生物质燃料保障方案
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生物质燃料保障方案范文第1篇
关键词：中国生物质能源；发展现状；问题；对策
伴随着国家相关生物质能源生产行业标准规范的逐步完善，目前我国生物质能源生产开发已初具规模，在一系列法律法规的保障和财税政策的推动下获得了良好的发展。然而，中国生物质能源产业在实际发展过程当中，仍然存在着工业体系不完善、原料资源不足、产业化基础不够牢固、市场竞争力较低和研究能力滞后等诸多问题。因此，如何准确把握生物质能源产业的影响因素，制定合理有效的应对策略，是当下的生物质能源发展中迫切关注的重要课题。
1 世界能源结构的现状与问题
1.1 节能减排举措影响世界能源结构
燃料的使用效率与能源结构直接决定了二氧化碳的排放量，因而能源开发利用同自然环境之间的联系紧密。近年来，煤、石油和天然气这三大化石燃料的使用使得全球二氧化碳排放量急剧增加，引起了气候的异常及失衡。有研究指出，生物质燃料所排放的二氧化碳量要比化石原料少95%左右，若每年生产一亿吨生物质燃料，则能达成5.5%二氧化碳的减排，故生物质能源产业的推进对世界能源结构的优化具有重要意义。
1.2 世界化石燃料危机严重
据统计，在全球能源的总用量中，化石能源所占比例高达85%，每年石油、煤炭和天然气的储量都在不断下降。作为不可再生资源，人们赖以生存的石化能源正在日趋枯竭，使得人类面临愈发严峻的能源危机。
1.3 可持续发展理念促进生物质能源产业发展
如今，可持续发展思想已深入人心。作为一种可再生能源，生物质能源在给人们提供生产原料与能量的同时实现了环境友好的目标，能够在很大程度上缓解人们对石化资源的依赖。
2 生物质能源技术开发的进展
2.1 生物液体燃料
包括生物柴油、燃料乙醇和其他液体燃料。当前采用液体催化剂的化学酯交换法是生产生物柴油的关键技术，利用对原料油当中水分、游离酸的严格脱除来防止催化剂失活。液体酸催化方法虽然能够避免水分、游离酸对产率的影响，但设备易被酸腐蚀、甲醇与丙三醇难以分离，且环境友好性较差。燃料乙醇的生产目前还在探索过程中，我国的燃料乙醇发展快，以吉林燃料乙醇公司、河南天冠集团等为代表的企业都在燃料乙醇的研究上取得了较大的进展。此外，生物质快速热裂解液化等技术也是国际上的研究热点。
2.2 生物燃气
瑞典、丹麦和德国的生物燃气技术发达，已经实现了规模化、自动化与专业化，多使用高浓度粪草原料进行中温发酵，其应用逐渐延伸到车用燃气与天然气管网领域。至2008年，我国的沼气工程初步实现全面发展，厌氧挡板反应器、上流式厌氧污泥床等发酵工艺都有了示范应用。但受未热电联产和环境、温度条件影响，大多沼气工程稳定性不足且高浓度发酵等工艺应用少。
2.3 固体成型燃料
欧美地区的生物质固体成型燃料已走向规模化和产业化，瑞典、泰国等地区对固体成型燃料也给予了很高的重视。20世纪80年代，我国开始研究固体成型燃料并逐步建立了以苏州恒辉生物能源开发有限公司等企业为代表的燃料工厂。
2.4 微藻能源
微藻生物柴油技术的研发主要集中在含油量高且环境适应性强的微藻的选育、规模化产油光生物系统的研发以及收集微藻、提取油脂这几个方面，所面临的最大难题是油脂含量、细胞密度高的微藻细胞的培养。使用微藻对石油形成进行模拟是我国研究微藻的开端，此后微藻异养发酵技术、微藻光合发酵模型等的创新都推动了我国微藻能源的研究开发。
3 影响生物质能源产业发展的因素
3.1产业模式局限
我国的生物质能源开发利用管理模式还有待健全，原料评价体系、技术规范等还不完善。项目模式也存在缺陷，例如，小型项目配套政策的缺失使得立项复杂且操作成本较高。
3.2 生产技术滞后
我国的沼气工程大多应用的是湿发酵工艺，装备与技术水平都比较滞后，不利于沼气的高值化利用。非粮乙醇技术还存在障碍，受工艺复杂、酸浓度需求高、副产物多、设备要求高和成本高等因素制约，乙醇浓度不高、原料综合利用率低和发酵效率低、时间长等问题还有待解决。此外，五碳糖菌种的缺乏、生物酶法制备技术的落后和生物柴油使用性能低、经济性低等也是目前需要解决的难点。
3.3 资源供应不足
原料供应不足是我国生物质能源产业发展的一大瓶颈，单一的原料来源制约了沼气工程规模化发展，非粮原料供应的间断不利于其全年均衡生产，陈化粮等原料的缺乏影响了乙醇燃料工业发展进程，生物柴油技术也面临着原料不足的状况。
4 对策与建议
4.1 创新生物能源技术
生物质能源是实现我国可持续发展是重要能源保障，必须借助自主知识产权核心技术的创新来保证生物质能源产业化的持久。各级政府需积极推广国产化计数，通过补助力度的加大来调动各单位研发应用自主技术的积极性，可通过专项资金的设立来支持生物质能技术创新，逐步形成分散式的产业体系。
4.2 合理利用边际土地
针对原料不足这一瓶颈，应当充分利用边际土地来发展非粮生物质能，逐步建设以能源草、甘薯、木薯等作为原料的生物质液体与气体燃料生产基地。
4.3 加强国家政策支持
生物质能源的开发利用对于我国资源、能源供应都具有重要意义，必须将其纳入安全战略的考虑范畴并给予相应的政策支持。国家可结合生物质能源发展需求完善相关激励体系，推行纳入能源生产社会成本、环境成本的全成本定价方案，科学制定产品价格补贴、液体燃料消费鼓励和液体燃料强制收购等方面的政策，给生物质能源发展提供强有力的体系支撑。
参考文献
生物质燃料保障方案范文第2篇
0 引言
随着中国经济与社会发展的持续加速,能源资源短缺和环境污染问题日益突出。加快生物质能开发利用,开辟新型能源供应,对于缓解国家能源供需矛盾,减少化石能源消耗,有效保护生态环境,促进农村经济和社会可持续发展具有积极的推动作用。提高资源利用效率,发展可再生能源资源,加快发展循环经济,保障国家能源安全,将成为我国经济发展的一项重要战略任务。
1 生物质能利用现状及发展目标
1.1生物质能利用现状
