国内外新能源技术发展现状 联系客服

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汽轮机效率。

(3)热解气化发电。热解气化发电是指在气化炉中将生物质原料气化生成可燃气体,可燃气体经过净化,供给内燃机或小型燃气轮机,带动发电机发电。热解气化发电的关键技术包括原料与处理技术、高效热解气化技术、合适的内燃机和燃气轮机。其中,气化炉要求适合不同种类的生物质原料;而内燃机一般是用柴油机或是天然气机改造的,已适用生物质燃气的要求;燃气轮机要求容量小,适用于低热值的生物质燃气。

(4)沼气发电。沼气发电是指利用厌氧发酵技术,将屠宰厂或其他有机废水以及养殖场的畜禽粪便进行发酵,生产沼气供给内燃机或燃气轮机,带动发电机发电,也有的供给蒸汽锅炉生产蒸汽,带动蒸汽轮机发电。沼气发电的关键技术主要是高效厌氧发酵技术、沼气内燃机技术和沼气燃气轮机技术。

3.2沼气发电

中国应用最广泛的生物质能开发利用技术还是沼气工程技术。至2000年底,中国已建立了400余处不同类型工业废水的沼气工程,年处理废水近1亿立方米;并建立了600多个大中型畜禽废水、废渣的沼气工程。上述两部分合计,沼气工程装置总体积可达150万立方米左右,年产沼气近10亿立方米。

利用沼气发电的机组约在200座以上,总装机容量约5兆瓦,年发电量约5400MWh;其中大中型沼气发电装机770千瓦,年发电量130万kWh。当前的发展趋势是提高机组先进性、经济性、可靠性和发展大容量机组,主要措施有: (1)开发100到500千瓦大中型系列机组,以满足大型环保处理工程建设沼气电厂的需要。

(2)研制自动控制空气、沼气量和空气燃料比的调速装置,以及直接用沼气启动的先进装置,提高记住调速和启动性能。 (3)优化沼气起源工程设计,提高产气量。

(4)加强与机组配套的肺热回收装置的研究,提高能量利用率。 (5)降低发动机噪声,改善操作环境。

3.3生物质能气化及发电技术

生物质能气化技术是以气化和净化装置将农林废弃物等生物质燃料转换成洁净的燃气。

近年来,中国的生物质气化技术有了长足的进步,根据不同原料和不同用途主要发展了三种工业类型。第一种是上吸式固定床气化炉,其气化效率达75%,最大输出功率约1400MJh。该系统可将农作物秸秆转化为可燃气,通过集中供气系统供给用户居民炊事用能。第二种是下吸式固定床气化炉,其气化效率达75%,最大输出功率约620MJh。该系统主要用于处理木材加工厂的废弃物,每天可生产2600立方可燃气,作为烘干过程的热源。第三种是循环流化床气化炉,其气化效率达75%,最大输出功率约2900MJh。该系统主要处理木材加工厂的废弃物,为工厂内燃激发点提供燃料。

3.4生物质直接燃烧发电

生物质直接燃烧发电的技术特点是利用锅炉直接燃烧生物质,产生蒸汽驱动汽轮发电机组发电。由于这种发电方式规模较大(2万千瓦)、效率高、运行成本低,受到电力行业的重视。

生物质直接燃烧的关键技术和设备是生物锅炉和小型蒸汽轮机组。中国还没有开发出用于燃烧秸秆等生物质的专用锅炉,所以中国最近准备建设的大型秸秆发电厂大多使用丹麦BWE公司的技术和设备。

3.5垃圾焚烧发电

随着城市规模的不断扩大、城市人口的急剧攀升,城市垃圾处理已经成为中国各个城市非常头疼的问题。中国生活垃圾焚烧技术研究起步于20世纪80年代中期,随着东南沿海地区和部分中心城市生活垃圾热值提高,已有深圳等少数城市采用焚烧技术处理和利用垃圾资源,并在引进国外先进技术设备的基础上开始设备国产化。

3.6不同生物质发电技术的应用条件

如前所述,四种生物质发电技术课分为两大类,即直接燃烧后蒸汽发电和生物质气化发电。前者技术已基本成熟,进入推广应用阶段。这种技术大规模下效率较高,单位投资也较合理。但它要求生物质集中,数量巨大,如果考虑生物质大规模收集或运输,成本较高,适于现代化大农场或大型加工厂的废物处理等,对生物质较分散的发展中国家不适合。

生物质气化发电是更洁净的利用方式,几乎不排放任何有害气体。中小型生物质气化发电技术在发达国家已经成熟,但由于规模小,过程复杂,在发达国家没有竞争力;而其造价(1200美元KW以上)和运行成本都较高,在发展中国家也很难进入市场。但中国开发的中小规模生物质气化发电技术具有投资少,发电成本低,灵活性好的特点,比较适合发展中国家的情况。

4国外生物质能发电技术现状

20世纪的两次石油危机给西方国家的经济带来沉重的打击,同时也大大促进了全球范围内可再生能源的发展。从20世纪70年代开始,尤其是近年来,可再生能源已逐渐成为常规化石燃料的一种替代能源,世界上许多国家或地区将可再生能源作为其能源发展战略的重要组成部分:美国的加利福尼亚州计划在2017年,20%的电力将来自可再生能源;欧盟计划在2015年,25%的电力或整个能源的15%将来自可再生能源;德国计划在2050年,整个能源的50%将来自可再生能源。

由于生物质能源技术战略地位如此重要,进入21世纪以来,世界各国尤其是欧盟都重新修订了能源政策,确立了以新世纪、新能源、新政策为主题的能源发展战略。

目前,在奥地利、丹麦、芬兰、法国、瑞典、挪威和美国等国家,生物质能在总能源消耗中所占的比例正迅速增加。其中芬兰是欧盟国家李永生物质发电最成功的国家之一。

奥地利成功推行了建立燃烧木材剩余物的区域供电站计划。生物质能在总消耗中的比例由原来的2%激增到了25%以上。

美国在利用生物质能源发电方面处于世界领先地位。1992年,利用生物质发电的电站约有1000家,发电装机容量已达650万千瓦,年发电量42亿KWh,消耗4500万吨生物质燃料。美国还重视木质能源在林产品工业中的应用,1980年,美国14家最大的林产品公司利用木质燃料提供了自身所需要的70%的能量。1980到1986年,绝大多数新建的林产品制造厂均从本身的剩余物中获得了所需的几乎全部能量。

4.1直接燃烧发电

欧洲等国的生物质直接燃烧发电技术比较成熟,生物质废弃物发电利用率高,以丹麦研发的秸秆燃烧发电技术的广泛应用可见直接燃烧发电在生物质发电技术中的重要性。