生物質(zhì)氣化發(fā)電、垃圾氣化發(fā)電前景如何？
2021-10-29
生物質(zhì)發(fā)電，是利用生物質(zhì)所具有的生物質(zhì)能進行的發(fā)電，是可再生能源發(fā)電的一種，起源于20世紀70年代。
生物質(zhì)發(fā)電，包括農(nóng)林廢棄物直接燃燒發(fā)電、農(nóng)林廢棄物氣化發(fā)電、垃圾焚燒發(fā)電、垃圾氣化發(fā)電、沼氣發(fā)電。
直接燃燒發(fā)電
直接燃燒發(fā)電是將生物質(zhì)在鍋爐中直接燃燒，生產(chǎn)蒸汽帶動蒸汽輪機及發(fā)電機發(fā)電。生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電的關鍵技術包括生物質(zhì)原料預處理、鍋爐防腐、鍋爐的原料適用性及燃料效率、蒸汽輪機效率等技術。
我國在生物質(zhì)能燃燒利用方面取得了長足的進步，但與發(fā)達國家相比，無論技術層面還是應用層面仍有很大差距。
混合發(fā)電
生物質(zhì)還可以與煤混合作為燃料發(fā)電，稱為生物質(zhì)混合燃燒發(fā)電技術。
混合燃燒方式主要有兩種。一種是生物質(zhì)直接與煤混合后投入燃燒，該方式對于燃料處理和燃燒設備要求較高，不是所有燃煤發(fā)電廠都能采用；一種是生物質(zhì)氣化產(chǎn)生的燃氣與煤混合燃燒，這種混合燃燒系統(tǒng)中燃燒，產(chǎn)生的蒸汽一同送入汽輪機發(fā)電機組。
生物質(zhì)與煤混合燃燒發(fā)電技術在歐洲和北美地區(qū)應用相當普遍。在美國，有300多家發(fā)電廠采用生物質(zhì)與煤混合燃燒發(fā)電技術，裝機容量達6000MW。
生物質(zhì)與煤混合燃燒發(fā)電的運行實踐證明了在中國將會有廣闊的應用前景。
氣化發(fā)電
生物質(zhì)氣化發(fā)電技術是指生物質(zhì)在氣化爐中轉化為氣體燃料，經(jīng)凈化后直接進入燃氣機中燃燒發(fā)電或者直接進入燃料電池發(fā)電。
氣化發(fā)電的關鍵技術之一是燃氣凈化，氣化出來的燃氣都含有一定的雜質(zhì)，包括灰分、焦炭和焦油等，需經(jīng)過凈化系統(tǒng)把雜質(zhì)除去，以保證發(fā)電設備的正常運行。
生物質(zhì)氣化技術已有100多年的歷史。最初的氣化反應器產(chǎn)生于1883年，它以木炭為原料，氣化后的燃氣驅(qū)動內(nèi)燃機，推動早期的汽車或農(nóng)業(yè)排灌機械。生物質(zhì)氣化技術的鼎盛時期出現(xiàn)在第2次世界大戰(zhàn)期間，當時幾乎所有的燃油都被用于戰(zhàn)爭，民用燃料匱乏，因此，德國大力發(fā)展了用于民用汽車的車載氣化器，并形成了與汽車發(fā)動機配套的完整技術。
我國在能源困難的20世紀50年代，也曾使用這種方法驅(qū)動汽車和農(nóng)村排灌設備。當時固定床氣化反應器的技術水平，已達到相當完善的程度。
20世紀80年代以后，生物質(zhì)氣化技術在我國得到了較快發(fā)展。主要的技術為固定床氣化和流化床氣化，使用各種木材、林業(yè)殘余物和稻殼，產(chǎn)生出主要用于發(fā)電的可燃氣體。
可以預期，未來幾十年內(nèi)，生物質(zhì)氣化發(fā)電將成為我國發(fā)展最快的新型產(chǎn)業(yè)之一。
沼氣發(fā)電
沼氣發(fā)電是隨著沼氣綜合利用技術的不斷發(fā)展而出現(xiàn)的一項沼氣利用技術，其主要原理是利用工農(nóng)業(yè)或城鎮(zhèn)生活中的大量有機廢棄物經(jīng)厭氧發(fā)酵處理產(chǎn)生的沼氣驅(qū)動發(fā)電機組發(fā)電。用于沼氣發(fā)電的設備主要為內(nèi)燃機，一般由柴油機組或者天然氣機組改造而成。
鑒于沼氣發(fā)電廣闊的發(fā)展前景，國內(nèi)數(shù)家有實力的研究院所和大型企業(yè)進行了強強合作，針對市場需求開發(fā)出不同規(guī)格的沼氣發(fā)電機組系列產(chǎn)品。
值得一提的是，國內(nèi)新一輪開發(fā)出來的沼氣發(fā)電機組，已不是過去簡單改裝內(nèi)燃機的發(fā)電機組。新的發(fā)電機組在性能方面已縮小了與國外先進機組技術指標的差距。可以說，在發(fā)電設備方面，已可為沼氣發(fā)電的實施提供有力支持。
垃圾發(fā)電
垃圾發(fā)電包括垃圾焚燒發(fā)電和垃圾氣化發(fā)電，其不僅可以解決垃圾處理的問題，同時還可以回收利用垃圾中的能量，節(jié)約資源。
垃圾焚燒發(fā)電是利用垃圾在焚燒鍋爐中燃燒放出的熱量將水加熱獲得過熱蒸汽，推動汽輪機帶動發(fā)電機發(fā)電。垃圾焚燒技術主要有層狀燃燒技術、流化床燃燒技術、旋轉燃燒技術等。發(fā)展起來的氣化熔融焚燒技術，包括垃圾在450°~640°溫度下的氣化和含碳灰渣在1300℃以上的熔融燃燒兩個過程，垃圾處理徹底，過程潔凈，并可以回收部分資源，被認為是最具有前景的垃圾發(fā)電技術。
近三十年內(nèi)，幾乎所有發(fā)達國家、中等發(fā)達國家都建設了不同規(guī)模、不同數(shù)量的垃圾焚燒廠，發(fā)展中國家建設的垃圾焚燒廠也不在少數(shù)。
隨著生物質(zhì)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)競爭的不斷加劇，大型生物質(zhì)能發(fā)電企業(yè)間并購整合與資本運作日趨頻繁，國內(nèi)優(yōu)秀的生物質(zhì)能發(fā)電企業(yè)愈來愈重視對行業(yè)市場的研究，特別是對企業(yè)發(fā)展環(huán)境和客戶需求趨勢變化的深入研究。正因為如此，一大批國內(nèi)優(yōu)秀的生物質(zhì)能發(fā)電企業(yè)迅速崛起。
我國生物質(zhì)能資源非常豐富，發(fā)展生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)前景廣闊。同時，發(fā)展生物質(zhì)發(fā)電，實施煤炭替代，可顯著減少二氧化碳和二氧化硫排放，產(chǎn)生巨大的環(huán)境效益。與傳統(tǒng)化石燃料相比，生物質(zhì)能屬于清潔燃料，燃燒后二氧化碳排放屬于自然界的碳循環(huán)，不形成污染。
到2025年之前，可再生能源中，生物質(zhì)能發(fā)電將占據(jù)主導地位。未來，利用生物質(zhì)再生能源發(fā)電已經(jīng)成為解決能源短缺的重要途徑之一。