截至2006年10月,黑龙江垦区应用新型专利技术,建设了7处秸秆气化集中供气工程、3处大中型沼气工程、3700户户用沼气池、6套秸秆固化成型燃料机组、15套稻壳发电机组,建设总投资28400万元。秸秆气化工程年利用作物秸秆5800t,可节约常规能源折合标准煤900t,直接受益农户2196户。大中型及户用沼气工程年可处理畜禽粪便6万t,节约常规能源折合标准煤2200t,直接受益农户5100户。利用秸秆固化成型技术生产秸秆固化燃料年可替代原煤4200t。稻壳发电机组总装机容量达24800kW,年可利用稻壳21万t,年发电量4590万kW。应用生物质气化、固化及稻壳发电技术,提供新型清洁能源,改善了传统用能方式,提高了生活质量和用能品位,降低了生产和生活成本,防止了畜禽粪便污染,既取得了较好的经济效益,也带来了减少二氧化碳、二氧化硫、废弃物等污染物排放的环境效益,为垦区节约能源、保护生态环境走出了一条新路。
目前存在的主要问题,一是受传统观念影响,农村能源开发利用与垦区经济社会总体发展水平差距较大,资源潜力没有得到有效开发,现代农业循环经济产业链还没有形成。二是生物质能源技术及装备处于较低水平,其可靠性和稳定性有待进一步提高。三是生物质能源项目初始投资较大,比较效益低下,难以实现市场化、商业化运作。
1.2发展目标
“十一五”期间,黑龙江垦区大力推进以生物质为原料的气化、固化、液化及发电工程建设,计划建设40个生物质气化站,生物质固化燃料年生产能力达到20万t、液化燃料5万t,装备20台套稻壳发电机组,装机容量4万kWh,建设2座生物质直燃发电、热电联产装置,装机容量5万kWh。生物质年利用量占一次能源消费总量的8%,发电装机容量占全国的2%。
2 开发利用生物质能的优势与潜力
黑龙江垦区地处东北三江平原,总面积5.62万km2。其中,耕地面积220万km2,农业机械总动力433.6万kW,总人口158.6万人,年粮食生产能力达1000万t,已成为国家重点商品粮基地和现代农业示范基地,因此,发展生物质能源具有独特优势与潜力。
一是资源优势。黑龙江垦区年可利用作物秸秆量达800多万t。2005年末,大牲畜存栏80.5万头,生猪存栏174万头,年畜禽粪便量达622万t。集约化、规模化生产为生物质能利用提供了基础保证。有效利用作物秸秆及畜禽粪便等生物质能,可进一步调整生产用能结构、提高生活用能质量、改善当地生态环境、促进农民增收、实现农业和畜牧业可持续发展。
二是机械化优势。现代农机装备作业区已达到160个,大马力作业覆盖面积约900万亩,农业综合机械化率达到93%,农机化总水平居国内领先,机械化作业为生物质收集利用提供了先决条件。
三是农垦小城镇建设优势。按照垦区“十一五”规划,计划将原有2000多个生产队合并建成660个管理区,农业职工全部集中居住,住宅全部实现砖瓦化。利用小城镇基础设施完善、服务功能齐全、信息便捷的优势,使更多的农业富余劳动力向小城镇转移,壮大城镇经济规模和人口规模,为生物质利用提供了发展空间。四是典型示范优势。在国家和省有关部门积极支持下,已建成多处大中型沼气、秸秆气化、秸秆固化、稻壳发电等生物质能源示范工程项目,积累了丰富的建设经验,为生物质利用提供了技术支撑。
3生物质能工程技术方案及可行性
3.1大中型沼气工程
3.1.1工艺方案
综合考虑大中型养殖场物料特点及北方地区气候寒冷等因素,适宜采用底物浓度高、加热量小、运行费用低和沼液量少的“能源生态型”卧式池中温发酵工艺。工艺流程示意图如下(见图1)。
3.1.2可行性
发展大型沼气工程及沼气综合利用,是解决垦区规模化养殖粪便处理、发展生态有机农业的最有效途径。充分利用畜牧业废弃物生产清洁能源,可进一步改善农场职工生活条件,减少环境污染,探索和形成垦区“粮-畜-沼-肥-粮”的资源良性循环生态农业新模式。
实践证明该工艺在北方地区运行稳定,产气效率平均高达0.6m3/(m3.d),沼气、沼渣、沼液应用前景广阔,具有较好的经济和社会效益,适宜在6000头猪以上的规模化养殖场及集中居民区附近建设。
3.2秸秆气化集中供气工程
3.2.1工艺方案
推广使用下吸式固定床气化炉技术。下吸式固定床气化炉具有以下优点:(1)操作简便,运行可靠;(2)原料适应性强;(3)气化效率高;(4)热裂解充分,焦油含量低。工艺流程示意图如下(见图2)。
3.2.2可行性
以往农作物收获以后,除少量的秸秆粉碎后还田用于饲料及烧柴外,其余全部在田间烧掉,造成资源极大浪费,也给环境带来了污染。同时,随着煤炭、液化石油燃气价格不断上涨,居民生活用能成本不断增加。充分利用秸秆燃气,则可以更好地满足人们的生活需要,提高生活用能品位,带来良好的经济效益和社会效益。
3.3生物质液化燃料工程
3.3.1工艺方案
根据黑龙江垦区地域及气候特点,重点发展甜高粱秸秆制取燃料乙醇。工艺流程示意图如下(见图3)。
发展燃料乙醇有利于中国能源多元化、减少环境污染、发展畜牧养殖、增加农民收入。黑龙江垦区土地资源丰富,种植甜高粱产量高,成本低。生产甜高粱乙醇,可替代石油资源,减少车辆尾气污染,废渣废液可作优质饲料和液体肥料综合利用,是一项从种植到加工、从农业到能源的新型能源农业工程。
目前,黑龙江垦区在已建成甜高粱良种繁育基地的基础上,又扩大试种面积3000km2,为生产燃料乙醇提供了原料保证。
3.4生物质发电工程
秸秆发电是一项新兴能源产业。据调查,黑龙江垦区粮食作物区25km半径内,大豆、玉米、水稻等秸秆剩余量达58万t。随着农业生产科学技术不断发展,粮食单产进一步提高,秸秆剩余量将进一步增加。发展秸秆发电,一是可以加快秸秆转化步伐,增加农民收入,实现经济协调发展;二是可以增加电力供应,拉动工业经济增长;三是可以提高资源利用效率,改善生态环境;四是可以拉动农区运输服务等相关产业发展。
项目采用具有国际先进水平的生物质直燃发电技术,工艺系统主要包括机组、电气
、热力、燃烧、燃料输送、水处理、除灰、采暖、通风、除尘、消防等装置。黑龙江农垦所属宝泉岭、红兴隆、建三江、牡丹江、九三等地区地质条件良好,水源充足,交通方便,电力接口便捷,可充分利用发电余热等优势,适宜建设25~50MW秸秆热电联产发电项目。
4 发展生物质能源的对策措施
(1)进一步加大《可再生能源法》的宣传力度。通过典型示范,提高开发生物质能源的认识,加快农村能源项目的推进和落实,形成全社会支持生物质能发展的良好氛围。
(2)全面开展生物质能资源评价。制定农业生物质资源评价技术规范,调查生物质资源量、能源作物适宜土地资源量,选育能源作物优良品种。
生物质燃料保障方案范文第3篇
一、指导思想
