吳剛

上海電氣環保集團 上海 200040

　　摘要：隨著我國經濟的快速發展和人們生活水平的不斷提高，我國對于能源的消耗也越來越大。能源作為地球上的重要資源與人人類的發展和社會的進步有著直接的關系，沒有能源人類將無法在地球上生存。然而在能源的實際使用當中由于人們對能源的無節制開采，導致了自然界中不可再生能源的嚴重枯竭和對環境造成了嚴重的破壞。基于此，文章就生物質能的概念、特點以及生物質能在發電當中所應用到的技術進行了闡述，并對生物質能在發電當中遇到的一些問題給出了解決措施，以期為我國發電工程更好的利用生物質能進行發電提供有價值參考。

　　前言

　　通過化學反映的形式將太陽能轉化成為化學能并將化學能存儲在生物質當中，以生物質為能量存儲的載體就是生物質能。生物質能是一種可再生能源能夠在綠色植物的光合作用直接或者間接的將能源產生和釋放出來。作為一種新型能源生物質能發展的前景不可限量，但是由于我國生物質能發電起步相對較晚總體上還不具備很強的競爭優勢，因此，要想提升我國生物質發電產業的競爭實力和促進新能源的使用，國家相關部門應給予生物質研發工程更多的政策支持和經濟支持，為新能源的開發和利用創造良好的條件。

　　1生物質能概述

　　生物質能是一種新型的、可再生的能源，生物質能不同于其他能源，生物質能不僅種類繁多、分布廣泛而且存儲量也非常大，生物質能在使用當中的污染系數非常低。因此，生物質能也就成為了即石油、天然氣、煤炭等重要能源之后的又一重要能源，使用前景不可限量。生物質能可以通過植物的光合作用取得，只要綠色植物的生長不斷生物質能就不會枯竭。另外，生物質能在還能有效的降低和減緩地球的溫室效應，減少對二氧化硫和二氧化氮的排放量，符合人類和自然可持續發展的要求。

　　2國內外生物質能源技術開發的主要進展

　　2.1生物燃氣

　　從生物燃氣的發展和利用上來看，瑞典、丹麥以及德國等國家的生物燃氣技術是世界上最先進的，生物燃氣技術就是在適當的溫度下將高濃度糞草按照自動化、標準化以及專業化的高效運行方式進行發酵處理，并能夠達到常年穩定的運行。隨著生物燃氣應用范圍的擴大，生物燃氣正在逐步的被應用到天然氣管網和新能源汽車當中其發展前景不可限量。

　　2.2生物液體燃料

　　生物柴油是即石油之后的一種高效的、清潔的、可再生的、新型能源。提煉生物柴油的工藝流程包括：物理精煉、酯交換反映、重力沉淀、水洗分層、通過甘油分離與粗制甲酯獲取、通過水分的脫出、甲醇的釋出催化劑的脫出與精制生物柴油獲取。化學酯交換法是目前提煉生物柴油的主要方法，在生產生物柴油過程當中把液體堿催化劑放進原料油脂當中使其能夠把原料油脂當中的水分和游離酸進行脫除，當中酯交換反映的效率提升后，在使用相應的液體催化劑，使其能夠排除游離酸對酯交換反映的影響，由于酯交換反映產生的副產物很難被完全的分離，所以工業提取生物柴油使用最多的還是液體堿催化方法。

　　2.3微藻能源

　　由于微藻技術在美國已經是一項比較成熟的技術所以在美國微藻能源企業的數量非常龐大。微藻能源技術開發包括：對微藻生物柴油的生產加工工藝的開發與研究、對提取微藻和產油微藻反應系統的開發與研究。微藻能源研發不同于其他科研項目的研發，微藻能源研發最大的技術難題就是如何通過微藻生長細胞的培育技術獲取到高油脂含量和高密度的細胞。

　　3我國生物質發電產業的發展現狀

　　3.1我國新能源發展現狀

　　新能源是在新技術基礎上被加以開發和利用的一種可再生資源。新能源的利用對于資源控制和環境保護有著十分重要的意義。隨著我國越來越重視新能源的開發和利用，生物質發電取得了非常大的成效。生物質發電不僅滿足了我國能源匱乏的需求，同時也符合我國社會經濟可持續發展初衷。因此生物質發電在我國有著十分廣闊的發展空間。

