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生物質發電類型范文1
隨著我國經濟的不斷發展，對于能源的需要更為強烈，然而，中國這種粗放型經濟增長方式，能源制約著經濟的發展?？稍偕Y源的不斷開發和發展是發展的趨勢，也是我國亟待需要發展的項目。生物質發電技術是其中較為突出的可再生資源的技術方式，被認為是21世紀最具有價值的綠色可再生能源之一。根據我國《可再生能源中長期發展規劃綱要》（2006～2020），到2020年我國生物質發電機組裝機容量達到30000MW，生物質成型燃料5000萬噸，將生物質秸稈發電和秸稈成型燃料確定為秸稈能源利用重點技術[1]。
在現在生物質發電技術主要有直燃發電，氣化發電，沼氣發電和混合燃燒發電四中類型，其中直燃發電的運用最為普遍，也最符合我國的實際情況。利用生物質直接燃燒發電技術建設大型直燃并網發電廠，單機容量達10～25MW，可以將熱效益提高到90%以上，可以通過有效措施提高其利用率[2]。然而，現階段生物質發電中的直燃發電技術發展還不完善，對于其的設計還存在很多的不完善的地方，從而影響其效益的發揮。另外，用于生物質燃燒的鍋爐以及燃料輸送系統的技術和設備都產自外國，這嚴重制約了我國生物質技術的發展。所以，對于直燃發電技術的發電工程進行分析和合理的設計對于提高其利用率具有非常重要的意義。
1 生物質直燃發電過程及設備
生物質發電技術在中國的發展才剛剛起步，其發展也在一定程度上受制于外國，要在現有的基礎上提高生物質發電的能力，就要從生物質直燃發電的過程和相應設備的選擇上進行分析，從而優化設計，提高直燃發電的效率[3]。
1.1 生物質直燃發電過程
生物質直燃發電技術是直接將秸稈等生物質原料以一定的形式放入鍋爐中，在鍋爐中進行燃燒，將其燃燒所產生的高溫，高壓蒸汽推動蒸汽輪機做功，最后帶動發電機的運轉，實現生物能到電能的轉化[4]。
1.2 直燃發電技術設備
生物質直燃發電設備的合理選擇對于利用率的提高也是具有非常重要意義，還具有一定的經濟效益。為了充分利用國家鼓勵生物質發電的政策，充分利用資源，提高能源綜合利用率，因此，提高生物質發電項目的主蒸汽參數，從而提高發電量和發電效益，就成為了生物質發電項目的必然選擇。
目前，國內已經有與130t/h和75t/h高溫高壓秸稈鍋爐配套的汽輪發電機產品，汽輪機進汽量最大限度地與鍋爐蒸發量匹配，滿足生物質發電項目多發電的要求，并且汽輪機制造技術十分成熟[5]，汽輪機單機容量的選擇不是影響裝機方案選擇的主要因素，影響裝機方案選擇的主要因素是鍋爐容量的選擇。在選擇設備時要根據當地的熱負荷計算來具體的選擇，要滿足一定的熱平衡。
2 直燃發電系統的優化
生物質直燃發電技術系統主要是由燃燒系統，熱力系統構成。其中燃燒系統包含給料系統，煙風系統，點火油及助燃油系統，空壓機系統；熱力系統主要是包含主蒸汽系統，除氧給水系統，生水系統，工業水系統，凝結水系統，壓縮空氣系統，供熱系統。要提高生物質直燃發電的效益，增加利用率就要從各個部分進行分析控制，根據能量守恒的原理，嚴格控制各部分能量的損失，就可以提高相應的利用率，將直燃發電技術發揮到極致。
2.1 燃燒系統優化
在燃燒過程中通過改變燃燒接觸面積和燃燒的條件可以優化燃燒的程度，提高燃燒效率，從而優化設計。
2.1.1 給料系統優化
由于生物質原料各有不同，不同的原料燃燒的條件也不一樣，所以之前一定要將原料進行分類。再由打包機打成1.5×1.3×1.2原料包由汽車運到電廠，存放于位于爐前的秸稈存儲庫中。原料包從原料存儲庫通過鏈式輸送帶傳遞到立式螺桿機上（標高約11.80米），通過螺桿的旋轉給料機將扯碎后的秸稈送入爐膛燃燒。扯碎燃燒增加了與氧氣的接觸面積，從而增加了燃燒的效率。
2.1.2 煙風系統優化
良好的通風系統可以增加氧氣的濃度，從而提高燃燒率，優化采用平衡通風系統。由一臺100%容量的送風機和空預器組成。為防止煙氣腐蝕性，煙氣將不通過空預器?？諝獾念A熱由給水加熱實現預熱后的空氣通過爐膛下部（爐排上部）進入爐膛。鍋爐燃燒需要空氣量的另一部分通過振動爐排進入鍋爐。經爐膛燃燒后產生的高溫煙氣和飛灰，流過過熱器和省煤器，由引風機將煙氣吸入布袋除塵器凈化，最后經煙囪排向大氣。
2.2 熱力系統優化
在熱力系統中主要是做到降低能耗就能有效的提高利用效率，其主要體現在主蒸汽系統。主蒸汽管道將采用切換母管制，設一條單母管，鍋爐蒸汽至汽機或母管可切換運行，并為預留鍋爐預留接口條件。根據具體的情況開切換切口，提高效益。
3 結語
生物質發電技術中，直燃發電技術較為成熟，并且有規模大，效益高的特點，但是小型直燃發電效率就相對比較低，前期的投資也相對較大，為了提高經濟效益和研究發展中國的生物質能源的開發，研究分析生物質發電原理和過程是非常必要的，然而，對于直燃發電的分析研究是最為直觀有效的。通過對直燃發電過程的分析和對設備原理分析，對其進行合理的設計和相應的技術改造，從而優化直燃發電技術，提高直燃發電的利用效率，這對綠色能源的運用和發展有著重要的作用。
【參考文獻】
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生物質發電類型范文2
關鍵詞：生物質發電廠；燃料輸送；設備選型；發電項目；輸送機 文獻標識碼：A
中圖分類號：TM621 文章編號：1009-2374（2016）32-0071-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.32.035
1 概述
如今，隨著各類可再生能源技術的更新，可再生能源市場占有比例得到不斷提高?？稍偕茉丛跍p少資源消耗的同時，也降低了對環境的破壞。生物質能源為一種可再生能源，近年來得到廣泛應用，本文以生物質發電廠為例，對生物質電廠燃料輸送系統設備選型進行對比分析。當前較為常用的輸送機主要有五種，分別為普通帶式輸送機、大傾角帶式輸送機、擋邊帶式輸送機、鏈式輸送機與管狀帶式輸送機。在電廠生產過程中，燃料輸送系統的安全穩定運行，對電力生產水平和效率有重要的影響，因此進行生物質發電廠設計時，必須重視輸送設備的選型工作，根據燃料特征、電廠設備出力要求等情況，選取出最為適宜的設備類型，對保障發電廠生產運行和提高經濟效益具有重要意義。
2 生物質燃料
生物質燃料為可再生資源，近年來受到國家的高度關注，相關部門出臺了很多法規與政策，鼓勵企業加大力度開發、運用這種資源。生物質發電技術就是充分利用生物質能源，將生物質能轉化成電能。生物質發電的主要燃料為農業生產過程中的廢料。我國生物質電廠常用的發電燃料主要有兩種，其一為黃色秸稈，如稻草、甘蔗葉、稻谷以及花生殼等；其二為灰色秸稈，如樹皮、林木肥料以及棉花稈等。由于生物質發電廠燃料，其具有松、雜和散等特征，所以需根據燃料的特征和輸送設備的性能進行設備選型，為保證電能生產質量，充分發揮燃料作用和價值，需切實做好燃料的輸送設備的選型工作。
3 生物質發電廠燃料輸送設備選型
3.1 普通帶式輸送機
