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生物質燃料的前景范文1
一、多能互補的必要性
數據顯示，我國60％左右農村人口仍然靠傳統的秸桿和薪材等解決能源問題。全國農村每年直接消耗的各種能源相當于5.6億噸標準煤，占全國總能耗的一半左右。發展新能源已成為改變農村能源使用結構，減少環境污染以及促進農村社會和諧發展的重要手段。然而，農村新能源到底該向何發展，發展中要解決哪些問題?
農村新能源主要包括沼氣、太陽能、風力發電、微小水電、生物質能這幾個方面。現階段農村能源應該多種形式并存，不同的地區應根據自身的特點，確定適合當地經濟發展水平的發展方向和發展重點。
在談到農村新能源利用時，國務院發展研究中心研究員周宏春教授提出了“四位一體”和“五配套”的概念?！八奈灰惑w”，就是以太陽能為動力，以沼氣為紐帶，將種植業和養殖業結合起來，在全封閉條件下將沼氣池、豬禽舍、廁所和日光溫室等一體化。
“這樣既解決農村的能源供應，改善農民衛生和生活環境，又可以減少農作物和蔬菜生長中農藥化肥的使用量，提高食品品質和食品安全。”“五配套”模式，是建一個沼氣池、一個果園、一個暖圈、一個蓄水窖和一個看營房，實行人廁、沼氣、豬圈三結合的立體養殖和多種經營系統。
農村新能源代表著未來能源利用的方向，發展前景是很好的。但是，一些地區受技術水平制約，影響了農村新能源技術的推廣使用。此外，隨著農村養殖戶的減少，沼氣的替代能源問題也是需要考慮的。拿沼氣發展來說，要跳出為沼氣而建沼氣池的單純觀念，將推廣沼氣與養殖、種植相結合，打造“養殖一沼氣一種植”的模式，促進經濟增長方式的轉變，達到“三沼(氣、渣、液)”綜合利用，增加農民收入的目標。
總之，農村能源的發展應堅持“因地制宜，多能互補，綜合利用，講求效益”?！疤貏e是要重視發展生物質能技術及其產業?！鞭r村能源行業協會會長朱明強調說。具體來說，就是大力發展以秸稈、稻草等這些原料豐富、取材容易的生物質能，以及清潔的太陽能、風能、微水電等可再生能源，同時通過改革爐具等措施提高能源利用效率，以實現農村地區社會經濟的可持續發展。
國家發展改革委副主任解振華表示，未來我國將有序推進以秸稈為主要原料的生物質能源。為緩解資源能源約束，發展循環經濟，保護環境，應對氣候變化，我國將大力推動農作物秸稈在農業領域的循環利用，積極發展以秸稈為原料的加工業，有序發展以秸稈為原料的生物質能源。
二、生物質產業和技術在各國的發展概況
生物質產業已受到了國際社會的廣泛關注，許多國家制定了促進生物質產業發展的相關政策，并投入了大量的資金用于研究開發和推廣應用。由于生物質能作為可再生能源僅次于煤炭、石油、天然氣之后第四大能源，因此它在整個能源系統中占有重要的地位。近些年來，開發利用生物質能成為當前國內外廣泛關注的重大課題，既涉及農業和農村經濟發展，又關系到國家的能源安全。作為經濟快速發展的中國，大力開發新型可再生能源已經是國家發展的重要戰略，因此開發利用生物質能這一課題，有利于中國開拓新能源，并且能夠緩解能源供需矛盾，也是解決“三農”問題，保證社會經濟持續性發展的重要任務。
生物質能的利用分為兩種：直接用作燃料的有農作物的秸稈、薪柴等；間接作為燃料的有農林廢棄物及藻類等，它們通過微生物作用生成沼氣，或采用熱解法制造液體和氣體燃料，也可制造生物炭。生物質能是世界上最為廣泛的可再生能源。據估計，每年地球上僅通過光合作用生成的生物質總量就達1440～1800億噸(干重)，其能量約相當于20世紀90年代初全世界總能耗的3～8倍。但是尚未被人們合理利用，多半直接當薪柴使用，效率低。影響生態環境。
現代生物質產業是利用農作物及其殘體、畜禽糞便、有機廢棄物等可再生或循環的有機物質為原料，通過TA性加工轉化生產化工產品、生物質燃料和生物能源以及生物質產品的一個格外引人關注的新興產業。生物質既是可再生能源，也能生產出上千種的化工產品，且因其主要成分為碳水化合物，在生產及使用過程中與環境友好、又勝石油能源一籌。
目前我國的秸稈產出量已超過7億噸，折合成標煤約為3.5億噸，相當于7個神東煤田，全部利用可以減排8.5億噸二氧化碳，相當于2007年全國二氧化碳排放量的1／8。隨著國家明確提出到2015年秸稈綜合利用率在80％的行動目標，我國秸稈資源化駛入快車道。以“秸稈能源”為代表的生物質能利用，在大力發展低碳經濟的背景下，進入人們的視野。
目前。世界上較為成熟、可規?；_發利用的生物質技術主要集中在發電、固化成型燃料、沼氣和液體燃料等方面。其中，生物質發電在發達國家已受到廣泛重視，2005年全世界生物質發電的裝機容量約達5000萬千瓦，主要集中在北歐和美國。
生物質固化成型燃料在發達國家通常用來替代煤、燃氣等作為民用燃料進行炊事、取暖，或用于區域供熱和發電等。美國和歐洲一些國家的生物質成型燃料產品已進入商業化階段，并相應開發了專用爐具；泰國、印度、越南、菲律賓等國也建成了一些生物質成型燃料生產廠，逐漸進入了規模化生產階段。
沼氣技術已經在有些國家普遍應用，歐洲和印度等地已建設了大量的戶用沼氣和大中型沼氣工程。截至到2003年底，德國的大中型沼氣工程總數已超過3000個，大多采用以畜禽糞便和秸稈為主要原料的厭氧消化工藝，機械化和自動化程度很高，生產出來的沼氣主要用于發電。
