的增長速度，遠高于國際5%的增長水平，2010年國內航煤消費已達到1800萬噸以上。預計2020年中國航空煤油消費量將超過4000萬噸，屆時生物航煤有可能占到航油總量的30%，生物航煤市場容量將達到1200億元。

2、制約因素

（1）生產能力不足。按照中石化從2012年開始年產6000噸、中石油從2013年開始年產6萬噸來計算，到2020年兩家企業(yè)的生產能力總共還不到60萬噸。這與消費需求相差甚大。況且，一套煉油裝置從建設、調試到正常生產，至少需要三到五年的時間。

（2）成本問題是我國發(fā)展生物航煤的最大阻礙。我國尚未建立起成熟生物燃料供應體系，包括燃料乙醇、生物煤油在內的研發(fā)和生產建設都需要大量的資金投入。現(xiàn)階段生物航煤成本達到傳統(tǒng)航空煤油的2到3倍，真正實現(xiàn)產業(yè)化和商業(yè)化需要政府、企業(yè)共同來努力。比如，政府投資引導各種生物燃料的商業(yè)化，同時在政策上對新能源開發(fā)予以傾斜。又如，對可作為多種生物燃料原料的“地溝油”如何加以控制，使其不回流餐桌而流向再生利用環(huán)節(jié)，實現(xiàn)其價值的最大化，都值得我們深思。

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參考文獻：

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概述

能源是推動經濟增長的基本動力[1],能源節(jié)約則是促進能源發(fā)展的重點。生物質能源具有來源廣泛,成本低廉、用能清潔等特點,特別適合于擁有豐富生物質資源的中國,通過發(fā)展生物質能源打造節(jié)能新亮點前景可觀。

我國從20世紀80年代引進螺旋推進式秸稈成型機以后[2],生物質壓縮成型技術已經發(fā)展得比較成熟,但是,相應的專用生物質成型燃料燃燒設備的發(fā)展相對滯后。為燃用生物質成型燃料,出現(xiàn)盲目將原有的燃煤燃燒設備改為生物質成型燃料燃燒設備的現(xiàn)象,致使鍋爐燃燒效率及熱效率較低,污染物排放超標。燃燒設備成為生物質能源發(fā)展鏈的薄弱環(huán)節(jié)。因此,根據(jù)生物質成型燃料燃燒特性設計合理的生物質成型燃料燃燒專用設備,對能源節(jié)約有著重要的意義。

生物質成型燃料熱水鍋爐作為燃用生物質燃料的主要設備之一,直接燃燒固體生物質顆粒燃料,主要用于家庭、賓館、酒店、學校、醫(yī)院等場所的熱水、洗浴和取暖。由于燃料為生物質燃料且結構合理,此類鍋爐基本達到無煙化完全燃燒的效果,排放達到環(huán)保要求,具有較好的經濟、社會和環(huán)境效益。

1、生物質成型燃料

1.1生物質成型燃料的元素特性

生物質成型燃料是指通過生物質壓縮成型技術將秸稈、稻殼、鋸末、木屑等農作物廢棄物加工成具有一定形狀、密度較大的固體成型燃料。

生物質原料經擠壓成型后,密度可達1.1~1.4噸/立方米,能量密度與中質煤相當,而且便于運輸和貯存。在壓縮過程中以物理變化為主,其元素組成及微觀結構與原生物質基本相同。各種生物質成型燃料中碳含量集中在35%~42%,氫含量較低,為3.82% ~5%,而氮含量不到1%,硫的含量不到0.2%,因此,造成的污染程度極低。生物質成型燃料的揮發(fā)分均在60% ～70%,因此在設計燃燒設備時應重點考慮揮發(fā)分的問題[3]。

