生物质气化发电技术
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生物质气化发电技术范文第1篇
关键字：秸秆发电技术应用
0、前言
随着石化燃料的日益短缺和石化燃料的利用所引起的环境问题日趋严重，大力开发利用可再生能源资源，实现能源资源利用的本地化成了解决我国能源问题的主要措施之一。秸秆作为一种可再生能源，相比太阳能和风能，具有储量丰富、投资利用风险低、收益高、不受气候条件影响等优点。我国作为农业大国，秸秆产量每年约7亿t，相当于3亿多tce。这些秸秆目前主要用于炊事、直接露天燃烧还田，不但利用率低下而且露天燃烧还污染环境。因此必须积极寻求先进的秸秆利用技术。
自20世纪70年代的石油危机后，发达国家加快了生物质能利用技术的开发应用，秸秆发电技术应运而生。自丹麦1998年诞生了世界第1座秸秆生物质燃烧电站以来，秸秆发电技术得到了快速的发展，至2006年丹麦已建有130多座秸秆电站。我国的秸秆发电技术虽然起步较晚，但发展较快，在经过了成套引进、消化的阶段后，已走上了自主创新、开发的阶段。
1、秸秆的预处理技术
秸秆入炉前需经过预处理。秸秆体积大，组织疏松，必须经过晒晾打包才便于存储。秸秆入炉有打包入炉、粉碎入炉、压块（型煤）入炉3种。粉碎入炉成本较高，但适应性最强。秸秆的粉碎入炉主要包括秸秆的打包、存储、输送和破碎几个阶段。在农业机械化国家，秸秆的收割和打包可以通过机械化完成。而在我国农业生产的分散性和传统的耕作方式给秸秆的机械化收割和打包带来一定的困难。因此必须探索适合我国国情的秸秆收割打包方式，降低秸秆预处理成本，保证电站的连续供料。
2、秸秆发电技术
按秸秆利用方式的不同秸秆发电技术可分为秸秆气化发电技术、秸秆直燃发电技术。
2.1秸秆气化发电技术
秸秆气化发电技术主要是将秸秆在一定的压力和温度下，使秸秆与O2/H2O发生气化反应，产生CO、H2、CH4等可燃气体，这些可燃气体净化后送往燃气轮机发电。如果在燃轮机后面加装余热锅炉，还可以组成秸秆燃气-蒸汽联合循环发电技术。秸秆气化技术具有废气排量小、发电效率高等优点。但由于秸秆气化时产生了一定量的焦油，燃气飞灰混入焦油中，增加了焦油的脱除和回收利用成本。因此如何减小气化过程中的焦油成了发展这一技术的关键。
目前，秸秆气化发电技术已进入了工业示范阶段。中科院广州能源研究所的“生物质气化发电新技术”，继“九五”期间分别在福建莆田建成了国内首个1MW生物质谷壳气化发电系统、海南三亚木材厂建成了以国内首个生物质木屑气化发电厂、在河北邯郸建成了秸秆为燃料的气化发电厂示范工程后，最后又与黑龙江农垦局签订了兴建20套农业固体废弃物谷壳、稻草的生物质气化发电系统的合同。该项目总投资4000多万元，年总发电量为7500万kw，年处理农业固体废弃物约10万吨。
2.2 秸秆直燃发电技术
秸秆直接燃烧发电技术是将秸秆直接送往锅炉中燃烧产生高温高压蒸汽推动蒸汽轮机做功发电，相比秸秆气化技术，具有结构简单、投资省、易于大型化等优点。与常规的燃煤电站相比，秸秆电站的汽机岛与常规燃煤电站的汽机岛几乎没有差别，其关键技术是秸秆燃烧技术。
与煤粉的燃烧过程近似，秸秆的燃烧过程大致可以分为水分的析出阶段、挥发分的析出并着火阶段、焦炭的燃烧、燃尽4个阶段。但与电站用煤相比，秸秆具有水分和挥发分较高，灰分、热值、灰熔点较低等特点，因此与煤粉的燃烧不径相同。此外，由于秸秆中碱金属含量较高，某些秸秆如稻草中的氯离子含量较高，增加了烟气对受热面的腐蚀程度，组织秸秆燃烧时还必须考虑这些不利因素的影响。用于秸秆发电的燃烧技术主要有水冷式振动炉床燃烧技术和循环流化床燃烧技术。
水冷式振动炉床燃烧技术是丹麦BWE公司开发主要用于燃烧生物质的燃烧技术。BWE公司的秸秆发电技术已经应用在丹麦、瑞典、芬兰、西班牙等国的秸秆电站。传统的炉床燃烧技术具有燃料分布不均匀、空气容易短路、燃烧效率低等缺点。水冷式振动炉床采用振动炉排，减小了秸秆在炉排上分布的不均匀性。秸秆燃烧后灰量较小，采用水冷可以保护炉排不被烧坏；尾部过热器采用3级和竖直烟道中的分开布置可以有效降低碱金属等对受热面的腐蚀。最近，河北、山东、江苏等地也正在与BWE公司合作，引进其技术筹建秸秆发电厂。为了降低成套引进的成本，国内的企业也积极与BWE公司合作，寻求振动炉床燃烧设备的国产化。
