试析生物质发电发展现状及前景

唐雁峰

摘要：随着人口的不断增加，对空气的污染不断增加，近年来，空气污染已然成为我们国家较为严重的一个环境治理问题，本文首先对生物质能发电技术进行了概述，然后提出了生物质发电产业发展问题及解决措施，最后对生物质能发电的应用前景与发展趋势进行了分析。

关键词：生物质能发电技术;应用;发展前景

引言

生物质发电是一种利用可再生生物质资源实现循环再利用发电的方法，比如垃圾焚烧发电、农林废弃物气化发电或者利用沼气和垃圾填埋气发电等。与火力发电等传统发电模式相比，生物质发电可以有效实现能源循环利用，变废为宝，节约能源，而且发电燃料可再生，有利于我国电力行业的可持续性发展，与此同时，生物质发电还具有更高的清洁度，符合我国的低碳环保发展战略，近年来已经得到了广泛普及应用，有效缓解了现有能源紧缺的问题，而且还可以同时减少环境污染，是一种实现多赢局面的发电手段。

1生物质能源化利用技术现状

当前，我国生物质发电产业规模不断扩大。《2018年中国生物质发电产业排名报告》显示，截至2017年12月31日，全国已投产生物质发电项目744个，并网装机容量1475.83万kW。生物质发电工艺包括生物质直燃发电、生物质气化发电、沼气发电、生物质燃煤混燃发电。

1.1直燃发电

（1）工艺。生物质燃烧发电所用的燃烧方式一般为锅炉燃烧，生物质直燃技术主要分为固定床燃烧、流化床燃烧和悬浮燃烧技术。（2）规模。湛江生物质发电厂于2011年8月20日正式投入商运，规划总装机容量为4×50MW，一期工程2×50MW，是目前国内单机容量及总装机容量最大的纯燃生物质发电厂，是世界上最大的生物质发电厂。

1.2物质与燃煤混合燃烧发电

生物质与燃煤在炉外或炉内混合后进行燃烧，产生蒸汽后在汽轮机内做功，带动发电机进行发电，流程示意如图1。混合燃烧技术方案较多，其中共磨方案最为简单。

典型工艺流程：生物质燃料在输煤皮带上与燃煤预混后进入磨煤机，经磨煤机磨制后的混合煤粉由煤粉管道输送至锅炉进行燃烧，此种方式对生物质的颗粒度要求较高，否则会影响制粉系统的正常运行;第二种是共管方案，对生物质燃料进行单独破碎后输送至磨煤机出口煤粉管道中，与煤粉混合后进入锅炉燃烧，该方案控制系统和现场管道布置复杂，应用案例较少;第三种是独立喷燃方案，对生物质燃料进行单独粉碎后，直接送入锅炉生物质燃烧器中进行燃烧，早期大容量机組大多采用此方案进行生物质燃料掺烧。

生物质燃料直接与燃煤混烧的优点是，掺配系统简单，机组运行方式不受生物质燃料掺配量的影响。存在的问题如下：生物质掺烧量难以计量，生物质电量难以确定;根据与煤掺混方式不同，对掺烧的生物质要求较高，大多要进行预处理;生物质燃料引起锅炉结渣和腐蚀;生物质中碱金属容易污染脱硝催化剂;影响粉煤灰品质。

1.3制备生物柴油

关于生物柴油：具体而言，是动物和植物油或者其他已经利用过或作废的油，通过一定的加工手段，加工生产出一种叫作脂肪酸甲酯的物质。生物柴油可以是生物添加剂，燃料和柴油燃料。它有许多好处，例如，矿物柴油对环境会造成较大的污染，相比之下生物柴油对环境的影响微乎其微，它常常可以代替作为燃料来使用。此外，他的硫元素的含量很低，也不会对环境产生较大的影响。最后，这种原料在加工过程中通过各种手段会得到比较大的增值效果，并且这种材料在生产过程中比较精细，易于生物降解。在生物柴油的生产中，有两个主要步骤：一个是酯化的，即通过甲醇和脂肪酸生成脂肪酸酯，另一种是酯交换反应，即用丙烷酯甲醇和油形成脂肪酸。

