新能源与分布式发电技术07生物质能及其利用ppt课件

7生物质能及其利用,关注的问题生物质是怎么形成的，怎样获得？生物质资源有何特点？我国的生物质资源情况如何？沼气是如何形成的？垃圾能否被利用？生物质燃料的类型和特点？生物质发电有哪些方式？石油树是什么树？海藻和燃料有什么关系？,教学目标了解生物质的概念和资源情况，理解其特点和重要性；掌握生物质燃料的类型并了解其生成方式；掌握生物质能发电的原理和主要方式。,1,7.1生物质和生物质能,生物质，是指有机物中除化石燃料外所有来源于动、植物和微生物的物质，包括动物、植物、微生物以及由这些生命体排泄和代谢的所有有机物。,7.1.1生物质的概念,2,有机物即有机化合物。含碳化合物（一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐、金属碳化物等少数简单含碳化合物除外）或碳氢化合物及其衍生物的总称。,有机物是生命产生的物质基础，所有的生命体都含有机化合物。脂肪、氨基酸、蛋白质、糖、血红素、叶绿素、酶、激素等。生物体内的新陈代谢和生物的遗传现象，都涉及到有机化合物的转变。此外，许多与人类生活有密切相关的物质，如石油、天然气、棉花、染料、化纤、塑料、有机玻璃、天然和合成药物等，均与有机化合物有着密切联系。,总之，有机化合物都是含碳化合物，但是含碳化合物不一定是有机化合物。,3,有机物的特点：多数有机化合物主要含有碳、氢两种元素，此外也常含有氧、氮、硫、卤素、磷等。和无机物相比，有机物数目众多，可达几千万种。有机化合物的碳原子的结合能力非常强，互相可以结合成碳链或碳环。碳原子数量可以是1、2个，也可以是几千、几万个，许多有机高分子化合物甚至可以有几十万个碳原子。此外，有机化合物中同分异构现象非常普遍，这也是造成有机化合物众多的原因之一。,4,有机化合物除少数以外，一般都能燃烧。和无机物相比，它们的热稳定性比较差，电解质受热容易分解。有机物的熔点较低，一般不超过400。有机物的极性很弱，因此大多不溶于水。有机物之间的反应，大多是分子间反应，往往需要一定的活化能，因此反应缓慢，往往需要催化剂等手段。而且有机物的反应比较复杂，在同样条件下，一个化合物往往可以同时进行几个不同的反应，生成不同的产物。无机物即无机化合物。一般指碳元素以外各元素的化合物，如水、食盐、硫酸、石灰等。但一些简单的含碳化合物如一氧化碳、二氧化碳、碳酸、碳酸盐和碳化物等，由于它们的组成和性质与无机物相似，因此也作为无机物来研究。绝大多数的无机物可以归入氧化物、酸、碱、盐四大类。,5,小知识：光合作用,6,地球每年经光合作用产生的物质有1730多吨，其中蕴含的能量相当于全世界能源消耗总量的20-30倍，但目前的利用率不到3%,7,7.1.2生物质的来源,获取生物质的途径大体上有两种情况：一有机废弃物的回收利用，一专门培植作为生物质来源的农林作物。此外，某些光合成微生物也可以形成有用的生物质。,8,7.1.2.1农林作物形成的生物质,（1）农林作业和加工的废弃物例如：农作物的秸秆，残渣和谷壳；,林木的残枝、树叶、锯末、果核、果壳等。,（2）专门培植的农林作物例如：白杨，梧桐等薪炭林树种，桉树等能源作物，苜蓿等草本植物。,造酒精的甜高粱，产糖的甘蔗，及向日葵等油料作物。此外，海洋和湖泊也提供大量生物质。,9,苜蓿草牧草之王,桉树,梧桐,10,苜蓿草牧草之王,桉树,11,苜蓿草牧草之王,12,7.1.2.2其它形式的生物质,（1）动物粪便动物粪便是从植物体转化而来的，富含有机物，数量也很大。