生物质发电及气化专题报告

1、生物质气化及直燃发电专题报告一、全国农林生物质资源储量及分布状况生物质能是通过光合作用将太阳能储存在生物质中的一种能量形 式，我国幅员宽广，是农业大国，有着丰富的生物质能源资源。1、农林生物质资源储量我国农作物播种面积约1.6亿公顷，年产农业生物质约7亿吨，除4 亿多吨可作为生物质能源的原料。森林资源总储蓄量150 亿立方米，采伐剩余物和造材剩余物40%,依据国务院批准的“十一五”期间森林采伐限额2.5 m3/a 计算,考虑其它采伐量，每年可产生约1.2 t 的采伐、造材剩余物；加工剩余物按原木的34.4%0.4 亿吨。扣除造纸、人造板使用量，可作为燃料资源的约为0.9亿吨。综上农林生物质可供

2、利4.9 亿吨/a，而且每年以5%的增长率在增长。2、农业生物质能源资源分布我国农作物秸秆主要分布在河南、山东、黑龙江、江苏、吉林、四 川、河北等省，单位国土面积秸秆资源量高的省份依次为山东、河南、 江苏、安徽、河北、上海、吉林、湖北等省，秸秆资源总量分2。2 中国秸秆资源分布3、林业生物质能源资源分布 3。3 中国林木生物质资源分布二、农林生物质气化和直燃发电用于造纸、生产人造板、加工颗粒燃料、生物质气化、直燃发电，大部 置方式是田间燃烧或粉碎后翻埋于农田，用作饲料、农户取温存炊用燃 料，另有一局部用于生物质制气、生物乙醇、直燃发电等。本文侧重对 农林生物质直燃发电、气化进展论述。1、农林生

3、物质气化农林生物质热解与气化热解是在隔绝空气的条件下，使生物质受热分解，产生固体炭、液 1013MJm3。COHCH24是将低品位的固态生物质转化为高品位的可燃气体的热化学过程反响过程同时包括固体燃料的枯燥 生物质气化按所用气化剂的不同分为空气气化广，也是全部气化技术中最简洁、最经济的一种。但由于大量氮气的存 50 55， 56MJm。富氧气化使用富氧气体做气化剂，反响温度提高，反响速率加快， l018M3，与城市煤气相当，但因增加制氧设备，工艺较为简单，建设本钱高，运行电 耗和本钱都很高。水蒸气气化是指在高温下水蒸气同生物质发生反响碳的复原反响，CO与水蒸气的变换反响等甲烷化反响以及生物质在

4、气化H2l016M3源，技术较简单现争辩主要在流化床反响器内进展。或民用燃料，也可用于驱动内燃机发电。农林生物质气化工艺生物质气化依据选用气化器的不同分为固定床气化工艺和流化床 气化工艺。1固定床气化工艺固定床气化炉具有一个容纳原料的炉膛和承托反响料层的炉栅4和图5所示。下吸式气化炉中，原料由上部参加，依靠重力下落，经过枯燥区后水分蒸发， 进入温度较高的热分解区生成炭、裂解气、焦油等，连续下落经过氧化CO、CO2、CH、和H2等气体，炉内运行温度在4001200 左右，燃气从反响层下部吸出，灰渣从底部排出。下吸为永久性小分子气体，使气体热值提高并降低了出炉燃气中焦油量。上 吸式气化炉中，原料移

5、动方向与气流方向相反，气化剂由炉体底部进气 口进入炉内参与气化，产生的燃气自下而上流淌，由燃气口排出，出炉 燃气灰分少，气化效率较高，但存在密封困难，添料不便利等问题。图4 下吸式秸秆气化炉图5 上吸式秸秆气化炉6。这种气化工艺以空气为气化剂， 将局部生物质燃烧产生的热量供其余生物质热解气化燃气由于含有大量氮气而热值低。如固定床直径过大时，炉内传热效果 差，气化率低，因此一般用于小型气化工程中，如农村秸秆气化集中供气工程。6 固定床秸秆气化工艺流程图2流化床秸秆气化工艺流化床气化炉在吹人的气化剂作用下，物料颗粒、床料、气化介质 充分接触，受热均匀，在炉内呈 “沸腾”状态，气化反响速度快，产气风

