生物质发电现状

生物质发电技术一、生物质发电技术的发展现状1.国外生物质发电技术的发展现状生物质发电技术在发达国家已受到广泛重视。奥地利、丹麦、芬兰、法国、挪威、瑞典和美国等国家的生物质能在总能源消耗中所占的比例增加相当迅速。美国在利用生物质能发电方面处于领先地位，1992年利用生物质发电的电站约有1000家，发电装机容量已达650万千瓦，年发电42亿kWh，消耗4500万吨生物质燃料。纽约斯塔藤垃圾处理站投资2000万美元，采用湿法处理垃圾，日产26万立方米沼气，用于发电、回收肥料，效益可观，预计10年可收回全部投资。根据有关科学家预测，美国政府制定的生物质能发展规划，到2010年生物质能在美国总能耗中所占比例达到l2％，生物质发电将达到13000MW装机容量，美国能源部(DOE)生物质发电计划的目标是到2020年实现生物质发电的装机容量为45000MW，年发电2250～3000亿kWh。欧洲是生物质能开发利用非常活跃的地区，新技术不断出现，并且在较多的国家得以应用，1991年，在瑞典瓦那茂兴建了世界上第一座生物质气化燃气轮机／发电机一汽轮机／发电机联合发电厂，净发电量6MWh，净供热量9MW，系统总效率达到80％以上；芬兰福斯特威勒公司是制造具有世界先进水平的燃烧生物质的循环流化床锅炉公司，最大发电量为30万千瓦。该公司利用木材加工业、造纸业的废弃物为燃料，废弃物的最高含水量可达60％，排烟温度为140oC，热电效率达88％；奥地利成功地推行了建立燃烧木材剩余物的区域供电站计划，生物质能在总能耗中的比例由原来2％～3％激增到1999年的l0％，到20世纪末已增加到20％以上。到目前为止，该国已拥有装机容量为1～2MW的区域供热站及供电站80～90座；瑞典和丹麦正在实施利用生物质的热电联产计划，使生物质在转换为高品位电能的同时满足供热的需求，以大大提高其转换效率。2.国内生物质发电技术的发展现状中国有着良好的生物质气化发电基础，在20世纪60年代就开发了60kW的谷壳气化发电系统，目前160～200kW的生物质气化发电设备在我国已得到小规模应用，显示出一定的经济效益。中国林业科学研究院林产化学工业研究所从20世纪80年代初期开始研究开发木质原料和农业剩余物的气化技术。先后承担了国家、部、省级重点项目和国际合作项目近l0项，研究开发了以林业剩余物为原料的上吸式气化炉，进行了气化发电试验研究，电的转化率为l3％左右。2001年开展国家“十五”攻关课题“160kW流化床生物质气化发电机组技术产业化研究”，并在安徽友勇米业有限公司粮食加工厂建成示范装置，原料可用稻草、麦草等软秸秆和稻壳等农业剩余物，燃气热值稳定输出5．2MJ／m以上，最高达5．8MJ／m3，焦油含量小于20mg／m3，已经投入运行，通过经济计算，有明显的直接经济收益。在安徽望江联河米业建立了一套400kW生物质气化发电机组，已经连续稳定运行l2个月。20世纪90年代，中国科学院广州能源所进行循环流化床的研究，在生物质气化发电技术研究、开发和商业化方面取得了不少成果和经验。“九五”期间进行了“1MW生物质气化发电系统”的研究，旨在开发适合中国国情的中型生物质气化发电技术。1998年第一台循环流化床气化装置与内燃机发电机组配套，出力1MW的稻壳气化发电机组，在福建莆田华港米业公司的碾米厂成功运行。“十五”期间，“国家863计划”在1MW的生物质气化发电系统的基础上，研制开发出4～6MW的生物质气化燃气——蒸汽联合循环发电系统，在江苏兴化建成了示范工程，燃气发电机单机功率为500kW，系统效率也提高到28％，为生物质气化发电技术的产业化奠定了很好的基础。二．生物质发电技术生物质发电主要分为直燃发电，混燃发电，气化发电。因此，生物质发电机组的配置有3种类型：一是内燃机—发电机组；二是汽轮机—发电机组；三是燃气轮机—发电机组。由二，三两类机组构成的联合发电系统称为生物质联合循环（BGCC），是主要发展方向。按操作方式的不同，可有以下3种生物质发电技术。1、生物质—蒸汽发电是生物质直接燃烧发生蒸汽—汽轮机发电的技术。如美国用木材加工的废料为燃料，英国以养鸡场的废弃物为燃料，用锅炉发生蒸汽发电。巴西等国用甘蔗厂的蔗渣，黑液为燃料的热电（CHP）厂。生物质蒸汽发电厂的热效率较低（25%左右）。建设投资也较低，一般在1200~1800美元/kw范围内。直接燃烧利用是目前工业化最好的利用技术。2、生物质—煤炭混烧发电将燃煤电厂改装为煤炭—生物质混烧的发电技术是生产成本最低的生物质发电方案。煤粉锅炉、流化床锅炉都可改装为混烧锅炉。生物质燃料的用量一般为锅炉进料量的15%。生物质—煤炭混烧的发电效率可达30%~35%。木材燃料的氮氧化物排放量约比煤炭的低20%。生物质含硫量比煤炭低的多，混烧生物质燃料的电厂可减少二氧化硫的排放量。小型煤粉锅炉改装为混烧锅炉需要对燃料处理、锅炉和控制仪表等部分进行改造。按生物质发电量计算，设备改造费用约在150~200美元/kw之内，取决于锅炉形式和现有设备情况。3、生物质气化联合循环（BGCC）发电生物质气化—燃气发电工艺是生物质发电新技术。气化过程生成中热值（或低热值）煤气，在作为燃气透平的燃料。系统的发电效率可达40%。20世纪90年代，瑞典就建设了5MWe的BGCC示范发电厂，并试运转成功。英国于2002年建成了10MWe的BGCC发电厂。生物质气化—发电系统的建设投资在1800~2000美元/kw范围内，预计2010年可降至1400美元/kw。三．生物质发电的趋势随着能源危机的加剧，合理充分利用新能源越来越受到社会的重视，因此，也为生物质能的发展提供了好的机会。7月9日，在近30年以来首次农村能源工作会议上，国家能源局公布了“十二五”生物质能的发展目标：到2015年生物质发电装机达到1300万千瓦，而2010年底，中国生物质发电装机总量约550万千瓦，也就是说，未来五年，中国的生物质发电装机要新增750万千瓦，相当于至少要新增300座生物质电厂。目前中国绝大部分生物质发电装机都是生物质直燃发电。同太阳能相比，生物质发电装机成本较低；同风电和水电相比，输出稳定，可以作为基本负荷。而且生物质锅炉国产化程度较高，还可以热