发酵释放大量温室气体；若处理不善，还会对水体造成污染。,（2）城市垃圾城市垃圾成分比较复杂，居民生活垃圾，办公、服务业垃圾，部分建筑业垃圾和工业有机废弃物都含有大量有机物。猜一猜：平均每个家庭每年会产生多少垃圾？,（3）有机废水工业有机废水和生活污水，往往也含有丰富的有机物。,13,垃圾发电技术,14,7.1.3生物质能及其特点,生物质能，指蕴藏在生物质中的能量，是直接或间接地通过光合作用，把太阳能转化为化学能后固定和贮藏在生物体内。每年生成的生物质总量达14001800亿吨，所蕴含的生物质能相当于目前世界耗能总量的10倍左右。,生物质长期以来为人类提供了最基本的燃料。在不发达地区，生物质能在能源结构中的比例较高，例如在非洲有些国家高达60%以上。,在当今世界能源消费结构中，仅次于煤炭、石油和天然气，被称为“第四能源”。,15,16,作为一种能源资源，生物质能具有如下特点：（1）可循环再生（2）可存储和运输（3）资源分散（4）大多来自废物,7.1.3生物质能及其特点,17,7.1.4我国的生物质资源,中国拥有丰富的生物质资源，理论总量有50亿吨左右。（1）秸秆等农业生物质每年农作物秸秆产量达7亿吨，可作为能源的约有3亿吨。此外，一些大型米厂每年可收集2000万吨左右的稻壳。(分布情况，详见教材),18,（3）禽畜粪便主要来源是大牲畜和大型畜禽养殖场，集约化养殖所产生的畜禽粪便就有4亿吨左右。主要分布在河南、山东、四川、河北等养殖业和畜牧业较为发达的地区。,（4）城市垃圾和废水工业有机废水排放量高达20多亿吨(不含乡镇工业)。每年城市垃圾产量不少于1.5亿吨，有机物的含量约为37.5。,（2）林木生物质林木生物质资源大多分布在我国的主要林区，其中西藏、四川、云南三省区的蕴藏量越占全国总量的一半。,19,生物质能的主要分布区在西南、东北、河南、山东等地。分布情况，详见教材。我国生物质能的分布与常规能源有一定程度的互补，在一次能源蕴藏量较低的地区往往有开发生物质能的巨大潜力。,7.1.4我国的生物质资源,20,7.2生物质能利用概述,7.2.1生物质能利用的历史,自原始农业社会，秸秆和薪柴就一直是主要的燃料，这就是传统生物质能，有时统称薪炭。1860年，薪炭在世界能源消耗中所占比例仍高达73.8%。,21,卖炭翁，伐薪烧炭南山中。满面尘灰烟火色，两鬓苍苍十指黑。卖炭得钱何所营？身上衣裳口中食。可怜身上衣正单，心忧炭贱愿天寒。夜来城外一尺雪，晓驾炭车辗冰辙。牛困人饥日已高，市南门外泥中歇。翩翩两骑来是谁？黄衣使者白衫儿。手把文书口称敕，回车叱牛牵向北。一车炭，千余斤，宫使驱将惜不得。半匹红绡一丈绫，系向牛头充炭直。,卖炭翁,白居易,22,随着化石燃料的大量开发利用，薪炭能源的比例逐渐下降。1973年能源危机的爆发及矿物能源的严重污染，使可再生能源，得到了国际上的广泛重视和发展。,23,因此，更为广泛的生物质来源，更多的生物质能利用方式，逐渐被人类发现并普及应用。专家估计，到21世纪中叶采用新技术生产的各种生物质替代燃料将占全球总能耗的很大比重。,24,7.2.2生物质能利用的形式,生物质能利用，主要是将生物质转变为可直接利用的热能、电能和可存储的燃料。生物质的组成与化石燃料大体相同，利用方式也类似。常规能源的利用技术无需大改，即可应用于生物质能。但生物质的种类繁多，各有不同的属性和特点，应用方式也趋于多样，可能远比化石燃料的利用更复杂。