生物液體燃料已實現規?；a和應用。2005年，全世界生物燃料乙醇的總產量約為3000萬噸，主要集中在巴西和美國；生物柴油總產量約220萬噸，主要集中在德國。巴西以甘蔗為原料生產燃料乙醇，2005年的消費量為1200萬噸，替代了當年汽油消費量的45％；美國主要利用耕地多、產量大的玉米為原料，同時積極發展纖維素制取燃料乙醇技術。歐盟對生物燃料也很重視。主要以大豆、油菜籽和回收的動植物廢油等為原料生產柴油，2005年原歐盟15個成員國年產量約200萬噸，占世界總產量的90％，其中德國年產量約為150萬噸。
三、中國生物質產業的發展情況
中國農業生物質資源主要有農作物秸稈、畜禽糞便、農產品加工業副產品和能源作物等，資源豐富，產業發展潛力巨大。農業生物質具有資源種類多，分布范圍廣的特點，可轉化為電力、燃氣和液體燃料等多種商品位能源。
一直致力于生物質能研究的中國農業大學石元春院士認為，以秸稈為原料的現代能源是一個新興產業。在當今發展清潔能源應對全球氣候變暖的大形勢下，秸稈迎來了 一個發展現代能源產業的重大機遇。
根據最新資料和有關專家預測，我國秸稈目前的用途是：還田15％，飼料16％，工業原料3％，薪柴50％和露地焚燒16％。也就是說，目前秸稈中的66％，約6_7億噸是用于能源的，具有替代2.4億噸標煤和減排5.8億噸二氧化碳的能力。
秸稈還田、秸稈飼料、工業原料和薪柴的利用屬于傳統產業提升，而以秸稈為原料的現代能源是一個新興產業。據了解，秸稈能源在歐洲發展已經有30多年，特別是北歐的丹麥和瑞典，秸稈發電和顆粒燃料的技術成熟度和商業化程度最高。
1、農作物秸稈
2004年我國小麥、玉米、稻谷、棉花、大豆、薯類、油料等主要農作物產量達4.69億噸，秸稈產量約為5.96億噸。預計到2020年我國主要作物的秸稈總量將達到8億噸左右。其中，約有50％左右農作物秸稈用作農村居民生活用能，由于采用傳統的燃燒方式，效率低下；我國以甘蔗渣及稻殼發電為應用方式的生物質燃燒發電已得到初步應用，總裝機容量達800兆瓦；固化成型燃料技術已初步形成了研究、開發和應用同步推進的良好勢頭；以秸稈過腹還田、粉碎還田和生產有機肥還田的技術已形成一定應用規模；以秸稈為主要原料生產生物質材料的技術研究已經起步。
目前我國秸稈能源化主要有直接作為農村生活燃料、秸稈氣化、壓塊替代煤炭燃料以及秸稈發電這幾個途徑。其中秸稈氣化、壓塊替代煤炭燃料和秸稈發電已經在不少地方進行了探索和推廣。
發展秸稈顆料燃料產業前景廣闊。中國現年消費煤炭26億噸，其中中小鍋爐用約10億噸，是溫室氣體排放大戶，如果采用秸稈顆粒燃料替代，減排效益不可低估。
在中國，截至2007年底，核準的生物質直燃發電項目約百個，裝機容量2500兆瓦，建成投交并網發電的項目總裝機容量400兆瓦以上。截至2008年底，中國國能生物質發電集團已有10個30兆瓦和7個12兆瓦的生物質電站正在運營，其中單縣電站裝機容量30兆瓦，年發電2.2億千瓦時，可替代8.7萬噸標煤的燃煤，減排18萬噸二氧化碳，農民年新增收入6000萬元和獲得1000多個工作崗位。秸稈直燃發電的技術和設備已經可以全部自主與國產。
秸稈能源產業還將為農民帶來增收的機會。以每噸秸稈農民可獲250至300元算，全國4億噸能源用秸稈就能獲得1000億至1200億元。計劃2012年達40億元。此外，農村的能源中，由煙熏火燎燒薪柴到燒顆粒燃料，能效可以提高2～3倍，能源消費質量也將顯著提高。
2、能源作物
能源作物指經專門種植，用以作為能源原料的草本和木本植物，如甜高粱、甘蔗、木薯以及油菜等。全國未利用土地總面積為24508.79萬公頃，其中有6020.56萬公頃土地資源可供能源作物的開發種植。另外，每年還有約900萬公頃不同類型的季節性農閑地，可以種植能源作物。
3、生物液體燃料
我國已建設了以陳化糧為原料生產燃料乙醇的示范工程，分別在6省市進行示范，燃料乙醇年生產能力已達102萬噸。在非糧食作物生產燃料乙醇方面也取得了一定進展，已培育出適應鹽堿地種植的“醇甜系列”雜交甜高粱品種，并建成了產業化示范基地；培育并引進了多個優良木薯品種，平均畝產超過3噸；育成了一批能源甘蔗新品系和能、糖兼用型甘蔗品種，并篩選出了適合甘蔗清汁發酵的菌株和活性干酵母菌株。
此外，我國已對利用菜籽油、棉籽油、烏桕油、木油、茶油和地溝油等原料生產生物柴油的技術開展了研究，目前已有年產10萬噸生物柴油的生產能力。我國在雙低油菜與雜種優勢利用的結合上已達到國際先進水平：在油菜、油葵等主要作物上已開發出高含油量品種，含油量高達51.6％；為了不與食用油和工業用油爭原料，還開發了利用麻瘋樹果實、黃連木籽等能源作物生產生物柴油的技術，初步具備了商業化發展的條件；在利用季節性農閑地種植油菜生產生物柴油方面具有很大潛力。
四、生物質產業在中國未來的前景
以生物質為原料生產綠色能源和環境友好產品是人類實現可持續發展的必由之路，已成為世界科技領域的前沿。隨著經濟的發展和社會的進步，世界各國將會更加重視環境保護和全球氣候變化問題，通過制定新的能源發展戰略、法規和政策，進一步加快生物質產業的發展。
