1、生物質(zhì)能發(fā)電及其技術(shù)生物質(zhì)能是唯一一種既可再生又可儲(chǔ)存運(yùn)輸?shù)哪茉?。中國生物質(zhì)能在能源消費(fèi)中約占20﹪但大部分仍處于低效應(yīng)用和直接焚燒的狀況。生物質(zhì)發(fā)電主要是利用農(nóng)業(yè)、林業(yè)和工業(yè)廢棄物為原料，也可以將城市垃圾為原料，采取直接燃燒或氣化的發(fā)電方式。對(duì)發(fā)電行業(yè)在當(dāng)前化石燃料如煤炭、石油、天燃?xì)獾染o缺的狀況下，開發(fā)并產(chǎn)生各種可再生能源來代替化石燃料，是世界解決能源緊缺的一種有效途徑。生物質(zhì)能是綠色可再生能源，生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)也是綠色電力能源技術(shù)，

2、國家出于環(huán)境保護(hù)及開發(fā)可再生能源的目的對(duì)于污染治理和綠色電力能源技術(shù)的研究和整合十分重視。由于我國生物質(zhì)資源豐富可開發(fā)潛力大而且生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)的日趨成熟，并且發(fā)展生物質(zhì)綠色電能是調(diào)整能源結(jié)構(gòu)實(shí)施可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求。另外國內(nèi)相關(guān)政策的出臺(tái)將打通生物質(zhì)能發(fā)電在內(nèi)的綠色電力上網(wǎng)的瓶頸，因此生物質(zhì)能發(fā)電在我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展的大環(huán)境下其發(fā)展走向已引起人們的關(guān)注，生物質(zhì)能發(fā)電也將成為朝陽產(chǎn)業(yè)。生物質(zhì)有四種發(fā)電的形式。生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電生物質(zhì)直

3、接燃燒發(fā)電技術(shù)是指利用生物質(zhì)燃燒后的熱能轉(zhuǎn)化為蒸汽進(jìn)行發(fā)電，在原理上，與燃煤火力發(fā)電沒有什么區(qū)別。其原理是將儲(chǔ)藏在生物質(zhì)中的化學(xué)能通過在特定蒸汽鍋爐中燃燒轉(zhuǎn)化為高溫、高壓蒸汽的內(nèi)能，再通過蒸汽輪機(jī)轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)子的動(dòng)能，最后通過發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為清潔高效的電能。生物質(zhì)氣化發(fā)電生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)是把生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為可燃?xì)怏w再利用可燃?xì)怏w，燃?xì)獍l(fā)電設(shè)備進(jìn)行發(fā)電。其原理是將儲(chǔ)藏在生物質(zhì)中的化學(xué)能通過在特定氣化爐中燃燒轉(zhuǎn)化為可燃?xì)怏w，再通過燃?xì)鈾C(jī)發(fā)電系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為

4、清潔高效的電能。沼氣發(fā)電技術(shù)是隨著沼氣綜合利用的不斷發(fā)展而出現(xiàn)的一項(xiàng)沼氣利用技術(shù)它將沼氣用于發(fā)動(dòng)機(jī)上并裝有綜合發(fā)電裝置以產(chǎn)生電能和熱能是有效利用沼氣的一種重要方式。沼氣多產(chǎn)生于污水處理廠、垃圾填埋場(chǎng)、酒廠、食品加工廠、養(yǎng)殖場(chǎng)等。沼氣是在厭氧條件下有機(jī)物經(jīng)多種微生物的分解與轉(zhuǎn)化作用后產(chǎn)生的可燃性氣體，屬于生物質(zhì)能的范疇，主要成分是甲烷二氧化碳，其中甲烷含量約為50%～70%，二氧化碳含量為30%～40%（容積比）還有少量的硫化氫、氮、氧、

5、氫等氣體，約占總含量的10%～20%。甲烷在空氣中與火燃燒，轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸己退⑨尫懦瞿芰?。沼氣發(fā)酵又稱為厭氧消化、厭氧發(fā)酵或甲烷發(fā)酵，是指有機(jī)物質(zhì)在一定的水分、溫度和厭氧條件下，通過種類繁多、數(shù)量巨大且功能不同的各類微生物的分解代謝，最終形成甲烷和二氧化碳等混合性氣體（沼氣）的復(fù)雜生物化學(xué)過程。生物質(zhì)混合燃燒發(fā)電是指將生物質(zhì)原料應(yīng)用于燃煤電廠中，使用生物質(zhì)和煤兩種原料進(jìn)行發(fā)電。其原理是將生物質(zhì)和煤一起在鍋爐中燃燒轉(zhuǎn)化為高溫、高壓蒸汽