,25,7.2.2生物质能利用的形式,26,7.3生物质燃料,7.3.1固体生物质燃料,（1）生物质直接燃烧直接燃烧是最古老、最广泛的生物质利用方式。,得到的热量，可直接利用，也可进行后续转换（如发电）。,不过，直接燃烧的转换效率往往很低。,27,28,与煤炭相比，生物质燃料的特点为：碳氢化合物受热分解挥发分多，释放的能量过半；含氧量多，易点燃，而不需太多氧气供应；密度小，容易充分烧尽，灰渣中残留的碳量小；含碳量少，能量密度低，燃烧时间短；松散，体积大，不便运输。,29,（2）固体成型燃料以木质素为黏合剂，将松散的秸秆、树枝和木屑等农林废弃物挤压成特定形状的固体燃料，即压缩成型。压缩成型可以解决天然生物质分布散、密度低、松散蓬松造成的储运困难、使用不便等问题。原料主要是锯末、木屑、稻壳、秸秆等，其中含有纤维素、半纤维素和木质素，占植物成分的2/3以上。,7.3.1固体生物质燃料,一般将原料粉碎到一定细度后，在一定压力、温度和湿度条件下，挤压成棒状、球状、颗粒状的固体燃料。,30,其能源密度相当于中等烟煤，热值显著提高，便于储运。,7.3.1固体生物质燃料,（2）固体成型燃料,31,32,气体燃料的优点包括：既可直接燃烧，又能用来驱动发动机和涡轮机；能量转化效率比生物质直接燃烧高；便于运输；等等。,（1）木煤气可燃的生物质在高温条件下经过干燥、干馏热解、氧化还原等过程后，能产生可燃性混合气体，称为生物质燃气，俗称“木煤气”。主要成分有CO、H2、CH4、CmHn等可燃气体和CO2、O2、N2等不可燃气体及少量水蒸气。另外，还有由多种碳氧化合物组成的大量煤焦油。,7.3.2气体生物质燃料,33,原料多为原木生产及木材加工的残余物、薪柴、农副产物。不同的生物质气化所产生的混合气体成分可能稍有差异。,7.3.2气体生物质燃料,（1）木煤气,目前常用的生物质燃气发生器，有热裂解装置和气化炉。生物煤气中可燃气体所占比例较低，热值较低。,34,热裂解是指在隔绝空气或空气不足的不完全燃烧条件下，将生物质原料加热，将生物质大分子中的化学键切断，使其分解为分子量较低的CO2、H2、CH4等可燃气体。,35,36,气化炉原理：将原料送入炉内，加燃料后点燃，同时通过进气口向炉内鼓风，通过一系列氧化还原反应形成煤气。,37,气化炉流程示意图,38,人畜粪便、农林废弃物、有机废水等，在密封装置中利用特定微生物分解代谢，能产生可燃的混合气体，称为沼气。主要成分是甲烷(CH4)，通常体积占60%70%。甲烷的发热值很高，完全燃烧时仅生成CO2和H2O，并释放热能，是一种清洁燃料。1m3沼气的含热量相当于0.8kg标准煤。,7.3.2气体生物质燃料,（2）沼气,39,利用微生物代谢作用来生产产品的工艺过程称为发酵。沼气发酵又称为厌氧消化，有机物质在一定的水分、温度和厌氧条件下，通过多种微生物的分解代谢，最终形成甲烷和二氧化碳等混合性气体。,7.3.2气体生物质燃料,（2）沼气,沼气池必须符合多种条件（微生物生存、繁殖）：沼气池要密闭。维持2040。要有充足的养分。发酵原料要含适量水。pH值一般控制在78.5。,40,41,沼气是有机物质在厌氧环境中，在一定的温度、湿度、酸碱度的条件下，通过微生物发酵作用，产生的一种可燃气体。由于这种气体最初是在沼泽、湖泊、池塘中发现的，所以人们叫它沼气。沼气含有多种气体，主要成分是甲烷（CH4）。沼气细菌分解有机物，产生沼气的过程，叫沼气发酵。