以科学发展观为指导，以保护大气环境、确保重点设施及人民群众生命财产安全为目标，按照“疏堵结合，以疏为主”的原则，严禁秸秆焚烧行为，不断探索农作物秸秆综合利用及提高肥料利用率的新途径，实现环境质量的明显改善和农业经济的可持续发展。
二、任务目标
1．推进农业面污染综合治理。全面推进测土配方施肥技术，大力推广利用缓释肥等新型肥料，提高肥料利用率，减少氨的排放；
2．进一步提高农作物秸秆综合利用率。禁止露天焚烧农作物秸秆，建立秸秆收集利用体系，大力发展循环农业，全面推进秸秆机械化还田和饲料化、能源化利用等综合利用措施。堵疏结合，标本兼治，逐步实现农作物秸秆的综合治理和全部有效利用。到2015年秸秆利用率达到80%以上。
三、重点工作
1、全面推广测土配方施肥技术，提高肥料利用率
以党的十会议精神为指导，深入贯彻落实科学发展观，以服务农民为出发点和落脚点，以提高农民科学施肥理念和改变农民施肥传统方法为主攻方向，按照“测、配、产、供、施”技术路线，切实抓好配方研制和、建议卡发放、试验示范、样品采集及配方肥推广工作，实现测土配方施肥整村制推进的新突破，全面推进我县测土配方施肥工作。一是进村入户，加强技术指导。结合包村联户工作，组织技术人员分片包干，深入田间地头，对农民实行面对面手把手的指导服务，对种植大户、科技示范户、农民专业合作组织开展个性化指导，全面推进测土配方施肥技术进村入户。二是加强示范，促进新型肥料的使用。把测土配方施肥项目与农业综合开发、巩固退耕还林成果-改土培肥与科学施肥项目等项目相结合，在全县所有的村建立示范片，示范片全部施用配方肥、缓释肥等新型肥料，每个村培育3个以上示范户，做到“五有”，实行“定地、定时、定作物、定化肥量”施肥，切实发挥示范带动作用，激发配方肥、缓释肥等新型肥料的市场需求，引导农民施用。
2．积极推进农作物秸秆的综合利用。
遵循“因地制宜、稳中求进、巩固提高、注重效益”的原则，以技术创新和机制创新为动力，大力推进秸秆资源化能源利用，实现低消耗、低排放、高效率。一是秸秆肥料化利用。秸秆是发展现代农业的重要物质基础。秸秆含有丰富的有机质、氮磷钾和微量元素，是农业生产重要的有机肥源。推广普及保护性耕作技术，通过鼓励农民使用秸秆粉碎还田机械等方式，有效提高秸秆肥料利用率。二是秸秆饲料化利用。秸秆含有丰富的营养物质，4吨秸秆的营养价值相当于1吨粮食，可为畜牧业持续发展提供物质保障。鼓励养殖场（户）或秸秆饲料加工企业制作青贮、氨化、微贮或颗粒等秸秆饲料。三是秸秆基料化利用。做好秸秆栽培食用菌，有利于促进农业生态平衡，推进农业转型升级，转变农业发展方式，加快建设高效生态的现代农业，继续重点推广企业加农户的经营模式，建设一批秸秆栽培食用菌生产基地。四是秸秆燃料化利用。秸秆作为一种重要的生物质能，2吨秸秆能源化利用热值可替代1吨标准煤，推广秸秆能源化利用，可有效减少一次能源消耗。秸秆能源化利用技术主要包括秸秆沼气（生物气化）、秸秆固化成型燃料、秸等方式。大力发展秸秆沼气、秸秆固化成型燃料，提高可再生能源在能源结构中的比例。
四、保障措施
1．加强领导，明确责任。建立县农委主要领导任组长，县农委分管负责人任副组长，各相关部门负责人为成员的县农委大气污染防治工作领导小组（名单附后），领导小组办公室设在县土肥站，负责组织协调和督查工作。各有关部门要在领导小组的统一领导下，建立和完善协调机制，明确分工，认真履行职责，加强协作配合，共同推进工作。
2．创新工作方法，建立长效机制。针对大气污染防治遇到的新情况、新问题，认真深入地开展调查研究，及时总结好的经验、做法。在机制建设，项目运行方面下达功夫，确保大气污染综合防治的各项举措长期有效运行。
生物质燃料保障方案范文第4篇
关键词:生物发电 企业管理 燃料管理
中图分类号:F2 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)10(c)-0135-02
1 生物质发电相关背景
随着国民经济的高速发展和生活水平的不断提高,我们对能源的需求也日益增加。而主要传统能源(煤炭、石油等)的有限性和环境污染等因素,促使我们积极开拓和发展可再生能源。生物质能发电作为可再生能源利用的一种形式,一直得到政府的大力支持,相继出台有利于生物质发电的政策,2009年1月1日起执行的《关于资源综合利用及其他产品增值税政策的通知》规定,生物质发电增值税实行即征即退政策,2011年国家发改委将农林生物质能发电价钱同一上调为每千瓦0．75元,诸多优惠政策出台,将进一步促进生物质能利用发展,生物质发电行业迎来了新的春天。
2 生物质能发电特点及影响因素、应对措施
在生物质能发电行业蓬勃发展的同时,由于布局规划、生物质能燃料收储运、企业管理等诸多原因,导致生物质能发电企业普遍存在盈利能力较弱甚至是亏损的现象。
生物质能发电企业对设备运行稳定性和经济技术指标管理的要求远没有目前燃煤火电企业的要求高,管理相对粗放。影响机组运行经济性的主要因素表现在锅炉运行效率较低。一是因为进入锅炉的燃料均匀性较差,造成锅炉运行不稳定,参数波动相对较大;二是燃料含水量不能得到保证,有的达40%～50%,因此热损失较大;三是灰、渣可燃物含量较大,机械不完全燃烧损失较大,因此锅炉效率相对较低。
生物质能发电企业管理的关键点在企业主要领导,在机制。生产经营协调一体非常重要,市场、政策、燃料、生产、算账、一切围绕经营。对外要与政府协调、同业竞争要联合协调,要大量思考应对未来,应对燃料市场变化。因此企业主要领导要思路清晰,有明确的工作思路,工作重点突出。
燃料管理更是生物质能发电企业管理关键中的关键。燃料要做到精细化管理,不能怕麻烦,燃料生产要做到一盘棋。通过反复试验(燃烧试验和实验室检验)分析,掌握各种燃料热值属性,详细掌握含水量与热值关系。通过反复试验(燃烧试验和实验室检验)分析,掌握不同燃料参烧热效益;另外燃料采购还要用考核对经纪人的诚信划分培养,要实行对经纪人的动态开放原则。燃料管理要有思路、有点子,关键又在落实。在掌握燃料市场方面要遵循市场培育―市场引导―市场发展―市场控制―市场博弈技巧这样一个过程,主要领导定期协调召开区域内秸秆电厂的主要领导联谊会,商量协调控制秸秆最高收购价格。就整体采购市场来讲,原料的总量是不变的,要避免同业恶性竞争,就要区域内生物质能发电企业的主要领导一起,根据行业有能力承受、经纪人有效益、农民得到实惠的原则,不要刻意地去抢市场,以避免哄抬价格,商量协调控制秸秆最高收购价格,个别企业存在通过调节质检手段来实施同业竞争的现象,不利于长期发展。