普通輸送機是我國應用最為嫻熟的技術之一，在燃煤發電廠中極為常見，用途也十分廣泛。該輸送機的成型商品較為可靠，現階段已完全實現國產化，造價合理。輸送燃料時，燃料不易封閉，防塵效果相對較差；在布置輸送機的過程中，傾角不能太大，通常保持在16°以內，否則將造成打滑、脫落等現象。該輸送機主要輸送經過破碎處理以后的硬質秸稈，常見的有木片與棉花稈等。
目前，有許多生物質發電廠在普通輸送機上運用花紋帶。與常規輸送帶相比，花紋帶具有更高的摩阻力，可避免物料發生打滑等現象，有效提升了輸送能力，節省電廠土建投資，具有很高的經濟效益?；y帶輸送機通常用在破碎處理后的燃料輸送環節中。
3.2 大傾角帶式輸送機
從結構上講，大傾角帶式輸送機和普通帶式輸送機并無太大差別，只是前者將波狀擋邊輸送帶和后者進行了有效的結合。其中，波狀擋邊大傾角帶式輸送機主要由三大部分構成，分別為基帶、擋邊與隔板。橫隔板為復合材質，具有較強的耐沖擊與抗變形能力；基帶兩邊是波狀擋板，擋板與隔板采取冷硫化的方式固定于基帶之上，而隔板和擋板之間互相拴結，可進行隨時更換。對于這種輸送帶而言，它對抗拉強度與耐磨性能有很高的要求，針對留有一定空邊的輸送帶，為滿足角度更改需求，膠帶必須具有良好的柔韌性與剛度。
通過對此類輸送機的合理應用，可大幅提升輸送角度，減少了不必要的轉運點和占地面積，而且對于燃料也具有很強的適用性，很好地處理了滑料等實際問題。然而，我國自主產品還是以小出力和低高度為主，對于大出力和大高度還需從國外進口，而且這種設備的回程帶還會產生較大的振動，容易產生粉塵，造成運行環境不佳。這種輸送機適合輸送具有較好流動性的燃料，常見的有稻谷、花生殼等，但要對輸送量進行控制，單次輸送量不宜過大。
3.3 擋邊帶式輸送機
該輸送機充分結合了特制擋邊與普通帶式輸送機，并在傳統平托輸送機上加設固定擋板。這種輸送機可有效提升輸送過程中的截面積，輸送效果良好，輸送能力相對較強。由于輸送機的擋邊完全固定，所以可實現密封，具有極強的防塵能力，有利于運行環境的改善和保護。該輸送機與普通帶式輸送機并無太大差別，使用范圍較廣，軟質燃料和硬質燃料都適用。通過對國內使用現狀的分析可知，對于這種輸送機的實際應用，大多運用敞開的布置形式，為保證運行效果，需要增設防溢裙板或者是防護罩，以進一步增強其密封性，從而對防塵能力進行有效的改善。
3.4 鏈式輸送機
鏈式輸送機是丹麥技術，在我國主要由龍基電力公司進行生產，用于整包物料的運輸，對于物料包尺寸、松緊程度有很高的要求，通過合理的設計與布置可很好地實現定量數量；在輸送過程中不會產生大量粉塵，設備的運行環境相對較好；工藝布置可選方式較多，如高架、地面和地坑等，具有極強的靈活性。然而該輸送機對物料包形式有極高的要求，只可以輸送整包物料，無論是哪一種散料都不可以進行輸送。除此之外，在輸送時還有可能出現散包等現象，且占用相對較大的空間。就目前而言，該輸送機已經在我國的鹿邑、遼源等地區中運用，技術應用水平正日益成熟。
3.5 管狀帶式輸送機
該輸送機是由呈六邊形布置的輥子將輸送帶裹成邊緣互相搭接的圓管狀來輸送物料的一種新型帶式輸送機，其結構如圖1所示。和普通的帶式輸送機相比，此類輸送機主要具備以下優勢特點：支持長距離物料輸送，可在復雜、多變的地形中使用；物料運輸全程實現封閉性，不會產生灰塵，避免了對周圍環境造成的污染和破壞；輸送機本體帶有走廊，可有效降低土建施工的工作量；支持大角度物料輸送。由于給料與卸料段之間存在一定距離，所以該輸送機不能在短距輸送中使用，且維護量相對較大。通過使用現狀分析得知，該輸送機常用于具有較強流動性物料的輸送，常見的有稻谷、花生殼等。
圖1 管狀帶式輸送機
除此之外，由于該輸送機能在相對復雜的地形中輸送多種散裝物料，所以其能在很多領域中應用，除了生物質發電廠，還有礦山、碼頭、港口以及煤炭等行業。然而，從生物質發電角度講，該輸送方式并未得到廣泛的普及，在技術方面還需進行更為深入的研究，以此推動此類輸送機的應用與發展。
4 結語
通過上述分析可以看出，不同輸送機各有所長，但從輸送效果角度講，花紋帶普通帶式傳輸機與擋邊帶式輸送機具有相對較高的經濟性與適用性；大傾角帶式輸送機雖然運行效率突出，但造價偏高、檢修維護量大，常用于受地形因素影響嚴重的情況；鏈式輸送機僅可以進行整包輸送，輸送形式單一；管狀帶式輸送機可大幅節省占地面積，在密封性、易維護性等方面有顯著的優勢，但只能用于長距離輸送中，所以目前管帶機在生物質發電領域中的應用受限，還需對其進行有效的改善。
上述五類輸送機，除了管狀帶式輸送機，其他所有輸送機都可以在生物質發電廠中有效應用。對于單一的燃料的類型，帶式輸送機可以很好地滿足需求。但從實際情況來看，由于生物質電廠燃料具有一定多樣性，所以電廠需要根據自身情況對輸送系統進行適當的改造與升級，在條件允許的情況下還要結合多種輸送機，實現聯合輸送，從而滿足多樣性的需求。
在實際的設備選型過程中，需根據具體發電項目具體狀況與要求，從性能可靠、經濟合理、便于維護等層面入手，整體分析不同輸送機的特征和優勢，進而選取出最為適宜的輸送設備，為發電廠穩定、高效生產奠定良好基礎。
參考文獻
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生物質發電類型范文3
1生物質混燃技術分類和國內外應用現狀
從混燃技術上可分為：（1）直接混合燃燒：經預處理的生物質直接輸入鍋爐系統燃燒；（2）間接混合燃燒：將生物質氣化后的燃氣輸入鍋爐系統燃燒；（3）并聯燃燒：生物質在與傳統鍋爐并聯的獨立鍋爐中燃燒，將所產蒸汽供給發電機組.根據混合點位置不同，直接混合燃燒又可分為共磨方案（在磨煤機前混合）、共管方案（在磨煤機后煤粉管道內混合）和獨立噴燃方案（在鍋爐燃燒室混合）.獨立噴燃方案將成為未來發展方向[2].從生物質形態上可分為直接破碎混燃和成型顆?；烊?
歐洲及北美等發達國家從上世紀90年代開始進行了多種混燃技術的示范工程，取得了一系列重要的成果.截至目前，國內未見在煤粉爐中使用獨立噴燃方案燃用生物質成型燃料的實際工程實例報道.
2生物質混燃技術的關鍵設備和系統分析
受散狀生物質收集半徑所限，常規秸稈類生物質無法遠距離運輸，在一定程度上限制了生物質混燃電站的生物質供應鏈，而蓬勃發展的生物質成型燃料產業將會使生物質混燃技術進入全新的發展階段.先進的生物質顆粒成型燃料的加工能耗約為70 kWh·t-1 [5]，約僅占其熱值的2%左右.由于成型后燃料密度大（800～1 400 kg·m-3），且水分低（<15%），生物質燃料的能量密度得到大幅度提高，對長期儲存及遠距離運輸十分有利，使生物質發電項目不再受秸稈收集半徑的制約，真正實現全行業規?；瘧?以下以獨立噴燃方案為例，對混燃技術相關設備及相關系統進行分析.
2.1生物質成型燃料的儲存運輸處理系統配置要求
入廠原料采用生物質成型顆粒燃料的混燃技術，一般要求顆粒粒徑在10 mm左右.此模式能克服傳統生物質易堵塞特性.歐洲實踐經驗表明，生物質顆?？纱娣庞诜忾]式料場，通過刮板機上料；也可在電廠內存放于大型筒倉之中，通過皮帶輸運.為了釋放長期存儲可能產生的熱量，筒倉通常需要設置螺旋給料、斗提等自循環系統，并配有可燃氣體濃度監測裝置及爆破門，以進一步提高安全性.由于生物質成型燃料的加工過程已經完成了纖維破碎，因此可經倉儲、輸送過程后直接進入后續的制粉工藝.