6、板组成，气化剂通过布风板进入流化床反响器中。按气化器构造和 图7 鼓泡流化床示意图图图7 鼓泡流化床示意图 或袋式分别器，流化速度较高，适用于较小的生物质颗粒，运行简洁， 把握在700900。9，工艺流程为：农林生物质经粉碎或切片后输送至料斗，通过搅笼输送至循环流化床气化炉；气化所图9循环流化床气化工艺流程图而被裂解气化，床料被分别后循环利用，气体引出经除尘、冷却、除焦 油、脱硫处理后储存在气罐中备用。因流化床气化工艺简洁、气化强度 大3倍、床层温度均匀，适用于大型生物质气化工程；其缺乏是飞灰量大，灰渣含碳量高，因床 层温度低不利于焦油的裂解而焦油含量高。2、农林生物质直燃发电生物质直接燃烧发

7、电是将收集到的生物质燃料经粉碎预处理后通过输送系统送至锅炉，在锅炉内燃烧加热生产蒸汽，蒸汽输送至汽轮机 10。图10图10生物质直燃发电工艺流程生物质燃料具有含氯高、碱金属含量高、水分高、挥发分高、热值 低、灰熔点低等特点，易在炉排及锅炉受热面结焦、产生高温腐蚀。故 料特点，避开结焦和高温腐蚀的发生。水冷振动炉排炉因其对炉排的良 优势，因而被广泛应用在生物质直燃发电领域。水冷振动炉排炉 振动炉排炉在燃烧温度方面要明显高于循环流化床燃烧温度较高温度和压力的蒸气，有利于提高电厂的发电效率。水冷振动炉排炉 在国内外均有成熟的长期运行阅历，使用数量最多，市场占有率高，生 产、安装、调试、运营的阅历均较

8、其它炉型丰富。循环流化床锅炉循环流化床锅炉工作原理与循环流化床气化器一样量均匀释放，所以在炉膛内温度要低于炉排炉，可以保证燃料中水溶性 碱金属较多的转入固相飞灰中，能有效防止高温受热面腐蚀。但因其炉 膛温度低所产生蒸汽的温度和压力要低于水冷振动炉排炉。三、农林生物质直燃发电及气化利用现状系不断完善，通过开展资源评价、组织特许权招标、完善价格政策、示 范工程建设，培育形成了生物质发电的市场和产业体系，生物质发电技 术快速进步，产业实力明显提升，市场规模不断扩大，农林生物质利用 巳步入全面、快速、规模化进展的重要阶段。国能生物质发电引进丹麦技术生产的水冷振动炉排炉武汉凯迪控股自主开 列，其产品广泛

9、应用在生物质直燃发电领域。70057.14%60%60058652.38%55043.18%50%50043045236.51%40%40035.55%34729.65%30%30022025631530.26%27.91%2002014%60%60058652.38%55043.18%50%50043045236.51%40%40035.55%34729.65%30%30022025631530.26%27.91%2002000%20222022202220222022总装机规模 (万千瓦 )总装机规模增长率投资总额亿元投资总额增长率图11

10、2022-2022 年生物质能发电行业规模指标变化图四、国家生物质气化及发电规划及鼓励政策1、生物质气化及发电进展规划加快进展技术成熟、市场竞争力强的风电、太阳能光伏和热利用、生物质发电等能源，乐观推动技术根本成熟、开发 潜力大的可再生能源技术的产业化，实施能源集成利用示范重大工程。到2022 4.5%，削减二氧有序进展生物质直燃发电，乐观推动生物质气化及发电、生物质成型燃 料、沼气等分布式生物质能应用。开展重点地区生物质资源详查评价， 鼓舞利用边际性土地和近海海洋种植能源作物和能源植物。2022 130k其中农80k30亿立方米。2022年3000业化、市场开发建设，制定完善生物质能利用技术

