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生物燃料的應用范文1
近期，筆者跟隨調研組對某市水煤漿試點和生物質能顆粒燃料開展了調研工作，了解了上述清潔能源的生產、銷售、使用情況，采集了有關數據資料，分析了相關問題，形成了推行清潔能源，淘汰落后鍋爐，從源頭上控制污染物排放，提高空氣質量，改善大氣環境的一些建議。
一、水煤漿的特點、優勢，以及推廣應用存在的問題
（一）水煤漿的特點
水煤漿是一種相對經濟、潔凈、可替代石油和天然氣的煤基液體燃料，它既保持了煤炭原有的物理特性，又具有象石油一樣的流動性和穩定性，在運輸、儲存、泵送、燃燒等方面都與石油相近。
（二）水煤漿的優勢
1、在節能方面的優勢
水煤漿鍋爐比普通的燃煤鍋爐燃燒效率高，可從80%左右提高到95%以上，熱效率也可從65%提高到85%以上。水煤漿鍋爐與燃煤鍋爐相比，綜合節能率約15%。
2、在環保方面的優勢
一是制作優質水煤漿必須選用較好的煤，在原產地經過精洗剔除雜質后運出，原料煤的含硫率和灰份低，可以從源頭上減少SO2等污染物的排放。二是水煤漿鍋爐采用噴射燃燒等先進工藝，煤漿燃燒較充分，煙氣排放能夠達到或優于國家規定的二類地區第二時段排放標準。與燒煤和重油相比，各種污染物排放濃度有較大幅度的降低。如果企業采用國家Ⅰ級標準的水煤漿，可不安裝脫硫設施就能保證SO2的達標排放。三是相對燃煤而言，可以大大減少倉儲、運輸和燃燒過程中的揚塵，凈化周邊環境，減少堆煤場，節約用地。
3、在經濟效益方面的優勢
水煤漿鍋爐與重油或柴油鍋爐相比，燃料成本可節約30～50%。
（三）推廣應用水煤漿存在的問題
1、水煤漿鍋爐的建設成本較高。例如，我市上xxx印刷有限公司1臺2噸的水煤漿鍋爐，建設費用約100萬，而普通的2噸燃煤或燃油鍋爐建設費用約30～40萬，包括安裝環保設施。企業原有的燃煤或燃油鍋爐不能直接改造成水煤漿鍋爐，必須拆除原鍋爐后重新建設，所以初期投資成本較高。
2、與燃煤鍋爐相比，水煤漿鍋爐燃料成本提高15～20%。
3、與傳統鍋爐相比，水煤漿鍋爐燃燒技術相對復雜，維護要求較高。水煤漿鍋爐的噴孔、點火電極、磁棒、爐膛等部位需要經常清洗、除灰。
4、某些試點單位鍋爐排放的污染物濃度仍然偏高。最近采集的監測數據顯示，某試點企業20噸鍋爐SO2的排放濃度平均約500 mg/m3，而按照總量減排的要求，須達到350 mg/m3以下。所以20噸以上鍋爐還須上脫硫設施，企業可能難以接受，推廣較困難。
二、生物質能顆粒燃料的特點、優勢，以及推廣應用存在的問題
（一）生物質能顆粒燃料的特點
生物質能顆粒燃料是在燃燒應用上的一項科研成果。它是利用秸稈、水稻稈、薪材、木屑、花生殼、瓜子殼、苜蓿草、樹皮等廢棄的農作物和工業廢物，經粉碎―混合―擠壓―烘干等工藝，最后制成顆粒狀燃料，生產過程不需添加助燃物質。
（二）生物質能顆粒燃料的優勢
生物質能顆粒燃料是潔凈燃燒技術發展的一次突破，其原料本身含硫量極低。它采用先進的氣化燃燒方式，具有高效的燃燒效率，能將不完全燃燒熱損失和化學未完全燃燒熱損失降到較低，并且無需處理就可實現煙氣、氮氧化物、二氧化硫等污染物的達標排放。據測算，每燃燒1萬噸生物質能顆粒燃料可替代燃煤0.8萬噸，減少SO2排放150噸，煙塵排放80噸。生物質能鍋爐是替代燃油、燃煤鍋爐的選擇之一，運行成本也比燃油、燃氣鍋爐低。
調研組也對部分試點企業的0.7噸生物質能鍋爐進行了考察和監測，監測結果初步表明，這種鍋爐在無須另行治理的情況下，煙氣排放達標，煙塵、二氧化硫、氮氧化物等污染物排放濃度明顯較低。
（三）推廣應用生物質能顆粒燃料存在的問題
1、對生物質能顆粒燃料認識不足。由于生物質能顆粒燃料在我市是一個新興的清潔燃料行業，大多數人對生物質能顆粒產品具有高能、環保、使用方便的特性認識不夠，許多用能單位根本就不知道有生物質能顆粒產品。
2、原材料供應尚未普及。生產生物質能燃料的原材料主要是秸稈、水稻稈、薪材、木屑、花生殼、瓜子殼等廢棄的農作物和工業廢物。珠三角地區廢棄的農作物比我國北方少，木屑、鋸末等工業廢物的產生量雖然不少，但絕大部分已被利用為生產鋸末板或刨花板等家具板材。
3、成本價格偏高。生物質能顆粒燃料成本約1000元/噸，市場價格約1200元/噸，比優質煤高出30%以上。
三、結論和建議
推廣應用水煤漿和生物質能顆粒燃料能夠優化我市的能源結構，可從燃料源頭確保鍋爐煙氣達標排放，是整治黑煙囪的有效手段之一，是替代煤、油等燃料的較佳選擇。
建議：1、環保監管部門對新、改、擴建鍋爐在環評審批時強制使用水煤漿、生物質能顆粒燃料等清潔能源鍋爐，其中2噸以上的推薦使用水煤漿鍋爐，2噸以下的推薦使用生物質能顆粒燃料鍋爐；2、對高速公路和主干道路兩旁的燃煤燃油鍋爐以行政手段推行改造，用水煤漿或生物質能顆粒燃料鍋爐逐步替代現有鍋爐。
四、措施
綜合分析調研情況，調研組提出以下保障措施，以確保水煤漿和生物質能顆粒燃料有序推廣應用。
（一）質監、工商等部門加強監管，確保水煤漿生產、銷售企業給用戶穩定提供優質的水煤漿，水煤漿的標準必須符合《水煤漿技術條件國家標準》中的Ⅰ級標準。
（二）由政府培育幾家水煤漿生產企業和生物質能顆粒燃料生產經銷企業，形成規范有序的市場競爭環境，減輕市場壟斷程度，保障燃料的充足供應。