循环流化床燃烧技术是一种先进的燃烧技术，也可用于秸秆的燃烧。循环流化床一般由炉膛、高温旋风分离器、返料器、换热器等几部分组成。流化床密相区的床料温度在800℃左右，热容量较高，即使秸秆的水分高达50%~60%，进入炉膛后也能稳定燃烧，加上密相区内燃料和空气接触良好，扰动剧烈，燃烧效率较高。相比炉床燃烧技术，流化床燃烧技术具有布风均匀、燃料与空气接触混合良好、SOX、NOX排放少等优点，更适应燃烧水分过高、低热值的秸秆。哈尔滨工业大学研制开发的流化床锅炉先后安装在泰国、马来西亚等地；浙江大学针对秸秆燃烧灰熔点低、易结渣等特点进行研究，不断改进循环流化床燃烧技术，通过采用特殊风分配及组织方式保证秸秆的流化燃烧和顺畅排渣，并优化受热面布置，降低碱金属的腐蚀，解决了一系列的难题，目前已处于工业化推广阶段。
2.3 结语
我国是世界上最大的农业国，也是秸秆资源最为丰富的国家之一。秸秆作为一种清洁可再生的能源在我国具有广阔的市场前景。秸秆燃烧产生的CO2与秸秆生长时所吸收的CO2大致相当，秸秆的平均含硫量只有0.38%，远低于电厂用煤的平均含硫量（1%）。因此，发展秸秆发电可以减少CO2和SO2的排放，保护我们赖以生存的地球环境。此外收购秸秆还可以增加农民收入，安置农村闲置劳动力，符合我国的“三农政策”。
根据国家能源局规划，到2015年我国生物质发电装机将达1300万千瓦，较2010年增长160%。数据显示，2010年我国农村以秸秆为燃料的生物质发电装机突破500万千瓦。我国秸秆发电技术的前景广阔，发展秸秆发电有利于提高农民收入，改善环境，实施可持续发展战略和建设节约型、和谐型社会。
参考文献
[1] 也飞.丹麦解决能源问题的经验.全球科技经济望,2005（2）：53~55
[3] 傅友红、樊峰鸣、傅玉清.我国秸秆发电的影响因素及对策.沈阳工程学院学报（自然科学版），2007（7）:207~210.
生物质气化发电技术范文第2篇
关键词：生物质 生物质能发电 技术状况
中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）05（b）-0120-01
1 生物质概述
生物质，从广义上讲，是指通过光合作用而形成的各种有机体，包括了所有的动植物和微生物。生物质所蕴含的能量称为生物质能，是一种可再生能源，它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用。
生物质能是地球上最古老的能源，一直以来是人类赖以生存的重要能源之一。在目前世界能源消耗中，生物质能占总能耗的14%，仅次于石油、煤和天然气，是世界第四大能源。在生物质能的利用过程中产生的二氧化碳可被等量的植物通过光合作用所吸收，从而实现二氧化碳的零排放和生物质能的循环利用，同时生物质能也是一种含硫量低的可再生能源，可以转化得到气态、液态和固态燃料，从而补充和替代化石燃料，减少对矿物能源的依赖。
目前，世界各国，尤其是发达国家，都在致力于开发高效、无污染的生物质能利用技术，以达到保护矿产资源，保障国家能源安全，实现二氧化碳减排，保持国家经济可持续发展的目的。
2 生物质能的利用转化方式
目前，我们对生物质能的利用主要有生物质直接燃烧、气化、液化、固化和沼气技术等方式。
生物质直接燃烧是通过燃烧将化学能转化为热能，从而获取热量。直接燃烧可分为锅炉燃烧、炉灶燃烧、炉窑燃烧和炕连灶燃烧。
生物质气化是在一定的热力学条件下，将组成生物质的碳氢化合物转化为含一氧化碳和氢气等可燃气体的过程。气化过程不同于燃烧过程，一方面，燃烧过程中需供给充足的氧气，使原料充分燃烧，从而获取热量，而气化过程希望尽可能多地将能量保留在反应后得到的可燃气体中，所以只供给较少的氧气以满足热化学反应的需要；另一方面，燃烧后产生的是水蒸气和二氧化碳等不可再燃烧的烟气，而气化后的产物是含氢、一氧化碳和低分子烃类的可燃气体。
生物质液化是生物质热裂解技术的一部分。生物质热裂解是生物质在完全无氧供给的条件下热降解为可燃气体、液体生物油和固体生物质炭三种成分的过程。其中，反应产生的生物油可进一步分离，制成燃料油和化工原料。