3 生物质能发电燃料管理
生物质能发电最关键点还是在燃料供应上,做好燃料的收购储运及管理工作,对生物质能发电企业的生存至关重要。结合当前各地实际,在做好燃料供应方面,应该从以下几个方面考虑。
一是前期资源的调研。在生物质发电项目建设之前,要通过深入调研,了解当地资源分布状况、可利用生物质总量、气候特点、收集的难易程度、运输状况、劳动力情况以及潜在的竞争对手。为避免决策失误,作为投资主体,在投资前一定要对拟建项目的地方资源做认真核查。
在资源核查时,要深入乡镇、田间地头,切忌搞形式主义、走过场。对农作物秸秆核查,要真正掌握各类农作物的种植面积和粮食产量,了解当地收割方式、留茬高度和秸秆的实际利用率,推算草谷比系数和项目可收集率,从而计算出可收集量。对林业剩余物资源的核查,要掌握当地林业的年砍伐量和实际加工量,了解加工产生废弃物(如枝桠柴、树根、树皮、锯末、边角废料等)的数量和实际利用情况,测算可收集率,从而计算出可收集量。
二是秸秆市场的启动。从生物质的种植―管理―收集―运输―加工―销售到进厂入炉,这是一个产业链,不同的链节要由不同的人来做,即专业人做专业事。生物质燃料保证渠道只有走市场化运作之路,必须立足于实际,依托当地现有资源,积极推进市场化运作。
随着国内生物质利用率的提高,以前被认为农林废弃物的生物质会逐步被收集销售,农林废弃物逐步转化成商品,这部分资源已经不再是废弃物。在市场经济的条件下,生物质的收集就应该遵循市场规律。生物质原料市场的成功运作没有什么诀窍,只有按照市场规律去做,正确掌握市场运作的几个阶段。
(1)宣传发动阶段。根据前期调研,掌握资源的分布区域,再由生物质采购人员有目的地深入乡村,一方面散发传单、张贴标语,进行大规模的宣传;另一方面,深入田间地头与农户交流,提高农民对生物质的认识,从而提升农民从事生物质产业的欲望。
(2)技术引导阶段。通过宣传和走访,一部分有经济实力的人开始筹划运作,这批人将成为产业的带头人,要牢牢抓住他们,给予他们技术服务,提供必要的资金或设备支持。特别是技术跟踪和引导,要教会他们如何去做,让他们掌握生物质收集、储存、加工和运输各个环节的技能,了解如何降低各环节费用支出;在设备采购方面,为他们提供优质设备信息,帮助他们做好设备选型和配置,并指导他们使用。
(3)合理定价阶段。前期市场启动阶段,在不同种类生物质价格的确定上,既不能盲从其他同行业的收购价格,更不能凭空拍脑袋定价。定价的依据是资源考察和市场调研,根据资源收集、加工、运输等各环节的实际费用加上经营者的合理利润测算出来。收购市场启动初期,应充分考虑加工人员的熟练程度、设备资金投入和实际运作过程中可能出现的问题,定价要略高于正常价格,让参与者获得实实在在的利益。防止出现带头人全部亏损的局面,这样不仅会打消了前期参与者的积极性,而且会把具有从事生物质行业愿望的人拒之门外。
(4)模式确立阶段。收购模式的确立直接关系到前期市场启动的好坏。为拓宽资源渠道,调动广大农户从事生物质收集的积极性,快速启动市场,在市场启动阶段,最有效的收购模式是采取挂牌收购,公开收购价格和质量标准。这样可以让有实力并愿意尝试的人全部参与进来,不会因为某个人的操作不当造成整个区域的资源流失。其次,可以根据市场情况,物色一些供货商,每个月跟公司签订当月供货合同,确保机组发电需要。再次,可以测算分析某一品种市场全年平均价格,可以以略高于平均价的价格与其签订全年供应合同,这种方式主要与一些厂或公司合作,能达到双赢。第四,可以与一些有实力的供货商洽谈,根据市场情况,分月签订合同,每年如果超过一定量的燃料总量,给一定数额的奖励,促进供货商在淡旺季都能稳定供料。
(5)政策协调阶段。政策协调就是要为秸秆经营户创造便利条件,争取国家政策补贴,从而降低原料成本。
首先,在车辆运输方面。每天消耗生物质秸秆量1000 t左右,全部为汽车、农用车运送。但是由于生物质自身密度较小,装车后体积蓬松(约6 m3/t);运输重量远远低于运输其他货物,导致客户经营成本增大,利润空间降低。为降低运输成本,运输户不得不对车辆改型或装车加长、加宽和加高,这势必对交通秩序造成影响,交警、交通、城管等部门会给予干预。为保障生物质燃料的及时性和连续性,生物质电厂就必须出面请求地方政府协调相关部门,为各类生物质燃料运输车辆开辟“绿色通道”。
其次,在资源控制方面。在很多地方,农民不再以秸秆做薪柴,也不再进行畜牧养殖,秸秆的利用率极低,为了忙于抢种下季作物,大量秸秆就地焚烧或弃于沟壑腐烂,这样不仅造成大量的资源浪费,而且严重污染了环境。各生物质电厂要以此为契机,请求政府下发禁烧文件,并加大宣传力度,利用政府职能监督落实,防止秸秆流失。
最后,在政策补贴方面。电厂要及时了解国家可再生能源相关扶植政策,积极为经营户争取,如秸秆收集补贴、农机政策补贴等,江苏省政府明文规定,对秸秆经营户,每收集1 t秸秆给予30元补贴;合肥市也出台了相关政策,秸秆收集每亩给予20元的补贴。另外,根据国家相关政策规定,对在目录的农业机械,还可以给予购置补贴。各电厂要多与地方发改委联系,及时掌握可再生能源利用政策。
三是收购价格的调节。衡量生物质电厂收购生物质价格高低的依据是收购生物质的热量单价。各电厂在秸秆收购时,对收购秸秆的热量单价一定要做到心中有数,合理控制秸秆价格,逐步提高质量标准。秸秆水分控制非常重要,在收购生物质的含水率达到50%时,其低位发热量仅有1500kcal/kg左右。生物质的含水率越高,其实际利用价值就越低,因为生物质水分过大,在炉内燃烧产生的实际烟气量增加,这样不仅会增大引风机的负荷,提高厂用电率,而且这部分水分入炉后还会吸收炉内热量,转变为140℃左右的蒸汽,随烟气排出时将大量的热量带走。随着市场的拉动,供货商操作熟练程度不断提高,各环节的费用在不断降低,利润空间也越来越大,这时就可以进行价格调整。
价格调整要注重方式方法,根据料场生物质储备和市场调研情况,在保证生产需求的情况下,对拟降价生物质种类采取停收措施,造成源头货源量过剩积压,然后再宣布价格下调方案。这样不仅可以抑制源头组织者对原材料过高的期望值,而且可以保证经营者的合理利润空间。价格下调幅度要适中,确保调整后的市场稳定。