（三）綜合運用經濟手段、法律手段和行政手段推廣應用天然氣、輕柴油、水煤漿、生物質能顆粒燃料等清潔燃料。一是落實已制定的財政資金補助措施，并增加對生物質能鍋爐和其它清潔能源鍋爐的改造補貼；二是對現有冒黑煙企業限期治理，治理措施推薦使用水煤漿或其它清潔能源鍋爐；三是以實施《珠江三角清潔空氣行動計劃》為契機，由政府相關部門聯手，出臺相關政策文件，用行政手段強制推行使用天然氣、輕柴油、水煤漿、生物質能顆粒燃料等多樣性清潔燃料，從根本上減少大氣污染物排，改善城市空氣質量。
（四）組織有關部門對水煤漿用煤產地和生物質能顆粒燃料鍋爐生產企業進一步考察，掌握水煤漿和生物質能顆粒燃料的原料來源、生產、供應、環境與經濟效益等情況。
生物燃料的應用范文2
關鍵詞：生物質燃料 小型火力發電機組 改造技術 可行性研究
中圖分類號：TK223 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）07（c）-0117-01
隨著社會經濟的發展，能源需求不斷增加，同時能源使用生態化理念也應運而生，節能減耗清潔生產已經成為企業生產與政府研究的重要課題。在國家生態經濟戰略推進落實過程中，眾多的小型燃煤火電因耗能與污染生產而關停，電力企業也在不斷開展能源研發與資源利用技術創新工作，以求實現資源利用最大化。這種情況下，眾多火電企業將目光投向了生物質改造利用，因此小型燃煤火電機組轉換生物質燃料技術的可行性研究提上日程。筆者在本文中著重分析了小火電生物質改造轉化技術的必要性與系統性，并就其應用風險進行了闡述。
1 小火電機組進行生物質改造的意義分析
近年來，一些小型火電電力生產運營過程中存在著污染嚴重、耗能過多等弊端，這與當今生態和諧社會建設要求嚴重不符，因此小型燃煤火電發電機組進行生物質燃料改造具有必要性。此外，生物質改造能夠降低生產成本，還能提升企業生產生態效益，具有明顯的推廣優勢。
1.1 小火電進行生物質改造的緊迫性
與大型發電機組生產運營情況相比，小火電具有高耗煤、低產量、高污染、低經濟效益的“兩高兩低”特征，因而被冠以“能源消耗與環境污染大戶”的專稱。隨著近年來國家經濟結構調整措施的落實，小型火電已經成為經濟結構調整的重點整頓對象，并對一批嚴重耗能與污染的小火電實施了關停政策，迫于形勢壓力，小火電必須進行生產結構調整，并著重進行能源改造，加大新能源創新與應用研發。
生物質燃料具體表現為柴薪等有形物質，區別于太陽能與風能等清潔可再生能源，生物質燃料的情節性主要取決于燃料改造技術，但是生物質具有一項明顯的能源優勢便是可再生并且可運輸，這就為生物質開發應用提供了便利，也為小型火電進行生物質氣燃料改造提供了條件。
1.2 小火電生物質改造技術及其應用意義
現階段，國家不斷提倡進行能源改造與清潔能源研發，這為生物質能源轉化應用提供了政策支持，國家還對生物質能源轉化應用進行經濟政策規定，為生物質能源轉化應用提供了良好的外部環境。小型火電進行生物質能源轉化主要是進行就地取材，既節省了煤耗，還降低了污染，而且企業發展還享有國家基金與經濟傾斜，能為企業經濟效益的實現提供保證。
2 小型燃煤火電發電機組生物質改造的可行性與風險性分析
2.1 小火電生物質改造技術可行性分析
小型燃煤發電機組進行生物質燃料轉換具有明顯的可能性。進行生物質能源改造需要資金少，而且還可以進行生物質燃料混燃，其中的各種改造方案都具有明顯的可能性。小型燃煤發電機組改造活動集合理化設計、整合技術、試驗驗證等各環節于一體，因而生物質能源改造具有系統性。生物質能源改造技術的可能性與系統性決定了該技術具有可行性。
2.1.1 生物質能源改造的可能性
現階段，我國小型火電發電機組進行生物質能源改造主要有三類設計，每種方案設計都具有可能性。
小型火電生物質燃燒利用主要分為生物質純燃與生物質混燃兩種，這兩種應用技術都具有可能性。所謂生物質純燃即指生物質直燃，該種技術應用不存在難點，但是具有一定的應用弊端。生物質直燃技術的應用首先要進行燃料機改進，以使燃料設備能應用于生物質燃燒，還要在生物質燃燒過程中進行純燃弊端克服。生物質混燃技術在現階段應用比較廣泛，主要是將生物質與煤等碳化燃料進行混合燃燒應用，該技術能夠有效降低氮氧化物的排放，而且在混燃過程中還能有效降低生物質的活性指數，有效降低溫室氣體的排放，具有良好的生態效益。
小型燃煤發電機組生物質燃料改造還包含流化床燃燒技術設計與層燃爐燃燒技術設計，這兩方面技術主要是根據生物質燃燒進行的技術設計。其中流化床燃燒技術主要是進行生物質的流態化燃燒，該技術能夠保證生物質的充分燃燒，而且能滿足生物質多元燃料混合燃燒需求，燃料普適性較高。流化床燃燒技術因為這些優勢具有廣泛的應用前景。而生物質層燃爐燃燒技術主要是應用層燃爐排進行生物質燃燒，該種燃燒技術應用時間較長，流化床燃燒技術便是基于該種燃燒技術進行的燃燒技術創新，相比于層燃技術，流化床技術能夠有效降低火電運行成本，且操作設備簡單，易于推廣。
小型火電生物質改造主要是針對生物質燃燒進行設備改造，基于此小型電廠進行了燃燒設備與系統改造處理，還進行了發電機組鍋爐低成本設計改良。此間的設計與改造主要根據企業經濟條件、設備運行情況實際情況進行的改良，具有明顯的可行性。
2.1.2 小火電生物質改造系統性分析