6、的內(nèi)能，再通過蒸汽輪機(jī)轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)子的動(dòng)能，最后通過發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化電能。生物質(zhì)和煤混合燃燒技術(shù)可分為直接混燒和氣化利用兩種形式。生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)集環(huán)保與可再生能源利用于一體，受到各國政府的重視，特別是在目前能源和環(huán)保的雙重壓力下，從戰(zhàn)略需求出發(fā)，各國都加大投資力度進(jìn)行開發(fā)利用。生物質(zhì)直燃發(fā)電技術(shù)在大規(guī)模下效率較高，但它要求生物質(zhì)集中，數(shù)量巨大，如果考慮大規(guī)模收集運(yùn)輸，電廠的運(yùn)行管理成本較高，而小規(guī)模直燃發(fā)電技術(shù)存在效率較低的問題。直燃發(fā)電技術(shù)在國

7、外已進(jìn)入推廣應(yīng)用階段，但在中國還沒有形成系統(tǒng)性研究，許多問題亟待解決。如：以秸稈為燃料容易在爐膛內(nèi)結(jié)渣、結(jié)焦或沉積于受熱面，嚴(yán)重影響鍋爐換熱，甚至造成腐蝕，制約生物質(zhì)鍋爐長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。生物質(zhì)和煤混合燃燒發(fā)電技術(shù)，規(guī)模靈活經(jīng)濟(jì)性較好。美國和歐盟已建設(shè)了混合燃燒示范工程，裝機(jī)容量在50MW～700MW。中國還處于技術(shù)研究階段，實(shí)際應(yīng)用剛剛起步缺乏自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。該技術(shù)生產(chǎn)實(shí)踐中仍有一些實(shí)際問題需要解決，如：燃煤鍋爐燃燒溫度通常介于1000℃～

8、1250℃，高于生物質(zhì)的灰熔點(diǎn)，容易引起結(jié)渣等。生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)具有有投資少，發(fā)電成本較低，靈活性好的特點(diǎn)，是同類技術(shù)中最具競(jìng)爭(zhēng)力的技術(shù)之一，比較符合發(fā)展中國家的情況。但該發(fā)電技術(shù)在配套設(shè)備和系統(tǒng)優(yōu)化集成方面仍然存在不足，電廠的自動(dòng)化控制程度較低，生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)市場(chǎng)。生物質(zhì)能發(fā)電體系是涉及面龐大的社會(huì)系統(tǒng)工程會(huì)引起國家農(nóng)村經(jīng)濟(jì)和能源環(huán)境的巨大變化，因此建議各級(jí)政府和發(fā)電企業(yè)開拓思維、革新管理創(chuàng)新技術(shù)，確保秸稈成型、收集、儲(chǔ)藏、運(yùn)輸

9、模式安全、生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)，使生物質(zhì)能發(fā)電盡快地走向市場(chǎng)，參與競(jìng)價(jià)上網(wǎng)。（7）調(diào)整上網(wǎng)電價(jià)?，F(xiàn)行的上網(wǎng)定價(jià)政策難以支撐生物質(zhì)發(fā)電廠的正常運(yùn)營。要根據(jù)我可再生能源法中促進(jìn)可再生能源開發(fā)利用和經(jīng)濟(jì)合理的原則，按照我國價(jià)格法中成本加合理利潤(rùn)的基本原則，充分考慮有關(guān)法規(guī)要求，從保證農(nóng)民利益和生物質(zhì)發(fā)電行業(yè)基本生存能力的角度出發(fā)，適時(shí)調(diào)整生物質(zhì)發(fā)電電價(jià)。我國的生物質(zhì)熱解氣化及熱利用技術(shù)近年來也有長(zhǎng)足的發(fā)展。目前全國已建成農(nóng)村氣化站200多個(gè)，谷殼氣化發(fā)電

10、設(shè)備100多臺(tái)(套)。由中科院廣州能源研究所研發(fā)的“4MW生物質(zhì)氣化聯(lián)介循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)”以谷殼、木屑、稻草等多種生物質(zhì)廢棄物為原料，發(fā)電效率可達(dá)20%～28%，能滿足農(nóng)村處理農(nóng)業(yè)廢棄物的需要。中國生物質(zhì)燃料發(fā)電已具有了一定的規(guī)模，主要集中在南方地區(qū)的許多糖廠利用甘蔗渣發(fā)電。廣東和廣西2省(區(qū))共有小型發(fā)電機(jī)組300余臺(tái)，總裝機(jī)容量800MW，云南也有一些甘蔗渣電廠。中國第一批農(nóng)作物秸稈燃燒發(fā)電廠在河北石家莊晉州市和山東菏澤市單縣建設(shè)。國家