　　我國可再生資源的儲備量非常大，隨著我國對生物能源的重視，我國在生物能源的開發和利用方面取得了非常大的突破。但和發達國家相比我國在新能源利用的技術上仍舊有很大的上升空間。新能源是一種可再生資源、不僅對環境的污染少而且成本低還可以被循環使用。相比煤炭、石油等常規能源的污染性與破壞性，新能源的優勢非常明顯。

　　雖然在國家的重視下新能源的開發和利用取得了一定的成效，但是由于常規能源的使用基礎已經根深蒂固，導致了人們在新能源的使用上往往存在著一定的折扣，另外由于投入到新能源技術研發的資金技術的不足，使得新能源的開發利用水平并不是很高，新能源是一種可再生資源其成本并不是很高昂，但是由于開發利用的技術水平的限制，使得新能源的利用成本增加了不少。進而造成了新能源的利用并不是很到位。

　　3.2生物質發電產業的現狀

　　我國是一個生物質能源較為豐富的國家，生物質能源在我國有著非常廣闊的發展空間。生物質發電就是把生物質能通過化學手段轉化成為一種可以直接利用的能源形勢然后在轉化成電能的一種技術，這項技術研究推廣包括對生物質燃燒發電的開發利用、生物質氣化發電的開發利用以及沼氣發電等開發利用形勢，這些生物質能的形勢也是生物質能重點的開發方向。

　　我國沼氣能開發利用技術在國際上是處在領先位置的，發展規模在國際上也位列前茅。沼氣能源的主要原料是秸稈，通過氣化以及固體成型再燃燒發電的方式進行能源轉化。生物質發電利用植物秸稈、廢物垃圾等原料進行燃燒發電不僅凈化了生活環境同時也充分利用了資源。隨著我國對生物質發電的重視，很多省份也都建立了生物質發電產業的應用項目，并且從中得到了很多的益處。因此，生物質發電這種利用植物秸稈等原料進行發電的技術其生產和研發的空間非常廣闊。

　　3.3生物質發電產業存在的問題

　　雖然我國生物質發電產業正處在上升的階段，但是我國生物質發電產業仍舊存在很多的問題有待解決。首先最主要的就是生物質發電目前還沒有得到國家的有效控制，布局缺少科學性，市場規范制度也并不是很健全進而造成了生物質的發電成本普遍較高。其次，生物質發電產業的主要原料是農作物秸稈，發電企業在發電當中除了要支付秸稈原料的購買成本外，還要支付秸稈的加工成本、損耗成本以及儲運等方面的成本，這也就造成了生物質發電的原料成本較高。然后，生物質發電相比常規燃料發電雖然規模不是很大，但是生物質電能并網以及設備的維護保養的成本卻不低。最后，就是生物質發電燃料質量的問題，我國生物質燃料雖然很豐富使用空間巨大，但是和發電國家相比我國生物質燃料質量仍有待加強和提高。

　　當然，我國在生物質發電的技術開發能力上和產業體系的構建上還不是很完善，上下游配套產業的發展并不是均衡，支撐生物質發電產業的服務和技術還有很大的提升空間，原材料的采購運輸、加工以及存儲工作仍舊面臨著很多的困難，雖然國家對生物質發電產業給予了一定的政策上的支持，但是在商業開發上生物質發電產業開展的并不是很順利，經常會出現像資金不足或者資金不到位的問題。

　　4生物質能的發電方式

　　4.1直接燃燒

　　就是不讓生物質原料通過化學反應，在設備當中直接將生物質能釋放出來，然后將釋放出的生物質能轉化為電能。電能轉化需要注意的是生物質原料燃燒必須要經過特殊工序的處理，并使其達到入爐標準，其次使用的汽水系統與燃燒鍋爐的容量要相互能夠匹配。

　　4.2生物質氣化

　　生物質氣化實際上是一種化學變化過程。就是利用高溫熱解氣化反應和微生物的厭氧發酵反應來獲取可燃性氣體。生物質熱解氣化反應主要是利用高溫氣化裝置，把已經產生熱化反應的生物質轉化成為具有較高燃點的可燃性氣體。這種利用生物質熱解氣化反應獲取可燃氣體的方法通常被擁有這些技術的國家用來熱解垃圾當中具有生物質載體的能源。通過生物質熱解技術將這些載有生物質能源的垃圾進行高溫處理，把這些生物質載體能源的化學鍵破壞掉，使那些大分子有機物能夠以甲烷和一氧化碳的形式被釋放出來成為具有很高燃點的可燃性氣體。當然這里面也會出現一些少量的處于液態化的焦油和固體殘渣等成分，對于這些成分可以繼續被作為燃料進行再利用。另外，為了提高生物質能發電產業的商業價值。在對生物質能發電產業的商業運作當中可以利用催化作用進行生物質能提取，將高溫設備當中未被完全轉化成為液體燃料的生物質能進行轉化，以此來提高可燃氣體的含量和生物質能的氣體轉化率，通過對熱能利用率層級式的遞進轉化不僅可以減少燃燒時產生的有害氣體而且還可以起到凈化人類生活環境的作用。實現了環境效益和社會效益的雙贏。