小型火電生物質改造作為一項系統化的技術，其技術要點從設計環節到技術可行性預測再到技術方案的確定都經過科學論證，有效提升了改造技術的可行性。
在生物質改造技術中著重進行了燃料供應量設計與工藝系統改良，并基于小型火電設備運行與需求情況進行了鍋爐參數設計。小型火電生物質改造轉化中還進行了燃料可供性與入爐形式預測分析。生物質供應是影響企業生產運營成本的重要因素，確定合理化的生物質供應也能影響項目成?。欢镔|入爐形式是影響生物質能否全面燃燒的關鍵因素，還能影響到燃燒設備的使用性能，不科學的入爐形式會縮短設備的使用壽命，還能影響企業生產運營的安全可靠性。
2.2 小火電生物質改造轉換技術風險性分析
小型火電生物質轉換改造技術在應用中尚存在一定風險，主要表現為技術風險、市場風險、實施與投資風險等，這些風險的存在主要影響技術管理水平，需要進行有效的技術管理措施加強。小型火電生物質技術的技術風險主要表現為鍋爐改造與生物質燃燒技術。我國的生物質改造技術尚未發展成熟，也并未形成與國際技術的接軌，因此技術設計與應用中管理措施的不到位引發風險不由必然性。此外，生物質改良轉換技術還具有一定的市場風險與投資風險。該種風險主要是由于生物質的供應與生產回報具有眾多的不確定因素，以致風險指數較高。
3 結語
小型火電生物質燃料改造與轉換技術具有十分明顯的可行性，但是也具有一定的風險性，雖然風險的存在并不會影響技術的實施與應用，但是我們仍應該加大技術的風險管理，以全面提升轉換技術的科學化與可行性水平。
參考文獻
生物燃料的應用范文3
關鍵詞：微生物燃料電池 產電 新能源
中圖分類號：X703.1 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）04（c）-0003-02
微生物燃料電池（Microbial fuel cells， MFCs）是一種新興的高效的生物質能利用方式，它利用細菌分解生物質產生生物電能，具有無污染、能量轉化效率高、適用范圍廣泛等優點。因此MFCs逐漸成為現今社會的研究熱點之一。
1 微生物燃料電池的工作原理
圖1是典型的雙室結構MFCs工作原理示意圖，系統主要由陽極、陰極和將陰陽極分開的質子交換膜構成。陽極室中的產電菌催化氧化有機物，使其直接生成質子、電子和代謝產物，氧化過程中產生的電子通過載體傳送到電極表面。根據微生物的性質，電子傳送的載體可以為外源、與呼吸鏈有關的NADH和色素分子以及微生物代謝的還原性物質。陽極產生的H+透過質子交換膜擴散到陰極，而陽極產生的電子流經外電路循環到達電池的陰極，電子在流過外電阻時輸出電能。電子在陰極催化劑作用下，與陰極室中的電子接受體結合，并發生還原反應[1]。
下面以典型的葡萄糖為底物的反應為例說明MFCs的工作原理，反應中氧氣為電子受體，反應完成后葡萄糖完全被氧化[2]。
2 微生物燃料電池的分類
目前為止，MFCs的分類方法沒有統一標準，通常有以下幾種分類方法。
（1）基于產電原理進行分類，包括氫MFCs、光能自養MFCs和化能異養MFCs。氫MFCs的原理是利用微生物制氫，同時利用涂有化學催化劑的電極氧化氫氣發電；光能自養MFCs是利用藻青菌或其他感光微生物的光合作用直接將光能轉化為電能；而化能異養MFCs則是在厭氧或兼性微生物的作用下，從有機底物中提取電子并轉移到電極上，實現電力輸出[3]。
（2）基于電池構型進行分類，包括單極室微生物燃料電池、雙極室微生物燃料電池和多級串聯MFCs。圖1中的微生物燃料電池即為雙極室結構，電池通過質子交換膜分為陽極室和陰極室兩個極室。單極室MFCs則以空氣陰極MFCs為主，將陰極與質子交換膜合為一體，甚至是去除質子交換膜。為了提高產電量，將多個獨立的燃料電池串聯，就形成了多級串聯MFCs[4]。
（3）基于電子轉移方式分類，包括直接微生物燃料電池和間接微生物燃料電池兩類。直接微生物燃料電池是指底物直接在電極上被氧化，電子直接由底物分子轉移到電極，生物催化劑的作用是催化在電極表面上的反應。間接微生物燃料電池的底物不在電極上氧化，而是在電解液中或其它地方發生氧化后，產生的電子由電子介體運載到電極上去[5]。
（4）基于電子從細菌到電極轉移方式進行分類，可分為有介體MFCs和無介體MFCs兩類。電子需要借助外加的電子中介體才能從呼吸鏈及內部代謝物中轉移到陽極，這類為有介體MFCs。某些微生物可在無電子傳遞中間體存在的條件下，吸附并生長在電極的表面，并將電子直接傳遞給電極，這稱為無介體MFCs。
3 電池性能的制約因素[6～7]
迄今為止，MFCs的性能遠低于理想狀態。制約MFC性能的因素包括動力學因素、內阻因素和傳遞因素等。
動力學制約的主要表現為活化電勢較高，致使在陽極或者陰極上的表面反應速率較低，難以獲得較高的輸出功率[8]。內電阻具有提高電池的輸出功率的作用，主要取決于電極間電解液的阻力和質子交換膜的阻力?？s短電極間距、增加離子濃度均可降低內阻。不用質子交換膜也可以大大降低MFC的內阻，這時得到的最大功率密度為有質子交換膜的5倍，但必須注意氧氣擴散的問題[9]。另一個重要制約因素為電子傳遞過程中的反應物到微生物活性位間的傳質阻力和陰極區電子最終受體的擴散速率。最終電子受體采用鐵氰酸鹽或陰極介體使用鐵氰化物均可以獲得更大的輸出功率和電流。
