1、生物質能源的發展方向什么是生物質能源生物質是指一切有生命的可以生長的有機物質,它包括植物、動物和微生物。廣義概念:生物質包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物為食物的動物及其生產的廢棄物。狹義概念:生物質主要是指農林業生產過程中除糧食、果實以外的秸稈、樹木等木質纖維素、農產品加工業下腳料、農林廢棄物及畜牧業生產過程中的禽畜糞便和廢棄物等物質。生物質能,就是太陽能以化學能形式貯存在生物質中的能量形式,即以生物質為載體的能量。它直接或間接地來源于綠色植物的光合作用,可轉化為常規的固態、液態和氣態燃料。生物質能是世界第四大能源,僅次于煤炭、石油和天然氣。生物質能源的年生產量遠遠超過全世界總能源需求

2、量,相當于世界總能耗的10倍。利用生物質能源的優點可再生性,來源豐富。生物質能源是從太陽能轉化而來,通過植物的光合作用將太陽能轉化為化學能,儲存在生物質內部的能量,與風能、太陽能等同屬可再生能源,可實現能源的永續利用,取之不盡,用之不竭。生物質能源資源豐富,分布廣泛,全球生物質能源潛在可利用量達350EJ/年,約合82.12 億噸標準油,相當于2009年全球能源消耗量的73%。清潔環保,替代化石能源。生物質能源的轉化過程是通過綠色植物的光合作用將二氧化碳和水合成生物質;生物質能源的使用過程又生成二氧化碳和水,形成二氧化碳的循環平衡。同時,生物質能源中的有害物質含量很低,屬于清潔能源。將生物質加

3、工成成型燃料、可燃氣體和液體燃料替代化石能源煤炭、石油和天然氣,既解決化石能源枯竭問題,又遏制化石能源給地球造成的溫室效應。農業廢棄物轉化新能源的必要性農業廢棄物主要是指農作物秸稈(玉米秸、高粱秸、麥秸、稻草、豆秸和棉稈等和糧食加工業廢棄物(稻殼等。我國農作物秸稈年產出量為6.04億噸,其中造肥還田及其收集損失約占15%,剩余5.134億噸。用作農戶炊事取暖、畜牧飼料和少量工業原料約占40%,即2.05億噸,棄于田間地頭直接焚燒的約占60%,即3.08億噸(相當于1.54億噸標準煤,既危害環境,又浪費資源。每年秋冬和開春,霧霾彌漫大地,焚燒秸稈是大氣污染的主要貢獻之一。隨著農村生活質量的提高,

4、農作物秸稈逐漸退出作為傳統燃料的舞臺,取而代之的是存儲和使用方便的煤炭,致使在工業燃料污染十分嚴重的情況下,又形成疊加效應,雪上加霜。所以必須為農業廢棄物尋找可行的出路。農業廢棄物再加工燃料的形式農業廢棄物本身就是固體燃料,是廣大農村燒火做飯、冬季取暖的傳統燃料。但這種燃料存在弊端:密度小,體積大,存放空間大;水分高,需要晾曬;熱值低,火勁小,燃燒時間短;爐腔大,火焰分散,易跑煙,只適合大鍋做飯。所以人們就擯棄了它作為家庭燃料。只有把農業廢棄物進行再加工,方便于家庭和工業使用,它才能物盡所用,變廢為寶。壓縮成型。壓縮成型是增大密度、減小體積的過程,便于運輸、存儲。塊狀秸稈燃料可用于家庭和工業鍋

5、爐。但作為直燒燃料,還是不如煤炭好使,家庭用量小,替代煤炭積極性不高。用于工業鍋爐,秸稈中的無機鹽限制了爐膛溫度不能高,也限制了鍋爐效率,往往需要與煤炭混燒,但灰卻沒法處理。秸稈發電。秸稈作為燃料用于發電,也是將秸稈先做簡單的壓縮,輸送到蒸汽鍋爐生產蒸汽帶動汽輪機發電。秸稈發電除了有直燒鍋爐普遍存在的技術問題之外,最主要是區域供應量與裝機功率效益化存在矛盾。秸稈氣化。秸稈氣化主要是兩種形式,一是發酵生產沼氣作為燃氣;二是熱解生產生物煤氣作為燃氣。這兩種形式都適合小規模生產燃氣供應一個小工廠或一個居住集中的小村莊使用。有專人值守,算上人工費用和電耗,居民使用價格并不合算。秸稈液化。秸稈液化是通過

