一、國外生物質能的利用現狀與前景
隨著生物質能轉化技術的發展,以及人們對于改善環境要求的提高,生物質能所起的作用越來越重要。據估計,目前世界總能源消費中,14%的能源供應來自生物質能,在發展中國家生物質能約占農村用能的90%:在發達國家,知歐共體國家能源消費中2%到2.5%生物質能,一些世界能源組織成員國,生物質能在總能耗中所占份額高達15%。在某些地區,生物質能已發揮了重要作用,例如美國加利福尼亞州的生物質能發電功率已大于1200MW。在今后的數年內,利用生物質發電將成為一種新型、經濟且具有極高環境效益的能源供應方式,富通新能源生產銷售
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目前,生物質能技術的研究與開發已成為世界重大熱門課題之一,受到世界各國政府與科學家的關注。多年來一直在進行各自的研究與開發,并形成了各具特色的生物質能研究與開發體系,擁有各自的技術優勢。
1.沼氣技術
主要為厭氧法處理禽畜糞便和高濃度有機廢水,是發展較早的生物質能利用技術。荷蘭IC公司已使啤酒廢水厭氧處理的產氣率達的水平,從而大大節省了投資、運行成本和占地面積。美國、英國、意大利等發達國家將沼氣技術主要用于處理垃圾,美國紐約斯塔藤垃圾處理站投資2000萬美元,采用濕法處理垃圾,日產26萬m3沼氣,用于發電、回收肥料,效益可觀,預計10年可收回全部投資。英國以垃圾為原料實現沼氣發電18MW,今后10年內還將投資1.5億英鎊,建造更多的垃圾沼氣發電廠。
2.生物質熱裂解氣化
早在上世紀70年代,一些發達國家,如美國、日本、加拿大、歐盟,就開始了以生物質熱裂解氣化技術研究與開發,到80年代,美國就有19家公司和研究機構從事生物質熱裂解氣化技術的研究與開發;加拿大12個大學的實驗室在開展生物質熱裂解氣化技術的研究;此外,菲律賓、馬來西亞、印度、印尼等發展明家也先生開展了這方面的研究。
3生物質能發電
生物質發電在發達國家已受到廣泛重視,主要工藝分三類:生物質鍋爐直接燃燒發電、生物質一煤混合燃燒發電和生物質氣化發電。在奧地利、丹麥、芬蘭、法國、挪威、瑞典和美國等國家,生物質能在總能源消耗中所占的比例增加相當迅速。芬蘭是歐盟國家利用生物質發電最成功的國家之一。美國在利用生物質能發電方面處于世界領先地位,1992年,利用生物質發電的電站約有1000家,發電裝機容量已達650萬千瓦,年發電42億度,消耗4500萬噸生物質燃料。
4.生物質固體顆粒燃料
以生物質為原料生產液體燃料是另一項令人關注的技術,生物質液體燃料主要包括乙醇、裂解油、植物油等,可以作為清潔燃料直接代替汽油等石油燃料。巴西是乙醇燃料開發應用最有特色的國家,乙醇燃料已占汽車燃料消費量的50%以上。俄國是利用植物原科生產乙醇產品最早的國家,水解乙醇產量己達35萬噸,水解乙醇成本約為糧食乙醇成本的70%,在經濟上是合理的。近年來,在水解技術方面也取得許多新成就,如強化水解,提高水解滲濾速度,改善水解液蒸發、熱能回收以及新菌種培養等。新技術的不斷應用,將使水解乙醇液體燃料在經擠上更加具有競爭力。1996年,美國可再生資源實驗室已研究開發出利用纖維素廢料生產酒精的技術,由美國哈斯科爾工業集團公司建立了一個1MW稻殼發電示范工程:年處理稻殼1.2萬噸,年發電量800萬度,年產酒精2500噸,具有明顯的經濟效益。
5.其它技術
此外.生物質壓縮技術可使同體農林廢棄物壓縮成型,制成可代替煤炭的壓塊燃料。如美國曾開發了生物質顆粒成型燃料:泰國、菲律賓和馬來西亞等第三世界國家發展了棒狀成型燃料。
二、生物質能的優點
生物質能具有許多優點:④生物質能資源分布十分廣泛,遠比石油豐富.可以不斷再生;②從生物質能資源中提取或轉化得到的能源載體更具市場競爭力:③開發生物質能源資源,可以促進經濟發展,提高就業機會,具有經濟與社會雙重效益;④在貧瘠的或被侵蝕的土地上種植能源作物或植被,可以改良土壤,改善生態環境.提高土地的利用程度;⑤城市內燃機車輛使用從生物質資源提取或生產出的甲醇、液態氫時,有利于環境保護。
由于生物質能源具有上述優點,其開發與利用越來越受到重視。據預測,到2l世紀中期.可再生能源發電將提供世界總電力供應的3/5,而用作燃料直接燃燒的能源資源的大部分將是生物質能,其份額將占燃料總量的2/5。
三、我國生物質能資源開發研究工作的問題和建議
我國開展生物質能資源的研究工作比較早,尤其生物質的厭氧處理技術比較成熟,但從生物質資源開發的整體上看,還存在一些問題。下面是存在的問題及一些建議。
(1)對于非養分生物質能(如秸桿、農林廢棄物等)的開發研究不夠,而國外的生物質資源開發主要集中在這一方面。
(2)在熱化學轉化方面,雖然我國開始了開發研究,但是仍然沒有形成一套適合中國國情的技術體系,而西方國家卻已形成具有市場競爭力的完整熱化學轉化和利用生物質資源技術體系。
(3)我國目前開發的生物質利用技術比較單一而分散.如秸桿壓塊技術、氣化技術、流化床燃燒技術等,沒有形成一個完整的技術體系。只有綜合而系統地對我國生物質資源的分布、收集、運輸、預處理、轉化及利用等方面進行綜合研究,才能形成適合中國國情的生物質資源開發與利用的技術體系。
(4)根據我國農村地區的能源供應與消費的特點,開發一些適于在農村局部地區轉化與利用生物質資源的技術,例如將秸桿等生物質能資源用于鄉鎮工業中煤耗巨大的磚窯、爐窯等,不僅可以減輕農村地區對于商品能源的消耗,而且有助于促進生物質能的商品化。
(5)生物質氣化后利用,其效率是直接燃燒的3-5倍,但該技術尚未完全成熟,應繼續研究。
四、結語
從根本上講,生物質能資源的大規模開發利用有利于政策扶持和能源科技的進步。目前,我國關于生物質能轉化利用的技術不少尚處于實驗室研究或半工業化中試、優化、改進階段,與國外相比尚有不小差距。開展生物質能轉化和綜合利用技術研究,加大研發投入,盡快擁有自主知識產權的核心技術,對于促進我省我國可再生能源的開發利用,改善能源結構,增加能源生產渠道,緩解能源供應緊張局面,實現社會經濟可持續發展具有十分重要的意義。
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