2.2粉碎設備
生物質混燃共磨方案使用電站原有的磨煤機制粉系統磨制生物質燃料有一定的局限性，運行期間需要關注磨煤機電流、石子煤量、出口風溫等特性指標，需嚴格控制較低的混燃比例，以免造成生物質燃料阻塞磨煤機，引起磨煤機故障.另外，需要嚴格關注送粉管道揮發分濃度，避免出現爆燃事故.該系統設備簡單，但可靠性稍差.
共管及獨立噴燃方案需要單獨配置生物質粉碎設備.經國內外調研，粉碎終點粒度控制在3 mm以下較佳[1]，可在約1 000℃的爐膛內充分燃燼.目前主要有兩種類型設備可實現規?；瘧?
（1） 錘片粉碎機（Hammer Mill）
如圖1所示，此類設備非常適合粉碎處理秸稈、木材等生物質類物料，技術成熟可靠[6].通常為臥式結構，錘片在機內高速飛轉，將物料錘碎至需要的過篩尺寸.國內主要應用于飼料及食品行業，國產設備單機最大生產能力約5～10 t·h-1.近期，隨著生物質成型燃料加工行業的興起，也有個別廠家能夠設計生產能力20 t·h-1以上的產品，但目前尚無實際運行業績支撐.國外設備經驗較豐富，如瑞典BRUKS公司的最大型號單機額定功率500 kW，配有470塊錘片，轉子直徑1 600 mm，錘片末端線速度達78 m·s-1，濾網面積可達8 m2，設備價格高達300萬元.
圖1錘片粉碎機
Fig.1
Hammer mill
（2） 雷蒙磨粉機（Raymond Mill）
如圖2所示，此類設備歷史悠久，在國內外礦產品粉體加工領域應用廣泛[7] .該設備為立式結構，工作原理為：旋轉磨輥在離心力作用下緊滾壓在磨環上，將物料碾壓破碎成粉；內置旋轉鏟刀防止物料堆積；磨內通風把成粉的物料吹起，達不到粒度要求的物料被分析機阻擋后重回到磨腔繼續研磨；達到粒度要求的物料則可通過旋轉分析機后進旋風分離器分離收集.國內一些制造廠對傳統技術進行升級，成品粒度更小，比功耗更低，但在生物質領域的適應性尚不明確.國內設備供應商維科重工曾配合筆者單位進行了生物質成型顆粒燃料的試磨試驗，可以預期185 kW最大型號設備單機生產能力達20～40 t·h-1，成品粒度在0.5 mm以下.
圖2雷蒙磨粉機
Fig.2
Raymond mill
2.3燃燒器要求及氣力輸送配置
生物質燃料收到基含有約70%的揮發分，極易點燃及燃燼.國外一些公司開發了先進復雜的生物質專用燃燒器，但在筆 者調研時發現十里泉電廠混燃示范項目實踐中丹麥進口燃燒器的故障率較高，電廠已將其改造為簡單的鋼管燃燒器，且運行效果佳.燃燒系統的關鍵是將一次風量與燃料量相匹配，經初步計算四角切圓煤粉爐中獨立噴燃方案，配10 t·h-1的生物質燃燒器推薦配一次風量為4 000 Nm3·h-1.合理地選擇一次風速，并將其作為輸送介質將生物質粉末吹送入燃燒器時宜選擇稀相壓送式裝置，這在氣力輸送行業有豐富的經驗，在此不再贅述[8].
2.4混燃對鍋爐受熱面的影響
堿金屬氯化物（KCl等）的低溫沉積腐蝕問題一直是困擾生物質直燃領域的一個技術難點，直接燃燒產生KCl等物質在含Cr合金鋼受熱面上發生沉積而導致嚴重的氯腐蝕問題.堿金屬氯化物的高溫腐蝕，直接限制了熱力工質參數的進一步提高，導致目前生物質直燃電站的熱電轉換效率偏低.但在混燃技術領域，實驗室及現場測試均表明，燃煤中含量較高的S元素及Al，Si，Fe類灰成分，將會使K等堿金屬形成高熔點化合物，Cl元素則以超低濃度氣相HCl的形式隨煙氣排放，因此混燃時的腐蝕速率比直燃技術低很多數量級[9].控制混燃熱量比在15%以下（質量比<20%）時，傳統鍋爐并不需要做特別的改進，對鍋爐運行可靠性不會造成影響.
2.5環境影響分析
生物質低灰低硫高揮發分的特性，宜與燃煤形成互補效應.大量研究表明，在傳統電站中混燃少量的生物質后，單位供電量下的SO2，NOx，粉塵等污染物排放強度均可降低，且不會對原配置的環保設備造成負面影響，特別適宜在一些受污染物排放總量減排政策制約的電站中推廣使用.值得關注的是，對于某些秸稈類生物質內的高堿金屬，燃燒煙氣可能有促使釩基SCR催化劑中毒的風險[10]，尚需進一步研究其機理后，對不同生物質的混燃比進行限制.
由于生物質內C元素在自然界中是循環利用的，同直燃技術一樣，混燃技術中由生物質燃燒產生的CO2可不視為溫室氣體排放.年消耗約15萬t生物質（收到基碳含量按40%計）的混燃技術項目，可因少用煤炭而折算的CO2減排50萬t以上.如果未來實施全球碳排放交易，由此產生的收益將達到1億元人民幣數量級（參考歐洲目前碳排放交易經驗，每噸CO2的減排補貼為25歐元）[11].
2.6混燃比計量與檢測設備
混燃比是衡量混燃電廠供電中的可再生能源份額的重要指標.混燃比計量可分為兩種方式：
（1） 燃料側計量：實際應用中，綠色電力份額可轉化成生物質混燃熱量比考慮，可由入廠原料汽車衡裝置，或者皮帶及給料機上設置的重力式傳感器計量混燃的生物質重量，之后再綜合入爐煤重量及生物質與煤的熱值實驗室分析數據轉換取得.但對多種生物質燃料的取樣分析過程繁瑣，數據精度不高，且過程中存在大量的人為因素，有以虛假信息換取巨額綠電補貼的可能性.
（2） 煙氣側計量：其原理同考古領域常見的14C斷代法基本相同，已經拓展至環境監測領域[12-13].C元素中放射性同位素14C的半衰期為5 730 a，其化學性質與常見的12C相同，且大氣環境及生物質燃料中的14C/12C比例基本穩定在10-12數量級.由于化石燃料形成年代距今達上億年之久，基本檢測不到14C，因此可通過測量混燃鍋爐排煙中的14C/12C比例精確計量電站的混燃比率（生物基的百分含量）.目前的先進加速器質譜AMS技術測量同位素比值的靈敏度可達10-15至10-16，可對混燃比作出非常準確的判斷.歐美多國已經制定了針對燃料的生物基份額的檢測標準，如ASTM D6866、CEN 15591/15747等，并在積極開發14C同位素同步在線監測技術.我國尚未開展此方面的研究工作.
3當前面臨的主要矛盾及建議
生物質直燃發電的單位造價在萬元·kW-1數量級，而混燃改造的投資低得多，采用國產設備的混燃系統投資僅在百元·kW-1數量級，且混燃技術的燃料熱電轉化效率明顯優于直燃技術，是一種生物質能利用的有效方式.
生物質混燃在發電技術層面的問題已經明晰落實，但受國內監管體系制約，電網公司很難核實混燃電站實際運行中的生物質消耗量，可再生能源補貼量因此很難確定.混燃計量檢測技術已經成為綠電價格補貼政策無法拓展到生物質混燃領域的主要瓶頸因素，嚴重制約了經濟性較好的混燃技術的規?；瘧?
按照2006年頒布的《可再生能源發電價格和費用分攤管理試行辦法》中有關“發電消耗熱量中常規能源超過20%的混燃發電項目，視同常規能源發電項目，執行當地燃煤電廠的標桿電價，不享受補貼電價”的規定，也就是說生物質在燃料比例中要大于80%才能享受補貼，而目前的混燃比例一般在20%以下，所以生物質混燃項目并不能享有與直燃電廠等效的電價補貼[14].從目前市場現狀來看，單位熱值的生物質燃料價格仍高于對應的煤價，如無電價補貼等刺激性政策，火力發電廠更加愿意燃用煤，這是目前我國生物質混燃技術無法規模推廣應用的一個主要原因.
建議盡快開發監測生物質使用量的客觀評價體系和煙氣側14C同步在線檢測技術，政策上盡快完善燃料側監管體系和制度，引領生物質產業健康發展.