四是实现资源属地化。随着生物质电厂的纷纷上马,将导致资源的无序竞争。为合理控制收购价格,防止价格哄抬,首先,生物质各电厂必须建立行业同盟,加强行业交流,共同平抑价格,达到资源共享的目的;其次,各生物质电厂必须立足于当地,积极开发和利用地方资源,实现资源的属地化。
对秸秆的认识和实际运作需要一个过程。各生物质电厂在前期收购市场拉动阶段,为满足机组运行需求,积极扩大收购范围,收购半径可能超过100 km,运输费用居高不下。根据实际测算,60 km半径范围内的生物质资源量,完全能够满足一个30 MW的生物质发电项目的原料需求。所以,随着收购市场拉动,要逐步加大当地资源的利用力度,秸秆采购渐渐过渡到地方资源。实现资源的属地化也是生物质能发电企业的最终出路。
五是人才的选拔培养。具有一定的营销意识、头脑灵活、善于学习、爱岗敬业、廉洁自律,是从事生物质采购人员的必备素质;能够具有一定热动专业知识和机械常识,将更有助于生物质采购工作。在生物质采购中,一直存在某些误区,很多人认为硬质燃料热值高、熬火,岂不知热值高和熬火是完全不同的两个概念。生物质(稻壳、稻草除外)的高位热值是基本相同的,而电厂考虑的是低位热值。低位热值的差异主要取决于生物质的水分含量,水分越高,低位热值越低;其次取决于生物质的腐变程度,随着腐变程度的增加,可燃成分流失越大,灰分越大,低位热值越低。在同等水分含量的情况下,稻壳、稻草的热值偏低,其主要原因是稻壳、稻草自身的灰分(不可燃成分)较大。
具有一定的热动专业知识和机械常识,就容易掌握上给料系统特性,了解锅炉的燃烧原理。只有根据上料系统的特点和不同类型锅炉的燃烧原理,选择控制生物质收购标准,才能确保生产需求。
六是料场的科学管理。生物质料场管理是一项综合而复杂的工作,涉及到原料的计量―质检―卸料―取样―化验―结算―储存―倒运―掺配―上料等程序,也是来料控制、降低消耗、确保安全和生产稳定的重要环节。生物质能发电企业要结合自身特点做好现场科学管理流程。由于生物质原料来自千家万户,质量千差万别,如果随机上料,将造成锅炉燃烧工况大幅度变化,负荷剧烈波动。这样不仅燃烧调整困难,而且严重影响机组效率。为确保锅炉稳定运行,提高机组整体效率,上料前,要根据来料的干湿度和颗粒度情况进行合理掺配,力求炉前进料相对稳定。
生物质燃料保障方案范文第5篇
生物质热解液化制取液体燃料
成果介绍及技术指标：生物质主要指秸秆、谷壳、速生林和林业加工废弃物等，据估计我国资源总量不低于10亿吨/年，其中各类秸秆和谷壳的年产量不低于7亿吨，约合2～3亿吨石油当量。生物质能源的特点是可再生和与环境友好，它除了直接使用之外，还可以采用热降解和生物降解的措施转化为液体燃料。
生物质热解液化是在完全缺氧或有限供氧的情况下使生物质受热主要降解为液体产物生物油的一种技术。影响生物质热解液化四个主要参数分别是加热速率、反应温度、气相滞留时间和冷凝收集。
该项目采用快速流化的方式使生物质与热载体在反应器内实现良好的热量交换，并通过特殊的结构设计和自制的催化剂，使生物质能够高效洁净地转化为生物油，生物油产率按质量计算最高可达70%。
该生物油呈棕褐色，是含氧量很高的复杂有机混合物，其有机物种类有数百种之多，从属于数个化学类别，几乎包括了所有种类的含氧有机物诸如：醚、酯、醛、酮、酚、有机酸、醇等。不同生物质制取的生物油在主要成分的含量上大都比较相近，因而可以容易地混合在一起。生物油的密度比水大，约为1.2×103kg/m3。生物油的粘性与热值与其含水率的高低有很大关系，当含水率为25%时，其动力粘性系数和高位热值分别约为60cP和18MJ/kg。
生物质气气化合成二甲醚液体燃料
项目简介：在固定床或循环流化床中将生物质气化，变成H2、 CO、 CO2等组分，然后经过气体净化，在重整反应器中和沼气一起在催化剂的作用下进行重整来调整H2、 CO的比例，同时降低二氧化碳的比例，使之适合于合成二甲醚。然后气体经过压缩进入二甲醚反应器。在催化剂的作用下合成二甲醚。该套技术已经申请了国家发明专利。
二甲醚（简称DME,CH3OCH3）是一种清洁的燃料与化工产品，有很大的市场。液化二甲醚可以完全替代液化石油气（LPG），与LPG相比具有无毒无臭、不易爆炸、热效率高、燃烧彻底、无污染等特点，因此，DME作为LPG的替代品在中国特别是农村有巨大的潜在市场。作为清洁燃料DME可以替代柴油用作发动机燃料，十六烷值达55，与柴油热效率相同，DME不会产生黑烟和固体颗粒，NOx排出量大大减少，是很有前途的绿色环保型发动机燃料。
该项目采用的以生物质废弃物（包括木粉、秸秆、谷壳等）作为原料，通过催化裂解造气作为气头的新工艺，目前还未见报道。DME的合成也采用先进的一步法合成工艺，该方法作为应用基础研究最近几年才在国际上展开。广州能源研究所在世界上首先实现了在小型装置上由生物质一步法合成绿色燃料二甲醚的连续运行。将该技术进行产业化推广可以解决缓解广东省液化气日益紧张的形势。
生物柴油
技术(产品)用途介绍：生物柴油，又称燃料甲酯，是由甲醇或乙醇等醇类物质与天然植物油或动物脂肪中主要成分甘油三酸酯发生酯交换反应，利用甲氧基取代长链脂肪酸上的甘油基，将甘油基断裂为三个长链脂肪酸甲酯，从而减短碳链长度，降低油料的粘度，改善油料的流动性和汽化性能，达到作为燃料使用的要求。生物柴油的主要成分是软脂酸、硬脂酸、油酸、亚油酸等长链饱和与不饱和脂及酸同甲醇或乙醇所形成的酯类化合物。由于可再生，无污染，因此生物柴油是典型“绿色能源”。其性能与0#柴油相近，可以替代0#柴油，用于各种型号的拖拉机、内河船及车用柴油机。其热值约1万大卡/Kg，能以任意比例与0#柴油混合，且无需对现有柴油机进行改动。
目前，生物柴油的主要加工方法为化学法，即采用植物油（或动物油）与甲醇或乙醇在酸、碱性催化剂作用下酯交换，生成相应的脂肪酸甲酯或乙酯燃料油。但化学法合成生物柴油有以下缺点：
（1）工艺复杂，醇必须过量8倍以上，后续必须有相应的醇回收装置，能耗高；
（2）色泽深，由于脂肪中不饱和脂肪酸在高温下，容易变质；酯化产物难于回收，成本高；
（3）生成过程有废碱液排放；
（4）不能处理废油脂,因为废油脂含有大量的游离脂肪酸，容易和催化剂碱形成皂角，很难分离皂角。