另外，微生物對底物的親和力、微生物的最大生長率、生物量負荷、反應器攪拌情況、操作溫度和酸堿度均對微生物燃料電池內的物質傳遞有影響[10]。
4 微生物燃料電池的應用
（1）廢水處理與環境污染治理。
微生物燃料電池可以同步廢水處理和產電，是一種廢水資源化技術。把MFC用于廢水處理是其最有前景的一個應用方向，也是當前微生物燃料電池的研究熱點之一。同時，在生物脫氮、脫硫、重金屬污染的生物治理等方面MFCs也具有不可忽視的作用。
（2）海水淡化。
普通的海水淡化處理技術條件苛刻，需要高壓、高效能的轉化膜，有的還要消耗大量的電能，故不能大規模的處理，并且成本較高，難以有效地解決海水淡化問題。如果找到一種高效的產電微生物和特殊的PEM交換膜，那么MFC，就可以達到海水淡化的目的，而且具有能耗低，環保和可持續的優點。利用MFC淡化海水也將成為具有發展潛力的研究方向[11]。
（3）便攜式電源。
微生物燃料電池能夠利用環境中自然產生的燃料和氧化劑變為電能，用于替代常規能源?？梢詾樗聼o人駕駛運輸工具、環境監測設備的長期自主操作提供電源。
（4）植物MFCs。
通過光合作用，植根在陽極室的綠色植物將二氧化碳轉換為碳水化合物，在根部形成根瘤沉積物；植物根系中的根瘤沉積物被具有電化學活性的微生物轉化為二氧化碳，同時產生電子。這種植物MFCs能夠原位將太陽能直接轉換為電能[12]。
（5）人造器官的動力源[13]。
微生物燃料電池可以利用人體內的葡萄糖和氧氣產生能量。作為人造器官的動力源，需要長期穩定的能量供給，而人體內源源不斷的葡萄糖攝入恰好可以滿足MFC作為這種動力源的燃料需要。
5 微生物燃料電池技術研究展望
MFCs技術正在不斷成長并且已經在許多方面取得了重大突破。但是，由于其功率偏低，該技術還沒有實現真正的大規模實際應用?；谄洚a電性能的制約因素，今后的研究方向主要可歸納為以下幾點。
（1）深入研究并完善MFCs的產電理論。MFCs產電理論研究處于起步階段，電池輸出功率較低，嚴重制約了MFCs的實際應用。MFCs中產電微生物的生長代謝過程，產電呼吸代謝過程以及利用陽極作為電子受體的本質是今后的研究重點[14]。
（2）篩選與培育高活性微生物。目前大多數微生物燃料電池所用微生物品種單一。要達到實際應用的目的，需要尋找自身可產生氧化還原介體的高活性微生物和具有膜結合電子傳遞化合物質的微生物。今后的研究應致力于發現和選擇這種高活性微生。
（3）優化反應器的結構。研究與開發單室結構和多級串聯微生物燃料電池。利用微生物固定化技術、貴金屬修飾技術等改善電極的結構和性能。選擇吸附性能好、導電性好的材料作為陽極，選擇吸氧電位高且易于撲捉質子的材料作為陰極[15]。
（4）改進或替代質子交換膜。質子交換膜的質量與性質直接關系到微生物燃料電池的工作效率及產電能力。另外，目前所用的質子交換膜成本過高，不利于實現工業化。今后應設法提高質子交換膜的穿透性以及建立非間隔化的生物電池[16]。
6 結語
MFCs作為一種可再生的清潔能源技術正在迅速興起，并已逐步顯現出它獨有的社會價值和市場潛力。隨著研究的不斷深入以及生物電化學的不斷進步，MFCs必將得到不斷地推廣和應用[17]。
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生物燃料的應用范文4
歐洲地區生物燃料市場由生物乙醇市場和生物柴油市場組成。生物乙醇市場方面,得益于汽油銷量的增長,生物乙醇市場呈線性增長態勢。雖然拉美地區有大量的生物乙醇出口到歐洲市場,但歐洲地區的生物乙醇生產仍將保持增長。預計2014年底之前,小麥將是生物乙醇的主要原料。隨著第二代生物乙醇技術的發展,也會有更多的稻草、木屑等非糧作物會被用作制造生物乙醇的原料。生物柴油市場方面,雖然歐盟從前蘇聯共和國等地進口的礦物柴油數量逐年遞增,但在歐盟相關法規政策的鼓勵下,該地區生物柴油的產量也穩定在1800萬噸的水平(2008年)。雖然整個歐盟地區產能為2000萬噸左右,但由于市場對生物柴油的需求增長緩慢,生物柴油的實際產量增長空間已不大。原料方面,歐洲地區制備生物柴油的原料正逐步從單一的油菜或大豆轉化為多種油料作物并重的發展模式,以期降低原料成本。
歐洲地區生物燃料產業的發展現在已進入了成熟階段。從作物栽種、收購到生物燃料生產、存儲、運輸和油料混合、銷售等環節都已經逐步走向成熟。作為生物柴油和生物乙醇生產過程的副產品,甘油以及玉米蛋白飼料也開始被逐步應用于商業領域。歐洲出現了新型的生物化工精煉模式,就是在制備生物柴油的過程中利用副產品甘油生產相關的化工產品。典型的例子有亨斯邁公司生產的碳酸甘油酯,索爾維公司生產的環氧氯丙烷和陶氏化學公司生產的丙二醇。歐洲生物乙醇公司也正積極探索通過副產品生產乳酸和丁二酸等產品的方法,以期實現更多價值,提高歐洲產生物乙醇相比拉美廉價生物乙醇的競爭力。
歐洲生物柴油行業目前所用的主要原料有麻風樹籽、大豆、油菜籽、芥末、花生、向日葵籽、動植物板油等。生物乙醇正處于從第一代過渡到第二代的過程中。第二代生物乙醇提倡用非糧作物,第三代生物乙醇引入了藻類和木屑在內的技術。由于生物燃料的質量已經得到了認可,在歐洲,從麻風樹籽中提取的生物柴油已被用于新西蘭航空和大陸航空的航班上。Frost & Sullivan預計該行業未來會吸引更多資本進入。