　　4.3生物質液化

　　生物質液化分為生物化學法和熱化學法。生物質液化通過這兩種方法將部分生物質或者全部生物質轉化為液體燃料。生物化學法，就是通過水解、發酵的形勢把生物質轉化成為具有很高燃點的乙醇燃料和丁醇等燃料。熱化學法，包括快速熱解液化和加壓催化液化等。

　　5生物質能發電的主要技術

　　5.1生物質直燃發電技術

　　直燃發電就是利用生物質能來代替常規能源進行發電的一種技術。生物質直燃發電技術非常適用于生物質資源較為豐富的地區，因為充足的生物質資源不僅可以保證生物質的發電量而且還能降低原材料的采購成本。所以，在生物質原料收集當中一定要對生物質的不易聚結和熱值低的特點給予重視，確保其是在致密成型的狀態下進行直燃發電。

　　5.2生物質氣化發電技術

　　生物質氣化發電技術可分為三個步驟：首先，把固體生物質原料進行氣化處理，使其轉化成為具有較高燃點的氣體。其次，將氣化處理的氣體燃料收集起來，然后在對收集的氣體進行凈化并去除掉氣體當中的雜質。最后，為用電裝置提供電能。生物質氣化發電技術非常適宜小型的制米廠和加工廠使用，因為這些小型企業的生物質原料豐富，不僅可以提升企業對能源的利用率和減少有害氣體的排放，同時也能有效的降低了企業的運營成本。

　　5.3沼氣發電技術

　　沼氣發電技術在一些發電國家的應用較為廣泛，并占據著能源的重要位置。沼氣原料主要來源于動物糞便和有機物豐富的廢水，這些原料經過厭氧發酵形成甲烷和二氧化碳混合氣體。沼氣發電技術在我國很多的農村得到了有效的推廣，并且收益頗多。即解決了農村秸稈過剩的問題也凈化了農村的生活環境。但是沼氣發電的穩定性很差，危險性也很高且很難實現系統化管理，

　　6提高我國生物質能發電技術的利用率的策略

　　6.1加大可再生資源開發的宣傳力度

　　隨著我國能源需求的不斷增長，國家政府部門加大了對可再生資源的開發利用。在制定相關法律法規的同時也通過政策給予了一定的扶持。例如，減稅、增加補貼等。在管理上，明確了各部門之間的責任。在宣傳上，通過多方渠道增加廣大人民群眾對可再生資源的認識與了解，讓廣大群眾都能夠參與到對可再生資源的開發利用當中來。

　　6.2積極引進先進技術

　　雖然我國在可再生資源開發利用方面取得了一定的成效，但是和發達國家相比我國可再生資源開發利用的技術和水平還有很大的提升空間，所以積極引進發達國家先進的設備和技術對于促進我國可再生資源利用的發展有著十分重要的意義。這也是為我國擺脫長期以來依靠進口設備和技術最終實現設備國產化和技術自主化的一種戰略措施。

　　6.3建立再生資源管理體系

　　生物質能發電技術的應用不僅關系到我國社會經濟的發展同時也關系到我國能源環境的走向。所以建立健全可再生資源管理體系，合理化利用資源對于可再生資源的可持續發展有著十分重要的意義。對此，我國一些農業大省，通過自身的資源優勢建立起了很多生物質能發電企業，并利用生物質能發電技術進行生產，在此期間政府部門和發電企業除了要做好對生物質發電技術的技術創新外，還要對可再生資源能否在市場當中進行安全流通給予充分的重視，確保生物質能發電技術能夠市場發展相互適應。

　　結語

　　綜上所述，相比常規能源的稀缺性和污染性，生物質能發電技術的應用必定會是能源可持續發展當中的重要組成部分。在生物質發電當中合理收集和科學運輸生物質發電所需的材料資源，對于生物質能源在未來當中的發展有著十分重要的意義。所以，生物質資源的收集和運輸工作一定要在保證不影響廣大農民根本利益和破壞自然環境的前提下進行，進而實現生物質發電在農村經濟效益和環境效益上的雙贏。

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