在生物质能转化利用的各种途径中，利用生物质能转化后的热能来发电具有高效、环保等优势，在丹麦、瑞典、芬兰、荷兰以及巴西和印度等国家已得到广泛应用。近年来，随着能源和环保压力的增大，我国生物质能发电得到快速发展。
3 生物质能发电技术
生物质发电的主要形式有：生物质直接燃烧发电、生物质混合燃烧发电、生物质气化发电、沼气发电和垃圾发电。
生物质直接燃烧发电与燃煤火力发电在原理上没有本质区别，主要区别体现在原料上，火力发电的原料是煤，而直接燃烧发电的原料主要是农林废弃物和秸秆。直接燃烧发电是把生物质原料送入适合生物质燃烧的特定蒸汽锅炉中，产生蒸汽，驱动蒸汽机转动从而带动发电机发电。直接燃烧发电对原料预处理技术、蒸汽锅炉的多种原料适用性、蒸汽锅炉的高效燃烧、蒸汽轮机的效率等方面都有较高要求。
生物质混合燃烧发电，顾名思义，即为生物质与煤混合作为燃料发电。混合燃烧的方式主要有两种：一种是将生物质原料直接送入燃煤锅炉，与煤共同燃烧；另一种是先将生物质原料在气化炉中气化生成可燃气体，再通入燃煤锅炉与煤共同燃烧，最后发电。可见，在混合燃烧方式中，对生物质原料的预处理过程显得尤为重要。一般情况下，通过改造现有的燃煤电厂就可以实现混合燃烧发电，只需在厂内增加储存和加工生物质燃料的设备和系统，同时对原有燃煤锅炉燃烧系统进行适当改造就可以了。
生物质气化发电是利用生物质气化技术产生的气体燃料，经净化后直接进入燃气机中燃烧发电或者直接进入燃料电池发电的过程，可以分为内燃机发电、燃气轮机发电、燃气―蒸汽联合循环发电和燃料电池发电。生物质气化发电是生物质能最有效、最洁净的利用方式之一，它不仅能解决生物质难于燃用、分布分散等缺点，还能充分发挥燃气发电设备紧凑和污染小的优点。
沼气发电是一种新型的发电方式，也是沼气能量利用的一种有效形式。在沼气发电中，驱动发电机组发电的是沼气而非蒸汽。
垃圾发电包括垃圾焚烧发电和垃圾气化发电，简而言之，垃圾发电就是将垃圾直接作为燃料或者将垃圾制成可燃气体作为燃料来进行发电的方式。垃圾发电不仅能够回收利用垃圾中的能量，达到节约资源的目的，同时还解决了垃圾的处理问题。
我国的生物质能资源及其发电的状况
我国作为传统的农业大国，生物质资源非常丰富。我国农作物秸秆年产量约为6.5亿吨，2010年达到7.26亿吨；薪柴和林业废弃物资源中，可开发量每年达到6亿吨以上。近年来，高产的能源作物如甘薯、甜高粱、巨藻、绿玉树、木薯、芭蕉芋等，作为现代生物质能源已受到广泛关注，越来越多的科研机构、科技企业也不断参与到研究和发展生物质能资源的队伍中来，为生物质能源产业提供了可靠的资源保障。
我国的生物质发电以直接燃烧和气化发电为主要方式，原料主要采用农业、林业和工业废弃物等。我国生物质发电起步较晚，但也有近30年的历史，2006年我国生物质发电总装机容量约为2000 MW，其中蔗渣发电约为1700 MW；从2006年12月，我国第一个生物质直燃发电项目―― 国能单县生物发电厂正式投产开始，截止2008年8月，我国累计核准农林生物质发电项目130多个，总装机容量约3000 MW，已有25个生物质直燃发电项目并网发电；2009年我国6 MW及以上火电设备中生物质发电共占到0.37%，预计到2020年将建成总装机容量为20000 MW的生物质发电项目，这样每年就可以节约7500万吨煤，而且减少大量的污染排放，此外，秸秆销售还可以给农民增加200～300亿元的收入。
4 结语
从总体上看，我国生物质发电产业尚处于起步阶段，商业化程度较低，效益也不高，市场竞争力较弱。但是，近年来，国家对生物质能的开发利用逐渐重视，已连续在4个“五年计划”中将生物质能利用技术的研究与应用列为重点科技攻关项目，并先后制定了《可再生能源法》《可再生能源中长期发展规划》《可再生能源发展“十一五”规划》《可再生能源产业发展指导目录》和《生物产业发展“十一五”规划》，提出了生物质能发展的目标和任务，明确了相关扶持政策。有了这些政策和技术支持，相信生物质能的未来必定会生机勃勃。
参考文献
[1] 王长贵，崔容强，周篁.新能源发电技术[M].北京：中国电力出版社，2003.