1.2生物質成型燃料的燃燒特性

生物質成型燃料經高壓形成后,密度遠大于原生物質,燃燒相對穩(wěn)定。雖然點火溫度有所升高,點火性能變差,但比煤的點火性能好。由于生物質成型燃料是經過高壓而形成的塊狀燃料,其結構與組織特征就決定了揮發(fā)分的逸出速度與傳熱速度都大大降低,但與煤相比顯得更為容易[4,5]。因此,生物質成型燃料的揮發(fā)分特性指數(shù)大于煤的,其燃燒特性指數(shù)較煤的大。燃燒速度適中,能夠使揮發(fā)分放出的熱量及時傳遞給受熱面,使排煙熱損失降低;同時揮發(fā)分燃燒所需的氧與外界擴散的氧很好的匹配,燃燒波浪較小,減少了固體與排煙熱損失[6]。

2、生物質成型燃料熱水爐

2.1 生物質成型燃料熱水爐的結構

目前我國擁有多種型號生物質成型燃料熱水鍋爐,按燃料品種可分為木質顆粒鍋爐和秸稈顆粒鍋爐,按應用場合可分為家用型和商用型。下吸式固定雙層爐排熱水爐是應用較廣的一種結構形式,其充分考慮生物質燃料燃燒特性,由爐門、爐排、爐膛、受熱面、風室、降塵室、爐墻、排汽管、煙道、煙囪等主要部分組成,結構布置如圖1所示[7]。

1.水冷爐排 2.上爐門 3.出灰口 4.爐膛 5.風室 6.高溫氣流出口 7.降塵室 8.后置鍋筒

9.排污口10.進水口 11.引風機 12.煙囪13.排氣管14.對流受熱面15.出水口

圖1下吸式固定雙層爐排熱水爐示意圖

2.2 生物質成型燃料熱水爐的工作過程

一定粒徑生物質成型燃料經上爐門加在爐排上,根據(jù)生物質容易著火的燃料特性,片刻就會燃燒起來,在引風機引導下進行下吸式燃燒;上爐排漏下的燃料屑和灰渣到下爐膛底部繼續(xù)燃燒并燃燼,然后經出灰口排出;燃料在上爐排上燃燒后形成的煙氣和部分可燃氣體透過燃料層、灰渣層進入下爐膛繼續(xù)燃燒,并與下爐排上燃料產生的煙氣一起經出高溫氣流出口流向后面的降塵室和對流受熱面,在充分熱交換后進入煙囪排向外界。

3、節(jié)能原理

由有關燃燒理論可知,保持燃料充分燃燒的必要條件為保持足夠的爐膛溫度,合適的空氣量及與燃料良好的混合、足夠的燃燒時間和空間。因此,本文將依據(jù)生物質成型燃料本身的特性,結合燃燒理論,針對鍋爐結構進行節(jié)能分析。

3.1 爐排及爐膛

生物質成型燃料熱水鍋爐采用雙層爐排結構,即在手燒爐排一定高度另加一道水冷卻的鋼管式爐排,其成彎管直接插入上方鍋筒中,這種設計一方面增大了水冷爐排吸熱面積,另一方面加快了爐排與鍋筒內回水的熱傳遞。

燃料燃燒采用下吸式燃燒方式。成型燃料由上爐門加在上爐排上進行預熱、燃燒,由于風機的引導,新燃料不會直接遇到高溫過熱煙氣,延緩了揮發(fā)分的集中析出,從而避免了爐膛溫度的波動,使燃燒趨于穩(wěn)定;同時,揮發(fā)分必須通過高溫氧化層,與空氣充分混合,在焦炭顆粒間隙中進行著火燃燒;在完成一段燃燒過程后,上爐排形成的燃料屑和灰渣漏至下爐膛并繼續(xù)燃燒,直到燃燼。

采用雙層爐排,實現(xiàn)了秸稈成型燃料的分步燃燒,緩解秸稈燃燒速度,達到燃燒需氧與供氧的匹配,使秸稈成型燃料穩(wěn)定持續(xù)完全燃燒,在提高燃料利用率的同時起到了消煙除塵作用。

3.2 輻射受熱面

早期的部分生物質成型燃料熱水鍋爐設計布置不夠合理,水冷爐排直接與水箱相連,使得爐膛溫度過高,特別是上爐膛,致使上爐門附近爐墻墻體過熱,增加了鍋爐的散熱損失。在不斷優(yōu)化設計中,水箱被上下兩個鍋筒所代替,上鍋筒部分置于上爐膛上方,利用鍋筒里的水吸收燃料燃燒在上爐膛的熱量,從而增加輻射受熱面積,起到降低上爐膛溫度的目的,從而減少鍋爐的散熱損失,提高熱效率。