为解决上述问题，人们开始研究用生物酶法合成生物柴油，即动植物油脂和低碳醇通过脂肪酶进行转酯化反应，制备相应的脂肪酸甲酯及乙酯。酶法合成生物柴油具有条件温和、醇用量小，无污染物排放等优点。目前酶法主要问题：
（1）脂肪酶成本较高，酶使用寿命短；
（2）副产物甘油和水难于回收，不但形成产物抑制，而且甘油对固定化酶有毒性，使固定化酶使用寿命短。
生物质制取液体燃料技术
技术简介:生物质是一种CO2零排放的可再生能源。传统的生物质利用方式不仅低效而且排放的未完全燃烧碳氢化合物有害健康，例如秸秆就地焚烧严重污染环境。开发高效清洁的生物质利用技术至关迫切。生物质的特点为能量密度低、挥发分含量高、氧含量高。从生物质制备液体燃料可缓解中国日趋紧张的汽车油料。由于组成生物质的纤维素、半纤维素和木质素转化特性不同，单纯的生化或热转化工艺均难以高效利用生物质。将这两种方法结合在一起的工艺可望得到良好效果。根据生物质的组成和成分特点，利用分级转化原理，我所已开发出生物质生化－热转化综合工艺。
生物质生化－热转化综合工艺思路为：秸秆经过汽爆先得到木糖，汽爆残余再经固体发酵转化为乙醇，发酵残渣在循环流化床中快速热解制取生物油，半焦燃烧供热。本课题组与本所生化国家重点实验室合作，利用快速热解从生物质发酵渣获得生物质热解油品。由于生物质发酵过程中脱掉了大量的成灰元素，生物油的产率明显提高。本项目利用小试装置和5kg/h循环流化床快速热解反应器，进行了不同生物质、发酵渣、脱灰生物质的快速热解制备生物油的试验；利用TG-FTIR进行灰分对热解动力学影响的实验。
该项目研究了生物质种类、成灰元素对生物油产率、性能的影响；研究了循环流化床热解生物质的流体动力学；利用能量最小和多尺度模型研究了生物质热解反应器的流动结构；在5kg/h 规模的循环流化床中进行了生物质快速热解实验。结果表明，生物热解油的产率随灰分减少而增加；利用生物质综合处理工艺可大幅度提高生物油产率，产率达65%左右。
未来应用领域的初步预测：
生物质热解油可与化石柴油混合作燃料油；生物质热解油可和氨反应生产缓释肥料；生物质热解油可和石灰反应生成生物石灰，用于脱硫脱硝；生物质热解油可和醇反应生产燃料助剂或风味化学品；此外，生物质热解油可制成粘结剂，可制氢和气化生成合成气。
生物质能高效利用
项目研究内容介绍：中国科学院百人计划项目。从生物质制备清洁燃料为目标，从生物质的组成与结构分析到研究生物质制备清洁燃料的工艺和催化剂，进行生物质能高效利用的应用基础研究，为进一步开发提供理论指导。
具体包括以下几个方面：1．生物质组成与结构的研究；2．生物质制差工艺与催化剂的研究与开发；3．生物质组分分离方法研究；4．生物质直接液化工艺及产物分离方法的研究；5．生物质间接液化制甲醇、二甲醛及燃类的工艺与催化剂研究；6．以上过程涉及性的反应工程分离过程的研究。
生物质制取液体燃料技术
研究内容:生物质是一种CO2零排放的可再生能源。传统的生物质利用方式不仅低效而且排放的未完全燃烧碳氢化合物有害健康，例如秸秆就地焚烧严重污染环境。开发高效清洁的生物质利用技术至关迫切。生物质的特点为能量密度低、挥发分含量高、氧含量高。从生物质制备液体燃料可缓解中国日趋紧张的汽车油料。由于组成生物质的纤维素、半纤维素和木质素转化特性不同，单纯的生化或热转化工艺均难以高效利用生物质。将这两种方法结合在一起的工艺可望得到良好效果。根据生物质的组成和成分特点，利用分级转化原理，我所已开发出生物质生化－热转化综合工艺。
生物质生化－热转化综合工艺思路为：秸秆经过汽爆先得到木糖，汽爆残余再经固体发酵转化为乙醇，发酵残渣在循环流化床中快速热解制取生物油，半焦燃烧供热。本课题组与本所生化国家重点实验室合作，利用快速热解从生物质发酵渣获得生物质热解油品。由于生物质发酵过程中脱掉了大量的成灰元素，生物油的产率明显提高。本项目利用小试装置和5kg/h循环流化床快速热解反应器，进行了不同生物质、发酵渣、脱灰生物质的快速热解制备生物油的试验；利用TG-FTIR进行灰分对热解动力学影响的实验。
延伸阅读
太阳能风能光能助阵奥体中心做节能文章
据介绍，济南奥体中心“一场三馆”采用独具特色的东荷西柳造型，“柳叶、荷花”的建筑理念在让奥体中心美观独特的同时，也形成独具特色的外遮阳系统，遮阳系数约为0.4―0.7，不仅能够大大减少空调能耗，还可防止眩光的产生。
此外，充分应用自然采光也是奥体中心节能的主要方式之一。通过围护结构控制进入内部光线的强度，达到理想的照明效果，并有效防止眩光。在各场馆立面、屋顶设置了大量采光窗，并根据地势设置了大量通风采光天井，尽量增大自然采光的面积。
游泳馆的淋浴用水由太阳能热水系统供应，在屋顶设有约670平方米的承压式热管太阳能集热器，通过高位冷、热水箱保证热水的稳定供给。太阳能光电技术也融入景观设计中。路灯、景观照明的庭院灯、草坪灯利用太阳能光伏发电技术提供电源，安全、环保，节省电力资源。
与此同时，节能专家建议采用CFD（流体力学分支）的数值分析，确定合理的通风口位置及开口大小，有利于形成较好的自然通风效果。在天气适宜的时候，利用自然通风把场馆内的热负荷带走，从而提高室内舒适度，有效减少能源消耗。
过渡季节奥体中心可尽量利用新风，进行全新风运行，减少空调的运行。冬季内区的消除余热，可采用室外免费能源――新风，减少能源的浪费。
分层空调置换通风大空间冷热两重天
奥体中心内“一场三馆”承担多项室内比赛任务，如篮球、游泳等。如何让这些大空间室内场馆既温度适宜，又不会过于消耗能源，专家也提出了针对性方案。
所有空调设备采用中央自动控制技术，根据设定的温度控制、湿度控制、压差控制、流量控制来使设备达到最佳的匹配运行效果，使设备在最高效区域运行，以利于能源的综合利用，最大化地实现节能。
水蓄冷技术也在考虑之中，采用水蓄冷的集中能源中心方式，可在用电低谷期利用水作为介质制冷储存能量，然后在用电高峰期释放能量，缓解用电紧张，提高能源利用效率，充分利用峰谷电价，节省运行费用。经测算，水蓄冷运行费比常规制冷可节约203.45万元／年。
在大空间的节能上，专家也有高招，采用分层空调和置换通风，尽量减少无效空间区域的能量消耗，只满足有效区域的舒适度。
譬如，专家通过CFD方法对大空间的空调气流组织进行了分析，游泳馆空调比赛区空间温度可以被控制在28℃到29℃之间。室内的温度分层非常明显，屋顶最高点温度达到40℃以上，“冷热两重天”。