根据沼气发酵过程中各类细菌的作用，沼气细菌可以分为两大类。第一类细菌叫做分解菌，它的作用是将复杂的有机物分解成简单的有机物和二氧化碳（CO2）等。它们当中有专门分解纤维素的，叫纤维分解菌；有专门分解蛋白质的，叫蛋白分解菌；有专门分解脂肪的，叫脂肪分解菌；第二类细菌叫含甲烷细菌，通常叫甲烷菌，它的作用是把简单的有机物及二氧化碳氧化或还原成甲烷。,42,因此，有机物变成沼气的过程，就好比工厂里生产一种产品的两道工序：首先是分解细菌将粪便、秸秆、杂草等复杂的有机物加工成半成品-结构简单的化合物；再就是在甲烷细菌的作用下，将简单的化合物加工成产品-即生成甲烷。随着我国沼气科学技术的发展和农村家用沼气的推广，根据当地使用要求和气温、地质等条件，家用沼气池有固定拱盖的水压式池、大揭盖水压式池、吊管式水压式池、曲流布料水压式池、顶返水水压式池、分离浮罩式池、半塑式池、全塑式池和罐式池。形式虽然多种多样，但是归总起来大体由水压式沼气池、浮罩式沼气池、半塑式沼气池和罐式沼气池四种基本类型变化形成的。与四位一体生态型大棚模式配套的沼气池一般为水压式沼气池，它又有几种不同的形式。,43,7.3.2气体生物质燃料,（2）沼气,中国农村推广的沼气池多为水压式沼气池，详见教材。,截至2006年底，全国农村约有2200多万户农村家庭已经利用上了沼气能源。尤其是在西部地区，发展更快。沼气发酵技术对工厂废水、城市生活垃圾、农业废弃物等有非常好的处理效果，有积极的环保意义。,44,水压式沼气池的工作原理水压式沼气池是一个由主发酵池（间）和进、出料间（管）相连通的容器，当给主发酵池加料进水至进、出料管下端上沿以下适当位置时，三者水位平齐，此时的液面线称作零压线，这时U型水柱压力表显示在零处。当沼气池产气后，关闭用气开关，这时沼气池气室处于密闭状态，产生的沼气会对气室壁和发酵液面产生压力，把一定体积的发酵液压入水压间和进料管（间），沼气池气室中的液面下降，进、出料间的液面上升，同时U形水柱压力表左右两边的液面也形成一定的高度差。随着产气量的增加，气室里的液面与进、出料间的液面高度差不断加大，U形水柱压力表上的液面差也随之加大。由于发酵液和水的密度基本相同，所以水柱压力表液面差的读数等于发酵池内液面与水压间液面的高度差。当打开开关用气时，进出料间的发酵液回流入发酵池，其液面下降，发酵池中的液面上升，三者水位差越来越小，这时水柱压力表的液面差也越来越小。当沼气用尽时，发酵池和进、出料间三者的液面恢复到同一水平，这时水柱压力表上的读数为零。,45,46,主要包括燃料乙醇、植物油、生物柴油等，都可以直接代替柴油、汽油等由常规液体燃料。生成途径有热裂解和直接液化法等。固态生物质经一系列化学加工过程，转化成液体燃料，称为生物质的直接液化。直接液化得到的产品，物理稳定性和化学稳定性都更好。,7.3.3液体生物质燃料,47,根据反应温度和加热速度的不同，生物质热解工艺可分为慢速、常规、快速或闪速集中。慢速裂解工艺具有几千年的历史，是一种以以生成木炭为目的的炭化过程，低温和长期的慢速裂解可以得到30%的焦炭产量；,生物质快速热解过程中，生物质原料在缺氧的条件下，被快速加热到较高反应温度，从而引发了大分子的分解，产生了小分子气体和可凝性挥发分以及少量焦炭产物。可凝性挥发分被快速冷却成可流动的液体，称之为生物油或焦油。生物油为深棕色或深黑色，并具有刺激性的焦味。