按原料用量排名,歐盟生產生物柴油的主要原料是油菜籽、大豆、棕櫚油和葵花籽等油料作物。其他原料如餐飲用油、動植物板油也都已經開始應用。由于歐盟各國并不是主要的作物生產國,大多數時候生產生物柴油所用的原料還是來自進口。2008年,歐盟地區27國生產了770萬噸生物柴油,消耗原料接近800萬噸。因為供應不太穩定,棕櫚油的用量增長在很大程度上取決于原料供應的穩定性。
目前生物燃料供應鏈面臨如下三點挑戰:藻類原料選擇和生物處理方案設計、油料作物種植和規劃和規?；a。作為第三代產業鏈中,藻類原料可用于多種行業,包括生物煉油、生物發電、制造營養保健品等。由于藻類植物純度較高,從藻類提取的生物燃料也能滿足航空燃料的要求。目前已經在從事藻類提取生物燃料的公司包括雪佛龍公司、殼牌公司等。
現階段生物乙醇的主要原料仍是谷物、糖類作物和木質纖維素。2008年,歐盟用于制造生物乙醇的谷物主要是390萬噸小麥,680萬噸甘蔗和9萬噸甜蜜素。歐盟各國中,芬蘭、瑞典、德國、法國、意大利和奧地利在利用木質纖維素方面居于領先地位。2008年歐盟各國用于生物燃料的木質纖維素占全球油料消耗的6%和歐洲油料作物消耗的25%。
推動歐洲生物燃料市場發展的主要動力來自于歐盟推動生物燃料應用的努力和哥本哈根聯合國環境大會的要求。歐盟最新指令要求至2020年生物燃料要占全歐洲的運輸能源的10%。作為哥本哈根大會的簽字方,歐洲各成員國政府也有義務達成大會提出的新目標,暨至2020年達成減排10%的目標。歐洲地區2009年生物柴油和生物乙醇消耗量各為710萬噸和700萬噸,按哥本哈根大會的要求,至2020年,這兩個數字有望達到2270萬噸和1800萬噸,分別增長220%和157%。
生物燃料市場的發展也面臨阻力。對生物柴油市場來說,持續走低的礦物柴油價格和高企的生物柴油原料價格壓縮了生物柴油廠商的生存空間,導致歐洲地區很多產能為3萬噸的生物柴油廠商退出市場。雖然歐盟已開始對美國進口的生物柴油征收反傾銷稅來保護本地的生物柴油生產,但這一措施的效果也打了折扣,因為美國生物柴油仍能通過加拿大等國進入歐洲。另一方面,來自阿根廷等地區的廉價生物柴油出口有望在2010年大幅提高,這將會打壓歐洲本土廠商的生存空間。
2008年,歐洲生物柴油行業的開工率為48%。預計2009年這一數字將保持不變,到2010年會增加50%到800萬噸的規模。
2009年歐洲生物乙醇產能為560萬噸,比2008年的490萬噸增加了14.3%。預計2010至2011年,由于大型生物乙醇項目相繼上馬,歐洲地區的產能會有很大提升。至2012年,大部分歐洲地區新增產能都將是第二代生物乙醇(纖維素乙醇)的試點項目。主要的第二代生物乙醇生產商有SEKAB、TMO再生能源、帝斯曼等。至2014年,歐洲地區生物乙醇產能有望達到2100萬噸。
基于歐洲運輸用油市場的需求增長,2009年歐洲生物乙醇行業開工率為50%左右。2008年實際生物乙醇產量為150萬噸,另有150噸進口,其中大部分來自巴西。至2020年,歐洲生物乙醇市場將保持10%的增長。
生物燃料的應用范文5
【關鍵詞】生物質電廠；輸送系統；設備選型
前言
勉縣凱迪生物質電廠1×30MW機組工程是利用當地林業廢棄物、農作物秸稈和稻殼等燃料發電的項目，電廠性質為可再生能源項目。本工程一次建設1×30MW高溫超高壓供熱機組。對于生物質電廠來說，其燃料系統的性能優劣直接影響到機組運行的安全和經濟性，本文就其燃料輸送系統的設計特點進行介紹和總結。
1 燃料設計資料
1.1 燃料分析資料
本項目燃料分析資料見下表：
檢測項目 符號 單位 設計燃料 校核燃料
固定碳 Fcar % 11.2 11.2
收到基水分 Mar % 28.69 40.8
收到基灰分 Aar % 7.3 3.408
收到基揮發分 Var % 52.81 45
可燃硫 St，ar % 0.052 0.048
收到基低位發熱量 Qnet，ar MJ/kg 10.69 9.55
1.2 燃料消耗量
燃料消耗量見下表：
燃料 小時耗量（t/h） 日耗量（t/d） 年耗量（104t/a）
設計燃料 30.228 665.016 24.18
校核燃料 33.945 746.79 27.156
注：日運行小時數按22小時計，年運行小時數按8000小時計。
2 燃料系統設計特點
本項目燃料系統設有四個干料棚，干料棚內的燃料通過組合式給料機或螺旋給料機送到皮帶機上，然后通過皮帶直接輸送至鍋爐。由于爐前料倉存在堵料、蓬料的風險，為了保證鍋爐的運行穩定性，本項目采用的是物料通過皮帶直接輸送至鍋爐的方案。
2.1 卸料系統
燃料全部通過汽車運輸進廠，進廠燃料分為兩大類，一類為整包料，主要是玉米、小麥秸稈等軟質秸稈燃料；另一類燃料為成品料，主要是破碎好的林木廢棄物等其它硬質秸稈。
對于軟質秸稈，考慮采用整包進廠，大部分物料采用橋式抓斗起重機或移動卸料設備卸至破碎機料斗內經破碎直接輸送至鍋爐進行燃燒，這樣可以減少倒運環節，降低運行成本，超過破碎機破碎能力部分整包料堆放在燃料棚內。
對于硬質秸稈，部分成品料直接由自卸汽車卸到干料棚內，通過給料機、帶式輸送機直接輸送至鍋爐進行燃燒。對于不是采用自卸汽車進廠的成品料，可以采用移動機械進行卸料，輔助以人工清掃車廂的殘料的卸料方式。