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生物質發電類型范文4
關鍵詞:生物發電 企業管理 燃料管理
中圖分類號:F2 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)10(c)-0135-02
1 生物質發電相關背景
隨著國民經濟的高速發展和生活水平的不斷提高,我們對能源的需求也日益增加。而主要傳統能源(煤炭、石油等)的有限性和環境污染等因素,促使我們積極開拓和發展可再生能源。生物質能發電作為可再生能源利用的一種形式,一直得到政府的大力支持,相繼出臺有利于生物質發電的政策,2009年1月1日起執行的《關于資源綜合利用及其他產品增值稅政策的通知》規定,生物質發電增值稅實行即征即退政策,2011年國家發改委將農林生物質能發電價錢同一上調為每千瓦0．75元,諸多優惠政策出臺,將進一步促進生物質能利用發展,生物質發電行業迎來了新的春天。
2 生物質能發電特點及影響因素、應對措施
在生物質能發電行業蓬勃發展的同時,由于布局規劃、生物質能燃料收儲運、企業管理等諸多原因,導致生物質能發電企業普遍存在盈利能力較弱甚至是虧損的現象。
生物質能發電企業對設備運行穩定性和經濟技術指標管理的要求遠沒有目前燃煤火電企業的要求高,管理相對粗放。影響機組運行經濟性的主要因素表現在鍋爐運行效率較低。一是因為進入鍋爐的燃料均勻性較差,造成鍋爐運行不穩定,參數波動相對較大;二是燃料含水量不能得到保證,有的達40%～50%,因此熱損失較大;三是灰、渣可燃物含量較大,機械不完全燃燒損失較大,因此鍋爐效率相對較低。
生物質能發電企業管理的關鍵點在企業主要領導,在機制。生產經營協調一體非常重要,市場、政策、燃料、生產、算賬、一切圍繞經營。對外要與政府協調、同業競爭要聯合協調,要大量思考應對未來,應對燃料市場變化。因此企業主要領導要思路清晰,有明確的工作思路,工作重點突出。
燃料管理更是生物質能發電企業管理關鍵中的關鍵。燃料要做到精細化管理,不能怕麻煩,燃料生產要做到一盤棋。通過反復試驗(燃燒試驗和實驗室檢驗)分析,掌握各種燃料熱值屬性,詳細掌握含水量與熱值關系。通過反復試驗(燃燒試驗和實驗室檢驗)分析,掌握不同燃料參燒熱效益;另外燃料采購還要用考核對經紀人的誠信劃分培養,要實行對經紀人的動態開放原則。燃料管理要有思路、有點子,關鍵又在落實。在掌握燃料市場方面要遵循市場培育―市場引導―市場發展―市場控制―市場博弈技巧這樣一個過程,主要領導定期協調召開區域內秸稈電廠的主要領導聯誼會,商量協調控制秸稈最高收購價格。就整體采購市場來講,原料的總量是不變的,要避免同業惡性競爭,就要區域內生物質能發電企業的主要領導一起,根據行業有能力承受、經紀人有效益、農民得到實惠的原則,不要刻意地去搶市場,以避免哄抬價格,商量協調控制秸稈最高收購價格,個別企業存在通過調節質檢手段來實施同業競爭的現象,不利于長期發展。
3 生物質能發電燃料管理
生物質能發電最關鍵點還是在燃料供應上,做好燃料的收購儲運及管理工作,對生物質能發電企業的生存至關重要。結合當前各地實際,在做好燃料供應方面,應該從以下幾個方面考慮。
一是前期資源的調研。在生物質發電項目建設之前,要通過深入調研,了解當地資源分布狀況、可利用生物質總量、氣候特點、收集的難易程度、運輸狀況、勞動力情況以及潛在的競爭對手。為避免決策失誤,作為投資主體,在投資前一定要對擬建項目的地方資源做認真核查。
在資源核查時,要深入鄉鎮、田間地頭,切忌搞形式主義、走過場。對農作物秸稈核查,要真正掌握各類農作物的種植面積和糧食產量,了解當地收割方式、留茬高度和秸稈的實際利用率,推算草谷比系數和項目可收集率,從而計算出可收集量。對林業剩余物資源的核查,要掌握當地林業的年砍伐量和實際加工量,了解加工產生廢棄物(如枝椏柴、樹根、樹皮、鋸末、邊角廢料等)的數量和實際利用情況,測算可收集率,從而計算出可收集量。
二是秸稈市場的啟動。從生物質的種植―管理―收集―運輸―加工―銷售到進廠入爐,這是一個產業鏈,不同的鏈節要由不同的人來做,即專業人做專業事。生物質燃料保證渠道只有走市場化運作之路,必須立足于實際,依托當地現有資源,積極推進市場化運作。
隨著國內生物質利用率的提高,以前被認為農林廢棄物的生物質會逐步被收集銷售,農林廢棄物逐步轉化成商品,這部分資源已經不再是廢棄物。在市場經濟的條件下,生物質的收集就應該遵循市場規律。生物質原料市場的成功運作沒有什么訣竅,只有按照市場規律去做,正確掌握市場運作的幾個階段。
(1)宣傳發動階段。根據前期調研,掌握資源的分布區域,再由生物質采購人員有目的地深入鄉村,一方面散發傳單、張貼標語,進行大規模的宣傳;另一方面,深入田間地頭與農戶交流,提高農民對生物質的認識,從而提升農民從事生物質產業的欲望。
(2)技術引導階段。通過宣傳和走訪,一部分有經濟實力的人開始籌劃運作,這批人將成為產業的帶頭人,要牢牢抓住他們,給予他們技術服務,提供必要的資金或設備支持。特別是技術跟蹤和引導,要教會他們如何去做,讓他們掌握生物質收集、儲存、加工和運輸各個環節的技能,了解如何降低各環節費用支出;在設備采購方面,為他們提供優質設備信息,幫助他們做好設備選型和配置,并指導他們使用。
(3)合理定價階段。前期市場啟動階段,在不同種類生物質價格的確定上,既不能盲從其他同行業的收購價格,更不能憑空拍腦袋定價。定價的依據是資源考察和市場調研,根據資源收集、加工、運輸等各環節的實際費用加上經營者的合理利潤測算出來。收購市場啟動初期,應充分考慮加工人員的熟練程度、設備資金投入和實際運作過程中可能出現的問題,定價要略高于正常價格,讓參與者獲得實實在在的利益。防止出現帶頭人全部虧損的局面,這樣不僅會打消了前期參與者的積極性,而且會把具有從事生物質行業愿望的人拒之門外。
(4)模式確立階段。收購模式的確立直接關系到前期市場啟動的好壞。為拓寬資源渠道,調動廣大農戶從事生物質收集的積極性,快速啟動市場,在市場啟動階段,最有效的收購模式是采取掛牌收購,公開收購價格和質量標準。這樣可以讓有實力并愿意嘗試的人全部參與進來,不會因為某個人的操作不當造成整個區域的資源流失。其次,可以根據市場情況,物色一些供貨商,每個月跟公司簽訂當月供貨合同,確保機組發電需要。再次,可以測算分析某一品種市場全年平均價格,可以以略高于平均價的價格與其簽訂全年供應合同,這種方式主要與一些廠或公司合作,能達到雙贏。第四,可以與一些有實力的供貨商洽談,根據市場情況,分月簽訂合同,每年如果超過一定量的燃料總量,給一定數額的獎勵,促進供貨商在淡旺季都能穩定供料。
(5)政策協調階段。政策協調就是要為秸稈經營戶創造便利條件,爭取國家政策補貼,從而降低原料成本。
首先,在車輛運輸方面。每天消耗生物質秸稈量1000 t左右,全部為汽車、農用車運送。但是由于生物質自身密度較小,裝車后體積蓬松(約6 m3/t);運輸重量遠遠低于運輸其他貨物,導致客戶經營成本增大,利潤空間降低。為降低運輸成本,運輸戶不得不對車輛改型或裝車加長、加寬和加高,這勢必對交通秩序造成影響,交警、交通、城管等部門會給予干預。為保障生物質燃料的及時性和連續性,生物質電廠就必須出面請求地方政府協調相關部門,為各類生物質燃料運輸車輛開辟“綠色通道”。