通过快速或闪速热裂解方式制得的生物油具有下列共同的物理特征：高密度（约1200Kg/m3）；酸性（pH值为2.83.8）；高水分含量（15%30%）以及较低的发热量（1418.5MJ/Kg）。,生物质热裂解（又称热解或裂解），通常是指在无氧或低氧环境下，生物质被加热升温引起分子分解产生焦炭、可冷凝液体和气体产物的过程，是生物质能的一种重要利用形式,48,乙醇俗称酒精，经发酵、蒸馏后制成；进一步脱水（含量高于99.6%）再加适量的变性剂即可制成燃料乙醇。主要原料：淀粉质原料，甘薯、土豆等；糖质原料，如甜菜等；纤维素原料，例如农作物秸秆、林木加工残余等。,7.3.3液体生物质燃料,（1）燃料乙醇,49,乙醇燃料的生产量,50,每千克乙醇完全燃烧时能产生30MJ左右的热量，是一种优质的液体燃料。燃料乙醇的生产成本与汽油和柴油大致相当，产生的环境污染却少得多。经过适当加工，还可再制成乙醇汽油等用途广泛的工业燃料。,7.3.3液体生物质燃料,（1）燃料乙醇,世界之最：最大的生物质燃料乙醇生产系统（详见教材）利用植物原料生产乙醇产品最早的国家（俄）。乙醇燃料开发利用最有特色的国家（巴西）。美国汽车用油添加乙醇的也很高。,51,2017年3月17日，中科院大连化物所和陕西延长集团在京宣布，具有我国自主知识产权的全球首套煤基乙醇工业化项目陕西延长10万吨/年合成气制乙醇工业示范项目已打通全流程，生产出合格的无水乙醇，目前该装置已平稳运行两个月。这是我国新型煤化工产业化技术应用的又一次重大突破，对保障我国能源安全、粮食安全、煤炭清洁化利用以及缓解大气污染等具有重大意义。,长期以来，利用化石资源生产乙醇一直是全世界的追求。我国亟须开发煤基的燃料乙醇生产成套技术。国外没有先例，煤经合成气直接制乙醇是一项世界性的挑战。经过多年研究，中科院大化所提出了以煤基合成气为原料，经甲醇、二甲醚羰基化、加氢合成乙醇的工艺路线，采用非贵金属催化剂，可以直接生产无水乙醇。这是一条独特的环境友好型新技术路线。,52,利用含油植物的果实、叶、茎，经压榨、提取、萃取和精炼等处理得到的油料。发热量一般可达3739MJ/kg，比柴油稍小。单独使用或与柴油混合，植物油都可在柴油机里直接燃烧。不过直接燃烧会在汽缸中留下未烧完的碳。,7.3.3液体生物质燃料,（2）植物油,53,来自生物质的原料油经一系列加工处理制成的液体燃料。原料包括植物油脂、动物油酯、废弃食用油等。生产主要以化学法为主，即原料油与甲醇或乙醇在酸、碱或生物酶等催化剂作用下进行酯交换反应。性质与常规柴油相近，是汽油、柴油的优质代用燃料。也可按一定比例与柴油混合使用。,7.3.3液体生物质燃料,（3）生物柴油,54,55,7.4生物质能发电简介,7.4.1生物质发电的基本原理,生物质发电是利用生物质直接燃烧或转化为某种燃料后燃烧所产生的热量发电。生物质发电的流程，大致分两个阶段：一般先把各种可利用的生物原料收集起来，通过一定程序的加工处理，转变为可以高效燃烧的燃料；再把燃料送入锅炉中燃烧，产生高温高压蒸汽，驱动汽轮发电机组发出电能。生物质能发电的发电环节与常规火力发电是一样的，所用的设备也没有本质区别。,56,生物质能发电的特殊性在于燃料的准备。一般要对生物质进行一定的预处理，如烘干、压缩、成型等。不采用直接燃烧方式的，还需要通过特殊的工艺流程，实现生物质原料到气态或液态燃料的转换。生物质发电涉及原料的收集、打包、运输、贮存、预处理、燃料制备、燃烧过程的控制、灰渣利用等诸多环节。