3.3 對流受熱面

生物質成型燃料熱水鍋爐的對流受熱面分為兩個部分:降塵對流受熱面和降溫受熱面。對流受熱面極易發(fā)生以下現(xiàn)象:高溫煙氣與鍋筒中的水換熱不均,從而引起熱水部分出現(xiàn)沸騰,增加鍋爐運行的不穩(wěn)定因素;受整體外形約束,煙道長度設計偏短,導致煙氣與鍋筒里的水換熱不夠充分,使得排煙溫度過高,增加了鍋爐的排煙熱損失。為避免上述問題出現(xiàn),降溫對流受熱面與降塵對流受熱面常常采取分開布置;降溫換熱面置于上鍋筒內,采用煙管并聯(lián)設計,增加煙氣與鍋筒中水的熱交換,降低排煙溫度,提高燃燒效率;降塵則利用鍋爐后部的下鍋筒及管路引起的煙氣通道面積的變化達到效果。

3.4 爐門設計

目前應用較多的爐門設計為雙爐門。上爐門常開,作為投燃料與供應空氣之用;下爐門用于清除灰渣及供給少量空氣,正常運行時微開,在清渣時打開;一方面保證了燃燒所需條件,另一方面減少了由于爐門多而造成的散熱損失。

4、技術經濟評價

4.1 技術評價

研究對象為生物質成型燃料熱水鍋爐,本文采用與目前應用最廣的燃煤鍋爐相比較的方法,來分析它們各自的優(yōu)劣。評價針對鍋爐的節(jié)能環(huán)保性能,主要指標有熱效率、燃燒效率、出水量和污染物的排放量(主要是排煙處的NOx、CO、SO2和灰塵的含量),并與國家相關標準比較。

生物質成型燃料熱水鍋爐與燃煤鍋爐的性能指標比較如表1所示[8,9]。

從表1中的數(shù)據(jù)對比可知,生物質成型燃料熱水鍋爐在性能上具有一定優(yōu)勢。節(jié)能方面,鍋爐熱效率和燃燒效率均高于傳統(tǒng)燃煤鍋爐,遠遠超過國家標準;廢氣排放方面,煙中NOx、CO、S O2及煙塵含量均低于燃煤鍋爐,符合使用清潔能源的要求。

4.2 經濟評價

經濟性評價以設備運行費用為指標,將生物質成型燃料熱水鍋爐與燃煤鍋爐、燃油鍋爐、天燃氣鍋爐、電鍋爐、空氣源熱水器進行比較。各熱水設備的效率及相應熱源(燃料)熱值、單價詳見表2。

運行費用計算公式如下:

(1)

以加熱1t水為基準,溫度從20℃升至90℃(溫升70℃),此時需要熱量70000kcal。根據(jù)式(1)求得各設備在此負荷下的運行費用列于表2,可知生物質成型燃料熱水鍋爐在運行費用上相對較低,但是就目前而言,其固定資產投入費較同類型的其它鍋爐設備要高。不過隨著化石能源價格的上漲和國家對環(huán)保的要求的提高,生物質成型燃料熱水鍋爐在經濟效益上將會越來越具有優(yōu)勢。

通過技術經濟評價,生物質成型燃料熱水鍋爐在技術上是可行的,經濟上是合理的。該鍋爐用生物質成型塊做燃料,一方面為生物質廢料找到了有效的利用途徑,節(jié)約化石能源,另一方面染物排放量低于同類型的燃煤鍋爐,因此該鍋爐具有良好的社會和環(huán)保效益。

5、結論

(1)生物質成型燃料熱水鍋爐依據(jù)生物質成型燃料本身的特性,結合燃燒理論,在爐排及爐膛、輻射與對流受熱面、爐門等結構設計上充分挖掘節(jié)能潛力。鍋爐燃燒效率可達94.84%,熱效率為78.2%~81.25%。

