山东建筑大学热能工程学院㊀杨㊀冬㊀张铭远
摘要：随着人口的迅速增长及人们对高质量生活的不断追求，环境问题和能源紧缺的问题已经成为制约人类发展的阻碍㊂针对所面临的难题，生物质发电可以实现能源的合理利用，并且为经济不发达地区带来了新的发展机遇，使该地区的居民收入得到增长的同时实现能源的可持续发展，进而为我国的节能减排做出贡献㊂本文浅析了生物质能源的发电现状，并探讨其发展前景㊂
关键词：生物质；发电；可持续发展；现状；前景
DOI编码:10.16641/jki11-3241/tk.2021.02.008
Current situation and prospect of biomass power generation School of thermal engineering,Shandong Jianzhu University㊀Yang Dong,Zhang Mingyuan Abstract:Along with the rapid growth of population and the continuous pursuit of high quality of life,environmental problems and energy shortage have become obstacles to human development.In view of the difficulties faced,biomass power generation can realize the rational use of energy,and bring new development opportunities for economically underdeveloped regions,so that the residents in this region can achieve sustainable development of en
ergy while their income increases,and thus make a contribution to China's energy conservation and emission reduction.This paper analyzes the current situation of biomass power generation and discusses its development prospect. Keywords:biomass;power generation;sustainable development;current situation;prospect
0㊀引言
自 十三五 以来，全国贯彻落实习近平新时代中国特社会主义思想，树立五大新发展理念，快速推进生物质能技术的发展㊂因为生物质能是一种清洁的生物质燃料，含有较低的S成分，通过恰当的燃烧处理，不仅可以显著地降低SO2的排放，还能够实现
CO2的零排放，对生态环境的改善有着极其重要的作用㊂对此，本文分析了生物质能源的发电现状，并探究其发展前景㊂
1㊀背景
1.1㊀社会基本背景
我们国家的生物质能源储量丰富，其中农作物秸秆，生物粪便，植物及环卫垃圾等作为生物质原料的主要来源㊂作物秸秆约年产6亿吨，可用作能源使用的比例为2/3左右，林木总生物量约200亿吨，年获
取量约9亿吨，可作为能源利用的占比约为35%㊂目前,
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国内可转换为能源利用的生物质资源可折合为9亿吨标准煤左右[1]，随着社会的不断进步和居民环境意识的增强，越来越多的生物质资源会逐渐被转换为能源㊂
1.2㊀国家基本政策
生物质能源是我国能源的重要组成部分，在能源结构调整，保护环境，促进经济发展等方面发挥重要作用㊂但在我国能源总消费的占比中生物质能源消费占比很低，技术更迭滞缓，基础产业薄弱，未能适应可持续发展进程的需求㊂在‘生物质能发展 十三五 规划“中，提出生物质能是一种新型的重要可再生能源[2]㊂生物质能的合理开发㊁利用，是推动消费革命和促进能源改革的首要目标，是保护生活环境和经济循环发展的重要内容㊂为更好地满足社会可持续发展的需求，加快生物质能源的发展，促进节能减排，应对气候㊁环境问题，在总结目前能源现状，借鉴国际经验的基础上，制定有关生物质能的‘可再生能源中长期发展规划“，来确保生物质能源建设项目的顺利进展㊂
2㊀生物质能的发电现状
2.1㊀直接燃烧发电
在国内，直燃发电技术已经趋近完善，单机可达15MW㊂由于我国的生物质能主要是以秸秆等农作物为材料，因此国内的生物质燃烧技术大多以秸秆燃烧技术为主㊂秸秆直燃发电技术，是将农作物原料(如秸秆等)经㊀过输送系统投入锅炉，在炉内直接燃烧产生大量的热，产生的高温高压蒸汽在汽轮机内膨胀做功，驱动发电机发电[2]㊂
其工艺流程具体如图1所示：将原有的粗生物质原料进行破碎加工制成细料或成型料，然后经配送系统投入炉膛内，在炉膛内直接燃烧生成大量的热，热转化为高温高压蒸汽进入蒸汽轮机在内膨胀做功，推动发电机发电㊂在燃烧过程中产生的灰渣与烟气经处理后排放；冷凝水和锅炉补水经除氧器处理后，进入循环利用㊂
生物质直燃方式有两种：其一为循环流化床燃烧(Circulating fluidized bed combustion)方式，其二为固定床燃烧(Fixed bed burning)方式㊂CFBC首先要解决的问题是，将生物质燃料的粒度粉碎达到流化要求，使其具有较高的燃烧效率；而固定床燃烧不需要对生物质燃料进行处理或简单处理即可，就可以进入炉膛内燃烧[3]㊂
2.2㊀混合燃烧发电