三种方式取暖首选集中供暖
济南奥体中心在设计时，就考虑到了建筑的节能。由于冬天有很多比赛，奥体中心用集中供暖、太阳能和地热三种方式来取暖。其中，集中供暖将是最主要的取暖方式。
根据计划，济南市将在燕山新区A地块，建设奥体中心的配套服务中心，来为整个奥体中心服务。这里将安装大型的采暖设备，该设备将接收市区供来的蒸汽，转换成热水，集中送到济南奥体中心各场馆内。各场馆也将全部采用地板供热，暖气设备都安装在地板下面，这种取暖方式不仅节能，而且节约建筑空间，节省采暖成本。
为了节能，济南奥体中心“一场三馆”的供暖都是单独控制的，用时打开阀门，不用时就可关掉。目前，济南市正在对奥体中心地板供热系统进行招标，待确定施工单位后，就可随着内外装饰进行全面施工。
在体育馆、游泳馆内，还安装了太阳能，这些太阳能可直接转换成热量，供给两大场馆，游泳馆的部分热水也可以用太阳能来转换。在体育场内还设计了地热取暖，这种方式造价比较高，主要是用来保证草皮的生长。
新型能源布满奥运场馆
据悉,奥运工程采用新型能源项目共有34项,先进热回收空调技术13项,先进能源利用技术22项。奥运工程采用新型清洁能源利用项目共69项,包括光电、光热、各种地热能、污水热能,风能等可再生能源的利用。
网球中心、北京大学体育馆等9项工程均采用了地热、地源或水源热泵系统。仅在奥运村,热泵技术的应用就将比普通中央空调节约电能15％至20％,每年节电34万度；国家体育场、五棵松篮球馆、奥林匹克森林公园中心区等7个工程采用了太阳能光伏发电技术；北京射击馆、老山自行车馆、奥运村和媒体村等10个工程采用了太阳能光热技术。
北京是水资源严重紧缺的城市。充分利用中水(污水经处理后获取的非饮用水)、高水平处理污水、尽量收集雨水……北京市在场馆建设中通过一系列工程措施和技术手段节约水资源。北京市"2008"工程建设指挥部负责人介绍,所有奥运场馆都采用了中水利用技术,国家游泳中心、奥运村、奥林匹克森林公园等5项工程建设了高水平的污水处理系统,国家体育场、丰台垒球场、国家会议中心等15项新建工程建设了高水平的雨洪利用系统,将充分利用雨洪水资源回灌和涵养地下水。
奥运村太阳能热水系统在奥运会期间可以为16800名运动员提供洗浴热水,奥运会后,将供应全区1868户6000名居民的生活热水需求,年节电达到1000万度、节煤2400吨。
奥运工程采用的61项先进空气处理技术,涵盖了热回收空调、自然通风、室内空气节能处理与净化等；绿色节能照明技术48项、节能建筑维护结构38项。这些都将在一定程度上节约能源,体现了"绿色奥运"的理念。
清洁能源包括地热能、风能、太阳能、生物质能、水能、海洋能等多种能源,北京市目前主要利用的是太阳能和地热能。其中地热能更是以其具有清洁环保、高效节能、可再生、技术成熟等优点,成为了北京2008年奥运会大力发展能源之一。在北京市出台的一系列规划、计划、发展纲要和补贴政策中,均重点提出了大力发展地热能,根据《北京奥运行动规划》提出的目标和任务,为实现"绿色奥运"的理念,提高城市可持续发展能力,北京市政府制订的《生态环境保护专项规划》中提出:要大力发展可再生能源,开发地热资源,2007年全市地热、地温供暖制冷面积达到500万平方米。《北京城市总体规划(2004年~2020年)》中第124条提出:因地制宜地发展新能源和可再生能源；积极发展新能源,推广热泵技术,推进浅层地热、风力发电、太阳能发电等能源新技术产业化进程；鼓励利用垃圾、污泥进行发电和制气。
北京08年奥运会将用上风电绿色能源
截止2007年年底，张家口市风电装机容量将新增20万千瓦。张家口市风电总装机容量达到42万千瓦，成为全国最大风力发电市，为北京奥运会提供充足的绿色能源。
张家口市位于华北平原与内蒙古高原之间，常年劲风不断，是全国少有的风能集中区，具有建设700至800万千瓦的风电场资源，坝上可建2至3个百万千瓦的风电场。在当地人印象里，坝上的风一直是一大公害。如今，张家口市变劣势为发展优势，紧紧抓住北京办绿色奥运的时机，把开发风电资源作为建设北方能源基地和增强县域经济实力的重要举措，科学充分利用风力资源，大力开发绿色清洁能源。
据悉，全国各地的客商也看到了风电的发展前景，纷纷抢滩“风电”资源项目，目前，北京、天津、河北、山东、湖北等19家客商累计签约的风电项目总装机容量达1200多万千瓦，占全国2020远景规划的60％多。到2010年，张家口市将累计投资180亿元，新增风电装机容量200万千瓦。这些项目建成后，不仅将大大缓解华北地区用电紧张的局面，而且将为北京输送大量绿色能源。
我国研制出系列燃料电池车服务08北京奥运会
在科技部的支持下，我国燃料电池车取得长足进展，已研制出具有自主知识产权的燃料电池大客车、小轿车、自行车和助力车等。
据中国可再生能源学会氢能专业委员会主任委员毛宗强教授介绍，我国最新的燃料电池大客车造价已经下降到300万元人民币，不到国外同类产品价格的五分之一，初具竞争力；我国自行研制的“超越3号”氢燃料电池小轿车，去年在巴黎举行的“清洁能源汽车挑战赛”中，取得了4“A”、1“B”的优异成绩，并完成了120公里的拉力赛；2008年北京奥运会期间，我国自制的燃料电池汽车将参与服务运营。
大力发展氢能燃料电池汽车是我国汽车工业不可多得的机遇。目前，国际汽车界投入氢燃料汽车的资金已超过100亿美元。
太阳能技术为青岛奥帆中心供能
青岛奥林匹克帆船中心根据青岛地区的光源、光辐射特点，结合帆船中心建筑特点和建筑使用功能要求，充分考虑太阳能与建筑的完美结合，将国际上先进高效的太阳能技术与区域市政热力管相结合，将板式集热器分别与弧形屋面、平面屋顶相结合，运用可靠的控制系统，在后勤保障中心和运动员中心设计应用了两套太阳能系统。
后勤保障中心建筑面积5800平方米，采用太阳能吸收式空调系统，使用集热器面积638平方米，成功实现了夏季制冷、冬季采暖和全年提供生活热水，系统预计每年可节电47.3万度。运动员中心建筑面积16613平方米，使用集热器面积666平米，利用太阳能为其所拥有的300平方米游泳池和洗浴提供热水。预计节电每年44万度。同时，由于集热器为后勤保障中心屋顶提供了阴凉，也减少对制冷量的需求。两套太阳能系统建设投资约1100万元，一年节电约90万度，按每度电0.78元计，一年可节省70万元，十五年即可收回投资。这在全国也属于领先位置。