,7.4.1生物质发电的基本原理,生物质能发电的同时，常常还可实现资源的综合利用。如余热、灰渣，等等。,57,生物质预处理流程,58,生物质能发电具有如下特点：（1）适于分散建设、就地利用（2）技术基础较好、建设容易（3）碳排放比化石燃料少（4）变废为宝，更加环保,7.4.2生物质发电的特点,发展生物质能发电，也有一些问题需要注意：（1）转化设备必须安全可靠。（2）能源作物需要占用大量土地,59,生物质发电起源于1970s年代。1988年，诞生世界上第一座秸秆生物燃烧发电厂。1992年，英国第一家利用动物粪便的电厂建成。,7.4.3生物质发电的发展状况,2000年，欧盟15国电力的1.5%来自生物质能。生物质发电产业保持持续稳定的增长，主要集中在发达国家，但印度、巴西和东南亚等发展中国家也积极研发或者引进技术建设生物质直燃发电项目。,60,2004年，世界生物质发电装机已达3900万千瓦，是风电、光电、地热等可再生能源发电量的总和。,7.4.3生物质发电的发展状况,欧盟及美国等众多国家已将其列入重点发展及扶植项目。欧盟计划到2010年底，生物质能利用量比2003年翻一番。,61,作为农业大国，我国对生物质能发电也极为重视。2003年以来，国家先后核准了若干秸秆发电示范项目。截至2007年底，国家和各省发改委已核准生物质发电项目87个，总装机规模220万千瓦，到2008年增加为万千瓦。可再生能源中长期发展规划确定的发展目标，到2020年生物质发电装机万千瓦。总的说来，生物质能发电行业有着广阔的发展前景。,7.4.3生物质发电的发展状况,62,63,2006-2012年，我国生物质发电装机容量逐年增加，由2006年的140万千瓦增加至2012年的800万千瓦，年均复合增长率达33.71%，表明我国生物质发电行业发展较快。但是，我国的生物质发电主要停留在示范项目阶段，并未形成大规模合理利用。生物质发电在我国电力生产结构中占比极小，在我国新能源发电结构中占比仅为1/10左右。,64,生物质能发展“十三五”规划提出，到2020年，生物质能基本实现商业化和规模化利用。生物质发电总装机容量达到1500万千瓦，年发电量900亿千瓦时，其中农林生物质直燃发电700万千瓦，城镇生活垃圾焚烧发电750万千瓦，沼气发电50万千瓦；生物天然气年利用量80亿立方米；生物液体燃料年利用量600万吨；生物质成型燃料年利用量3000万吨。预计到2020年，生物质能合计可替代化石能源总量约5800万吨标煤，年减排二氧化碳约1.5亿吨，减少粉尘排放约5200万吨，减少二氧化硫排放约140万吨，减少氮氧化物排放约44万吨。在经济社会效益方面，到2020年，生物质能产业年销售收入约1200亿元，提供就业岗位400万个，农民收入增加200亿元，经济和社会效益明显。,65,直接燃烧发电，即直接利用处理过的生物质为燃料(而不转换)，燃烧所释放的热量在锅炉中生产高压过热蒸汽，通过汽轮机膨胀做功。直接燃烧发电原理和发电过程与常规火电一样，所用的设备也没本质区别。常见原料是秸秆、薪炭木材和其它农林废弃物。设备投资较高，效率较低，将来也很难有明显改善。为提高热效率，可以考虑采取各种回热、再热措施和联合循环方式。,7.5生物质能发电技术,7.5.1直接燃烧发电,66,美国在直接燃烧发电方面处于世界领先地位。巴西有独特的生物质燃烧技术，已有近百年的历史。世界之最：最早发展秸秆燃烧发电的国家；最大的秸秆发电厂。,7.5.1直接燃烧发电,67,我国每年废弃的农作物秸秆约有1亿吨。