從目前生物質的資源狀況和技術發展水平看，今后發展的主要趨勢是發電、供熱、生產液體燃料和生物質材料等。最近20多年來，生物質技術發展很快，產業規模、經濟性和市場化程度逐年提高，預計在2010～2020年間，大多數生物質技術可形成較強的市場競爭力，在2020年以后將會有更快的發展，并逐步成為主導產業。
生物質產業正成為朝陽產業。在中國發展生物質產業具有深遠的意義，不僅有利于解決資源、能源短缺和環境污染問題，更是解決好“三農問題”、加快社會主義新農村建設的戰略舉措。中國政府高度重視生物質產業的發展。已經研究制定了一系列促進生物質產業發展的相關政策。
加強生物質技術研究與工程集成，在固化成型、燃燒、沼氣、燃料乙醇、生物質材料等方面的關鍵技術研究和裝備開發方面取得突破性進展，創新一批具有自主知識產權的技術和產品；推廣一批先進的生物質工程技術；建成一批生物質產業化示范工程；開展我國農業生物質資源現狀調查，初步查清我國生物質資源的擁有量和分布情況，建立生物質資源數據庫，促進我國農業生物質產業的形成與發展。
全面推進生物質工程科技創新，在生物質能源轉化和材料利用等方面達到國際先進水平，部分技術達到國際領先水平，增強我國農業生物質產業的國際競爭力。提高生物質能和產品在能源消費中的比重，通過生物質利用解決農村生活燃料短缺問題；基本實現農業廢棄物的資源化利用，促進我國生態環境保護和社會經濟的可持續發展。
以科學發展觀為統領，以國家目標和市場需求為導向，針對我國生物質產業發展的關鍵環節，選擇秸稈綜合利用、農業有機廢棄物資源化和能源作物開發為切入點，通過技術研究、集成和重點突破，創新生物質工程技術，加快生物質科研成果轉化，促進生物質產業化進程，為建設社會主義新農村、為提高國家能源保障能力、為全面實現資源節約型和環境友好型社會建設目標提供重要的科技和產業支撐。
我國政府及有關部門已連續在四個國家五年計劃將生物質能利用技術的研究與應用列為重點科技攻關項目，開展了生物質能利用技術的研究與開發，如戶用沼氣池、節柴炕灶、薪炭林、大中型沼氣工程、生物質壓塊成型、氣化與氣化發電、生物質液體燃料等，取得了多項優秀成果?！犊稍偕茉捶ā返暮蛯嵤┍砻髦袊言诜缮厦鞔_了可再生能源包括生物質能在現代能源中的地位，并在政策上給予了巨大優惠支持，“農林生物質工程”也已經成為“十一五”國家科技支撐計劃重大項目。
對國際上生物質產業發展趨勢和中國生物質產業發展現狀，以及需要解決的緊迫問題與薄弱環節，選擇秸稈綜合利用、農業有機廢棄物資源化和能源作物開發，增強我國農業生物質產業的競爭力，提高生物質能和在能源消費中的比重，通過生物質利用解決農村生活燃料短缺問題，基本實現農業廢棄物的資源化利用，促進我國生態環境保護和社會經濟的可持續發展。雖說生物質產業是世界發展和新興的朝陽產業。但其當前成本與價格尚難與石油基產品競爭。
利用取之不盡，用之不竭的農林生物質生產材料和石油化工產品是綠色化學的重要研究方向。
生物質燃料的前景范文2
【關鍵詞】生物質能；農村；發展
一、我國農村現有生物質能源利用的現狀
我國耕地面積為18.37億畝，鹽堿地約14.87億畝。農民是土地真正意義上的主人和耕種者，多年來我國農村多實行自由式耕種方法，種什么，種多少，都取決于農民。對于耕種非糧生物質能源的原材料如：蓖麻、甜高粱、木薯、麻瘋樹、棕櫚、蘇子等，缺乏統籌安排，農業產業化格局還沒有形成，一部分未耕土地還沒有得到合理的利用，在農村發展生物質能有很大的潛力；多年來我國政府大力倡導在滿足城鎮居民口糧的基礎上，挖掘閑散地，規?；N植非糧生物質可燃原料，針對農村具體情況，合理安排土地資源，走可持續發展的高效、低碳、環保之路，經過努力目前已經初見成效；我國從南到北建立了很多非糧生物質燃料的原材料生產示范基地，加快了農業結構調整的進度；我國農村傳統的能源轉換形式是直接燃燒秸稈類農作物，用于取暖、燒飯，這種極為落后的高污染、低熱量的能源利用方式，造成資源浪費和嚴重的環境污染。目前適合我國農村生物質能發展的非糧物質有很多，按照生物質的特點及轉化方式可分為固體燃料、液體燃料、氣體燃料三種。
二、固體生物質燃料
固體生物質燃料是指農作物秸稈、薪柴、喬木、谷殼等可燃性物質。我國農作物僅秸稈一項年產量就可達到7億噸，稻殼、蔗渣等農業加工殘余物0.84億噸，薪柴及林業加工廢料1.58億噸。在可開發的生物質資源中，能源作物的種植和開發潛力很大，農作物秸稈有40％作為飼料、肥料和工業原料，尚有60％可用于能源開發利用，約相當2.1億噸的標準煤；薪柴也是重要生物質資源，有40％林業剩余物可以利用，約相當0．3億噸的標準煤；大量的農業副產品的剩余物、廢棄物，蘊藏著巨大的生物質能源，為生物質能的利用開辟了一條重要途徑。