太阳能景观灯和风能路灯是奥帆中心的又一大景观。这里共安装了168盏太阳能灯和41盏风能路灯，不仅绿色环保，到了夜间更是青岛海岸线上一道耀眼的风景。在风能资源丰富、独特的主防波堤建设安装了41盏风能灯，每盏灯14000元，总投资57400元，每盏可供55瓦钠灯每天照明8小时，每年节电6570度。以上项目建设完成后，在取得显著的节能效益的同时，还具有良好的环保效益。有趣的是，按照设计，风速达到每秒3米时，风能路灯顶部的风车就会转起来，而开展帆船比赛的风速下限也是每秒3米，当风车转起来的时候，观众就知道可以进行比赛了。
生物质废弃物催化气化制取富氢燃料气
近年来，关于生物质废弃物的热化学处理已引起了越来越广泛的注意。氢气是生物质热化学处理中得到的高品位的洁净能源。由于氢在燃料电池及作为运输燃料在内燃机中的广泛应用，从生物质气化中制取氢气已引起了很多国家的研究兴趣.在生物质气化制氢过程中，低温下焦油的生成是影响燃气质量和氢含量的一个重要因素，因此高温、水蒸气气化以及加催化剂等气化工艺是改善燃气质量的有效措施.生物质气化技术在国内外已得到了相当广泛的研究，而对生物质气化过程中使用催化剂的研究还比较少.在生物质气化过程中使用催化剂，可以有效改善气体品质，促进焦油裂解，本文就目前生物质催化气化在国内外的研究情况作一些讨论。
1. 生物质催化气化制氢概况
从总体上来说，生物质催化气化制氢的研究在国内外还处于实验室研究阶段，我国在这方面的研究比较薄弱，国外的研究主要集中在美国、西班牙、意大利等国家。
意大利L'Aquila大学的Rapagna等利用二级反应器(一级为流化床气化反应器，一级为固定床催化变换反应器)进行了杏仁壳的镍基催化剂催化气化实验，其制得的产品气中氢气体积含量可高达60%。美国夏威夷大学和天然气能源研究所合作建立的一套流化床气化制氢装置在水蒸气/生物质的摩尔比为1.7的情况下，可产生128g氢气/kg生物质(去湿、除灰)，达到了该生物质最大理论产氢量的78%。
2. 生物质催化气化典型流程
生物质催化气化系统主要包括两大部分，一是生物质气化部分，在流化床气化炉(或其它形式的气化炉)内进行;一是气化气催化交换部分，在装有催化剂的固定床内进行。生物质废弃物由螺旋进料器进入预热过的流化床，在流化床内发生热解反应产生热解气和焦炭等，热解产物再与从底部进来的空气或水蒸气等发生化学反应产生气化气，气化气从流化床上部进入旋风分离器，将炭粒分离，然后进入焦油裂解床(通常为白云石)，进行焦油的初步催化裂解，经焦油裂解后的气化气再进入通常装有镍基催化的固定床内进行进一步的催化裂解及变换反应。
3. 生物质气化过程中发生的主要化学反应
生物质在气化过程中发生热解反应、燃烧反应及气化反应，在热解反应中，生物质被裂解为焦炭、焦油和燃气，部分焦油在高温条件下继续裂解为燃气.在燃烧反应中主要发生碳氢化合物和CO的氧化反应。在气化反应中主要发生碳氢化合物和CO的水蒸气气化反应，显而易见，这是增加燃气中氢气含量的一个重要途径。
可以看到，在生物质气化过程中发生的化学反应复杂，研究其中每个化学反应的发生程度及其相互影响关系，进而设计催化剂，促进目的产物的产生是比较困难的，目前国内外大多是采用商业蒸汽重整催化剂及天然矿石等。
4. 影响燃料气组成和焦油含量的主要因素
（1）气化介质生物质。气化介质一般为空气(氧气)、水蒸气或氧气和水蒸气的混合气。气化介质的选择可以影响燃料气的组成和焦油处理的难易。Corella等认为在其它条件相同且采用白云石作催化剂时，以水蒸气或水蒸气和纯氧的混合物作为气化介质与以空气作为气化介质相比，前者在气化过程中产生的焦油更容易裂解。
焦油的成分非常复杂，可以分析出的成分有100多种，还有很多成分难以确定;主要成分不少于20种，大部分是苯的衍生物及多环芳烃;其中含量大于5%的大约有7种，它们是:苯、萘、甲苯、二甲苯、苯乙烯、酚和茚，其它成分的含量一般都小于5%，而且在高温下很多成分会分解。对大部分焦油成分来说，水蒸气在其裂解过程中起到关键的作用，因为它能和某些焦油成分发生反应，生成CO和H2等气体，既减少炭黑的产生，又提高可燃气的产量。
（2）催化剂应用及催化转化反应机理研究。将催化剂用于生物质热解气化主要有三个作用:一是可以降低热解气化反应温度，减少能耗;二是可以减少气化介质，如水蒸气的投入;三是可以进行定向催化裂解，促进反应达到平衡，得到更多的目的产物.在催化剂应用过程中，考虑到催化剂的机械强度及使用寿命等问题，一般将生物质气化和催化交换设在不同的反应器。但另设一固定床催化反应器，既增加了系统阻力，又增加了投资成本;如将生物质气化和催化交换设在同一反应器，就对催化剂的活性、耐温性能、机械强度及使用寿命等提出了比较高的要求.同时由于焦油催化裂解的附加值小，其成本要很低才有实际意义，因此人们除利用石油工业的催化剂外，主要使用一些天然产物。
目前用于生物质催化气化的催化剂有白云石、镍基催化剂、高碳烃或低碳烃水蒸气重整催化剂、方解石和菱镁矿等。
Delgado通过实验对白云石、方解石、菱镁矿的催化活性进行了比较，从实验结果分析，在裂解焦油方面，这三种矿石的活性顺序为:白云石(CaO-MgO)>方解石(MgO)>菱镁矿(CaO)。Delgado等认为这是由于在白云石中，两种氧化物的混合改变了Ca和Mg原子的排列顺序所致.关于焦油的催化裂解机理，Corella等认为在水蒸气重整生物质气化气消除焦油的反应过程中，同时可以发生CO2干重整反应，即CO2会与焦油及部分低碳烃发生反应，促进焦油的分解。
（3）气化炉。用于生物质气化的反应器主要有上吸式气化炉、下吸式气化炉及循环流化床(CFBG)等，上吸式气化炉结构简单，操作可行性强，但湿物料从顶部下降时，物料中的部分水分被上升的热气流带走，使产品气中H2的含量减少.下吸式气化炉在提高产品气的H2含量方面具有其优越性，但其结构复杂，可操作性差；CFBG具有细颗粒物料、高流化速度以及炭的不断循环等优点，因而相对于其它气化炉来说，无论是在产品气的氢气含量方面还是操作性方面，都是一种较理想的气化制氢形式。
5. 结论
（1）生物质定向催化气化制氢的研究在国内外还处于实验室研究阶段，在我国的研究尤其薄弱。
（2）对生物质催化气化及焦油裂解的机理的研究还远远不够。