生物质原料与煤混合作为燃料进行发电的技术被称作生物质混合燃烧发电技术㊂其燃烧方式主要有两种：一种方式对于燃料处理和燃烧设备要求很高，是将生物质原料直接与煤混合后投入炉内燃烧；另一种是先气化生物质原料，将燃气与煤混合燃烧产生的蒸汽送入汽轮机发电机组㊂
其工艺流程如图2所示：收集农作物秸秆并进行燃烧前的粉碎处理，然后将处理好㊀
图1㊀生物质直接燃烧发电工艺流程图
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图2㊀生物质与煤混合燃烧发电工艺流程图
的燃料与煤混合在炉膛内燃烧，产生的高温高压气体在汽轮机内做功，带动发电机工作，进行电力输出㊂其过程中产生的气体经过处理，进行废气排放㊂
典型工艺流程：生物质原料与燃煤混合后进入磨煤机，磨煤机产生的粉煤经由粉煤管道送到锅炉燃烧，该方案要求生物质燃料具有较高的粒度，否则会损伤制粉系统；共管方案是第二种工艺，单独粉碎生物质燃料后，送至煤粉管道与煤粉混合，然后在炉内燃烧，由于控制系统复杂，管路布置繁琐，实际应用实例不多；其三是独立喷燃方案，将粉碎好的生物质燃料，直接在锅炉中进行燃烧[3]㊂
2.3㊀气化发电
经过气化炉的生物质原料转变为气体燃
料，净化后直接在燃气机中燃烧发电或者在燃料电池中发电的技术被叫作生物质气化发电技术㊂其工艺流程如下图3所示：生物质原料经过加工处理为气化给料，然后在汽化炉中气化生成燃气，剩余的废渣进行有机物㊀
的制备，而生成的燃气则被运输到锅炉进行燃烧产热，形成的高温蒸汽推动发电机工作，进行发电㊂由于生物质原料挥发分能达到70%以上，大量的挥发分物质能在相对较低
的温度下析出，因此一些常见问题(灰结渣㊁团聚等)可在生物质原料燃烧过程中避免发生[4]㊂燃气净化是气化发电技术的关键环节，因气化产生的燃气含有少许的杂质，为保证发电设备的正常运转，因此要把灰分㊁焦油㊁焦炭等杂质通过净化系统除掉㊂生物质能源
2.4㊀沼气发电
随着沼气综合利用技术的不断进步，沼
气发电作为新兴的沼气利用技术出现在大家的视野，其原理是将工业㊁农业和城镇生活中的有机废弃物进行厌氧发酵处理，产生沼气，再驱动发电机发电㊂
该技术的主要流程为：将生物质原料和生活污水一起混合放置于水解池中，经过沉降除去生物质原料中的杂质，然后按照一定配比将原料输送至反应罐中进行发酵，生成㊀
图3㊀生物质气化发电工艺流程图
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的沼气流经脱硫塔时除掉H2S气体，以达到燃气发电的要求，进而在内燃机内燃烧发电；项目中一般通过余热锅炉等换热装置将沼气燃烧过程中产生的热量加以回收利用，一部分供发酵工艺使用，另一
部分用于厂区供热及生活用热水，发酵后剩余的沼渣㊁沼液可用作农作物肥料，改善土壤结构[5]㊂该技术的成熟发展对于改善区域环境㊁促进经济发展㊁实现能源的循环利用具有重要意义㊂
3㊀生物质能的发展前景
在社会主义现代化建设的今天，如何对能源进行可持续的开发㊁利用，如何做好生态保护的治理工作，促进可持续发展的社会经济现已成为人类共同面临的难题与工作方向[6]㊂尤其是在常规能源储存量相当有限，且无论是在开采，还是在运输㊁使用上依然都会加重污染生态环境的今天，生物质能作为一种清洁可再生能源，势必会受到社会各界的关注与青睐[7]㊂我国作为传统的农业大国，拥有巨大的粮食产量和生物质能源储备，实现作物剩余价值的挖掘与利用，定会带来巨大的经济和环境效益㊂因此，开展生物质能源发电技术的研究与开发是我国当前一项极其重要的课题㊂
合理利用生物质能发电技术，可以处理废弃农作物，减少因焚烧而造成的污染，保护环境；同时可以切实帮扶农民，增收入，促就业㊂加快生物质能源发电技术的发展，实施煤改气清洁供暖，可显著降低SO2㊁CO2㊁NO x 排放，具有较好的经济效益和环境效益㊂当然，在生物质能发电技术快速发展的同时，不可避免地会面临新的挑战，技术含量低和自主研发意识薄弱是目前国内生物质发电产业面临的主要难题㊂但要清晰地认识到㊀走自主研发道路，完善国内生物质能发电技术是最终的出路，伴随生物质能源发电产业配套系统的不断完善与成熟，中国生物质发电行业定会跨上新的台阶㊂
4㊀结论
目前，国内环境治理越来越严，生物质能作为一种新型可再生资源，利用好生物质能是解决能源结构问题㊁改善生态环境的重要手段㊂因此，促进生物质能产业的发展和培育，对缓解能源短缺问题，保护生态环境，增加居民收入，促进经济发展具有极其重要的意义㊂本文对生物质发电技术的现状及前景进行探讨，是希望有助于推广生物质能源发电技术，利用扶助资金，加大科研力度，促进技术革新，增加政策支持，促使生物质能源相关产业进入快速㊁良好的发展道路㊂
参考文献
[1]www.docin/p-2084295817.html/.论
我国生物质发电现存的问题，前景及效益. [2]赵巧良.生物质发电发展现状及前景[J].农村
电气化,2018,(03):60-63.
[3]郦林俊，王双童，汪建平.生物质能发电技术现
状解析[J].电力科技与环保,2019,35(04): 46-48.
[4]黄达其，陈佳琼.我国生物质气化发电技术应用
及展望[J].热力发电,2008,(10):6-8. [5]巩时尚，张博，刘洪鹏，等.国内生物质发电技术
方案对比分析[J].发电设备,2019,33(03): 168-172.
[6]彭文祥.我国当前发电建设项目政策形势分析
[J].现代工业经济和信息化,2019,9(08):17-
18+31.
[7]于溪.生物质能发电技术应用现状[J].现代农
业研究,2018,(05):34-35.
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