11、高科技發(fā)展計(jì)劃(“863”計(jì)劃)已建設(shè)4MW規(guī)模生物質(zhì)(秸稈)氣化發(fā)電的示范工程，系統(tǒng)發(fā)電效率可達(dá)到30%左右。世界生物質(zhì)發(fā)電起源于20世紀(jì)70年代，當(dāng)時(shí)，世界性的石油危機(jī)爆發(fā)后，丹麥開始積極開發(fā)清潔的可再生能源，大力推行秸稈等生物質(zhì)發(fā)電。自1990年以來，生物質(zhì)發(fā)電在歐美許多國家開始大發(fā)展。我國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，并且擁有著豐富的生物質(zhì)資源，大力發(fā)展生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)對(duì)于解決當(dāng)前電力供應(yīng)不足，增加農(nóng)民收入以及減少環(huán)境污染等方面具有十分重要的意

12、義，隨著農(nóng)業(yè)、林業(yè)的發(fā)展，特別是我國有計(jì)劃地研究開發(fā)各種速生能源作物和能源植物，生物質(zhì)能資源的種類和產(chǎn)量將會(huì)越來越大，未來開發(fā)和利用潛力非常巨大在《可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》中提出，到2020年，我國生物質(zhì)發(fā)電的裝機(jī)容量要達(dá)到30000MW。中國在哥本哈根會(huì)議上承諾，2010年單位GDP能耗比2005年減少20%，主要污染物排放減少10%。一系列政策決定未來低碳經(jīng)濟(jì)是國內(nèi)能源政策的主要方向，國內(nèi)能源政策的結(jié)構(gòu)調(diào)整在很大程度上體現(xiàn)在電力結(jié)

13、構(gòu)的調(diào)整上，生物質(zhì)能發(fā)電行業(yè)在“十二五”階段仍將作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)予以重點(diǎn)扶持，這就保證了生物質(zhì)發(fā)電企業(yè)的盈利能力。相比于國內(nèi)還處于初步的發(fā)展階段，國外的技術(shù)早期就開始進(jìn)行研究，有了較為先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)。在國外從20世紀(jì)90年代起丹麥、奧地利等歐洲國家開始對(duì)生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)進(jìn)行開發(fā)和研究。經(jīng)過多年努力已研制出用于木屑、秸稈、谷殼等發(fā)電的鍋爐。丹麥各電力組織為此進(jìn)行了規(guī)劃篩選了一批研究項(xiàng)目并重點(diǎn)對(duì)燃燒秸稈和木屑的鍋爐與大型燃煤鍋爐并聯(lián)運(yùn)行發(fā)電供

14、熱進(jìn)行了研究。1988年誕生了世界上第一座秸稈生物燃燒發(fā)電廠。如今已有130家秸稈發(fā)電廠遍及丹麥秸稈發(fā)電等可再生能源占到全國能源消費(fèi)量24%以上。在美國生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī)容量已達(dá)1050萬kW，70%為生物質(zhì)—煤混合燃燒工藝單機(jī)容量1～3萬kW發(fā)電成本3～6美分(kwh)預(yù)計(jì)到2015年裝機(jī)容量將達(dá)1630萬kW。日本城市垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)發(fā)展更快垃圾焚燒處理的比例已接近100%。顯著的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和良好的經(jīng)濟(jì)性構(gòu)成了生物質(zhì)氣化技術(shù)裝備進(jìn)入市場(chǎng)的

15、基本動(dòng)力。可以預(yù)見，隨著農(nóng)村整體經(jīng)濟(jì)實(shí)力增強(qiáng)，對(duì)高效能的潔凈氣化能源的需求增大，生物質(zhì)能必將與太陽能、風(fēng)能、地?zé)?、沼氣等一起被列為農(nóng)村能源開發(fā)與利用的重點(diǎn)，而且其市場(chǎng)覆蓋面會(huì)越來越廣闊。同時(shí)，生物質(zhì)氣化技術(shù)具有原料可再生及對(duì)環(huán)境友好的特點(diǎn)，因而受到關(guān)注程度越來越高，2010年10月，由華北電力大學(xué)、國能生物發(fā)電集團(tuán)、龍基電力集團(tuán)和濟(jì)南鍋爐集團(tuán)組建的生物質(zhì)發(fā)電成套設(shè)備國家工程實(shí)驗(yàn)室建設(shè)啟動(dòng)。這些科研機(jī)構(gòu)的參與，將大大促進(jìn)基礎(chǔ)研究成果與產(chǎn)業(yè)