郭恩澤，張旭，孫婷婷

煤炭工業濟南設計研究院有限公司，山東濟南250031

　　摘要：隨著我國工農業的飛速發展，生物質能應用的領域不斷拓寬，生物質能發電技術也得到了人們的廣泛重視和應用。研究綜述了生物質直燃發電、生物質氣化發電、沼氣工程技術發電現狀與發展趨勢展望，為我國生物質能發電事業的可持續化提供參考。

　　生物質能是太陽能以化學能形式儲存在生物質中的能量形式，是以生物質為載體的能量。它直接或間接地來源于綠色植物的光合作用，是取之不盡、用之不竭的能源資源，是太陽能的一種表現形式。近年來，隨著科技的進步，生物質發電技術被廣泛應用，積極開發生物質能發電技術既可降低對化石能源的依賴，又可保護生態環境，發展前景十分廣闊。

　　1目前生物質能發電技術現狀

　　1.1生物質直燃發電

　　生物質直燃發電是指將生物質代替煤炭直接燃燒產生熱和水蒸氣進行火力發電的形式。其適用于生物質資源比較集中的區域，如谷米加工廠、木料加工廠等附近，因為只要工廠正常生產，谷殼、鋸屑和柴枝等就可源源不斷地供應，從而為生物質直燃發電提供了物料保障。由于生物質具有分散、熱值低的特點，生物質在收集、運送過程中可能需要致密成型，在固化后將其分批次、每次多量地運送到傳輸半徑合理的區域進行直燃發電。但不論是直接燃燒發電還是固化后燃燒發電，都屬于生物質直燃發電的范疇。國際上該技術比較成熟的是丹麥BWE公司，而國內的國能生物發電有限公司、廣東長青（集團）股份有限公司、中國節能投資公司、江蘇國信集團公司等也正在利用此項技術大力發展生物發電。該技術機組容量較大，當前在建或擬建機組，國外已達到單機容量10MW級水平，其熱效率較高，受環境影響較小，可單獨作為公用電源建設，適用于規模化推廣。

　　1.2生物質氣化發電技術

　　生物質氣化發電技術是生物質通過熱化學轉化為氣體燃料，將凈化后的氣體燃料直接送入鍋爐、內燃發電機、燃氣機的燃燒室中燃燒來發電。氣化發電過程主要包括三個方面：一是生物質氣化，在氣化爐中把固體生物質轉化為氣體燃料；二是氣體凈化，氣化出來的燃氣都含有一定的雜質，包括灰分、焦炭和焦油等，需經過凈化系統把雜質除去，以保證燃氣發電設備的正常運行；三是燃氣發電，利用燃氣輪機或燃氣內燃機進行發電，有的工藝為了提高發電效率，發電過程可以增加余熱鍋爐和蒸汽輪機。由于生物質燃氣熱值低（約5023.2KJ·m^-3），加之氣化爐出口氣體溫度較高，因此生物質氣化聯合發電技術的整體效率一般要低于35%。

　　我國對生物質氣化技術的深入研究始于上世紀80年代，經過多年的努力，我國生物質氣化技術日趨完善。我國目前應用的生物質氣化發電系統主要是中國科學院廣州能源研究所開發的流化床氣化爐和內燃機結合的氣化發電系統。該系統采用內燃機系統，降低了對燃氣雜質的要求（焦油和雜質含量<100mg·m^-3即可）和系統成本，適合發展分散獨立的生物質能源利用系統。隨著我國能源供需形勢的發展，人們對生物質發電規模及系統效率提出了更高的要求，發展生物質整體氣化聯合循環發電技術（BIGCC），尤其是增壓流化床氣化聯合發電系統的必要性越來越明顯。

　　生物質氣化發電相對燃燒發電是更潔凈的利用方式，它幾乎不排放任何有害氣體，規模的生物質氣化發電已進入商業示范階段，它比較合適于生物質的分散利用，投資較少，發電成本也低，比較合適于發展中國家應用。利用現有技術，研究開發經濟上可行、效率較高的生物質氣化發電系統是發展我國今后能否有效利用生物質的關鍵。中國有大量的生物質廢棄物，按現有的資源計算，只要2%的秸稈和10%的谷殼用于氣化發電，總裝機將達2000MW。如果考慮林業廢棄物和其他工業廢棄物，這方面的市場潛力將更大。

　　1.3沼氣發電技術

　　沼氣發電是指汽輪機和往復式發動機以沼氣作為主要的燃料來源，以發動機的動力驅動發電機發電的過程。沼氣發電過程中的熱能不能完全轉化為機械能，大部分熱量隨廢氣排出，因此，發動機的廢氣回收是提高沼氣能量利用率的有效途徑。沼氣發電在發達國家已經受到了廣泛的重視和積極的推廣，如日本的陽光工程，美國的能源農場，荷蘭的綠色能源等。我國沼氣發電的研發歷史已經有20多年，在應用研究及設備質量上有一定的基礎。我國的沼氣發動機主要有兩類：即全燒式和雙燃料式。目前，“沼氣—柴油”雙燃料發動機的研發引起了普遍的重視。

　　2發展趨勢與前景

　　根據目前的條件及社會需求情況，我國的生物質發電發展將分兩個階段。第一階段主要是生物質發電技術的開發和完善階段，部分經濟性較好的技術開始進入商業應用。第二階段生物質將逐漸成為主要能源之一，隨著技術的發展，生物質生產和收集成本降低，生物質發電技術已經成熟和完善，生物質具備了全面與石化礦物燃料競爭的條件，各地區可能建成很多中小型的生物質發電系統，形成分散的生物質能源體系。近年來中國能源、電力供求趨緊，國內外發電行業對資源豐富、可再生性強、有利于改善環境和可持續發展的生物質資源的開發利用給予了極大的關注。生物質能發電在可再生能源發電中電能質量好、可靠性高，比小水電、風電和太陽能發電等間歇性發電要好得多，可以作為小水電、風電、太陽能發電的補充能源，具有很高的經濟價值。全面建設小康社會的目標下，農村能源結構由傳統生物質能利用為主向現代化方向轉化，生物質能發電是這種轉化的重要途徑。目前中國生物質能資源量為7億噸標準煤，在中國能源資源中占有舉足輕重的地位。生物質能發電一方面可以緩解我目前電力緊張之困，另一方面又能減少因廢棄生物質導致的環境污染問題，為生物質高效利用尋到一條有效途徑。可見，生物質能發電行業有著廣闊的發展前景。

　　3結語

　　隨著我國工農業的迅速發展，對電力能源需求量也越來越大，因此大力發展生物質電力行業，提升我國日發電量，對促進與加快我國新農村建設、保護生態環境、進行能源資源結構調整、緩解電力不足之困以及實現我國國民經濟可持續化發展有著重要和深遠的意義。

　　參考文獻

　　[1]黃英超，李文哲，張波.生物質能發電技術現狀與展望[J].東北農業大學學報，2007（2）：270-274.

　　[2]丁曉雯，李薇，唐陣武.生物質能發電技術應用現狀及發展前景[J].現代化工，2008（S2）：110-113.

　　[3]武甲，田秀君，蔣晶，吳紹忠，王乾.生物質能發電技術現狀分析與展望[J].科技資訊，2009（31）：91.