如将这些秸秆用于发电，相当于一个“三峡”的发电量。截至2007年底，建成投产的生物质直燃发电项目超过15个，在建项目多个。,7.5.1直接燃烧发电,中国之最：第一个具有自主知识产权的秸秆发电项目；最大的生物质直燃发电机组。,68,秸秆发电，缘何“叫好不叫座”,我省每年可产生秸秆约4000万吨，秸秆资源丰富，利用潜力巨大。然而，省能源局调研显示，虽然我省生物质发电项目不断增多，但稻麦秸秆能源化利用数量不增反降，部分已投入几十万元设备的收储站面临亏损或倒闭。调研显示，各地收储站在切割、压块、打包等加工过程中，机械化手段虽然得到较广泛运用，但仍多以家庭作坊式为主，一般场地规模不大，设备投入40万元左右，一家老小忙活一年收入微薄。秸秆还田过量，增加了秸秆收储和能源化利用的难度。在我省乃至全国，出现因秸秆还田过量、发酵时间短而导致的发酵不充分、土壤“富养化”、秸秆腐蚀后通过灌溉排污影响水资源等问题。我省明确提出：夏季以麦秸秆还田为主，部分作为多种形式利用；秋季以稻秸秆多种形式利用为主，适度推广秸秆还田，还田面积力求稳定在稻麦播种面积的50%左右。但相对于秸秆其他形式利用，全量还田落实起来比较简便，而且可从源头上解决禁烧问题，不少乡村规定所有收割机械下田前必须安装切割、粉碎设备，否则一律不得下田作业。这一强制措施，虽然极大方便了秸秆还田，但收集他用余地减少。,69,发电越多亏损越大，企业陷入恶性循环从理论上讲，生物质发电可谓朝阳产业。然而，全省运营3年以上的15个生物质直燃电厂，2015年依然有4家亏损。2008年7月份投入运行以来，江苏国信如东生物质发电有限公司陷入发电越多、亏损越大的恶性循环。“秸秆收购价偏高，令电厂亏损加剧。”该电厂相关人士说，去年每吨秸秆到厂价格300元左右，目前电厂发电成本每千瓦达到0.90元，而国家补贴每千瓦0.75元，而且不能及时到位。,技术瓶颈，制约秸秆进一步能源化利用以软质秸秆为燃料导致的锅炉积灰、腐蚀、输送卡堵等问题均未得到根本解决，特别是早期投产选用中温中压锅炉的直燃电厂，受稻麦秸秆给料卡堵因素制约，使用秸秆全年最多只能达到40%。,离田难、收储难、出路难、效益难、资金难，是目前秸秆综合利用的5大难点,70,沼气发电就是以沼气为燃料实现的热动力发电。,7.5.2沼气发电,发动机排出的余热约占燃烧热量的1/4，由废气热交换器回收用于消化池升温或采暖，能量利用率可达60以上。沼气发电的规模，50kW以下小型，50500kW中型，500kW以上大型。,71,72,73,74,75,沼气发电始于1970s年代初期。美国有许多成熟的技术和工程，处于世界领先水平。欧洲单机容量可2MW，每方填埋沼气的发电量接近2度。沼气发电在我国也受到重视。目前0.8kW5MW的沼气发电机组均已投产。,7.5.2沼气发电,世界之最和中国之最：世界最大的垃圾沼气发电厂；中国第一个垃圾沼气发电厂；世界最大的禽畜沼气发电厂；全球大型沼气发电示范工程。,76,77,78,垃圾发电主要是从有机物废物中获取热量用于发电。从垃圾中获取热量主要有两种方式：一是垃圾经分类处理后，直接在特制焚烧炉内燃烧；一是填埋垃圾在密闭环境中发酵产生沼气，再燃烧沼气。垃圾沼气发电的效率非常低，但发电成本低廉，仍然很有开发价值。小知识：垃圾的成分和发热量,7.5.3垃圾发电,79,垃圾焚烧，可使其体积和重量大幅度减小（减多少?），并转换为无害物质。垃圾焚烧发电，是处理垃圾最快捷和最有效的技术