目前我們采取一種新技術，將秸稈、稻殼去濕、去雜土，在一定溫度和壓力下壓縮成塊狀、棒狀、顆粒狀等成型燃料。提高了其運輸和儲存能力，改善秸稈燃燒性能，提高利用效益。在我國農村，對生物質資源比較集中的地區，可以就地取材，減少成本。利用小型生物質發電設施，通過燃燒秸稈和灌木屑發電，既可做到廢物利用，又可以降低發電過程對環境的污染。另外，現有農村電廠利用木材屑和農作物的殘余物與煤的混合燃燒是比較現實的一項技術，這樣提高了農林廢棄物的利用率，也降低了純燃煤對大氣的污染，緩解人們對化石能源的依賴。我國在秸稈固體成型的生產和應用方面已經初步形成了一定的規模，主要以鋸末和秸稈、稻殼、灌木為原料，滿足農村居民的生活用能、農機具用能和發電用能等。近些年來國家出臺一系列政策，采取綜合性補助的方式，支持從事秸稈成型燃料的農村加工企業，尤其鼓勵農村小型生物質電廠的建設。目前開展的一般生物質直接燃燒發電，這項技術相對較為簡單很容易掌握，適合在農村發展。我國技術人員開發出適合村鎮使用的小型生物質發電設備，利用稻殼、秸稈作原料，因地制宜地走適合村鎮發展電力（village power plant）的道路，在農村節能減排中做出了貢獻。
三、液體生物質燃料
生物液體燃料是指生物乙醇、生物柴油，它作為化石能源石油的替代品，是液體燃料中理想的選擇。液體生物燃料來源于可再生能源，溫室氣體凈排放幾乎是零，是理想的朝陽產業。我們研制的以玉米、甘蔗、甜菜、豆類、食用油為第一代生物燃料原料的生產技術已經被淘汰。以秸稈類、谷殼類、甘薯、蓖麻等為原料的非糧生物燃料生產技術已經形成，而這類原料取于農村、用于農村，成本低廉，可以形成規?；a。產品如有剩余還可以作為商品燃油的形式賣給城市居民，增加農民收入。以秸稈、谷殼、麻瘋樹、甘薯、蘇子、亞麻等農業廢棄物、非糧植物為原料的第二代生物燃料被公認為具有巨大的替代石油的潛力，據有廣闊的市場發展前景。
生物質燃料的前景范文3
關鍵詞：生物質；燃料；液化；進展；
中圖分類號：TK6 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3520（2015）-01-00-02
液體燃料的不足已嚴重威脅到我國的能源與經濟安全。我國一次能源消費量僅次于美國成為世界第二大能源消費國， 2006年進口原油已達5000萬t，占總量40%。因此，國家提出了大力開發新能源和可再生能源，優化能源結構的戰略發展規劃[1-2]。生物質燃料是惟一可以轉化為液體燃料的可再生能源，將生物質轉化為液體燃料不僅能夠彌補化石燃料的不足，而且有助于保護生態環境。生物質燃料包括各種農業廢棄物、林業廢棄物以及各種有機垃圾等。我國生物質資源豐富，理論年產量為50億t左右，發展生物質液化替代化石燃料有巨大的資源潛力。
目前生物質液化還處于研究、開發及示范階段。從工藝上，生物質液化又可分為生化法和熱化學法。生化法主要是指采用水解、發酵等手段將生物質轉化為燃料乙醇。熱化學法主要包括快速熱解液化和加壓催化液化等[3-8] 。本文主要介紹生物質燃料液化制取液體燃料的技術與研究進展。
一、生化法生產燃料乙醇
生物質生產燃料乙醇的原料主要有能源農作物、剩余糧食和農作物秸稈等。美國和巴西分別用本國生產的玉米和甘蔗大量生產乙醇作為車用燃料。從1975年以來，巴西為擺脫對石油的依賴，開展了世界最大規模的燃料乙醇開發計劃，到1991年燃料乙醇產量已達130億L。美國自1991年以來，為維持每年50億L的玉米制乙醇產量，政府每年要付出7億美元的巨額補貼[2，3，8]。利用糧食等淀粉質原料生產乙醇是工藝很成熟的傳統技術。用糧食生產燃料乙醇雖然成本高，價格上對石油燃料沒有競爭力。雖然我國政府于2002年制定了以陳化糧生產燃料乙醇的政策，將燃料乙醇按一定比例加到汽油中作為汽車燃料，已在河南和吉林兩省示范。然而我國剩余糧食即使按大豐收時的3000萬t全部轉化為乙醇來算，可生產1000萬t乙醇，也只有2000年原油缺口的1/10；而且隨著中國人口的持續增長，糧食很難出現大量剩余。2007年以來，糧食價格高漲，給國家的安定帶來威脅，因此，在我國非糧生物質燃料才是唯一可靠的生物質能源。
從原料供給及社會經濟環境效益來看，用含纖維素較高的農林廢棄物生產乙醇是比較理想的工藝路線。生物質制燃料乙醇即把木質纖維素水解制取葡萄糖，然后將葡萄糖發酵生成燃料乙醇的技術。我國在這方面開展了許多研究工作，比如武漢理工大學開展了農林廢棄物真菌分解-堿溶熱解-厭氧發酵工藝的研究，轉化率在70%以上[9]。中國科學院過程工程研究所在國家攻關項目的支持下，開展了纖維素生物酶分解固態發酵糖化乙醇的研究，為纖維素乙醇技術的開發奠定了基礎[10]。以美國國家可再生能源實驗室（NREL）為代表的研究者，近年來也進行了大量的研究工作，如通過轉基因技術得到了能發酵五碳糖的酵母菌種，開發了同時糖化發酵工藝，并建成了幾個具有一定規模的中試工廠，但由于關鍵技術未有突破，生產成本一直居高不下[11-13]。纖維素制乙醇技術如果能夠取得技術突破，在未來幾十年將有很好的發展前景。
二、生物質燃料熱化學法生產生物質油
生物質燃料熱化學法生產生物質油技術根據其原理主要可分為加壓液化和快速熱解液化。
（一）生物質燃料快速熱解液化