其次,在資源控制方面。在很多地方,農民不再以秸稈做薪柴,也不再進行畜牧養殖,秸稈的利用率極低,為了忙于搶種下季作物,大量秸稈就地焚燒或棄于溝壑腐爛,這樣不僅造成大量的資源浪費,而且嚴重污染了環境。各生物質電廠要以此為契機,請求政府下發禁燒文件,并加大宣傳力度,利用政府職能監督落實,防止秸稈流失。
最后,在政策補貼方面。電廠要及時了解國家可再生能源相關扶植政策,積極為經營戶爭取,如秸稈收集補貼、農機政策補貼等,江蘇省政府明文規定,對秸稈經營戶,每收集1 t秸稈給予30元補貼;合肥市也出臺了相關政策,秸稈收集每畝給予20元的補貼。另外,根據國家相關政策規定,對在目錄的農業機械,還可以給予購置補貼。各電廠要多與地方發改委聯系,及時掌握可再生能源利用政策。
三是收購價格的調節。衡量生物質電廠收購生物質價格高低的依據是收購生物質的熱量單價。各電廠在秸稈收購時,對收購秸稈的熱量單價一定要做到心中有數,合理控制秸稈價格,逐步提高質量標準。秸稈水分控制非常重要,在收購生物質的含水率達到50%時,其低位發熱量僅有1500kcal/kg左右。生物質的含水率越高,其實際利用價值就越低,因為生物質水分過大,在爐內燃燒產生的實際煙氣量增加,這樣不僅會增大引風機的負荷,提高廠用電率,而且這部分水分入爐后還會吸收爐內熱量,轉變為140℃左右的蒸汽,隨煙氣排出時將大量的熱量帶走。隨著市場的拉動,供貨商操作熟練程度不斷提高,各環節的費用在不斷降低,利潤空間也越來越大,這時就可以進行價格調整。
價格調整要注重方式方法,根據料場生物質儲備和市場調研情況,在保證生產需求的情況下,對擬降價生物質種類采取停收措施,造成源頭貨源量過剩積壓,然后再宣布價格下調方案。這樣不僅可以抑制源頭組織者對原材料過高的期望值,而且可以保證經營者的合理利潤空間。價格下調幅度要適中,確保調整后的市場穩定。
四是實現資源屬地化。隨著生物質電廠的紛紛上馬,將導致資源的無序競爭。為合理控制收購價格,防止價格哄抬,首先,生物質各電廠必須建立行業同盟,加強行業交流,共同平抑價格,達到資源共享的目的;其次,各生物質電廠必須立足于當地,積極開發和利用地方資源,實現資源的屬地化。
對秸稈的認識和實際運作需要一個過程。各生物質電廠在前期收購市場拉動階段,為滿足機組運行需求,積極擴大收購范圍,收購半徑可能超過100 km,運輸費用居高不下。根據實際測算,60 km半徑范圍內的生物質資源量,完全能夠滿足一個30 MW的生物質發電項目的原料需求。所以,隨著收購市場拉動,要逐步加大當地資源的利用力度,秸稈采購漸漸過渡到地方資源。實現資源的屬地化也是生物質能發電企業的最終出路。
五是人才的選拔培養。具有一定的營銷意識、頭腦靈活、善于學習、愛崗敬業、廉潔自律,是從事生物質采購人員的必備素質;能夠具有一定熱動專業知識和機械常識,將更有助于生物質采購工作。在生物質采購中,一直存在某些誤區,很多人認為硬質燃料熱值高、熬火,豈不知熱值高和熬火是完全不同的兩個概念。生物質(稻殼、稻草除外)的高位熱值是基本相同的,而電廠考慮的是低位熱值。低位熱值的差異主要取決于生物質的水分含量,水分越高,低位熱值越低;其次取決于生物質的腐變程度,隨著腐變程度的增加,可燃成分流失越大,灰分越大,低位熱值越低。在同等水分含量的情況下,稻殼、稻草的熱值偏低,其主要原因是稻殼、稻草自身的灰分(不可燃成分)較大。
具有一定的熱動專業知識和機械常識,就容易掌握上給料系統特性,了解鍋爐的燃燒原理。只有根據上料系統的特點和不同類型鍋爐的燃燒原理,選擇控制生物質收購標準,才能確保生產需求。
六是料場的科學管理。生物質料場管理是一項綜合而復雜的工作,涉及到原料的計量―質檢―卸料―取樣―化驗―結算―儲存―倒運―摻配―上料等程序,也是來料控制、降低消耗、確保安全和生產穩定的重要環節。生物質能發電企業要結合自身特點做好現場科學管理流程。由于生物質原料來自千家萬戶,質量千差萬別,如果隨機上料,將造成鍋爐燃燒工況大幅度變化,負荷劇烈波動。這樣不僅燃燒調整困難,而且嚴重影響機組效率。為確保鍋爐穩定運行,提高機組整體效率,上料前,要根據來料的干濕度和顆粒度情況進行合理摻配,力求爐前進料相對穩定。
生物質發電類型范文5
作為巢湖首家生物質能發電項目，它的建成不僅填補了含山沒有發電企業的空白，也使巢湖整個電力產業的結構得到進一步優化。據了解，項目總投資2.72億元，占地面積115畝，建設規模為2×75t/h秸稈鍋爐和2×15MW凝汽式汽輪發電機組，并預留一臺同類型鍋爐和汽輪發電機組的空間，年發電量可達1.8億kW?h。
1、秸稈發電成為“香餑餑”
在我國，生物質發電是一項新興的可再生能源產業。目前，生物質能主要有沼氣和直接焚燒等利用形式，該項目屬于國家鼓勵發展的節能環保項目。秸稈發電是生物質能發電的一種形式，通過在高溫高壓鍋爐中直接燃燒經過預加工的秸稈產生熱能，再進一步轉化為電能。秸稈是一種很好的清潔可再生能源，每2t秸稈的熱值就相當于1t標準煤，而且其平均含硫量只有3.8％，而煤的平均含硫量約達1％。秸稈發電不僅是重要的可再生能源利用方式和建設生態文明的有力措施，更是服務社會主義新農村建設、實現工業反哺農業的重要切入點。目前，該市生物發電項目，一批專門從事秸稈收、儲、運的農村經濟合作組織正在運作之中。生物質發電的成本幾乎完全轉化為農民和農村經濟合作組織的收入。
據巢湖市農業部門負責人介紹，巢湖現有農作物種植面積800萬畝(包括復種面積)，這些農作物產生出大量的秸稈。由于當地不少農民對秸稈還田利用的意識不高，導致年年出現大面積焚燒秸稈現象；不僅浪費資源，嚴重污染環境，而且還會出現諸多安全隱患。以往每到收獲季節，當地政府都要開展查禁焚燒行動。隨著巢湖秸稈發電項目得到開發，不到3年時間，焚燒秸稈現象將在全市逐漸消失。
作為該項目的投資方，安徽皖能股份有限公司對此很有信心。據他們分析，作為農民的生活用能，目前秸稈燃燒效率只有約15％，而農作物秸稈直燃發電鍋爐可以將燃燒效率提高到90％以上，大大降低了廢棄物的排放。目前大概1kg秸稈可以發1kW?h電，lt秸稈的收購價格在200元左右，發出的“秸稈電”電價比煤電標準電價上浮0.25元左右。含山生物質發電項目投產后，年燃燒棉稈、木材生產加工的邊角料等廢棄生物質燃料達20余萬t，可增加當地農民收入4000多萬元，年節約標煤約10萬t，每年可減少二氧化碳排放量2萬t、減少二氧化硫排放量1500t，具有良好的經濟、生態和社會效益。
作為綠色環保項目，這樣的成績的確令人欣慰的。然而，在秸稈燃燒后，灰渣中含有大量的氧化鉀，這正是農業基肥的主要成分。秸稈發電后產生的灰渣賣給下游的化肥廠，將給發電投資者帶來一筆“意外之財”。
就在前不久，無為縣的秸稈發電項目也得到了省發改委立項，省環保廳、建設廳批復。至此，無為秸稈發電將不再遙遠，項目也走上了投資建設軌道。無為是安徽產棉、產油、產糧大縣，農作物秸稈資源十分豐富，無為的秸稈發電項目位于該縣湯溝鎮境內，占地面積約150畝，總投資為250007f元。在廬江，一家公司投資建設的生物質能熱電廠項目也被提上議程，擬定落戶縣經濟開發區城西新區。該項目總投資5億元，用地300畝，主要建設容量4×12MW的稻殼熱電廠，建成投產后可實現年上網電量1.33億kW?h，年節約標準煤9.2萬t，可實現銷售收入11600萬元。可以肯定，在不久的將來，隨著這些項目的竣工，將為巢湖秸稈利用開辟出更廣闊的空間。
