生物質能是世界上最豐富的可再生能源;但是其利用卻非常有限,目前僅有1%~3%的生物質能源被利用,占世界能源消耗總量的15%。
國外農林生物質發電現狀
生物質直燃發電產業在歐美等國發展很快,據統計,截至2004年,世界生物質發電裝機已達3900萬kW,年發電量約2000億kW·h,可替代7000萬t標準煤。瑞典和丹麥等歐洲國家已經把以生物質為燃料的小型熱電聯產作為主要的供熱方式,并保持持續、穩定地增長。目前,向商業化推進的生物質能研究及應用減少了石油的消耗,不斷增加工業產值。
瑞典2006年提出到2020年告別石油的目標。丹麥的BWE公司開發的生物質直燃發電技術處于世界先進水平,同時還被聯合國列為重點推廣項目。在美國,利用生物質發電已經成為大量工業生產用電的選擇,2002年具有9733W發電能力的生物質,已經成為非水利發電站生產電能的唯一的、最大的來源,并已被美國用于現存配電系統的基本發電量。芬蘭、德國和奧地利都在積極推行建立生物質直燃發電聯產廠。印度、巴西和東南亞等發展中國家也積極研發或者引進技術建設生物質直燃發電項目。
我國生物質發電技術
生物質的分散性、季節性、高含水率和低能量密度使其收集、運輸和存儲成為規模化利用的難點。據統計,我國目前秸稈綜合利用率達到70.6%。其中,作為燃料使用(含秸稈新型能源化工利用)的僅占到17.8%。
我國生物質直燃發電產業發展的主要技術問題是農林生物質燃燒鍋爐及高效燃燒技術。生物質直燃技術可以有效解決農林剩余物堆放、燃燒帶來的污染和安全問題。我國生物質發電中,蔗渣占主要地位,占總發電裝機容量的85%;但是由于鍋爐容量小,采用中壓技術,所以效率較低。與風光發電相比,生物質發電不具有波動性和間歇性,更穩定、安全。
利用林間剩余物直接燃燒來加熱蒸汽爐內的水,產生蒸汽推動汽輪機轉動進而帶動發電機發電,并發現汽輪機轉速與鍋爐壓力、充電電壓與汽輪機轉速、充電電流與汽輪機轉速都呈線性關系。那貴森結合東北三省玉米種植面積情況,研究出建設50MW(2×25MW)裝機容量的玉米秸稈燃料發電廠,發電量達到100億kW·h,節約煤炭400萬t多。另外,農作物剩余物中硫磷元素含量比化石燃料低,且秸稈中的含碳量約占40%,同煤粉一樣具有燃料價值。與煤粉混合燃燒有利于降低爐渣量并提高冶煉金屬質量。
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