2.2 給料設備
除鍋爐燃燒外，生物質發電的另一個設計難點就是給料系統。由于生物質燃料供應的多樣性，不同種類燃料的分份、比重、外形都有較大的不同：即使是同種燃料，其物理性質受外界的影響會很大；另外燃料供應的季節性也較強，不同時間段內可能將燃用不同的燃料。因此，給料系統在方案設計時要充分考慮以上因素的影響。
目前，用于生物質電廠給料設備主要包括以下幾個方面：板式給料機，活底料倉給料機，無軸螺旋給料機，有軸螺旋給料機。
板式給料機，一般安裝在汽車卸車溝中，為滿足來料變化的要求，啟動平穩，對破碎后的燃料給料能力強，缺點是造價偏高，帶負荷啟動能力差。
活底料倉給料機，適用于破碎后硬質燃料，對于粒度≤50mm的燃料輸送效果較好，但是存在給料不均勻，出力不穩定的問題。
無軸螺旋給料機適用于纏繞性不強、物料粒度大的燃料，由于本項目設計燃料有小麥秸稈類軟秸稈，同時螺旋體剛性不夠，易斷裂損壞。由于此類設備存在問題較多，目前在新建電廠中此類給料設備基本已經不再應用。
有軸螺旋給料機是目前使用最多最普遍的生物質燃料給料設備，應用非常廣泛。針對本項目，由于主要燃料為包含樹皮、林業丟棄物以及小麥玉米秸稈等，種類各異，軟硬質秸稈均有，所以本工程破碎后的燃料采用有軸螺旋給料機。
2.3 破碎設備
目前在國內生物質發電項目中，不同規格不同出力的破碎機產品比較多，使用效果是各不一樣，價格差別很大，主要是兩類產品。
第一類，小出力的破碎機，這種設備以國產為主，設備性能較好，產品比較成熟，缺點是刀具易鈍化，基本每天要求磨刀幾次，不適宜長期穩定運行。
第二類，大出力的破碎設備，這類產品國內市場上廠家較少。
在進口破碎機產品上，在中國市場上在生物質發電領域有應用業績目前有2家，一個是丹麥的M&J破碎機，一個是美國的威猛破碎機，此類產品的特點是價格昂貴，產品性能好，能夠長期穩定運行。
針對該項目，根據選定的燃料技術方案，在本工程中，廠內破碎設備使用進口破碎機作主要破碎機型；廠外使用國產破碎機作為補充備用。這樣能保證機組的穩定運行，又節約了工程投資。
2.4 輸送設備
根據對國內大部分的生物質發電項目進行調研和收資，燃料輸送系統一般都能滿足使用要求，輸送設備主要包括以下幾種：普通帶式輸送機、大傾角帶式輸送機、擋邊帶式輸送機、鏈式輸送機、管狀帶式輸送機等。
目前國內采用普通帶式輸送機的生物質電廠用的較多；管帶機在節約占地、密封輸送等方面有一定的優勢，但由于在給料段和卸料段需要一定的展開距離，本項目輸送系統距離較短，管帶機無優勢；鏈式輸送機只能整包上料，不應用于燃用多種燃料的電廠。大傾角帶式輸送機一般適用于場地受限的情況。針對本項目的具體特點，輸送設備采用普通帶式輸送機，通過加大一級帶寬和降低帶速，來防止運行過程中撒料現象的發生。
2.5 其它輔助設備的選型
燃料系統其它輔助設備主要包括汽車衡、計量裝置、噴霧抑塵設備、除鐵器等，都是廠用設備，是比較成熟的產品。由于目前還沒有適合生物質電廠的采樣設備，目前投產的生物質電廠均采用人工采樣，因此本項目也按人工采樣考慮。
3 總結
生物質發電工程中燃料輸送系統是一個極其重要的環節，由于煤與秸稈在物理特性方面有很大差異；每個生物質電廠受地域影響，導致燃料特性差異較大；受氣候的影響，燃料的處理和儲存工藝差異較大；受燃料收集影響，導致實際燃料和設計燃料的差異較大，多方面的原因導致燃料輸送系統的設計方案多樣化。本項目在設計時，考察和調研了國內眾多的生物質電廠及燃料設備制造廠家，進行了多次技術交流。在以后進行生物質電廠設計時，根據項目的具體特點和燃料特性來選擇合適的相關設備，從而保證燃料輸送系統的設計是安全可靠性和經濟性。
生物燃料的應用范文6
為了減少能源的對外依賴、提高能源供應安全,歐盟對可再生能源非常重視。明確規定,到2010年,可再生能源要占到能源總消費量的12%、可再生能源發電要占到全部電力消費的23%。因此,歐洲國家都把生物質能作為優先發展的可再生能源予以高度重視。歐洲國家生物質能利用技術成熟,政策落實,生物質能開發利用已成為重要的新興產業,對保障能源安全等發揮著重要的作用。
各國生物質能應用情況
目前,在歐盟各國支持可再生能源發展的政策推動下,生物質能在能源中比例迅速提高,特別是生物質顆粒成型技術和直燃發電技術應用已非常廣泛。目前,僅瑞典就有生物質顆粒加工110多家,單個企業的年生產能力達到了20多萬噸。生物質固體顆粒除通過專門運輸工具定點供應發電和供熱企業外,還通過袋裝的方式在市場上銷售,成為許多家庭首選生活用燃料。此外,利用農作物秸稈和森林廢棄物進行直接燃發電也是目前生物質能利用最成熟的技術。以生物質為燃料的小型熱電聯產已成為瑞典重要發電和供熱方式。如瑞典2002年的能源消費量為7300萬噸標準煤,其中可再生能源為2100萬噸標準煤,約占能源消費量的28%,而在可再生能源消費中,生物質能占Y55%,主要作為區域供熱燃料。如1980年,瑞典區域供熱的能源消費90%是油品,而現在主要是依靠生物質燃料。
丹麥在生物質直燃發電方面成績顯著。丹麥的BWE公司率先研究開發了秸稈生物燃燒發電技術,迄今在這一領域仍是世界最高水平的保持者。在BWE公司技術的支持下'1988年丹麥建設了第一座秸稈生物質發電廠,從此生物質燃燒發電技術在丹麥得到了廣泛應用。目前,丹麥已建立了130家秸稈發電