生物质气化发电技术范文第3篇
风力发电
世界风力发电技术的发展
利用风能发电始于19世纪末。1891年，丹麦拉库尔研制成利用风能驱动的两台9kW直流发电机组，从此为人类利用风能开创了新途径。1910年，丹麦已拥有微型、小型风力发电机组1万余台，荷兰有2万余台，主要用于排灌、照明。20世纪五六十年代，由于水、火电站和电网的发展，风力发电多在偏远农村、边远地区采用。
20世纪70年代世界发生两次石油危机，石油涨价，能源短缺，风力发电重新引起许多国家的重视，在北美、西欧、北欧等国家取得了很大的进展。在20世纪80年代末，已研制成风轮直径100m、功率为4000-5000kW的大型风力发电机组。20世纪末、21世纪初，MW级及以上的风电机组被广泛应用。到2008年底，全球风电装机容量为1.2亿kW，其中美国为25173MW，居世界第一。
中国风力发电技术的发展
中国陆地50m高度上达到3级（年平均风功率密度≥300W/m2）以上风能资源的潜在开发量约23.8亿kW，达到4级（年平均风功率密度≥400W/m2）以上的潜在开发量约11.3亿kW。中国近海水深5-25m区域50m高度层达到3级以上风能资源的可装机容量约2亿kW，中国风能资源丰富的地区主要分布在“三北”（东北、华北、西北）地区、内蒙古地区和东南沿海及附近岛屿。从发展历程来看，中国风电发展可划分为三个阶段。
第一阶段（1957-1971年）为起步阶段。1957年，吉林白城曾试制1台66kW的微型风电机组，随后安徽、辽宁、山西、内蒙古、新疆等地相继制造多台微型风电机组，但由于技术问题未能长期运行。
第二阶段（1972-1995年）为初创示范阶段。1972年中国利用退役的直-5飞机旋翼作风机叶片制成1台18kW风电机组。1978年中国将研制风机设备列为国家重点项目后，科研机构、高校和制造厂家联合研制和生产了微型和1kW、3kW、4kW、8kW4种小型风电机组。1985年，山东从丹麦购进3台55kW风电机组，在荣城建设中国第一个风电场。中国制造的首台55kW和200kW风电机组安装在福建平潭岛，分别于1989年12月和1993年4月投入运行。
第三阶段（1996-2012年）为发展阶段。1996年3月国家计划委员会制定“乘风计划”，中国风力发电开始加速发展。进入21世纪，中国风电的建设突飞猛进。2009年，中国制定完成了7个千万千瓦级大型风电基地规划，累计规划装机超过1亿kW。2010年底，全国风电装机容量为40850MW，其中并网风电装机容量达到31070MW。
截至2010年底，中国的风电整机制造企业已超过70家。借助于1MW、1.5MW和2MW级机组的技术引进，通过联合研制或自主研发，中国风电设备制造能力有了大幅提高，很快与世界风电技术接轨。单机容量1.5MW机组已实现批量生产，成为市场主力；变桨变速机组技术成为标准配置。同时，解决了齿轮箱、发电机、桨叶、变频器和控制器等技术难题，使关键零部件本土化生产能力达到80%以上，基本形成完整的风电设备制造产业链。
太阳能发电
世界太阳能发电技术的发展
太阳能发电按其能源转换形式，可分为太阳能光伏发电和太阳能热发电两大类。
太阳能光伏发电是直接把太阳光能转化为电能。实现光电转换的基本元件是太阳能光伏电池。1954年，美国贝尔实验室研制出世界上第一批可供实用的单晶硅太阳能电池，光电转换效率为6%；1984年，美国创建了世界上首座商业化运营的PVI太阳能电池电站，一期工程装机容量1000kW。以后太阳能光伏发电获得了较大的发展。
太阳能热发电是利用太阳辐射能转化成热能，再转化成机械能而发电。接收太阳能辐射的方式，主要有塔式、槽式和碟式三类。
20世纪40年代末，苏联利瓦兹吉姆首先提出塔式太阳能热发电的构想。法国是世界上最早建成塔式太阳能热发电的国家。1976年，法国1台64kW的塔式太阳能热发电装置投入运行。1981年，日本1座1000kW槽式太阳能热电站投入运行。