生物質燃料快速熱解液化是在傳統裂解基礎上發展起來的一種技術，相對與傳統裂解，它采用超高加熱速率（102-104K/s），超短產物停留時間（0.2-3s）及適中的裂解溫度，使生物質中的有機高聚物分子在隔絕空氣的條件下迅速斷裂為短鏈分子，使焦炭和產物氣降到最低限度，從而最大限度獲得液體產品。這種液體產品被稱為生物質油（bio-oil），為棕黑色黏性液體，熱值達20-22MJ/kg，可直接作為燃料使用，也可經精制成為化石燃料的替代物。因此，隨著化石燃料資源的逐漸減少，生物質快速熱解液化的研究在國際上引起了廣泛的興趣。自1980年以來，生物質快速熱解技術取得了很大進展，成為最有開發潛力的生物質液化技術之一。國際能源署組織了美國、加拿大、芬蘭、意大利、瑞典、英國等國的10多個研究小組進行了10余年的研究與開發工作，重點對該過程的發展潛力、技術經濟可行性以及參與國之間的技術交流進行了調研，認為生物質快速熱解技術比其他技術可獲得更多的能源和更大的效益[14]。
世界各國通過反應器的設計、制造及工藝條件的控制，開發了各種類型的快速熱解工藝。幾種有代表性的工藝、各裝置的規模、液體產率等參數見文獻 [14]。
（1）旋轉錐式反應工藝（Twente rotating cone process），荷蘭Twente大學開發。生物質顆粒與惰性熱載體一起加入旋轉錐底部，沿著錐壁螺旋上升過程中發生快速熱解反應，但其最大的缺點是生產規模小，能耗較高。以德國松木粉為原料，反應溫度600℃，進料速率34.8kg/h的條件下，液體產率為58.6%。
（2）攜帶床反應器（Entrained flow reactor），美國Georgia 工學院（GIT）開發。以丙烷和空氣按照化學計量比引入反應管下部的燃燒區，高溫燃燒氣將生物質快速加熱分解，當進料量為15kg/h，反應溫度745℃時，可得到58%的液體產物，但需要大量高溫燃燒氣并產生大量低熱值的不凝氣是該裝置的缺點。
（3）循環流化床工藝（Circulating fluid bed reactor），加拿大Ensyn工程師協會開發研制。在意大利的Bastardo建成了650kg/h規模的示范裝置，在反應溫度550℃時，以楊木粉作為原料可產生65%的液體產品。該裝置的優點是設備小巧，氣相停留時間短，防止熱解蒸汽的二次裂解，從而獲得較高的液體產率。但其主要缺點是需要載氣對設備內的熱載體及生物質進行流化，最高液體產率可達75%。
（4）渦旋反應器（Vortex reactor），美國國家可再生能源實驗室（NREL）開發。反應管長0.7m，管徑0.13 m，生物質顆粒由氮氣加速到1 200m/s，由切線進入反應管，在管壁產生一層生物油并被迅速蒸發。目前建成的最大規模的裝置為20kg/h，在管壁溫度625℃時，液體產率可達55%。
總之，生物質快速裂解技術具有很高的加熱和傳熱速率，且處理量可以達到較高的規模，目前來看，該工藝取得的液體產率最高。熱等離子體快速熱解液化是最近出現的生物質液化新方法，它采用熱等離子體加熱生物質顆粒，使其快速升溫，然后迅速分離、冷凝，得到液體產物，我國的開展了這方面的試驗研究。
（二）加壓液化
生物質加壓液化是在較高壓力下的熱轉化過程，溫度一般低于快速熱解。最著名是PERC法。該法始于20世紀60年代，當時美國的Appell等人將木片、木屑放入Na2CO3溶液中，用CO加壓至28MPa，使原料在350℃下反應，結果得到40%-50%的液體產物。近年來，人們不斷嘗試采用H2加壓，使用溶劑及催化劑（如Co-Mo、Ni-Mo系加氫催化劑）等手段，使液體產率大幅度提高，甚至可以達80%以上，液體產物的高位熱值可達25-30MJ/kg，明顯高于快速熱解液化。超臨界液化是利用超臨界流體良好的滲透能力、溶解能力和傳遞特性而進行的生物質液化，最近歐美等國正積極開展這方面的研究工作[15-17]。和快速熱解液化相比，目前加壓液化還處在實驗室階段，但由于其反應條件相對溫和，對設備要求不很苛刻，在規模化開發上有很大潛力。
生物質燃料轉化為液體后，能量密度大大提高，可直接作為燃料用于內燃機，熱效率是直接燃燒的4倍以上。但是，由于生物油含氧量高（約35wt%），精煉成本較高，因而降低了生物質裂解油與化石燃料的競爭力。這也是長期以來沒有很好解決的技術難題。
三、結論與建議
隨著化石燃料資源的逐漸減少，生物質燃料液化技術的研究在國際上引起了廣泛的興趣。經過近30年的研究與開發，車用燃料乙醇的生產已實現產業化，快速熱解液化已達到工業示范階段，加壓液化還處于實驗研究階段。我國生物質資源豐富，每年可利用的資源量達50億t，僅農作物秸稈就有7億t，但目前大部分作為廢棄物沒有合理利用，造成資源浪費和環境污染。如果將其中的50%采用生物質液化技術轉化為燃料乙醇和生物質油，可以得到5億-10億t油當量的液體燃料，基本能夠滿足我國的能源需求。因此，發展生物質液化在我國有著廣闊的前景。
我國在生物質快速熱解液化及加壓液化方面的研究工作還很少，與國際先進水平有較大差距，需要加強此項研究。開發生物質油精制與品位提升新工藝，降低生產成本是生物質熱化學法液化進一步發展，提高與化石燃料競爭力的關鍵。
參考文獻：
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生物質燃料的前景范文4
關鍵詞：生物質鍋爐 節能減排
