生物质能及垃圾发电技术的现状及发展

王博

摘要：作为新兴发展的生物质发电行业，在现阶段确实存在各种各样的挑战，但是生物质发电行业是未来可持续发展能源的一个方向之一，它的能源资源也是极其丰富，生物质能发电会在未来的发展中占据着重要的地位，我们应当从这些积极的方面出发，从国家政策扶持、降低成本、提升技术和专业人才培养方面出发，支持和扶持生物质发电项目。

关键词：生物质发电；技术现状；发展对策

随着科技的不断进步，生物质发电技术在未来会成为可持续能源的重要构成部分，这也为我国有限的化石能源的利用缓解了一定的压力，由此可见发展生物质能源对于今后的发展有着重要的意义。

1生物质发电燃料特点

所谓生物质亦即光合作用下的产物，生物质包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物为食物的动物及其生产的废弃物，有代表性的生物质如农作物废弃物、木材、木材废弃物。

生物质燃料的特点有：可再生性、低污染性、广泛分布性。自然界的生物质种类数以万计，但针对生物质发电利用的要求，能有效利用的并不是很多，根据国内生物质直燃发电企业多年的运行经验，能有效利用的主要有：粮食作物秸秆（稻草、麦草、玉米杆等），林业废弃物（树皮、树枝、树根等），农产品深加工废弃产物（稻壳、花生壳等）。综上所述的生物质燃料与化石类燃料的可比性很差，怎样来实现生物质燃料的燃烧稳定性，这也是各大企业攻关的新课题。所有的生物质燃料有其共性也有各自的特性，在较为理想的状况下农作物秸秆成分分析如下：水分4%～5%、灰分9%～12%、挥发份67%～76%、固定碳13%～19%、低位发热量4200～4400大卡；林业废弃物成分分析：水分6%～7%、灰份1%～2%、挥发份78%～82%、固定碳11%～17%低位发热量4200～4500大卡；农产品深加工废弃物成份分析：水份5%～8%、灰份（花生壳2%～3%、稻壳12%～14%）、挥发份62%～68%、固定碳（稻壳14%、花生壳22%）、低位发热量（稻壳3800大卡、花生壳5000大卡）。

从以上的数据看，生物质燃料的共性就是高灰份、高挥发份和低含碳量，从种类上看生物质燃料的特性就是秸秆类燃料低位发热量偏低，且目前品质控制是一个很大的困难，尤其是水份控制会超出原有固定分析成份的6～8倍，是造成发热量偏低的主要因素，林业废弃物和农产品深加工废弃物的低位发热量较高，但其中树皮、树根的品质控制也非常困难，水份和泥土杂质的大幅升高是造成发热量降低的主要因素，其他种类还能采取有效的控制措施。

2生物质发电的技术现状

2.1通过生物质锅炉直接燃烧的方式进行发电

通过生物质燃烧的性质一般情况下可以将其换分为两个部分：①发达国家以木质生物质燃烧作为基础实行的燃烧技术，例如我国较早使用的蔗渣炉以及稻壳炉均属于该技术范畴；②通过秸秆燃烧实现发电的技术，由于我国的生物资源的是将生物质燃料主要以小麦秸秆，玉米秸秆，棉花秸秆，玉米芯等农作物费料，树皮，废树枝，树根等费木材，施工模板等废木材，这就使得国内的关于生物质燃烧技术的研究都是以秸秆燃烧前提，并且取得了一定的成果，目前已有等多家锅炉厂家自主研制了流化床锅炉。

2.2通过生物质和煤相互混合燃烧的方式进行发电

通过将生物质和煤相互混合燃烧的方式一般有两种方式：①通过将其生物质和煤直接混合后進行燃烧，但是该方式的实现需要有较高的燃料处理技术和相关设备；②通过将生物质进行气化，让其产生的燃气和煤进行混合实现燃烧。

2.3通过生物质气化的方式进行发电

根据生物质中燃气的不同机理可以将其生物质气化方式划分为反应性气化以及热解气化两中，而反应性气化根据其特性又可以划分为水蒸气气化以及等离子气化等。

水蒸汽气化的实现首先需要粉碎后的生物质放入到气化室中，并将蒸汽也冲入其中，通过高温条件的作用，使其内部的多种混合物之间能够产生化学反应，进而产生具有可燃性质的混合型气体，同时将该气体输送到相关的发电设备中，例如内燃机等，实现最终的操作。