1902年罗马尼亚的卡列克辛斯基提出了太阳池发电的设想。1979年12月19日，以色列在死海建造的150kW太阳池发电站投入运行。太阳池发电方式不需要昂贵的集热系统，不存在传统太阳能热电站间歇发电的问题，具有很大的储能本领，从潜力上可作为电网调峰之需。
在太阳能发电方面，许多国家还正在探索新的转换方式，包括研究设计既能供电又能供热的全能系统，提高热能利用总效率；研制低温太阳能磁流体发电装置，以及试验制造热化学太阳能发电装置。
中国太阳能发电技术的发展
中国太阳能发电的主要方式是太阳能光伏发电。1959年中国科学院半导体研究所研制成功第一片具有实用价值的太阳能光伏电池。1973年在天津港的海面航标灯上首次应用14.7W太阳能光伏电池。1979年中国开始利用半导体工业废次硅材料生产单晶硅太阳能光伏电池。
20世纪90年代以来，中国太阳能光伏电池产量快速增长，2010年太阳能光伏电池产量超过5000MW，约占全球产量的50%。中国的光伏发电系统的应用主要有三个方面：一是户用光伏发电系统和建设小型光伏电站，来解决偏远地区无电村和无电户的供电问题。二是建筑物光伏电源。北京、深圳、上海等城市已经建设了大量的照明光伏电源。三是大型并网光伏系统示范电站。2007年，兆瓦级光伏发电站在上海崇明并网发电试运行，装机容量1MW。在“光电建筑”“金太阳示范工程”和敦煌大型荒漠光伏电站招标等多个项目的带动下，2010年底，中国装机容量已达到700MW。
太阳能光伏发电的投资较大，光伏发电电价是煤电的3-4倍。但是，随着技术进步，光伏电力上网电价与常规能源电价的差距正在逐步缩小。
中国的太阳能热发电技术还处于起步阶段，但是发展很快，第一台50MW太阳能热发电机组正在内蒙古鄂尔多斯建设中。中国的太阳能热利用主要集中在中低温，太阳能热水器的产量、保有量都居世界第一。太阳能中温利用（150℃）已有科研成果产生。
生物质能发电
世界生物质能发电技术的发展
生物质能发电包括垃圾发电、农林生物质发电（单烧、混烧、气化）。
20世纪50年代初，联邦德国、法国最早应用垃圾发电技术，继而美国、日本迎头赶上。2003年美国垃圾发电装机容量达3300MW。
利用农林生物质能发电起源于20世纪70年代。1988年在丹麦诞生了世界上第一座秸秆生物燃烧发电厂，容量为5MW。截至2004年，世界生物质能发电装机已达3900万kW，年发电量约2000亿kW・h，可替代700万tce（吨标准煤）。英国坎贝斯的生物质能发电是目前世界上最大的秸秆发电厂，装机容量308万kW。
中国生物质能发电技术的发展
中国目前现有生物质资源折合约5.4亿tce，可能源利用的资源量约2.9亿tce；预计2050年中国生物质资源理论值最高可达14亿tce，可供清洁能源化利用的生物质资源潜力最高可达8.9亿tce。中国最早开始利用垃圾发电是在1988年，在深圳建成一座2台垃圾处理量为6.25t/h的马丁式焚烧炉、2台余热锅炉和1台500kW背压式汽轮发电机组，全部设备从日本三菱公司引进。运行不久，扩建了1台国产垃圾焚烧炉，原500kW发电机组拆除改装国产4000kW机组，于1994年正式发电。截至2007年中国投运和在建的垃圾焚烧发电厂计有75座，共68.54MW。
农林生物质发电包括生物质气化发电和生物质直燃发电。2000年，福建莆田县建成中国首座生物气化电站，安装了5台200kW发电机组，总容量1000kW。
截至2010年底，江苏、山东、安徽、河北、河南、甘肃、江西等10个省，共有约50个生物质发电工程投产。2010年全国生物质发电装机容量约5500MW。
虽然中国的生物质能发电取得了很好的成绩，但在生物质的收集、运输、储存及进料设备等方面还存在着许多技术和成本问题需要解决。从长远看，生物质的最佳利用途径是转化成生物质液体作交通燃料使用。
地热发电
世界地热能发电技术的发展
1913年，世界上第一座地热电站在意大利拉德瑞罗投入运行，装机容量250kW。1960年，美国第一座盖瑟尔斯地热电站投入运行，到1989年该电站的装机容量已达到191.8万kW，是世界上最大的地热电站。