2、余熱發電大有可為
除秸稈發電外，余熱發電這一綠色能源建設也在巢湖市捷報頻傳。
以前，一提到水泥廠，濃煙沖天、灰霧蒙蒙之類景象就會立即浮現在人們的腦海中，水泥生產已是高污染的代名詞。然而，在在巢湖瀛浦水泥的生產區內，巨大的白色煙囪狀建筑物立刻就跳進你的眼中，這是瀛浦水泥2×9000kW發電機組的蒸餾塔。
在瀛浦水泥人眼里，廢氣余熱是一寶。他們投資1.6億元，上馬了2×9000W純低溫余熱發電項目。瀛浦水泥常務副總指揮長于春華給筆者算過一筆帳：瀛浦水泥投產后可年產水泥熟料300萬t，而每t熟料所產生的余熱可發電40kW?h，一年兩臺機組年發電1.2億kW?h，可滿足水泥廠全年生產用電量的60％。受益于純低溫余熱發電技術和干法水泥生產工藝的應用，瀛浦水泥t水泥綜合電耗只有62kW?h，t水泥綜合能耗95kg標準煤。而去年，我國數據的平均值是91kW?h和115kg標準煤。
一邊是節能，一邊在減排。瀛浦水泥在貫徹國家產業政策上也做到了“兩手抓”。在許多人的印象中，水泥企業到處是“煙塵滾滾霧蒙蒙”，這主要是生產環節中的粉塵揚起造成的。在瀛浦，水泥生產的全過程都是封閉進行的。石料在巨大的破碎機里封閉破碎，由封閉的廊道進入生產車間，生產出來的熟料再通過廊道運送到碼頭。為此，瀛浦水泥建設了全長三公里的全封閉廊道。同時，生產中產生的廢氣利用純低溫余熱發電后，每標準立方米中粉塵含量只有20mg，遠遠低于國家標準的50mg，二氧化硫、二氧化碳的排放量也會明顯降低。
“水泥企業利用余熱發電，既可以最大限kW?h滿足企業自身的用電需求，減少外購電量，又可以降低水泥制造成本，提高經濟效益，更可以減少環境污染，可謂經濟環保雙豐收。這也是世界水泥工業發展的趨勢?！庇诖喝A說。
當前，不少巢湖市水泥企業把目光都投向余熱發電項目上。巢東水泥股份有限公司是我國首家中外合資的水泥上市公司，被列入安徽省“861”行動計劃的巢東股份海昌項目，其配套建設的27000kW余熱發電項目計劃將在2008年底并網發電，新增銷售收入可近6億元。
大江水泥股份有限公司作為廬江縣水泥行業“領頭雁”，在7月1日投資8000萬元的余熱發電項目開工建設，預計到2009年10月投產發電。項目建成后，每年可發電7388萬kW?h，節約標煤28000t，減少二氧化碳排放70000t，成為該縣水泥生產企業的節能減排示范點。
采訪中，大江公司總經理俞小大介紹說：“目前，大江公司新型干法水泥生產線年生產能力達150萬t，其生產節能降耗、減少污染的優勢表現十分突出。今年，公司利用新型干法回轉窯窯頭和窯尾的余熱發電，公司規劃分兩期建設余熱發電工程，一期建設4MW余熱發電機組，二期建設8MW余熱發電機組，預計到2009年10月投產發電，可年節約電費4744萬元，進一步降低了水泥生產成本和提高企業的經濟效益”他還告訴筆者說，“廢氣通過余熱鍋爐不僅降低了廢氣排放溫度，也大大降低了粉塵含量。利用純低溫余熱發電后，每標準立方廢氣中粉塵含量只有20mg，大大低于國家標準 的50mg，而二氧化硫、二氧化碳的排放量也將明顯降低?！焙茱@然，大江公司的余熱發電項目運行后，其收塵效率將會得到顯著提高，有效改善當地的環境質量，實現了資源的綜合利用和節能減排。
對于廬江首個余熱發電項目，廬江供電公司給予了高度重視，主動支持配合，為大江公司提供有力的技術支持，先后派人進駐廠方協助前期溝通規劃工作，為該工程立項提供了強大的技術保障。2005年9月份，大江水泥公司新建的35kV用戶變電所送電成功后，每月用電量達1000萬kW?h，全年用電量超過1.3億kW?h，現在的大江公司占據整個廬江全縣用電市場的1/6的份額，成為廬江縣頭號用電大戶。
據了解，煤耗、電耗量大是制約我國水泥企業效益提高的主要因素之一，而且水泥企業的耗能占整個建材行業的57％。假如全國水泥廠有一半應用余熱來作烘干熱源，國家每年就可節煤2500多萬t，減少二氧化碳排放1.2億多t，將大大緩解國家的節能減排壓力。
3、沼氣發電成為新能源
過去農村戶用沼氣只能用來照明、炊事等，如今通過沼氣發電，還可以用來使用洗衣機、電腦、電視機等家用電器。去年冬季，廬江縣傳出喜訊，該縣盛橋鎮一農民自行設計的沼氣發電得到實現，受到了眾多媒體和當地社會的關注。
廬江既是農業大縣，也是沼氣使用大縣，被國家財政部列為“全國小型公益”沼氣項目縣。去年11月19日，盛橋鎮東岳村養豬大戶丁祖林戶在自家安裝了一臺O.5kW沼氣發電機組，并成功利用沼氣發電，啟動了常用家用電器?！耙郧?，用不完的沼氣排入大氣中，不僅造成能源浪費，還會污染空氣。”丁祖林說。丁祖林是一個以生豬飼養為主的農戶，常年生豬存欄量120頭。為了有效解決規?；B殖帶來的污染問題，在縣生態能源局指導幫助下，他建成了一個20平方米的沼氣池，由于原料充足，產氣量大，為沼氣發電提供了較好的條件。據測算，自沼氣發電，每天可發電2～3kW?h，可以解決該戶用電量的85％，不僅每年可增收節支700元，更重要的是避免因經常停電對生產和生活帶來的不利影響；而且采用沼氣發電，還可有效地促進養殖場面源污染治理，保護環境，其沼液、沼渣可制成優質有機肥，促進生態農業發展。
生物質發電類型范文6
關鍵詞：生態規律；高端生態農業；生物質能源：擴大再生產：三元機制
中圖分類號：F303 文獻標識碼：A 文章編號：1003-854X（2014）02-0056-05
一、發展高端生態農業的必然性與基本途徑
幾十年來，我國堅持以農業為基礎，加快實現農業現代化，以世界9%的耕地養活了22%的人口，新世紀以來，又取得了“十連增”的奇跡，這是非常寶貴的成就和經驗。但同時應該看到，由于受到西方新自由主義的影響和GDP政績觀的作祟，許多人腦子里輕視農業，習慣于走西方的道路，加劇了石化農業帶來的一系列嚴重的生態和經濟問題。在新自由主義那里卻出現了二律背反的邏輯：一方面認為按市場規律衡量農業效益低，對GDP貢獻率小，提出盡量壓縮農業乃至消滅農業、農村、農民的主張；另一方面認為解決農業問題又需要“市場化”，包括依賴進口糧食。這種觀點是根本站不住腳的，而且帶來了嚴重后果。對此，同志有一段精辟論述：“農業是社會效益大而比較效益低的產業，光靠市場調節不行?！薄坝捎谑袌鲆幝傻淖饔茫屖股a要素從農業向非農業流動。工業的高速發展，不僅占用大量的經濟資源，而且加劇原材料的供需矛盾，拉動農用生產資料漲價，導致農業生產成本上升。因此，市場經濟越發展，工業化程度越高，越需要加強對農業的保護和扶持。這是歷史已經證明的客觀規律。”所以，我們必須拋開市場原教旨主義觀點，按照生態規律深化認識農業經濟。列寧指出：“農業有許多絕對不能消除的特點（如果把在實驗室制造蛋白質和食物這種過于遙遠和過于不可靠的可能性撇開不談的話）。由于這些特點，農業中的大機器生產永遠也不會具備工業中的大機器生產的全部特點?！蔽覀儚膶嶋H出發應當剖析農業的五個“兩重性”。從生產特殊性上說，農業既是經濟再生產，又是自然再生產。在這一兩重性中，自然再生產是根基，生產的對象是有生命的植物、動物、微生物，生產的資源主要是土地，還需要大量的水分，并且受大自然的直接影響。這就是說它本身具有特殊的生態環境規律。農業作為一個“主角”至少參與三大生態循環：一是大自然特別是大氣的大循環，包括碳、氧、氮、水的循環。二是“大農業”中各產業之間的循環，包括種植業、養殖業、培育業（微生物）和采集業（海洋及山地等的野生生物的捕撈或采集）等，具體諸如農作物種植業、畜牧業、林業、漁業、微生物培育業等，在其系統內部就包含著由“生產者”（植物及部分微生物）—“消費者”（動物）—“分解者”（微生物）構成的較完整的開放性生態循環鏈，這是其它產業所不具備的。三是農作物種植業自身就包含著“無機一有機一無機”和“CO2—O2”等循環過程。農業是大自然的一部分，要遵循自然規律而存續和發展，同時又受它的制約。