呂承友使生物質成為了丹麥重要的能源。2002年。丹麥能源消費量約280071噸標煤,其中可再生能源為3507i噸標準煤,占能源消費的12%。在可再生能源中生物質所占比例為81%。近10年來,丹麥新建設的熱電聯產項目都是以生物質為燃料,同時,還將過去許多燃煤供熱廠改為了燃燒生物質的熱電聯產項目。
德國和意大利對生物質固體顆粒技術和直燃發電也非常重視,在生物質熱電聯產應用方面也很普遍。如德國2002年能源消費總量約5億噸標準煤,其中可再生能源15007/噸標準煤,約占能源消費總量的3%。意大利2002年能源消費總量約為2.5億噸標準煤,其中可再生能源約1300萬噸標準煤,占能源消費總量的5%。在可再生能源消費中生物質能占24%,主要是固體廢棄物發電和生物液體燃料。
生物質能利用的第二大領域是利用生物質制取液體或氣體燃料代替汽油或柴油。目前,利用糧食產品或油料作物,如大麥或油菜籽生產燃料乙醇或生物柴油的技術已經成熟,在歐洲已比較廣泛的代替汽油或柴油使用,面臨的問題主要是原料的供應。歐洲地區森林覆蓋率高,林木質資源十分豐富,因此,歐洲國家正在開發利用林木質制取燃料乙醇的技術。瑞典的MTBE公司已在10立方米的發酵罐中進行木屑生產乙醇的中間試驗,生產的乙醇已以5%～10%的比例添加到當地的汽車用油中;德國的CHOREN公司開發的生物質加壓氣化合成柴油技術,已完成年產200噸的小型試驗,正在建設年產15000噸的中型示范裝置。此外,瑞典PURAC公司還將利用動物加工副產品、動物糞便和食物廢棄物等生產的沼氣凈化后,經壓縮送到城市加油站供天然氣汽車使用。德國還開發了小型沼氣燃氣發電技術,大大提高了沼氣的應用水平,沼氣發電站數量成倍增加。
歐盟競相推出政策 扶持生物質能發展
發達國家把生物質能作為重要的能源予以重視。由于生物質能的可再生性,歐盟把利用生物質能作為可再生能源發展的優先領域。
具體發展目標
歐盟國家能源消費水平比較高。為了減少能源的對外依賴,保證能源安全供應,歐盟對可再生能源的發展高度重視。從1997年開始,歐盟多項政策,提升生物質能的發展目標。1997年了《歐盟戰略和行動白皮書》,提出到2010年生物質能的利用量要達到2億噸標煤。
2001年,了《促進可再生能源電力生產指導政策》,要求到2010年歐盟電力總消費的22%來自可再生能源,并規定出了各成員國要達到的目標,如德國為12.5%、丹麥為29%、瑞典為60%、意大利為25%。2003年,歐盟又了《歐盟交通部門替代汽車燃料使用指導政策》,要求生物液體燃料,包括生物柴油和乙醇,在汽車燃料消費中的比例要達到:2005年為2%,2010年為5.57%,2015年為8%。
具體鼓勵政策
由于生物質能的成本比較高,沒有強有力的政策支持是難以發展的。除歐盟提出了明確的可再生能源發展目標外,各成員國也結合各國的實際提出了各自的目標和要求,并采取了積極和務實的政策和措施,包括高價收購、投資補貼、減免稅費和配額制度等。
高價收購:高價收購是歐盟國家促進可再生能源發展的共同做法,也是最有效的措施,稱為“購電法”,就是根據各種可再生能源的技術特點,制定合理的可再生能源上網電價,通過立法的方式要求電網企業按確定的電價全額收購。如瑞典,1997年開始實行固定電價制度,對生物質發電采取市場價格加每千瓦時0.9歐分的補貼;丹麥生物質發電的上網電價為每千瓦時4.1歐分,并給予10年保證期,另外,在全國建立起綠色電力交易市場之前,政府再給予每千瓦時1.3歐分的補貼,將來由綠色證書來替代這一部分,所以實際上的生物質能上網電價是每千瓦時5.4歐分。
投資補貼:投資補貼是歐盟國家促進生物質能開發和利用的重要措施。如瑞典從1975年開始。每年從政府預算中支出3600萬歐元,支持生物質燃燒和轉換技術,主要是技術研發和商業化前期技術的示范項目補貼。從1997到2002年,對生物質能熱電聯產項目提供25%的投資補貼,5年總計補貼了486萬歐元。另外,從2004～2006年,瑞典政府對戶用生物質能采暖系統(使用生物質顆粒燃料),每戶提供1350歐元的補貼;丹麥從1981年起,制定了每年給予生物質能生產企業400萬歐元的投資補貼計劃,這一計劃使目前丹麥生物質能發電的上網電價相當于每千瓦時8歐分。
減免稅費:減免稅費也是歐盟國家促進可再生能源發展的重要措施。歐盟國家對能源消費征收較高的稅費,稅的種類也比較多,有能源稅、二氧化碳稅和二氧化硫稅,特別是對石油產品消費的征稅
額非常高,占到汽油和柴油價格的三分之二。歐盟各國都對可再生能源的利用免征各類能源稅。如瑞典是能源稅賦比較重的國家,稅種包括燃料稅、能源稅、二氧化碳稅、二氧化硫稅等。如果全部免征所有能源稅收,相當提供每千瓦時2歐元優惠電價,因此,瑞典主要依據稅收政策促進生物能的開發利用,即對生物質能開發項目免征所有種類能源稅。
歐盟國家對于生物質液體燃料的支持,最重要的政策措施就是免征燃料稅。目前,歐盟國家的汽油價格約為每升1歐元,其中三分之二為燃料稅,而對于使用生物燃料乙醇的免征燃料稅。雖然目前在歐洲乙醇燃料比汽油成本要高近一倍,但通過這種稅收政策,較好地促進了生物液體燃料的發展。