干热岩发电是地热发电的另一种利用方式。早在1970年，美国人莫顿和史密斯就提出利用地下干热岩发电的设想。1972年，美国在新墨西哥州北部打了两口约4000m的深斜井，从一口井中将冷水注入干热岩体，从另一口井取出自岩体加热产生的蒸汽，功率达2300kW，标志着干热岩的开发利用研究从概念模式转入到实验阶段。随着技术的成熟，试验电厂的发电量也逐渐由3MW增大到11MW，更加接近商业开发的规模。
中国地热能发电技术的发展
中国地热资源潜力（资源基数）为11×106EJ/a，占全球的7.9%。主要分布在云南、、四川西部。中国地热发电始于1970年。广东丰顺县邓屋建成中国第一座闪蒸系统地热水发电试验电站，单机容量为86kW。1977年羊八井地热电站建成投运，单机容量1000kW，由青岛汽轮机厂制造，随后相继安装了7台青岛汽轮机厂制造的3000kW机组和1台日本进口的3180kW机组，到1991年装机总容量达25180kW，它是利用145℃的汽水混合地热水发电。目前实际运行的有羊八井、郎久，广东丰顺、湖南灰汤四座，装机容量为25.78MW。
海洋能发电
世界海洋能发电技术的发展
海洋能是指蕴藏在海水中的可再生的自然能源，主要为潮汐能、海水温差能和海水波浪能。
1912年，德国建成世界首座布鲁姆试验潮汐电站。1968年法国建成世界上最大的朗斯潮汐电站，安装了24台10MW双向贯流式机组，年发电量5.44亿kW・h。20世纪七八十年代，日本、挪威也相继建成实验性潮汐电站。由于潮汐电站的潮差水头低，单机容量小，装机台数多，机组投资一般占电站总投资的50%，如何采用先进技术降低机组造价，是发展潮汐电站的关键问题之一。
1979年，美国在夏威夷建成世界第一座商业性海水温差电站，机组容量53kW，净出力15kW。1982年，日本在太平洋中部瑙鲁岛建成100kW海水温差发电试验电站。利用海洋热能转换技术发电，技术复杂，投资大，发电成本高，缺乏竞争力。
1964年，日本最早制成波浪能发电的航船浮标灯。1980年和1985年日本波浪能发电船“海明”号进行了两次海上试验，船上22个无底空气室所产生的空气流，导向低压空气轮机，带动9台125kW发电机旋转发电，它是目前世界上装机容量最大的波浪能发电装置。
中国海洋能发电技术的发展
中国是世界上建造潮汐电站最多的国家，在20世纪50-70年代先后建造了近50座潮汐电站，终因技术和管理方面的原因只有8个电站仍在正常运行发电。1974年开始建设的浙江清乐湾的江厦潮汐电站是中国最大的潮汐电站，1985年建成，总容量为3200kW，电站属于单库双运行方式。
生物质气化发电技术范文第4篇
关键词：低碳经济；生物质发电企业；战略管理
根据2012年底国家能源局印发的《生物质能发展“十二五”规划》目标，到2015年生物质能年利用量超过5000万吨标准煤。其中，生物质发电装机容量1300万千瓦；年发电量约780亿千瓦时；生物质年供气220亿立方米；生物质成型燃料1000万吨；生物液体燃料500万吨。由此可见，随着全球能源危机和低碳经济的客观要求，生物质能发电已经成为我国战略性新兴产业不可或缺的一部分。一方面，生物质能发电行业本身具有可再生性、低污染性的技术优势，另一方面我国农作物秸秆、稻壳等生物物质资源丰富的基础条件，这些都为我国发展生物质能发电创造了内外部条件。近些年来，我国对生物质能发电日益重视，但是众多的企业还是存在诸多问题，如缺乏科学的战略发展规划，技术示范推广缺乏资金支持，相关的优惠政策不能及时到位等。在此背景下，研究如何破解我国生物质能发电企业的发展困境，具有重要的现实意义。
一、国外生物质能发展经验对我国的启示