2.4垃圾发电

垃圾发电把各种垃圾收集后，进行分类处理。其中：一是对燃烧值较高的进行高温焚烧（也彻底消灭了病源性生物和腐蚀性有机要物），在高温焚烧（产生的烟雾经过处理）中产生的热能转化为高温蒸气，推动涡轮机转动，使发电机产生电能。二是对不能燃烧的有机物进行发酵、厌氧处理，最后干燥脱硫，产生一种气体叫甲烷，也叫沼气。再经燃烧，把热能转化为蒸气。推动涡轮机转动，带动发电机产生电能。

面对世界城市化进程越来越快，城市垃圾泛滥已成为城市的一大灾难。世界各国已不仅限于掩埋和销毁垃圾这种被动“防守”战术，而是积极采取有力措施，进行科学合理地综合处理利用垃圾。我国有丰富的垃圾资源，存在极大的潜在效益。全国城市每年因垃圾造成的损失约近300亿元（运输费、处理费等）而将其综合利用却能创造2500亿元的效益。据有关统计资料称，我国当今城市垃圾清运量已达1万亿t/a，若按平均低位热值2900kJ/kg，相当于1400万t标煤。如其中有1/4用于焚烧发电，年发电量可达60亿kwh，相当于安装了1200MW火电机组的发电量。无害化垃圾焚烧发电可实现垃圾无害化，斟为垃圾在高温（1000℃左右）下焚烧，可进行无菌和分解有害物质，且尾气经净化处理达标后排放，较彻底地无害化。

3生物质发电技术的发展对策

3.1合理布局

目前生物质秸秆发电产业出现局部过热的迹象，部分地区没有统筹规划合理布局秸秆发电项目，已经造成秸秆市场抢购的混乱局面。生物质发电产业发展将从三个层面完善发展规划布局。一是国家层面的统一发展规划，统一评价全国农林生物资源的分布情况，统筹全国生物质发电产业的发展进度和区域布局分布；二是地方政府层面的区域发展规划，对当地农林生物质资源分布情况和气候条件进行评价，对生物质发电项目布局进行规划；三是发电企业特别是国有发电企业之间积极沟通，加强合作和交流，平衡利益，避免在地区争抢秸秆资源。

3.2加强原料管理

设立专门的原料收购加工点、运输机构、以及专业的原料收购、运输经营者，形成一条专门的原料采购、运输、收集、储存产业链。此外，还要加强原料质量检查，制定相关原料收购质量检查标准并严格执行，对农民有个良好的约束机制，来保证收购原料的质量。

3.3充分地展开国际合作和交流

应通过多种途径，积极开展对外交流与合作，有目的、有选择地引进先进的技术工艺和主要设备，在高起点上发展生物质发电技术同时，开展国际合作也是拓宽生物质发电项目融资渠道的有效方式。要加强与国际风险投资等相关机构的联系与合作，拓宽合作领域，创新合作模式。

3.4制定并补充可再生能源相关配套法规

（1）完善政府宏观调控政策，加大对生物质发电产业的支持力度.我国生物质发电要尽快实现产业化，离不开政府的政策支持和资金支持。目前国家虽然出台了一系列补贴政策和管理办法，但仍需要进一步细化。

（2）完善价格政策。需要抓紧制定生物质发电的相关补贴措施，建议参照某些地区对城市垃圾发电的补贴政策，根据农林剩余物处理吨数给予适当补贴。

（3）落实财税优惠政策。生物质发电属于利用农林废弃物发电产业，符合国家可替代能源发展战略，因此，可考虑比照城市生活垃圾发电，实行增值税即征即退的政策。

结束语：

总之，随着国家对新能源利用的日益重视和生物质燃烧技术的不断成熟，我国生物质发电厂的建设也将进入下一个高峰期。

参考文献

[1]翁丽娟.生物质发电的技术现状及发展[J].通讯世界.2017（12）

[2]赵巧良.生物质发电发展现状及前景[J].农村电气化.2018（03）

（作者单位：中国电建集团山东电力建设第一工程有限公司）