配額制度:配額制度是隨著電力市場化改革逐步發展起來的一項新的促進可再生能源發展的制度,主要是對電力生產商或電力供應商規定在其電力生產中或電力供應中必須有―定比例的電量來自可再生能源發電,并通過建立“綠色電力證書”和“綠色電力證書交易制度”來實現。所謂“綠色電力證書”,就是可再生能源發電商在向電力市場賣電的同時,還能得到一個銷售綠色電力的證明,即“綠色電力證書”;所謂“綠色電力證書交易制度”,就是要建立“綠色電力證書”自由買賣的制度。電力生產商或電力供應商如果自己沒有可再生能源發電量,可以通過購買其他可再生能源企業的“綠色電力證書”來實現,同時,可再生能源發電企業通過賣出“綠色電力證書”可以得到額外的收益,這樣,就會促進可再生能源發電的發展。
高度重視生物質能技術研發
在生物質能源技術研發方面,歐盟各國都非常重視。不僅歐盟建立了聯合研究中心,每個國家都設有國家級生物質技術研發機構,全面系統地對生物質原料生產、轉化技術、產品市場進行研究和推廣。在生物質能源產品市場方面,歐盟強化了對生物能源產品標準化的研究,從固體顆粒燃料到生物柴油和燃料乙醇都有嚴格的質量標準;已建立起較完善的生物質能源產品市場服務體系,有力地促進了生物質能源的推廣使用。
我國如何開發生物質能
我國生物質能資源非常豐富,具有開發利用的良好條件。在我國石油、天然氣等化石能源資源十分短缺的情況下,開發利用生物質能,對于維護我國能源安全、優化能源結構、促進農村和農業發展、實現可持續發展具有十分重要的意義。為了加快我國生物質能的開發利用,借鑒歐洲國家生物質能開發利用的經驗,結合我國經濟和社會發展的實際,現提出促進我國生物質能開發利用的建議如下:
制定明確的生物質能開發利用目標
從戰略的高度、用長遠的眼光看待生物質能源。切實提高對開發利用生物質能重要性的認識,制定明確的生物質能開發利用目標和具體要求。根據我們正在研究制訂的可再生能源規劃思路,提出到2020年生物質能利用的目標為:生物質發電總裝機容量20000萬千瓦,生物固體顆粒燃料5000萬噸,生物質液體燃料1000萬噸。
加強生物質能利用技術的試點和示范工作
生物質能利用技術種類很多,技術的成熟程度也不一樣。當前,需要結合我國實際,區分不同情況進行推進。
著手建立顆粒成型及顆粒燃燒試點和示范項目。目前,生物質固體顆粒成型技術是成熟的,燃燒生物質顆粒的鍋爐技術也是成熟的,面臨的問題主是要缺少市場需求,這需要通過政府來培育這個市場。因此,建議選擇幾個地區,將燃煤鍋爐改造為燃燒生物質顆粒的鍋爐,并同時設立幾個生物質顆粒加工廠,通過簽訂合同的方式,為生物質顆粒燃料鍋爐提供顆粒燃料。
加快推進我國自主生物質顆粒冷成型技術的應用。清華大學通過多年研究.利用生物質的纖維特性研制成了生物質顆粒冷成型技術,不僅成型過程不需要加熱,能耗顯著降低,而且設備也非常簡單,既可以用于工廠的工業化生產,也可用于農村分散和移動生產。如果這種設備能夠在農村廣泛推廣使農村多余的秸稈和林業等廢棄物全部轉化為生物質固體顆粒,首先用于農民基本生活能源需要,多余的賣給城市或工業鍋爐替代燃煤,將會大大增加能源供應能力,也會顯著增加農民收入。今后,農民不僅是糧食的生產者,而且也是能源的生產者,使生物質燃料生產成為農村的重要產業,從而促進農村經濟和社會的持續發展。因此,建議選擇一些地區進行試點和示范,目前,湖南、甘肅等省已做了一些前期準備工作,建議國家給予適當資金支持,促進其盡快見效。
積極支持生物質直燃發電技術發展。生物質直接燃燒發電技術成熟,在歐洲使用的已很普遍,我們面臨問題主要是生物質的收集和管理體系。在生物質發電設備研究方面予以大力支持,同時對生物質發電項目也給予必要的資金支持和明確的政策支持。
開展生物質液體燃料試點和示范工作。利用能源作物制取液體燃料的技術在世界上已有許多實踐和成功的例子。目前,巴西利用甘蔗、泰國利用木薯、歐洲利用油菜籽等制取液體燃料代替車用燃料已相當成功。建議同時開展以能源作物,如種植甘蔗、甜高粱、木薯和麻瘋樹等,生產生物液體燃料的試點和示范工作,以逐步解決我國的石油替代問題。
制定明確的政策措施,支持生物質能開發利用
生物質能開發利用在增加能源供應、保護環境的同時,將直接帶動農村經濟的發展,是解決“三農”問題的有效措施。因此,建議從國家能源發展戰略和解決“三農”問題的高度出發,制定明確的促進生物質能開發以利用的政策和措施,目前應重點在設備制造和生物質能利用市場開拓方面予以大力支持?？傮w來看,生物質能利用技術和設備,如固體顆粒成型技術和設備、生物質燃燒鍋爐技術和設備,都已基本成熟,需要在政府支持下推廣使用,特別是生物質固體顆粒的推廣應用,必須由政府在適當的資金支持的基礎上,通過必要的行政手段進行推廣,然后才能逐步走向市場。對于生物質發電的支持重點在上網電價方面,建議對于生物質發電上網電價的確定,既要考慮對環境的友好性,也要考慮對農村經濟發展和農民增收的作用,不能簡單與化石燃料發電成本進行比較。生物質發電的燃料主要由農民供給,給生物質發電一個合理的上網電價政策,給農民一個合理的生物質收購價格,相當于國家對農村經濟和農民收入的支持,也體現了“工業反哺農業、城市支持農村”的要求。這樣。既可以有效增加農民收入,調動農民的生產積極性,也可以促進生物質能的開發利用,較好地解決“三農”問題,是一舉多得的好事情。
此外,為了促進生物質能技術的發展,建議設立生物質能專項資金,用于支持生物質能技術的研究和開發利用。