從對人類的功能上說，農業既是食物的最重要來源，又是生態環境的一大子系統。按照自然的規定性，糧食中所含的以光合作用直接產物葡萄糖為始源的有機物，是維持人類生命的不可替代的能源和基礎構建材料，是支持人和畜禽生命的主要物質基礎。同時，它本身的生態功能又很大，容易被忽視。農業本身就是一個巨大的生態產業或“綠色產業”。例如，按中國年產出5億噸糧食同時還產出7.9億噸秸稈計算，可吸納（或少排出）CO218.384億噸（約等于目前中國每年排出CO2總量55億噸的1/3），放出氧氣12.804億噸。這種狀況主要發生在人居環境附近，對居民呼吸的空氣質量有著直接影響。今后隨著碳酸肥料技術的突破，農業將成為吸納和轉化CO2的一個主角。至于林業、畜牧業、微生物培育業等，也是如此。所以，農業是集經濟、生態、民生于一體，份量最重的“綠色經濟”，是整個生態系統的一個重要基礎。
從其存在的經濟環境來說，既要逐步縮減農業在GDP中的比例，又要使其使用的資源得以擴大。人類現代化生活消費趨勢是食物所占比重日趨下降（恩格爾系數），在GDP中的比重也相應減少。但它所賴以生長發育的自然資源卻需要擴大，特別是耕地的數量和質量要求更高。在我國目前形成了土地“三少一差”的情況：人均耕地少、優質耕地少、后備資源少、基礎條件差。目前土地的質量下降非常嚴重，而城鎮化、工業化卻又大量占用土地：加上土壤污染嚴重，不能實現科學的輪休制。這就是農業發展中的重點制約因素，也是生態的潛在危機。
從居民需求的趨勢上說，既要求增加農產品數量，又要求不斷提高它的質量。就我國的糧食安全來看，首先要求基本自給，但隨著人口增加、耕地減少，國際資本勢力滲入，我國的糧食自給率已由95%降到88%，油料已不能自給。這種趨勢可能還會日趨嚴峻。同時，居民不僅要求糧食和其他農產品數量的滿足，而且要求越來越高的質量保證最基本的食品安全。長期以來，我國耕地大量使用化肥、農藥，加上工業污染、水體污染，很難保證農產品的質量。而數量和質量本身又是一對矛盾，往往產量越高，產品的質量就比較差。
從農業經營的主要矛盾上說，既需要強化它的公益性，又需要克服它的弱質性?？梢哉f，農產品的公益性與農業地位的弱質性之間的矛盾是農業經營的主要矛盾，人類既離不開農業，又難以從中獲得高效益?，F在，又有三條自然規律形成了倒逼機制：一條是生態運行的規律，要求農業優化生態環境；二是農業自身的生態規律，要求農業擺脫石化農業的消極影響；三是人類生活質量需求不斷提升、擴展的規律，要求食物數量和質量統一。而農業經濟出現了“三高一低”的倒逼機制，即高污染、高風險、高成本、低效益，進一步加劇了農業的脆弱性?？梢赃@樣估計，目前農業的弱質性是矛盾的主要方面，它形成了一種倒逼機制，如果我們滿足于現狀，不改變農業的生產方式，在今后10年、20年內很可能發生農業危機。對這種形勢我們應該有清醒的估計。
黨的十提出“努力走向社會主義生態文明新時代”，這一時代的到來很可能帶來農業高端生態化為主旋律的產業革命。追溯歷史，展望未來，人類農業經濟大體經歷了三個時代、兩次產業革命：第一個時代是原始農業：第二個時代是石化農業，對原始農業進行一次產業革命；第三個時代是高端生態農業時代，對石化農業又要進行一次產業革命。中國未來的農業現代化將是高科技支持的高端生態農業。什么是高端生態農業呢？除了具備農業的一般特征外，它還能夠彌補農業前兩個發展階段中的缺陷。高端生態農業是在先進科技的引領和支撐下，以生態全面優化為重要特征和前提條件，達到高產、優質、高效、安全，從而取得生態、經濟、社會、健康四重效益的現代農業。它至少具有六大基本特征：生態全面高端優化、科技全要素創新集成、循環全程多層交叉、資源全部科學配置、裝備全方位成龍配套、模式全盤統分協同。實現高端農業最基本的途徑是依靠科學技術，發展循環經濟，重要的是通過農業支持畜牧業大發展，既能產出有機肥，又制造大量的生物質能源。這就是按照生態系統規律形成生物質能源和生態農業互相依賴、互相轉換的循環產業鏈。
二、生物質能源擴大再生產與生態農業循環
恩格斯在《自然辯證法》中專門研究了物質運動形式認為：“整個自然界被證明是在永恒的流動和循環中運動的?！边@種螺旋式上升的循環運動在自然中普遍存在，而現在的科技進步可以順應自然規律，人工開拓與聯結不同資源、能量、產業之間的循環過程，形成循環經濟，使之成為符合優化生態環境的一種生產方式。曾提出農林牧互相依賴、互相轉化、發展有機農業的觀點，可謂循環農業的雛形?，F在進一步將生物質能源擴大再生產與高端生態農業聯結成循環產業鏈條，立足農業，超越農業，聯生工業，反哺農業，乃是人類生產方式一項突破性的創新，既延伸了農業產業鏈，優化生態環境，又反過來滋養生態農業，可獲取生態、經濟、社會、健康四大綜合效益。
所謂生物質能源，就是生態系統將太陽能轉化為生物有機質所蘊含的能量。它的原料主要來自農作物的廢棄物（秸稈）、人畜糞便、海洋生物（海藻）、其他農產品和生活廢物（生活垃圾及污水）?？茖W家估算，地球接受的太陽能大約1～2‰轉化為初級生物質的能量，地球每年經光合作用產生的生物質有2200億噸，其中蘊含的能量相當于全世界能源消耗總量的10倍，但目前的利用率不到3%。盡管許多學者估量的數值有些差異，但是生物質能源的潛在開發價值非常巨大，這是不容置疑的。
生物質能源類型（用傳統方法直接燃燒的薪柴、秸稈等不視為生物質能源），按物理狀態可分為三大類：（1）固體：即壓型類燃料，經壓制成型，高效燃燒，其優點是工序相對簡單，缺點是只利用了C、H元素產生能量，卻把N、P、S等有用元素變成了有害氣體，這種方法不宜多提倡。（2）氣體：可燃部分主要是甲烷，按其純度又分為兩種，一是純度較低的生活、取暖用的“原態”沼氣，主要為戶用：二是經加工制成的甲烷在95%以上的“燃氣”，還可進一步制成“液化燃氣”，作為發電和車輛的動力，所發電能可通過分布式電源系統輸送到電網。（3）液體：包括以陳化糧、油類植物、地溝油、微藻類等為原料制成的“生物柴油”，乃至航空用“生物煤油”、乙醇等，用于工農業、運輸業的動力能源。截至2012年年底，我國的各類生物質能源年利用量為3000萬噸標準煤，其中一部分可加工為商業化燃氣供工業和交通運輸業使用，大大提高其經濟價值。經測算，如我國有效利用畜禽糞便、生活垃圾及農林廢棄物等，年可產相當于天然氣的生物質燃氣1500億立方米，約合4500億元產值。國家能源局測算生物質能源潛力可達46000萬噸標準煤，占總能耗的1%以上。實際上這一估算顯然偏低了，進一步開發，還將有巨大潛力，甚至有可能超過水電。其優點是：（1）原料極其豐富。