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生物發電與纖維素乙醇整合發展前景光明

時間:2013-3-18閱讀:782
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中國生物質能資源豐富,可利用的生物質包括農業秸稈剩余物、林業生產和加工剩余物、能源植物和作物、有機垃圾和人畜糞便等,據統計可作為能源利用的總量約為4億至5億噸標準煤。

  在筆者看來,在中國開展農林業生物質發電產業,可以提高農村能源應用水平、帶動農業機械化裝備發展、拓展農業產業領域、穩定并增加農業產出、促進農村就地就業、增加農民收入,帶動農業現代化發展,是一件一舉多得的好事。同時,發展生物質能源的工業化應用產業,實現生物質資源的工業化、集約化應用,對于農村分布式能源發展、治理污染、減少溫室氣體排放都具有十分積極的現實意義和戰略意義。尤其是在當前新農村建設、農村城鎮化建設任務中,農村生物能源都應該扮演重要角色。

  發達國家穩定增長

  生物質發電產業主要在發達國家保持持續、穩定的增長。該技術起源于20世紀70年代石油危機爆發,在80年代誕生了世界上*座以秸稈為燃料的生物質直燃發電廠,隨后該技術在丹麥、西班牙、瑞典、法國等地得到很好的推廣。

  上世紀90年代以來,生物質能發電在很多國家得到快速發展,其中美國、西班牙、瑞典、芬蘭、法國、英國、加拿大、奧地利等國投產運行了多個工業剩余物或者秸稈直燃發電機組。泰國、印度、巴西和東南亞等發展中國家也投產運行了多個生物質能直燃或者氣化發電項目。目前國土面積只有我國山東省面積 1/4的丹麥,已建立了15家大型生物質直燃發電廠,年消耗農林廢棄物約150萬噸,提供丹麥全國5%的電力供應。美國已經有350多座生物質發電站,主要分布在郊區的紙漿、紙產品加工廠和其他林產品加工廠。預計到2020年,西方工業國家15%的電力將來自生物質發電。

  多種利用方式并舉

  由于生物質是*可再生的碳源,可以轉化生產可再生的液體燃料和可再生材料。目前,國外生物能源應用逐漸轉向生物質資源的液體燃料轉化方向,尤其是比較成熟的生物質纖維素乙醇的生產與生物質發電的聯產,被普遍認為是商業價值和發展前景的方向。

  目前中國已經開展利用生物質能發電的技術路線,主要包括農林生物質直接燃燒發電、城鎮垃圾生物質發電、農林生物質氣化發電、生物質沼氣發電以及生物質與化石燃料混合燃燒發電等。中國從“七五”、“八五” 期間就開始生物質能氣化發電技術的研究與示范應用。到“十五”期間,中國6兆瓦秸稈氣化發電示范工程建成投入運行。

  為有利于解決農作物秸稈剩余焚燒問題,國家積極推動秸稈生物質能發電技術的發展,2003年以來國家先后批準了河北晉州、山東單縣、江蘇如東三個秸稈發電*示范項目,隨后制定了生物質能發電優惠上網電價等有關配套政策。截至2011年底,中國秸稈發電3494兆瓦,垃圾發電2097兆瓦,沼氣發電381兆瓦。

  中國生物質能發電產業得到了快速發展。在“十一五”時期,我國生物質發電、液體燃料、燃氣、成型燃料等多種利用方式并舉,取得了突出成績。到“十二五”期間,我國生物質能年利用量將超過5000萬噸標準煤。其中,生物質發電裝機容量將達到13000兆瓦(其中秸稈發電8000兆瓦)、年發電量約 780億千瓦時,生物質年供氣220億立方米,生物質成型燃料1000萬噸,生物液體燃料500萬噸,將建成一批生物質能綜合利用新技術產業化示范項目。

  生態效益與能源環保效益互相促進

  生物質直燃發電產業發展迅速,然而在成套設備設計、制造、運行等方面由于缺乏相關經驗,遇到諸多挑戰。同時,由于我國生物質種類繁多,物化特性差別較大,對鍋爐的設計和運行提出了更高的要求。經過幾年的發展,通過“引進、消化、吸收、再創新”,我國已經實現丹麥BWE公司*鍋爐技術的國產化,秸稈直燃發電項目投資也降低到了8500元每千瓦時左右。

  中國生物質發電產業燃料來源廣泛。研究培育適合中國不同地區的、不同品種的速生、、環境友好的能源植物,利用山地、荒地、沙地、鹽堿地、近海、村鎮“四旁地”等發展能源農場、林場,可直接平茬生產生物質發電的原料,實現生態效益和能源環保效益的互相促進發展。

  在中國四大沙地建設以生態保護為主的“生態—能源”基地,可以同步規劃生物質發電產業,發展能源林業、能源農業。纖維素乙醇生產的木質素剩余物,用于生物柴油生產的果實或者籽粒加工提取后的剩余物,都可以通過直接燃燒發電處理,一方面有利于環保,另一方面還可以生產綠色環保的電力上網銷售,還能供應綠色熱能,提高發電和供熱的綜合利用效率,熱電聯供的效率高達80%以上,灰渣還可以還田或者做建筑材料。各環節的有機結合構成了一個農林業生產、能源、生態的閉環項目,可以實現對生物質原料的生化燃燒結合,“吃干榨盡”,利用。

  今后生物質發電的發展方向,就是多技術路線的整合協同發展,將會有效帶動“能源林——燃料乙醇——生物發電——生物肥料”等多種閉環產業化發展模式。我們要結合中國本土實際情況,在中國生物質發電技術研發與科技創新基礎上,加強與*技術和經驗的交流合作,為中國可再生能源開發和溫室氣體減排作出貢獻。

 

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