笔者在查阅国内外相关文献的基础上，总结了国外支持生物质能发展的成功经验，具体包括以下几点：（1）通过一定的法律支持和合理的发展规划进行规范。生物质能的发展需要通过立法的方式来确定现代生物质能发展战略，并为其提供良好的发展环境。例如，美国奥巴马政府确定EPA法律条例以及BCAP条例，以实现国会制定的2022年前生产360亿加仑可再生生物燃料的长远目标。（2）尤其注重相关技术的研发与国际合作。技术障碍是现代生物质发电产业发展的主要障碍。例如，欧盟制定生物质可持续利用的研发计划，注资5200万欧元，来自20个不同国家的高校、研究机构及产业界的82家合作伙伴共同参与。（3）良好的现代生物质发电项目的融资环境建立。例如，巴西在这方面做得非常完善：其一：巴西政府通过补贴、统购燃料乙醇以及一些行政手段进行支持生物质发电项目；其二：企业可享受低息优惠贷款政策，以及享有国家政策性银行设立的专项基金，最高可获得90%的信贷资金；其三：企业通过政府支持，获得国际合作资金支持，如从世界银行等国际金融机构获取贷款，或通过全球环境基金（GEF） 及国际合作利用清洁发展机制（CDM）获取发展生物质发电项目的支持等。
二、我国生物质发电企业发展战略存在的主要问题
目前，在国家财政和税收政策的大力支持下，我国生物质能发电企业得到了快速发展，但是在产业化过程中还是存在诸多问题，具体如下：
（一）从国家政策和整体产业布局层面看
1.企业战略制定的政策依据不足：当前国家生物质能发电项目的审批程序不完善，手续繁杂，严重影响了企业的积极性。
2.企业缺乏战略意识，导致项目布局无序：通常来说，生物质能发电产业链由燃料供应、电力设备、电力生产及电网这几个主要部分组成。这就要求企业在进行战略决策时，综合考虑影响战略制定的主要因素。然而事实是，由于我国大力支持发展生物质能发电产业的发展，导致很多企业盲目上项目，资源配置极度不合理。比如由于缺乏产业区域规划，导致一个地区内出现生物质电厂集聚的现象。后果往往是企业由于无法负担主要燃料的高价格而被迫停产。
（二）从企业自身的层面看
1.企业战略制定功能定位不科学，导致发电成本畸高问题。企业制定发展战略，需要进行宏观环境PEST分析。但是由于种种因素的制约，我国一些生物质发电企业往往是急于“跑马圈地”，不仅疏于对国家相关环境等政策的调研，而且对自身的优劣势也缺乏SWOT分析 。其后果是运营成本的提高，一些企业在生物质能资源收集、运输、加工和贮存方面还存在较大的困难。
2.企业的技术推广模式陈旧：一般来说，生物质能发电企业属于技术密集型的高技术企业，其技术能力和创新能力是企业的核心竞争力。直接关系着企业生产成本的高低。准确地说，其技术的推广模式是关乎长远发展的关键所在。随着我国支持生物质发电产业相关扶植政策的陆续出台，我国一些企业发展生物质发电技术的热情持续高涨，甚至忽略了自身发展的现实情况。比如，一些生物质发电领域的先进适用技术的投资风险较高，很多中小企业受制于规模和资金，不仅技术科技研发能力弱，而且还存在技术转移渠道不健全等问题。
3.企业进行生物质发电项目的融资渠道单一，并且缺乏健全的风险投资体系。
三、完善我国生物质发电企业制定发展战略的对策和思考
通常来讲，企业制定发展战略，需要综合考虑内外部环境、国家有关政策规定、以及地方经济社会基础和自然资源条件等各种因素。对于我国生物质发电企业来说，基于目前企业整体的客观情况，制定战略方案需要注意如下方面的工作。
（一）科学制定适宜企业自身发展的战略规划
科学制定适宜企业自身发展的战略规划是企业发展生物质发电项目的关键所在：首先，要求企业能够根据国家及地方最新的电源政策和整体产业布局为根本导向，也就是保持对国家新能源产业相关导向政策的高度敏感性；其次，进行通过深入调查和评估生物质能资源情况进行项目的选择。即企业在进行生物质发电项目规划时，需要合理规划生物质发电的站址、投入规模，以此来系统规划降低企业的运营风险。再次，选择适合自身发展阶段的战略。我国生物质能技术和设备与国外还存在差距，需要我国企业目前以生物质发电技术研发为焦点，积极推进引进、消化和吸收，形成企业核心竞争力，同时采取专业化和集中型的发展战略，从而保证企业集中优势资源，处于一个相对有利的发展地位。