11、标准和工程标准，健 全检测认证体系，完善生物燃料、能源化利于农林剩余物的鼓励政策及 市场流通机制，促进生物质能加快应用。可再生能源进展“”规划可再生能源进展“”规划指出：开发利用可再生能源既 是我国当前调整能源构造、节能减排、合理把握能源消费总量的迫切需 要，也是我国将来能源可持续利用和转变经济进展方式的必定选择，并 将可再生能源定位为竞争剧烈的战略性兴产业。在“”时期，要建立和完善支持可再生能源进展的政策体系， 促进可再生能源技术创和产业进步，不断扩大可再生能源的市场规模，努力提高可再生能源在能源构造中的比重。大力建设村村沼气工程和大型生物质气化供气工程燃气需求，鼓舞剩余燃气发电。其生物质能

12、的进展布局和建设重点是：1生物质发电。在粮棉主产区，以农作物秸秆、粮食加工剩余;业生态建设，利用采伐剩余物、造材剩余物、加工剩余物和抚育间伐资 源及速生林资源，有序进展林业生物质直燃发电。结合县域供暖或工业 ;鼓舞对生物质进展梯级利用， 建设包括燃气、液体燃料、化工产品及发电、供热的多联产生物质综合 利用工程。 化提纯压缩，实现生物质燃气商品化和产业化进展。促进生物质气化技 术进步，提高设备效率和燃气品质，把握兆瓦级内燃机组的技术和设备 2022 年，生物质集中供气用户到达300万户。2、国家鼓舞利用生物质的法律、政策可再生能源法的立项核准、并网等做出了明确规定，是企业开发利用农林生物质能源

13、的法律依据和保障。可再生能源电价附加收入调配暂行方法 2 分钱，1003分钱。电网企业应当与依法取得行政许可或者报送备案的可再生能 发电工程的上网电量，并为可再生能源发电供给上网效劳。中华人民共和国企业所得税法实施条例税年度起，第一年至第三年免征企业所得税，第四年至第六年减半征收 企业所得税。关于完善农林生物质发电价格政策的通知对农林生物质发电工程实行标杆上网电价政策。未承受招标含税，下同。通过招标确定投资人的，上网电价按中标确定的价格执行，但不得高于全国农林生物质发电标杆上网电价。已核准的农林生物质发电工程招标工程除外，上网电价0.75生物质发电工程仍执行原电价标准。五、农林生物质直燃发电及

14、气化的潜力1、能源构造进展趋势为开发利用农林生物质能源供给了机遇随着石油、煤炭、自然气储量的不断削减，以及人类对能源需求的 不断增长，增加型能源供给是解决能源供需冲突的有效途径；人类社 会的生存和可持续进展要求必需把握并削减能源消耗对人类生存环境生能源是今后能源构造调整和进展的必定趋势，太阳能、风能、生物质能在今后能源消费中所占比例必将快速增加1。紧跟能源进展形势，抓住机遇，加大太阳能、风能、生物质工程开发力度，实现多头 并进是可行的选择。而在生物质能方面，农林生物质占据了较大份额， 可利用量大；直燃发电技术成熟、市场体系根本形成，气化应用市场潜 力巨大。所以适时加大农林生物质直燃发电开发和投入力度，紧跟农林 生物质气化的进展趋势是不失时机的举措。12 将来 100 年世界能源构造变化推测2、政策、规划为开发利用农林生物质能源工程供给了有力的支持 国家相继颁发了可再生能源中长期进展规划可再生能源产业。为推动这一目标的实现，配套出台了关于完善农林生物质发电价格政策的通 所