(2)生物質成型燃料熱水鍋爐在技術性能上具有一定優(yōu)勢。節(jié)能方面,鍋爐熱效率和燃燒效率均高于傳統(tǒng)燃煤鍋爐,遠遠超過國家標準;廢氣排放方面,煙中NOx、CO、SO2及煙塵含量均低于燃煤鍋爐,符合清潔能源的要求。

(3)生物質成型燃料熱水鍋爐在運行費用上較其它類型設備要低,盡管目前其固定資產投入費相對較高。隨著節(jié)能環(huán)保要求的提高,此類鍋爐在經濟效益上將會越來越具有優(yōu)勢。

參考文獻:

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[6]孫學信. 燃煤鍋爐燃燒試驗技術與方法[M]. 北京:中國電力出版社,2002

篇8

能源農業(yè)就是以生產生物質能源為目的的農業(yè)。生物質能源燃燒對環(huán)境造成的污染比礦物能源少，比核能安全，比風能、地熱使用廣泛，被譽為“綠色能源”。開發(fā)生物質能源，可有效延長地球上石油資源的使用時間。在未來世界里，沼氣可能是天然氣的替代物，酒精可能是汽油的替代物。我國非常重視生物質能源的發(fā)展，制定了明確的發(fā)展目標，預計未來幾年，乙醇的生產能力將達到年產1000萬噸。由于生物質能源需要大量的農作物為原料，因此生物能源的前端是能源農業(yè)。生物能源的大發(fā)展，必將改變中國農業(yè)的發(fā)展方向。因此，能源農業(yè)的任務是以生物質能源為主要開發(fā)對象，以生化轉化、物化轉換等方式利用生物能源，從而達到從“黑色能源”向“綠色能源”轉變的目的。

2.能源農業(yè)的發(fā)展方向

2.1大力發(fā)展能源作物 能源作物是指以提供燃料油為目的而栽培的植物，可通過生化轉化等方法制造酒精和生物柴油。如以生產酒精為目的的玉米、甘蔗、甜高粱、甘薯、木薯等；以生產生物柴油為目的的油料作物，如小桐子、油菜、棉花等。據(jù)測算，每噸以玉米、甘蔗等能源作物制造的燃料乙醇可以替代1噸燃料油，同時還能提高燃料的燃燒和動力性能。但是我國地少人多，用玉米作為原料大量生產燃料乙醇在我國還不現(xiàn)實。因此，培育具有高光合作用轉化率、綜合利用價值大的高產能源作物，是我國發(fā)展能源農業(yè)的最佳途徑。

2.2充分發(fā)展利用轉基因技術 轉基因技術應用在食物方面要求標識受到很大限制，而在能源作物上則不受基因標識的限制，具有很大的發(fā)展空間。因此，轉基因技術在培育能源作物、發(fā)展能源農業(yè)方面將大有作為。針對我國人多地少的特點，只能在不與糧食爭地的前提下發(fā)展能源農業(yè)。因此，利用轉基因技術培育新品種，開發(fā)耐鹽、抗旱、高產、高蓄能的能源植物是能源農業(yè)的發(fā)展方向。目前我國的轉基因技術研究已日趨成熟，具備了在能源農業(yè)上大顯身手的能力。

3.我國發(fā)展能源農業(yè)的意義

篇9

中圖分類號：P754.1 文獻標識碼：A 文章編號：

自20世紀70年代以來，全球氣候變暖和日益突出的能源危機為生物質能源發(fā)展提供了契機。現(xiàn)代生物質能利用是指借助熱化學、生物化學等手段，通過一系列先進的轉換技術,生產出固、液、氣等高品位能源來代替化石燃料，為人類生產、生活提供電力、交通燃料、熱能、燃氣等終端能源產品。生物質能技術的研究與開發(fā)已成為世界重大熱門課題之一，受到世界各國政府與科學家的關注。許多國家都制定了相應的開發(fā)研究計劃，如日本的陽光計劃、印度的綠色能源工程、美國的能源農場和巴西的酒精能源計劃等，其中生物質能源的開發(fā)利用占有相當?shù)谋戎亍，F(xiàn)代生物質能源利用技術的開發(fā)對替代或部分替代化石能源、保護生態(tài)環(huán)境、實現(xiàn)人類社會的可持續(xù)發(fā)展具有非常重要的現(xiàn)實意義。

