生物质能发电技术现状与展望

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1、万方数据第38卷第2期2007年4月东北农业大学学报JournalofNortheastA嘶culturalUniversity38f21：270～274April2007文章编号1005—9369(2007)02—0270—05生物质能发电技术现状与展望黄英超，李文哲+，张波(东北农业大学工程学院，哈尔滨150030)摘要：文章综述了物质燃烧发电、生物质气化发电、沼气工程发电等生物质能发电技术及其发展现状和存在的问题。生物质能发电技术的加速发展，实现了大量废弃生物质能的利用。在我国电力短缺的条件下，生物质能发电将有广阔的发展前景。关键词：生物质能；生物质燃烧发电

2、；生物质气化发电；沼气工程发电中图分类号：TM61l；Q77文献标识码：A能源作为一种最重要的地球资源，是生产力的核心，是经济增长和发展的前提，是解决环境问题的先决条件。进人21世纪，中国经济高速发展，能源短缺、环境污染等问题日益突出。中国已成为世界上的第二大能源消费国【1】，能源缺口将不断加大。过去lo年里，中国电力工业高速发展，截至2004年5月，中国的发电装机容量达到4亿千瓦[21，是1990年发电量的3倍多，但在2002年还是再度出现大范围缺电现象，而且越来越严重，缺电的省市区由2002年的12个增加到2003年底的21个，2004年达到24个，三季度高峰

3、时段全国估计缺电3000万千瓦，造成严重缺电局面。同时，全国还有约2万个村【3]，约800多万农户、3000多万人口没有电力供应，远离现代文明。近年来，世界各国对资源丰富、可再生性强、有利于改善环境和可持续发展的生物质资源的开发利用给予了极大关注。生物质资源利用中的生物质发电技术成为研究和利用的热点。生物质能发电技术就是利用生物质本身的能量【41，将其转化为可驱动发电机的能量形式，如燃气、燃油、酒精等，再按照通用的发电技术发电，然后直接提供给用户或并入电网提供电能。截至2005年底，我国发电装机总容量达到5亿千瓦[51，其中生物质能收稿日期：2006一04—14基

4、金项目：国家自然科学基金项目(50376009)；黑龙江省科技攻关(GC03A304)作者简介：黄英超(1978一)，男，黑龙江人，硕士研究生，研究方向为能源与动力工程。4通讯作者E—mail：linwenzhe9@163．corn发电装机容量200多万千瓦[61，仅占我国发电装机总容量的0．004％。本文针对生物质燃烧发电、生物质气化发电、沼气工程发电等几项生物质能发电技术及其国内外研究现状、存在问题等进行分析和论述。1生物质燃烧发电生物质燃烧发电是将生物质与过量的空气在锅炉中燃烧tT]，产生的热烟气和锅炉的热交换部件换热，产生的高温高压蒸汽在燃气轮机中膨胀做功

5、发出电能。在生物质燃烧发电过程中，一般要将原料进行处理再进行燃烧以提高燃烧效率。例如，燃烧秸秆发电时，秸秆入炉有多种方式：可以将秸秆打包后输送入炉；也可以将秸秆粉碎造粒(压块)后人炉或与其他的燃料混合后一起入炉。生物质燃烧发电的技术已基本成熟，已进入推广应用阶段，这种技术大规模下效率较高，单位投资也较合理，但它要求生物质集中，数量巨大。生物质燃烧发电技术作为一种重要的能源获取手段应用于实际的历史不长，从20世纪90年代起，丹麦、奥地利等欧洲国家开始对生物质能发电技术进行开发和研究／81。经过多年努力，已研制出用于木屑、秸秆、谷壳等发电的锅炉。丹麦各电力组织为此进行

6、了规划，筛选了一批研究项目，并重点对燃烧秸秆和木屑的锅炉与大型燃煤锅炉并联运行发电供热进行了研究。在BWE公司的技术支撑下，1988年诞生了世界上第一座秸秆生物燃烧发电厂。如今已有130家秸秆发电厂遍及丹麦，秸秆万方数据第2期黄英超等：生物质能发电技术现状与展望·271-发电等可再生能源占到全国能源消费量24％以上。在美国生物质发电装机容量已达1050万kw嘲，70％为生物质一煤混合燃烧工艺，单机容量1—3万kW，发电成本3～6美分(kW·h。1)，预计到2015年装机容量将达l630万kW。日本城市垃圾焚烧发电技术发展更快，垃圾焚烧处理的比例已接近100％；目前

7、，我国对生物质燃料燃烧所进行的理论研究很少，对生物质成型燃料的燃烧机理及动力学特性研究才刚刚开始，关于生物质成型燃料燃烧理论与数据还没有人系统地提出。关于生物质成型燃料燃烧设备的设计与研究几乎是个空白。一些单位为燃用生物质成型燃料，在未弄清生物质成型燃料燃烧理论的情况下，盲目地把原有的燃煤设备改为生物质成型燃料燃烧设备，致使燃烧设备的燃烧效率及热效率较低，出力及工质参数下降，排烟中污染物含量高。为了使生物质成型燃料能稳定、充分、直接地燃烧，根据生物质成型燃料燃烧理论重新进行系统设计，以及研究生物质成型燃料专用燃烧设备是非常重要的，也是非常紧迫的。2生物质气化发电技

8、术生物质气