生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)發(fā)展與比較應(yīng)用

　　本文主要針對(duì)生物質(zhì)發(fā)電的產(chǎn)生背景，與其他發(fā)電方式的比較應(yīng)用，以及生物質(zhì)發(fā)電面臨的問題和發(fā)展前景作出討論，最后得出結(jié)論。生物質(zhì)發(fā)電雖然存在一些問題，但是它的優(yōu)勢與良好的發(fā)展前景決定了其發(fā)展的必要性，決定了生物質(zhì)發(fā)電與其他發(fā)電方式共同發(fā)展的地位。

　　電能是反應(yīng)國家發(fā)展水平的重要指標(biāo)，任何國家的生產(chǎn)生活都離不開電能，最近幾年來中國的能源、電力供求日趨緊張，高效發(fā)電成為重要的課題，而不可再生能源的利用一方面會(huì)使有限的不可再生能源不斷減少造成能源短缺，另一方面又會(huì)帶來環(huán)境污染，不符合可持續(xù)發(fā)展的要求，正因如此，國內(nèi)外發(fā)電行業(yè)對(duì)可再生性強(qiáng)、資源豐富、有利于改善環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展的生物質(zhì)資源的開發(fā)利用給予了極大的關(guān)注。于是生物質(zhì)能發(fā)電行業(yè)應(yīng)運(yùn)而生。相對(duì)于其他可再生能源的發(fā)電技術(shù)有其優(yōu)勢，所以也必將有所發(fā)展，對(duì)其研究也必有其價(jià)值。

　　1.發(fā)展背景

　　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。[1]

　　世界生物質(zhì)發(fā)電起源于20世紀(jì)70年代，世界性的石油危機(jī)爆發(fā)之后，不可再生能源短缺為世界敲響警鐘，丹麥?zhǔn)紫乳_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。從1990年開始，生物質(zhì)發(fā)電在歐美許多國家開始大發(fā)展。

　　中國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，80%的人口生活在農(nóng)村，以秸稈和薪柴等生物質(zhì)為主要生活燃料來源，所以中國有十分豐富的生物質(zhì)資源，擁有充足的可持續(xù)發(fā)展能源作物，同時(shí)還包括了各種荒地、荒草地、鹽堿地、沼澤地等。如果有效的利用這些資源，其發(fā)展?jié)摿薮?，一定程度上可解決能源危機(jī)。發(fā)展生物質(zhì)發(fā)電可以提高農(nóng)民收入，是變廢為寶的工程，服務(wù)于建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村。再者，生物質(zhì)發(fā)電有助于調(diào)整能源結(jié)構(gòu)和能源戰(zhàn)略，化石能源一直處于緊張狀態(tài)，影響到人們的生產(chǎn)生活，不可再生能源只會(huì)越用越少，不可無止盡的利用，而生物質(zhì)能源豐富可循環(huán)利用，是理想的調(diào)節(jié)能源結(jié)構(gòu)的方法。另一方面，火力發(fā)電會(huì)大量排放二氧化硫和氮氧化物，對(duì)環(huán)境造成巨大污染，而生物質(zhì)發(fā)電解決了空氣污染問題同時(shí)解決了桔梗堆放或焚燒引起的水資源污染，一舉兩得。

　　為推動(dòng)生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，2003年以來，國家先后核準(zhǔn)批復(fù)了河北晉州、山東單縣和江蘇如東3個(gè)秸稈發(fā)電示范項(xiàng)目，頒布了阿再生能源法》，并實(shí)施了生物質(zhì)發(fā)電優(yōu)惠上網(wǎng)電價(jià)等有關(guān)配套政策，從而使生物質(zhì)發(fā)電，特別是秸稈發(fā)電得到了迅速發(fā)展。2006年12月1日山東省首座生物發(fā)電廠——國能單縣生物發(fā)電項(xiàng)目正式投產(chǎn)發(fā)電。國家電網(wǎng)公司、五大發(fā)電集團(tuán)等大型國有、民營以及外資企業(yè)紛紛投資參與中國生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)的建設(shè)運(yùn)營。到2007年底，國家和各省發(fā)改委已核準(zhǔn)項(xiàng)目87個(gè)，總裝機(jī)規(guī)模220萬千瓦全國已建成投產(chǎn)的生物質(zhì)直燃發(fā)電項(xiàng)目超過15個(gè)，在建項(xiàng)目30多個(gè)。到2008年底，我國生物質(zhì)能發(fā)電總裝機(jī)為315萬千瓦[2]?？梢钥闯?，中國生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展正逐漸進(jìn)入預(yù)期軌道。2010年4月22日，由中國資源綜合利用協(xié)會(huì)技術(shù)裝備委員會(huì)主辦，湖南理昂再生能源電力有限公司、浙江大學(xué)熱能工程研究所、南通萬達(dá)鍋爐股份有限公司承辦的“中國生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)研討會(huì)’，在湖南省常德市澧縣召開。與會(huì)代表一致認(rèn)為，開發(fā)利用可再生能源，對(duì)于保障能源安全、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。隨著我國生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，裝機(jī)容量和建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，技術(shù)與裝備研發(fā)與運(yùn)營能力薄弱的問題日益突出。相關(guān)專家呼吁，要大力發(fā)展生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)與裝備，不斷探索創(chuàng)新生物質(zhì)發(fā)電企業(yè)運(yùn)營模式，以實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)發(fā)電的健康、快速發(fā)展。