一、我國生物質能源開發(fā)利用現(xiàn)狀

生物質能指秸稈、雜草、林木和動植物體及其排泄物等含有的能量。生物質能的利用有多種方法，如直接燃燒發(fā)電、微生物發(fā)酵產生沼氣、生物發(fā)酵制取燃料乙醇，油料作物直接利用和制取生物柴油等。我國有豐富的生物質資源，近兩年，生物質能源在我國受到越來越多的關注，生物質能源利用也取得很大成績，生物質能源利用技術體系和生物質能源產業(yè)體系逐步形成。

1.沼氣產業(yè)初具規(guī)模

沼氣利用是我國發(fā)展歷史最長、產業(yè)最為成熟的生物質能利用產業(yè)。經過多年的研發(fā)和推廣，戶用沼氣已形成較完善的產業(yè)鏈，沼氣池不僅壽命達到20年，且形成了具有地域特色的沼氣綜合利用模式.我國北方推廣的塑料大棚、沼氣池、氣禽畜舍和廁所相結合的“四位一體”沼氣生態(tài)農業(yè)模式，中部地區(qū)以沼氣為紐帶的生態(tài)果園模式，南方建立的“豬-果”模式，以及其他地區(qū)因地制宜建立的“養(yǎng)殖-沼氣”、“豬-沼-魚”和“草-牛-沼”等模式，都是以農業(yè)為龍頭，以沼氣為紐帶，對沼氣、沼液、沼渣的多層次利用的生態(tài)農業(yè)模式。沼氣發(fā)酵綜合利用生態(tài)農業(yè)模式的建立使農村沼氣和農業(yè)生態(tài)緊密結合，是改善農村環(huán)境衛(wèi)生的有效措施，也是發(fā)展綠色種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)的有效途徑，充分實踐了“資源—廢棄物—再生資源”的循環(huán)利用模式，已成為農村經濟新的增長點，符合建立資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會的標準。

2．生物液體燃料已經起步

通過生物質資源生產的生物汽、柴油和燃料乙醇是生物液體燃料的主要品種。1998年以來，以糧食為原料的燃料乙醇生產已初步形成規(guī)模。由于玉米價格不斷攀升以及陳化糧逐步消耗，本著生物質液體燃料的發(fā)展需要嚴格遵循“不與人爭糧，不與糧爭地”的原則，2007年國家開始禁止發(fā)展糧食乙醇項目，將燃料乙醇生產轉為以薯類、甘蔗、甜高梁等1.5代生物乙醇技術上，強調以邊際性土地生產生物質能源原料，以纖維素為原料的第二代乙醇生物燃料技術，已開始初步商業(yè)化。

二、我國生物質能源技術開發(fā)的主要進展

1.生物質發(fā)電技術

生物質發(fā)電技術集環(huán)保與可再生能源利用于一體,從戰(zhàn)略需求出發(fā),各國都加大投資力度進行開發(fā)利用。生物質發(fā)電技術主要包括:直接燃燒發(fā)電、與煤混燃發(fā)電、氣化發(fā)電以及沼氣填埋氣發(fā)電等。大規(guī)模的生物質直燃發(fā)電技術效率較高,但要求生物質集中、數(shù)量巨大,因此大規(guī)模進行收集或運輸,電站運行管理成本較高。小規(guī)模直燃發(fā)電技術則效率較低。直燃發(fā)電技術在國外已進入推廣應用階段,大部分用于林業(yè)廢棄物的處理。生物質直燃發(fā)電技術在我國尚未形成系統(tǒng)性研究,許多問題亟待解決,如秸稈中含有較高的氯及鉀、鈉等成分,其灰熔點較低,容易在爐膛內結渣、結焦或沉積于受熱面,嚴重影響生物質燃燒鍋爐的換熱,甚至造成腐蝕。目前國內在建的生物質直燃電廠主要依靠國外引進技術,關鍵設備基本是直接進口或在國內委托生產,既沒有自主知識產權,設備價格也很高,電站建設成本達1.2萬元/kW,發(fā)電成本太高已成為我國秸稈直燃發(fā)電產業(yè)化的主要障礙。生物質直燃的另一種方式是生物質和煤混合燃燒發(fā)電技術,該技術規(guī)模靈活,經濟性較好。