生物質能源生產力原料主要是農作物，美國是靠玉米，巴西是靠甘蔗，我國主要靠大量的農業廢棄物和垃圾，如農作物秸稈（約3.4億噸），農產品加工剩余物（約6000萬噸），林業木質剩余物（約3.5億噸），人、禽糞便（8.4億噸）城市生活垃圾（7500萬噸），有機廢水（4.35億噸），有機廢渣（9.5億噸）等，折合標準煤可達到4.6億噸（見表1）。而現在所利用的僅5%，其余95%尚未利用。此外，還有海洋及陸地水面養殖微藻及其它水生植物作為另一原料來源，可以構建“一能（生物質能）三源（農、污、海）”的生態/能源網絡，其資源相當豐富，可能大大超過了估算。（2）具有經濟安全性、便利性。生物質能源完全立足于國內，不受種種國際因素的制約，對能源安全有著保證作用；這種能源可以加工為各種形式，如固體、液體、氣體，以供發電、供熱、車船及航空動力、生活使用。據計算，生物燃氣（高純度沼氣）生產成本為進口LNG（液化天然氣）價格的60%左右。（3）優化生態和能源結構。開發生物質能源就必然發展綠色植物、光合微生物，這正是優化生態的主要內容：生物質能源可利用農業廢物、畜禽糞便、生活垃圾、城鄉廢水取得，這本身就是高效生物治污手段，而在其利用過程中，處理得當可以不排出氮、硫、磷和其它有害物質，并把它們轉化為優質肥料或其它有用物質，只在生態碳平衡的限度內排出CO2，這將改變以往以礦物能源為主體的能源結構（我國煤炭占70%以上）。（4）促進陸地大農業、海洋農業的發展。沼氣生產可以C、H化物轉化為能源，把N、P、S等元素轉化為優質有機肥料，供農業使用，減少乃至取代化肥，發展生態農業；在海洋、陸地水面中利用光合微生物制造生物質燃料，特別是生物燃油，同時改善生態環境，豐富了海洋農業和“水體農業”的內涵。（5）具有巨大的社會效益。發展規?；镔|能源產業可以創造一定的就業崗位，增加從業人員收入；這項事業的發展，可以促進生態文明建設，提高國民的生態意識、素養和行為規范。這對我國格外重要，不僅能夠治理大氣污染而且能夠減少能源進口、擴大國內就業。
正因為生物質能源如此重要，世界上許多國家已看到這一潛在價值和發展趨勢，紛紛致力于生物質能源的開發，并已取得可觀的效果。據石元春院士介紹，瑞典是一個杰出代表，2007年其能源消費結構中的石油份額由1970年的77%下降到2008年的32%：生物質能源的工業用途達1230億千瓦時，分別是天然氣（100億千瓦時）和煤炭（270億千瓦時）的12.3倍和4.5倍。其生物質供熱發電1030億千瓦時，占全國能源消費總量的16.8%，占供熱能源消費總量的71.6%。我國重視包括生物質能源在內的可再生能源的開發，早在2005年就頒布了《中華人民共和國可再生能源法》，最近正在醞釀進一步修改；先后制訂了《能源發展“十二五”規劃》、《可再生能源發展“十二五”規劃》、《生物質能發展“十二五”規劃》；國務院印發的《“十二五”國家戰略性新興產業發展規劃》中也把發展生物質能產業作為重要任務，目前已取得顯著成效，如生物質燃氣產業初具基礎，規?；镔|燃氣工程已超過8萬處，年沼氣總產量約150億立方，折合3100萬噸標煤，二氧化碳減排6100萬噸，年產有機肥（沼渣沼液）4億多噸。
目前，我國生產生物質能源和發展生態農業之間的循環鏈條主要有以下四種方式：（1）采取循環方式將農林水來源的生物質材料直接粉碎，投入沼氣池轉化為沼氣，沼渣、沼液作為肥料，即“農林—沼—農”型。（2）以畜禽糞尿等廢物制取沼氣，沼渣、沼液作為肥料，即“農—畜—沼—農”型。這種方式的優點是通過飼養業經動物過腹還田，變成肥料和沼氣，就使得畜牧業直接將兩頭聯接起來，是滋養有機農業最好的方式。（3）以人糞尿、生活污水污物制取沼氣，沼渣、沼液作為肥料，即“農—生活—農”型。（4）混合型，即以上三種類型的混合使用?？梢哉f，通過發展生物質產業，既能構建多重生態循環鏈、經濟循環網、工農聯體、城鄉聯體的新型經濟模式，又能促進社會和諧、文明素質提高，推進經濟根本轉型，這對于發展高端生態農業尤為重要，是一個新的經濟增長點。
三、構建“二生”互動工程與“三元”配置機制
高端生態農業與生物質能源擴大再生產可以構成循環大農業和新能源產業，能夠優化環境，改善我國能源結構，這是最新的生產方式之一。然而，在實踐中卻進展緩慢，有的地方經常出現夭折，在全國推廣也比較困難。這里的關鍵問題在哪里呢？在于缺少中間環節。從科學理論創新到技術創新，再到推廣應用，特別是產業化，需要一個“轉化鏈”，其中最重要的環節是技術工程化與產品商業化。現在看來需要重點解決兩大難題。
1.構建“二生”循環經濟規?；涮坠こ?/p>
生態農業與生物質能源互相轉化，我們做了多年的實驗，但是仍未足夠重視，許多問題長期得不到解決?，F在要使它大規模發展，必須實現三個轉變：（1）從小規模戶辦到大規模場辦轉變。比如生產沼氣，以前主要是戶辦為主，但不能持久，往往是“一年好，二年差，三年養青蛙”。由于現在農民主要不指望農業，而搞沼氣費工費時，種地很少用有機肥，所以沼氣不被重視?，F在看來必須由戶辦為主轉化為規模經濟，要適當集中?？梢圆扇〈笾行∪N類型，而以中型為主，并且要有專業隊伍，解決分散收集難的問題。從實際情況看，秸稈、農業殘屑、畜禽糞尿確實有能量密度低、收集困難的問題，特別是農作上的搶收搶種常常有時間急迫性：林業、海洋和陸地水面的生物質能源受著運輸和操作的限制，更難以收集；城鄉生活垃圾、污水缺乏轉換生物質能源的前端處理系統；群眾和相關業者也確實存在接受方面的某些認識障礙，這些客觀困難或問題對推廣和實施也有很大影響。這些問題靠分散的一家一戶是解決不了的，必須下決心實現規?；?。（2）從單純搞沼氣或發展畜牧業向農—牧—沼—肥產業鏈轉變。過去搞沼氣只是為了處理農戶的糞便，搞養殖業包括大型牧場為出售肉蛋奶魚，不重視沼氣生產，這樣就不能形成產業鏈。經驗證明，必須把養殖業、垃圾污水處理同發展沼氣乃至用沼氣發電連接起來，使之真正地循環利用。原料來自農業，肥料返還農業，生產的沼氣通向社會，并能廣泛使用。（3）從簡單規?；瘷C械化向現代全面裝備配套轉變?！岸钡霓D化必須有一個系統的連接工程，如果農業、畜牧業、沼氣發電各搞各的，那就形不成循環鏈條。要實現規模化必須實施工程化，需要三個配套：一是生物質生產能源基地與生態農業之間的回路配套。一條路是農業為畜牧業（如飼料）向生物質能源生產基地輸送原料；再一條路是由沼氣生產基地向農田返回沼液、沼渣代替農藥和化肥，可以考慮采取管道形式回歸農田；二是多種能源生產和應用配套，可以設計生產沼氣的基地，同時配以太陽能、風能的生產器具，使之同步；要考慮輸電線路，將沼氣等生態能源的發電通過分布式電路輸送到大電網，開拓用戶。許多地方把沼氣進一步提升，變為車用氣，可以直接作為汽車的燃料，這需要一定的商業化模式；經營體制配套，實現規?；洜I，不僅靠農戶辦不到，就是靠中型規模的家庭農場、牧場、林場也很難辦到。比較理想的形式是由一定規模的企業牽頭，形成統分結合的綜合體，通盤考慮農牧沼電汽（車用）等統一經營。經營體下面可以分設若干“分體”，建立一定的專業隊伍。如果我們把這一個配套工程發展起來，形成分散到各地的能源生產基地，那就可以擴大就業空間（至少安排幾千萬人就業），大大改變農村衛生面目，而且使城鄉連接起來，形成城鄉生態連體結構。
2.改善宏觀調控。創新資源配置機制