　　2.與其他發(fā)電方法的比較

　　生物質(zhì)發(fā)電所用的生物質(zhì)是農(nóng)業(yè)、林業(yè)和工業(yè)廢棄物，也可以是城市垃圾，為廉價(jià)的可再生能源，與火力發(fā)電所用的不可再生能源相比，有著材料來源廣泛與環(huán)保優(yōu)勢;與水力發(fā)電相比，由于水力發(fā)電受到地域和自然資源的限制不能隨處興建水電站，且興建水電站占地規(guī)模大，耗時(shí)長，所需興建費(fèi)用大，發(fā)電手水流影響，發(fā)出電能需進(jìn)一步加工，而生物質(zhì)能可就地取材，材料豐富且價(jià)格低廉;生物質(zhì)能發(fā)電廠和風(fēng)電相比，由于風(fēng)能都不易控制不夠穩(wěn)定，對(duì)電網(wǎng)的沖擊較大，而生物質(zhì)發(fā)電的電能質(zhì)量好，不具有波動(dòng)性和間歇性，方便并網(wǎng);而相比光電，太陽能發(fā)電目前的利用還是很少的，總裝機(jī)容量為100萬kw，利用率仍然很低。國能生物發(fā)電有限公司總經(jīng)理徐欽田介紹說：“截至2004年底，全球生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī)已達(dá)3900萬千瓦，是風(fēng)電、光電、地?zé)岬瓤稍偕茉窗l(fā)電量的總和?！笨梢娚镔|(zhì)發(fā)電在與其他發(fā)電方式相比時(shí)各方面都顯示出一定優(yōu)勢，而且生物質(zhì)發(fā)電相對(duì)于其他剩余資源化利用方式，生物質(zhì)燃燒直接發(fā)電是利用率最高且最簡單的轉(zhuǎn)換方式，農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電的農(nóng)林剩余物燃燒效率可達(dá)90%以上。系統(tǒng)綜合發(fā)電效率可達(dá)30%以上，如果采用熱電聯(lián)產(chǎn)方式，系統(tǒng)綜合效率可達(dá)80%以上[3]，所以生物質(zhì)發(fā)電必然有其發(fā)展空間。

　　3.生物質(zhì)發(fā)電發(fā)展前景與面臨的問題

　　由于目前社會(huì)高速發(fā)展帶來的能源短缺以及對(duì)環(huán)境的污染，1993年中國石油依存度為0.45%，到2010年將高達(dá)55%，隨時(shí)可能爆發(fā)能源危機(jī)。2020年我國將基本實(shí)現(xiàn)工業(yè)化和全面建設(shè)小康社會(huì)，屆時(shí)我國能源需求總量將達(dá)到30億噸——36億噸標(biāo)準(zhǔn)煤[3]，開發(fā)利用可再生能源，對(duì)于保障能源安全、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展都具有重要的意義?？梢娚镔|(zhì)能發(fā)電符合廣泛的市場需要。

　　我國林業(yè)生物質(zhì)能源原料豐富。在已查明的油料植物中，種子含油率在40%以上的植物有150多種，能夠規(guī)?；嘤玫膯坦嗄緲浞N有10多種?？梢岳眠呺H性土地種植非糧能源作物。據(jù)專家介紹，我國存在約1億公頃的山地、灘涂、鹽堿地等邊際性土地，不宜種植糧食作物，但可以作為能源等專業(yè)植物種植的土地。我國農(nóng)林業(yè)的廢棄物都可作為生物能源原料。我國每年生產(chǎn)糧食5億噸，產(chǎn)生秸稈近7億噸，這都可以成為生物能源的主要原料。此外，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的畜禽糞便，森林中的枯枝腐葉，城市的工業(yè)有機(jī)廢棄物，城市生活中廢棄的廚余垃圾、泔水等等，所有的有機(jī)物質(zhì)都可以轉(zhuǎn)化為生物能源[4]。我國有著豐富的生物質(zhì)資源，為生物質(zhì)發(fā)電提供了良好的發(fā)展條件?？偟恼f來生物質(zhì)能資源分布廣，環(huán)境影響小，開發(fā)潛力大，可以持續(xù)利用，生物質(zhì)能發(fā)電行業(yè)有著廣闊的發(fā)展前景。

　　但是，生物質(zhì)發(fā)電由于剛剛起步，很多技術(shù)體制并不完善，仍然面臨著許多問題，其中最大的問題是建設(shè)和運(yùn)營成本高，成本約為煤電成本的1.5倍，上網(wǎng)電價(jià)尚不能支持生物質(zhì)發(fā)電廠本身的運(yùn)營，需要國家政策的保護(hù)扶植，目前還不符合經(jīng)濟(jì)效益的要求。但是隨著技術(shù)發(fā)展與新方法的出現(xiàn)，成本問題一定會(huì)得以解決。其次，目前生物質(zhì)發(fā)電還缺乏核心技術(shù)和設(shè)備，國內(nèi)從基礎(chǔ)性科學(xué)、工程設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)備等方面的研究都滯后于現(xiàn)在產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水平[3]。燃料鍋爐及燃料運(yùn)輸系統(tǒng)技術(shù)和設(shè)備都需從國外引進(jìn)。但是這一問題隨著國內(nèi)的研究和投入一定會(huì)得到解決。另外，產(chǎn)業(yè)體系也還顯得薄弱，燃料組織收購儲(chǔ)存運(yùn)輸都存在一定困難，但是隨著人們對(duì)生物質(zhì)發(fā)電的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)以及體制進(jìn)一步完善，這些問題也會(huì)得到解決。

　　4.結(jié)語

　　生物質(zhì)發(fā)電在我國有著強(qiáng)烈的發(fā)展需要和廣闊的發(fā)展前景，但也存在一定問題，不能取代其他發(fā)電方式，但必然有其發(fā)展空間，可以與其他發(fā)電方式配合發(fā)電，各取其優(yōu)點(diǎn)，一定程度上緩解能源壓力和環(huán)保問題。