2.生物質液體燃料技術

生物質液體燃料主要包括燃料乙醇、生物柴油、生物質裂解油和生物質合成燃料等。近20年來,利用甘蔗、玉米等糖和淀粉類原料制取燃料乙醇, 利用動植物油脂制取生物柴油的技術已經逐步實現(xiàn)商業(yè)化。目前玉米乙醇、生物柴油等第一代液體生物燃料已經逐步應用于國內外工農業(yè)生產,成為石油燃料的有力補充。然而,由于玉米乙醇、生物柴油以糧食、油料種子為原料,須占用大量耕地,與國家糧食安全存在矛盾,不可能在我國進行大規(guī)模生產,因此,近年來生物質液體燃料的原料開始從糧食作物向非糧作物以及農林廢棄物轉變。美國和歐洲開始大量投入,開展以纖維素和木質素等為原料生產生物質液體燃料的技術路線和工業(yè)實踐,預計在6~10年內將有重大突破。從資源可持續(xù)供給和取得根本性技術突破的角度看,生物質熱解液化、生物質氣化合成燃料具有更加寬泛的資源基礎和廣闊的發(fā)展應用前景,與纖維素燃料乙醇一起通稱為第二代生物質液體燃料。我國的第二代生物質液體燃料技術尚處于實驗研究階段,加大其研發(fā)示范力度,對盡快實現(xiàn)我國中遠期規(guī)模化替代石油資源具有重要的科學和現(xiàn)實意義。

三、制約我國生物質能源產業(yè)發(fā)展的主要問題

1.資源“瓶頸”

目前，我國生物質能源產業(yè)面臨著極大的原料供應問題。如，發(fā)酵原料來源單一，限制了沼氣工程的規(guī)模化；非糧原料無法全年供應，影響了非糧乙醇生產全年均衡生產；而陳化糧等糖類原料產量有限，難以支撐龐大的乙醇燃料工業(yè)體系；生物柴油也面臨缺乏適宜非糧邊際土地及相適應植物新品種，尚無提供大量原料能力的尷尬境地。要根據(jù)技術發(fā)展分階段、分等級實現(xiàn)生物質資源的多元化利用，近期以廢棄物綜合利用為主，中期以廢棄物和能源作物為主，遠期以能源植物或藻類資源為主，使其開發(fā)利用達到最大化。

2.產業(yè)模式

一是管理模式存在缺陷，缺乏科學的原料評價體系以及技術規(guī)范，生物柴油無法進入運輸燃料系統(tǒng)；二是項目模式有待改進，對小型項目配套政策沒有跟上，使其操作成本高，立項過程復雜；三是經營模式不夠完善，民間資本難以進入，投資風險比較高。

四、推動我國生物質能源產業(yè)發(fā)展的政策建議

1.將生物質能源置于保障國家能源安全的高度給予支持

生物質對我國能源和資源供應戰(zhàn)略安全有著重要意義，應將其放在保障國家安全的戰(zhàn)略高度給予支持，并在政策上給予一定的傾斜。此外，建議根據(jù)生物質能源產業(yè)發(fā)展的需要，對相關激勵政策進行完善和修改，把與能源生產有關的環(huán)境成本和社會成本全部考慮進去，實行全成本定價辦法，制定合理的生物質能源產品價格補貼政策、強制性生物質液體燃料收購政策、鼓勵生物質液體燃料消費的政策。

2.著力于加強生物質能源科技創(chuàng)新

生物質能是我國未來可持續(xù)發(fā)展的重要可再生能源之一，產業(yè)化過程是長期持久的，因此，擁有相關自主知識產權的核心技術是穩(wěn)步可持續(xù)發(fā)展的關鍵。政府應鼓勵國產化技術的推廣，對采用國產化技術的單位進行補助，調動其自主技術研發(fā)和應用的積極性，建議設立專項資金支持生物質能源的技術創(chuàng)新，從根本上奠定生物質能源大規(guī)模替代的基礎工作；建立專項資金為中小型生物質能企業(yè)提供政策性擔保，支持生物質能源的產業(yè)化進程，推動分散式生物質能源產業(yè)體系的形成。