1.4生物质气化发电

第一步，需要把细菌或者生物质气化的得到的各种可以被点燃的气体收集起来，然后把它们输送到特有的实验设备中进行相应操作，从而为一些发电的设备提供一些能量，最终可以产生电能。而这种过程其实对于燃料本身有非常严格的需求。因此，许多食品加工设备、木材加工发电机才会选择使用这样的供给方式，主要原因是此流程只能应用于小型设备的用电。而秸秆在作为燃料时一方面不能够长时间供电，另一方面也会给环境带来比较大的影响，因此还需要不断的改进。

2生物质发电前景分析

生物质发电技术的应用带来的收益值得肯拟定，但是相对地，现有的生物质发电技术存有的不成熟之处也极为明显，如果不对其进行整治与优化，生物质发电系统的整体收益水平难以有效保持，因此无论是发电厂的经营者还是政府都应当对生物质发电行业的发展状况进行考察与总结，找出现有的发电问题，逐一解决。为了达到优化发电模式的目的，兼顾生物质发电模式的经济效益与社会效益，把握行业发展的核心问题，首先需要结合生物质燃料的基本特点，对使用的发电设备进行改进，同时还要对上料系统展开改进工作，消除上料环节的问题。在对秸秆与稻壳这些农业生产活动残留的废弃物进行使用前，需展开燃烧试验，对废弃物燃烧状况进行分析，确定生物质燃料应用条件，针对普通锅炉存有的应用缺陷，可考虑使用循环型流化床来辅助锅炉生产。为了提升生物质发电的技术水平，相应的研发工作需持续进行，通过研发来优化生物质发电过程，减少氯化物等污染性物质的排放量。

2.1混燃发电（耦合发电）

大型燃煤锅炉耦合生物质燃烧发电技术是解决火电机组

CO2减排方案之一。大型燃煤锅炉耦合生物质燃烧发电技术在欧洲得到推动和发展得益于该技术比燃煤电厂的CO2排放量低、政府的补贴等。目前，欧洲大型燃煤锅炉耦合生物质燃烧技术的主流发展方向是生物质与煤耦合燃烧。对于大型燃煤锅炉耦合生物质燃烧发电技术来说，生物质磨和生物质燃烧器可以实现100%烧生物质燃料;生物质磨和独立的燃烧器可以耦合5%～40%的生物质能量输入;生物质磨和共用的燃烧器可以耦合5%～40%的生物质能量输入;独立的磨煤机和独立的燃烧器可以耦合5%～15%生物质能量输入;共用的磨煤机和共用的燃烧器可以耦合5%～15%生物质能量输入。

2.2生物质制成型燃料

生物质固化成型技术是将结构松散的生物质材料经过干燥、粉碎和压缩成型等工序加工成形状规则、密度较大的固体燃料的过程，生物质固化成型技术生产的固体燃料有成型颗粒、成型棒和成型块等。生物质固体成型燃料，可以部分替代化石燃料用作发电和供暖，也可以替代薪柴用作家用燃料。与煤相比，生物固体成型燃料CO2的净排放为零，NOx和SO2的排放大为减少。与传统的薪材相比，它的密度较高，形状和性质较为均一，热值高，便于应用到工业领域。

结语

总体来说，生物质发电是符合我国长期发展战略部署的一种发电手段，该发电模式不仅可以有效提高清洁能源的利用率，而且还能对生态环境起到积极的保护效果，实现废物循环利用，变废为宝，拓宽发电渠道。具体而言，可以从农村获得发电原材料，农民通过售卖农林作业的废弃物获得收入，电力企业通过使用废弃物提高电力生产质量，一举两得，有效提高了农村和电力企业的经济效益，同时改善了环境污染问题，降低了电力生产成本，有利于缩短城乡差距，推动我国社会和经济的良性发展。

参考文献

[1]童家麟，吕洪坤，齐晓娟，etal.国内生物质发电现状及应用前景[J].浙江电力，2017（3）.

[2]董艳艳，何姗姗，李薇.热喷涂防腐涂层在生物质锅炉中的研究进展[J].电力科技与环保，2015，31（4）：60-62.