發展以生物質為基礎的新能源是人類文明跨越式進步的象征?；茉磿r代正在走向終結。50年后，世界石油和天然氣資源將枯竭；90年后，煤炭資源也將枯竭。中國化石能源的形勢更加緊張，按照現在經濟發展速度和能源消耗計算，石油資源僅夠使用十幾年，煤炭也只能使用四十多年。能源短缺正在一步步扼緊人類未來的咽喉，尋找可再生的替代能源成為世界各國，尤其是我國的當務之急。
每年我國秸稈有7億噸以上，其中田間焚燒約1.5億噸。每當作物收獲季節，焚燒秸稈造成資源浪費、空氣污染，嚴重時甚至影響高速公路通行和飛機起降。而一個裝機3萬千瓦的秸稈直燃發電廠，就可以消納中等規模縣域內的全部剩余秸稈，還可以實現為農民增收5000萬元；二氧化碳排放量僅為同等規模燃煤發電的百分之一，可減碳排放10萬噸。
我國每年中小燃煤鍋爐消耗燃煤約7億噸，雖然占全國總能源消耗的比例不到20%，卻排放了50%的二氧化氮，是酸雨的罪魁禍首。利用林業剩余物、秸稈、城市綠化修剪等廢棄物生產生物質固體顆粒可替代煤炭和石油燒鍋爐供暖，二氧化氮排放量降低95%，二氧化碳排放量降低99%，且具有良好的經濟效益。
一、生物質與生物質鍋爐
1.生物質
生物質是指通過光合作用而形成的各種有機體，包括所有的動植物和微生物。而所謂生物質能，則是太陽能以化學能形式貯存在生物質中的能量形式，即以生物質為載體的能量。它直接或間接地來源于綠色植物的光合作用，可轉化為常規的固態、液態和氣態燃料，取之不盡、用之不竭，是一種可再生能源，同時也是唯一一種可再生的碳源。目前，作為能源的生物質主要是指農業、林業及其它廢棄物：如各種農作物秸稈、糖類作物、淀粉作物和油料作物、林業及木材加工廢棄物、城市和工業有機廢棄物、以及動物糞便等。
2.生物質鍋爐
生物質鍋爐需要綠色新能源，具有強大的生命力。由于植物燃氣產生的原料為農作物秸稈、林木廢棄物、食用菌渣、牛羊畜糞及一切可燃性物質，是一種取之不盡，用之不竭的再生資源。
生物質能是一種頗具產業化和規?；们熬暗目稍偕茉?，對我國能源結構的優化意義重大。發展生物質發電，是構筑穩定、經濟、清潔、安全能源供應體系，突破經濟社會發展資源環境制約的重要途徑。秸稈發電變無序焚燒為集中燃燒并發電、造肥，節省了大量煤炭資源，并增加農民收入。秸稈在生長和燃燒中不增加大氣中CO2量，且含硫量極低，僅為0.1%。發展生物質發電，替代煤炭，可顯著減少CO2等溫室氣體和SO2的排放，有巨大的環境效益。
生物質鍋爐燃料主要是以玉米秸稈、小麥秸稈、棉花稈、稻草、樹枝、樹葉、干草、花生殼等農作物和固體廢棄物為原料，經過粉碎后加壓、增密成型，制成“秸稈煤炭”?！敖斩捗禾俊笔且环N新型的生物質再生能源，加工成本低、利潤空間大，價格遠遠低于原煤，完全可以代替煤炭。
二、生物質鍋爐的好處
1.生物質燃料含硫量大多小于0.2%，熄滅時不用設置氣體脫硫安裝，降低了本錢，又利于環境的維護。
2.采用生物質鍋爐熄滅設備能夠最快速度的完成各種生物質資源的大范圍減量化，無害化，資源化應用，而且本錢較低，因此生物質直接熄滅技術具有良好的經濟性和開發潛力。
3.生物質熄滅所釋放的二氧化碳大致相當于其生長時經過光協作用所吸收的二氧化碳，因而能夠以為是二氧化碳的零排放，有助于緩解溫室效應。
4.生物質的熄滅產物用處普遍，灰渣可加以綜合應用。
三、生物質鍋爐的應用前景
生物質能源不僅是綠色能源的一種，能夠創造經濟效益，有助于減排二氧化碳，緩解能源危機；還有助于我國應對氣候變化、解決環境問題?！笆濉逼陂g國家在發展戰略布局、資源培育、能源發展、產業結構調整中更加重視生物質能源發展，給予了政策支持，我國生物質能源的發展潛力將進一步擴大。生物質能源將有助于我國發展循環經濟，建設生態文明，在實現可持續發展等方面有著不可替代的作用。
生物質鍋爐的原料非常廣泛，只要是經過光合作用的木質閑置材料均可，比如稻殼、葵花子殼、高粱稈、玉米稈、豆稈等等，高溫、高壓、經過特殊成型機構壓制成柱狀顆粒燃料后，放進專門制造的鍋爐內，便可產生充足的熱量，其產生的爐渣仍可以作為鉀肥補給農作物。
四、發展生物質能源對節能減排的意義
1.有效的降低能源消耗，改善能源利用結構
生物質燃料乙醇、生物柴油分別可以替代和部分替代車用汽油、柴油，從而減少石油消耗，降低石油進口依存度；生物質固體成型燃料可以代替煤炭使用，而生物質發電提供的電量又可以減少火力發電的煤炭使用量，二者可以節約大量的煤炭資源；沼氣的推廣使用，可以解決居民生活燃料的來源問題，節約天然氣，甚至可以解決部分用電量。
2.有效降低溫室氣體的排放
生物質能源屬于清潔能源，生物質能源中有害物質（硫和灰分等）的含量僅為煤炭的1/10左右。同時，生物質能源二氧化碳的排放和吸收構成自然界碳循環，其能源利用可實現二氧化碳零排放。生物質與煤混合燃燒，還可以顯著降低二氧化硫排放。
3.有效的踐行國家鼓勵發展循環經濟的號召
農業生產中的秸稈、農業加工剩余、禽畜糞便、薪柴以及林業加工剩余都可以作為生物質固體成型燃料、沼氣以及生物質發電的原料；工業生產有機廢水、廢渣也可以進行工業沼氣和生物質氣化發電。工農業生產中的廢棄物再利用是發展循環經濟的重要組成部分，而發展生物質能源對其進行了有效的利用，因此發展生物質能源是發展循環經濟不可或缺的重要措施之一。
生物質燃料的前景范文5
【關鍵詞】生物質顆粒；燃燒特性；排放
0.前言