6、高溫高壓水熱液化轉化成液體燃料和高溫干法熱解氣化再冷凝成液體燃料。前者回收效率高,可以達到50%以上,但運行費用高,需要水相和油相分離,存在污水排放問題。后者利用秸稈自身熱能分解固體秸稈,熱能有損失,回收率40%左右,但運行費用低,不排放廢水,不需建設污水處理裝置。所以就秸稈液化的兩種形式而言,高溫干法熱解液化具有裝置可大可小的靈活性和運行費用低、環保無污染的優勢,是世界各國爭相開發的生物質能源技術之一。農林廢棄物商品化新能源燃料的發展方向農林廢棄物再加工新型燃料的商品化應著眼于工業應用,才有發展動力和市場前景,因為民用畢竟用量有限,也存在市場運作分散的問題。農林廢棄物尤其農作物秸稈通過物理壓

7、縮后可以作為工業爐燃料,但對爐膛結構、換熱面積、燃燒溫度和排灰形式都有特殊要求,存量工業爐無法使用這種燃料,改造非常困難,出力也不夠。這種固體燃料適合新上生物質工業爐,造價比普通燃煤工業爐高出許多。農林廢棄物轉化成液體燃料油,儲存、運輸和使用都比較方便,適合工業爐大量應用,存量燃煤工業爐不用改變任何爐體結構,只增加一個燃油燃燒器就可以。新上工業爐即燃油爐,造價與普通燃油或燃氣爐一樣,比燃煤爐低很多。所以說,將農林廢棄物轉化成液體燃料油是最現實的辦法,適應市場需求,是農林廢棄物商品化新能源燃料的發展方向。農林廢棄物高溫干法裂解液化是什么樣的技術農林廢棄物轉化成液體燃料油,質量、成本、投資和環保等

8、方面具有顯著優勢的就是干法裂解液化技術。各種農林廢棄物(玉米、高粱、小麥和水稻各種秸稈,大豆、棉花、土豆和花生各種秧類,稻殼、谷皮等糧食加工副產物,鋸末、木屑、樹枝和樹葉等林業木材廢棄物都可以作為干法熱裂解制取燃料油的原料。將這些原料粉碎烘干輸送到熱解裝置,嚴格控制溫度快速熱分解,轉化為有機物蒸氣,再通過迅速冷卻轉化成液體,就成為含多種有機成分的可燃油。生產過程中會產生不能冷凝的可燃氣體,回收用于裝置加熱,不外排任何氣體、液體和工藝廢水。這種生物質油可以直接用作工業爐燃料油,也可進一步酯化加工制取生物柴油,或者分離提取價值更高的有機化學成分。農林廢棄物轉化新能源的綜合利用由于植物體中無機物的存

9、在,在直燒、氣化和液化過程中都無法將碳全部轉化,會副產含無機物較高的殘余炭灰,即殘渣,也就是二次廢料。直燃和氣化灰顯堿性,液化灰顯酸性。規模化使用農林廢棄物直燒或再加工燃氣和燃油,都必須考慮灰的出路問題,否則會對環境造成二次污染。秸稈發電和直燒鍋爐產生的草木灰多數是采取填埋形式,既占用了土地,也存在安全和環境隱患。單一成分比較突出的草木灰,比如稻殼灰,二氧化硅占比較大,可以分離二氧化硅和殘余炭分別加工成硅化學品和炭產品。而對于多數草木灰來說,直接利用價值不高,應秉承“從哪里來,到哪里去”的原則,將其改性活化處理,做成肥料,做底肥使用,既相應提供微量元素,減少施用化學肥料,又能改善土壤,增加土壤

10、透氣性,保墑、保水、保肥,防治病蟲害。我國對農林廢棄物轉化新能源的支持政策中華人民共和國可再生能源法和國務院辦公廳關于加快推進農作物秸稈綜合利用的意見體現了國家對生物質能源的支持力度和迫切性,國家財政采取多種補貼手段,支持和激勵發展農林廢棄物轉化新能源項目,財政部財建2008735號文件規定,年消耗農作物秸稈量在1萬噸以上,可獲得140元/噸的補助。商業化、規模化運作農林廢棄物轉化新能源的方式、布點和規模商業化、規模化運作生物質能源產品,應該定位工業鍋爐用戶這個市場。我國現有燃煤工業鍋爐約46萬臺,占鍋爐總量的85%左右,年煤耗量達到7.3億噸,每年還要新增鍋爐8萬10萬噸。顆粒物排放160萬噸/年、二氧化硫排放718萬噸/年、氮氧化物排放271萬噸/年。燃煤鍋爐是大氣主要污染源之一,也是推廣使用生物質新能源的重要對象。鑒于運輸距離、工業鍋爐分散而又用量大的因素,生產生物質成型塊狀燃料和液體燃料是商業化運作的最佳模式。農作物秸稈有分散收集的特點,鑒于我國縣域地理特征,一個縣滿足一個生物質能源項目所需是比較合適的,跨縣收集秸稈會明