結束語

我國生物質資源開發(fā)以有機廢棄物和利用邊際性土地種植的能源植物作為主要原料來源, 從長遠看, 能源農業(yè)和能源林業(yè)是未來發(fā)展生物質能源的基礎。生物質能源產業(yè)作為一個正在興起并富有巨大前途的新型產業(yè)。發(fā)展生物質能源產業(yè)有利于破解能源危機，更有利于環(huán)境的保護。

參考文獻

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篇10

2008年11月27日，內蒙古金驕特種新材料有限公司年產10萬噸生物柴油生產線投入試生產。作為財政部批準的“生物能源、生物化工”非糧引導獎勵示范項目、國內第一條正式投產的生物柴油試點生產線，它的投產標志著我國的生物柴油已進入工業(yè)化生產階段。

“生物柴油時代正悄然到來。被稱為‘綠色能源’的生物柴油，是生物能源研究的熱門課題，是當今可替代能源研究的前沿與方向。”致力于新能源研發(fā)的內蒙古金驕集團董事長二旺說。

據(jù)介紹，生物柴油采用直接液化或氣化及加氫工藝技術來制備，是當今國際上最好的高清潔柴油燃料。“作為石油的替代能源，生物柴油領域的前途非常廣闊，一直以來原料瓶頸與技術上的制約是影響它進展的最主要原因，但我們依托內蒙古本土現(xiàn)有的生物質資源，包括秸稈、谷殼、樹枝、油草、油灌木、榆葉梅、油葵、曼陀羅、食品廢棄物、水產品殘渣等非糧含油植物活水生物質作為原料，采用高溫高壓酯交換加氫、水解氧化聚合工藝等創(chuàng)新的生物質精煉技術制備出高標號生物柴油，實現(xiàn)物質和能源完全利用的技術體系及工業(yè)生產系統(tǒng)。作為運輸用燃料，它具有成本低、燃料特性好、與石油燃料的相容性好、配比大等特點。同時還可做環(huán)保溶劑”。二旺說，這條由金驕公司自主研發(fā)的連續(xù)化、高標號生物柴油生產線工藝技術已獲得國家發(fā)明專利，公司擁有自主知識產權。“經中國石油蘭州油研發(fā)中心檢測，各項指標均優(yōu)于國家現(xiàn)行標準，符合國家生物柴油BD100的標準，可以完全替代石油”。

規(guī)避與人爭糧和與人爭地

內蒙古地區(qū)適宜發(fā)展生物柴油的原料資源比較豐富，目前已有文冠果種植面積為1345萬畝，油料資源具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

內蒙古科技廳黨組書記、廳長徐鳳君對《望東方周刊》說：“如今能源危機和環(huán)境保護在全球環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的問題上備受關注，生物柴油產業(yè)所具有的明顯優(yōu)勢正為此提供了有效的解決方案。利用大面積的山地、荒地等邊際土地資源優(yōu)勢，大力營造高油脂類林木，以替代石油、構建能源安全體系為動力，以生態(tài)文明和新農村建設為支撐點，推進生物柴油的產業(yè)化和商業(yè)化發(fā)展。這是我們一直以來不變的追求”。

“加快生物柴油產業(yè)體系建設和市場培育，既可以保護生態(tài)，也能緩解能源緊張，而且促進了農村經濟發(fā)展，有效增加農民收入。還可緩解農林廢棄物、城鄉(xiāng)有機廢棄物排放造成的環(huán)境污染，其技術路徑不存在與人爭糧、與人爭地的問題。能夠積極促進社會主義新農村建設。這個產業(yè)具有非常廣闊的市場發(fā)展前景，也完全符合國家的產業(yè)政策導向。”徐鳳君說。

政府優(yōu)惠政策推進生物柴油商業(yè)化進程