人類利用生物質能源已有幾十萬年之久，其應用之早，是最直接的一種燃料能源。然而卻因為生物質自身存在的諸多問題，而不能得到廣泛的利用。例如：生物質的熱值比較低、缺少專用的燃燒設備、運輸及存儲不便等。在我國，經濟社會的發展是以能源的消耗作為重要前提的，經濟發展的越快，能源減少的越多。這樣我們所面臨的兩個顯著問題是：環境污染趨于嚴重化；另一個是能源燃料的緊缺。因此，研究燃用生物質顆粒燃料鍋爐的機理，探究其燃燒及排放特性，妥善處理能源燃料緊缺問題，對提升環境質量，改善人民生活環境具有重要的指導意義。
1.燃用生物質顆粒燃料鍋爐簡介
生物質顆粒燃料鍋爐主要采用三室的燃燒結構：即氣相燃燒室、固相燃燒室和燃燼除塵室。固相燃燒室的主要作用是為生物質顆粒燃料供應大量熱解的氣化熱量，從而產生大量的生物質燃氣。這部分生物質燃氣通過底部的吸式結構過濾凈化，并最終被導入氣相燃燒室中從而實現均相的動力燃燒。氣相燃燒室的尾部主要采用旋流結構制造，這樣可以讓燃氣的火焰進行充分的擾流，進而促進燃氣的完全燃燒。而燃燼除塵室一般采用降塵、燃燼、凝渣以及輻射傳熱等組合結構，從而可以實現潔凈燃燒和輻射換熱等多重效果。下面我們給出了一個生物質顆粒燃料鍋爐的簡化圖。
圖1 生物質顆粒燃料鍋爐簡化圖
2.生物質燃料鍋爐的燃燒及排放特性
2.1生物質顆粒燃料鍋爐的燃燒特性
生物質顆粒燃料一般都是經過超高壓壓縮形成的微粒狀燃料，密度較原生物質要大的多，這樣的結構和組織特征使其可以很大程度上降低其的逸出速度和傳熱速度。該種燃料的點火溫度也比較高，但是點火性能存在一定程度的下降，不過仍然要好于煤的點火性能。
生物質顆粒燃料鍋爐在燃燒開始階段會慢慢進行分解，此時的燃燒主要處于動力區，但是隨著燃燒進入過渡區和擴散區，燃燒的速度降低，就可以將大部分的熱量揮發傳遞到受熱面，從而使排煙的熱損失大大降低。同時，揮發燃燒需要的氧氣和外界擴散的氧氣比例適中，從而實現充分的燃燒，并進一步減少了氣體不完全燃燒造成的損失和排煙造成的熱損失。
燃燒充分完成以后，留下的焦炭骨架的結構非常緊密，流動的氣流無法分解骨架，從而使得骨架炭仍然能夠保持完好的層狀燃燒，并形成層狀的燃燒核心。此時炭的燃燒比較穩定，爐溫也相對較高，可以很大程度上減少固體和排煙的熱損失。
2.2生物質顆粒燃料鍋爐的排放特性
2.2.1清灰裝置設置
生物質顆粒燃料鍋爐排放過程中的清灰裝置主要采用機械刮除式以及機械振動式兩種主要方式。并且，在有些燃燒鍋爐中配備相應的灰分壓縮機，這樣就可以滿足進行長時間自動運行的要求。如果設計工藝良好，那么該鍋爐的維護保養都會很有限，不需要進行特殊的清理。
2.2.2相關污染物排放
生物質顆粒燃料鍋爐排放的煙氣中包含有多種不同的物質。其中，主要的污染物有沒有完全燃燒的顆粒CxHy和有害的氣體CO，這些都是由于燃料的未充分燃燒而形成的，同時，也可能和生物質顆粒燃料的組成成分有關系。不過，鍋爐的污染物氣排放量相當低，并且由于生物質燃料中N、S等元素較少，所以最終排放的有毒氣體，如NOx、SOx較燃煤排放的要低的多。
3.生物質顆粒燃燒鍋爐的環境影響分析
生物質顆粒燃燒鍋爐排放的污染物很少，只包括少量的大氣污染物以及固體廢棄物。
3.1大氣污染物
生物質顆粒燃料的纖維素含量比較高，而硫的含量則比較低，因此，燃燒所長盛的大氣污染物較燃煤而言要少得多。另外，生物質顆粒燃料的密度比較大，非常便于運輸和儲存，而熱值也基本和燃煤相當，燃燒鍋爐的燃燒速度要比煤快，燃燒充分且黑煙較少、形成的灰分也比較低，尤其是在采取相配套的脫硫除塵設備之后，大氣的污染物排放就會大幅度減少。根據大量的數據分析可以認為，使用生物質燃料鍋爐進行燃燒后所釋放的大氣污染物濃度要遠遠低于相應的國家標準。
3.2固體廢棄物
生物質燃料鍋爐燃燒后形成的固體廢棄物主要是燃燒完后形成的灰分，這部分廢棄物可以被充分的回收利用。最主要的應用就是將灰分進行回收用作農田鉀肥，這樣可以達到資源充分進行綜合利用的目的。
生物質顆粒燃燒鍋爐排放的污染物很少，對環境的污染影響極低。不僅如此，該種工藝在很多方面還有及其顯著的生態環境效益，例如代替煤炭資源，不經可以減少環境的污染，還解決了日益嚴峻的能源問題。另外，就是將燃燒后形成的固體廢物回收用做鉀肥，實現經濟效益和環境效益的有效循環，實現我國環境事業的可持續發展。做到了變廢為寶，節約資源又保護環境的目的。
4.結論
生物質顆粒燃燒鍋爐主要利用廢棄的農作物資源作為燃料，因此燃料資源豐富，經濟環保，不僅降低了我國農業廢棄物的運輸成本問題和運輸過程中的污染問題，還具有節約資源、保護環境、防止環境污染的作用。生物質顆粒燃燒鍋爐的推廣和使用符合我國建設節約型社會的基本要求和實現可持續發展戰略的基本國策，具有十分突出的經濟效益、社會效益和環境效益，為緩解我國以及世界范圍內的能源緊張問題和環境污染問題提供了解決的思路和方法，對于環境的保護和資源的有效利用具有重要的意義。
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生物質燃料的前景范文6
廠址選擇
直燃生物質發電項目的選擇重點應考慮項目廠（場）址的交通條件、原料供應條件、并網條件、水源供應條件及與規劃的符合性。環評單位依據的選擇基本原則要求主要有：
《關于加強生物質發電項目環境影響評價管理工作的通知》（環發[2006]82號）及《關于進一步加強生物質發電項目環境影響評價管理工作的通知》（環發[2008]82號）要求“地方政府應根據當地生物質資源分布情況和合理運輸半徑，進行綜合規劃、合理布局，制定農林生物質直接燃燒和氣化發電類項目發展規劃；在采暖地區縣級城鎮周圍建設的農林生物質發電項目，應盡量結合城鎮集中供熱，建設生物質熱電聯產工程；大中城市建成區和城市規劃區、城市建成區、環境質量不能達到要求且無有效削減措施的或者可能造成敏感區環境保護目標不能達到相應標準要求的區域，不得新建農林生物質直接燃燒和氣化發電項目”。
在實際工作中，直燃生物質發電廠選址的可行性分析中還會遇到下列幾個問題。
一是由于部分生物質發電廠的選擇缺乏長遠規劃，往往與當地的一些單項規劃存在一定的不符合性，主要表現在城市總體規劃、土地利用總體規劃、供熱規劃、各類專項規劃、鄉鎮規劃、電網規劃、生態功能區規劃等存在一定的不符合性。如果存在不符合之處，應與當地政府進行項目廠址比選，重新調整相關規劃或調整項目位置、規模等，使項目廠址與相關規劃協調、可行，并附相關支撐性材料。
二是燃料分散、供應距離遠，有些區域由于地形、地質、農作物種類等原因，農作物秸稈產量較少或較分散，增加了電廠收購成本或不能滿足電廠額定負荷要求。因此，應對生物質電廠區域秸稈剩余量及運輸距離進行詳細調查統計。同時，當地政府應承諾在該電廠燃料供應范圍內不再引入大規模損耗生物質資源的工業企業，以免導致燃料供應不足。
三是項目所在地環境質量不能滿足相關環境質量標準要求，不具備項目建設所需的環境容量。如果項目所在區域尚無剩余環境容量，應重新選址或采取有效削減、替代措施，所實施的削減和替代措施需要具有可操作性和有效性。
在環境影響評價中，還需對廠區供水、交通等條件進行分析，需要對多個廠址進行比選，從各方面對照分析選址的合理性，確定最為合理的廠（場）址。
工程分析
工程分析是建設項目環評的重要組成部分，是環評報告的基礎數據。直燃生物質發電項目工程分析主要包括項目組成、項目依托情況、燃料供應及貯儲、成分、熱值分析、廠區平面布置、工程擬采用的工藝技術、主要裝置和設備、污染物種類、污染物產生量和排放源強的確定、所采取的各項環境污染防治措施以及非正常工況污染物排放情況。
目前我國現有直燃生物質發電廠主要使用丹麥BWE公司水冷振動爐排技術，由國內生產制造的振動爐排高溫高壓鍋爐。生物質燃料被送入爐內后，燃料在爐排上由于振動而被拋起，邊燃燒邊跳躍前進，爐渣由爐排末端排出。鍋爐一般采用低氮燃燒方式，預留煙氣脫除氮氧化物裝置空間，除塵一般采用旋風分離器+布袋除塵器除塵，設計除塵效率一般不小于99.90%。由于秸稈含硫量低，一般僅預留脫硫空間。由于秸稈燃燒產生的灰分中含有豐富的鉀、鎂、磷和鈣等營養成分，可用作高效農業肥料，一般生物質電廠可不設大型灰渣廠。直燃生物質發電項目廢水主要分為一般性廢水及濃鹽水，由于電廠鍋爐用水對水質要求較高，并且電廠多采用中水作為生產水源，因此，一般直燃生物質電廠都配有中水處理系統、鍋爐水除鹽系統及廠區綜合污水處理站，除鹽系統多采用反滲透處理工藝。處理后的污水多回用于循環冷卻水及綠化等用水，濃鹽水可用于鍋爐除灰除渣。對于降雨較多的地區還應考慮燃料堆場雨水。
燃料供應充足是保證生物質電廠正常運行首要條件，在區域燃料供應中應詳細調查燃料來源保證性、燃料種類、燃料量、燃料熱值、燃料收購方式、燃料的運輸，并附燃料熱值分析報告，必要時可編制《生物質資源專題收集報告》。
燃料貯存點的分布、交通條件、與周圍環境關系、貯存量、防腐、防洪、消防措施、燃料貯存點的揚塵及惡臭防治。為避免燃料長期存放造成自燃或腐爛、發酵降低發熱值，燃料貯藏時間最長應不超過一年。燃料儲運過程可參照《秸稈燃料儲運技術規范》執行。
環境風險評價
由于直燃生物質項目具有火災風險，因此直燃生物質項目環境影響報告書應設置環境風險影響評價專章，重點分析火災帶來的環境影響。環境風險評價專章應為建設項目的風險管理決策提供科學依據，以便在事故情況下及時采取有效、迅速的防控措施和應急措施，降低風險事故帶來的影響。直然生物質項目的環境風險評價，一般應包括環境風險識別、風險事故頻率確定、風險事故環境影響預測、風險事故防范措施及應急預案等主要內容。直然生物質項目主要有以下幾種事故源項：
（1）燃料堆場發生火災風險對周圍環境的影響；
（2）輕柴油儲油罐發生泄漏、火災、爆炸風險對儲油罐周圍環境的影響；
（3）火災事故處理過程中產生的消防廢水、燃燒煙氣等伴/次生污染影響；
（4）廢水事故排放對周圍環境的影響。
根據風險事故環境影響預測結果給出可能受影響的范圍，并制定切實可行的環境風險防范措施及應急預案，減少因風險事故帶來的環境影響。
以“寧夏安能生物質熱電有限公司2×15MW生物質熱電聯產工程”為例，其風險防范措施主要為：對燃料堆場周圍設置防火距離，配備相應消防設施；廠區高建筑應采用防雷擊設計；燃料堆場四周應設置一定寬度的水溝，炎熱、干燥條件下可降低燃料場溫度、增加燃料場濕度，在降雨及消防時也可用于燃料堆場排水等。
結語