（二）加大对生物质发电技术推广的商业模式创新
我国发展生物质发电产业一方面需要技术创新，通过产学研结合培养专业技术人才来整合现有的技术资源，推动新技术的研发和示范，不断完善相关技术规范和技术标准，加快生物质发电技术和设备国产化的进程，以此提高企业在新能源发电市场上的份额；另一方面需要多渠道多方式进行商业模式的创新。其一建议打造国家财政引导、企业资本市场为主体的金融环境。比如要推进企业进行生物质发电技术的推广，需要银行“绿色信贷”的支持；其二需要充分发挥行业协会和中介服务机构的联合行动。企业通过与他们的相互协作，比如建立生物质发电技术创新联盟，分摊技术创新的风险，合作捕捉市场机会等。
（三）不断开拓生物质能发电项目的融资渠道
目前我国生物质能发电企业面临的普遍问题就是融资困难。如何破解这一瓶颈问题，需要企业、政府、金融机构等共同努力。当前，企业发展生物质发电项目的资金来源主要有企业内部资金、国家财政资金、银行信贷、外资、资本市场资金和民间资本。具体的融资模式有建立生物质能项目发展基金，杠杆租赁融资、ABS融资和CDM项目融资等。就全球范围来讲，现代生物质能项目和水电项目是CDM模式运作项目的主要部分。建议我国生物质发电企业积极获取国家政府的支持，积极争取利用CDM机制与国外发达国家相关研究结构和大学进行合作，从而为其生物质能发电项目的建设和运营提供中长期发展资金。需要企业在进行生物质发电项目投资时，特别注意的是申请 CDM 融资时间和具体流程。此外，需要构建有利于融资的信用环境。企业要建立完善的信用制度，不断提高自身的财务透明度和可信度，还要按期偿还债务，这样从长远来看，有利于提高企业进行生物质能发电项目的市场性融资成功的可能性。
四、结语
综上所述，在世界能量需求量不断增大，而石化能源不断枯竭的大背景下，生物质能被赋予了时代的使命和发展意义。为了在新一轮的产业革命中，我国生物能行业乃至生物质发电企业具有核心竞争力，如何制定领先的战略方案至关重要。本文从国外的经验切入，再有针对性得提出我国生物质发电企业目前存在的主要问题，最后基于战略分析的视角提出建议，这是对生物质能发电这一新兴行业的战略研究初探，希望对企业的具体时间带来一定的参考价值。
参考文献：
[1]沈西林.影响我国生物质能源发展的因素分析[J].西南石油大学学报（社会科学版），2011（01）.
[2]朱润潮.我国生物质发电产业的发展现状与对策分析[J].科技创新导报， 2010（06）.
[3]张铁柱.我国生物质发电行业现状及前景分析[J].农村电气化，2011（06）.
生物质气化发电技术范文第5篇
关键词:生物质能;资源总量;新疆
中图分类号:F127文献标志码:A文章编号:1673-291X(2010)13-0109-02
在经济社会飞速发展的进程中,消耗了大量的化石能源,不仅造成了化石能源的日趋枯竭,而且也带来了生态环境的破坏,这些都越来越成为影响人类社会发展的重要问题,受到了发达国家以及发展中国家的普遍关注。因此,只有从根本上改变人类社会这种持续了数百年的能源供给及消费模式,大规模地开发利用包括生物质能在内的取之不尽、用之不竭、清洁环保的可再生能源,才能真正使人类实现经济社会的可持续发展。从本质意义上说,包括生物质能在内的可再生能源是人类社会发展的长久保障和不竭动力。
作为可再生能源,生物质能是指所有可以作为能源使用的源于植物的物质。而植物的成长通过光合作用,绿色植物的叶绿素吸收阳光与植物吸收的CO2和水合成碳水化合物,把太阳能转变成生物质的化学能固定下来。因此,生物质能来源于太阳能,是太阳能的有机储存 [1]。生物质能资源主要包括农作物秸秆和水生植物可作为燃料使用的部分,合理采伐的薪柴、原木采伐和木材加工的剩余物,能源植物,人畜粪便,农副产品加工后的有机废弃物,有机的废水、废渣,城镇有机垃圾等。生物质能的开发利用主要有三个方面:一是直接燃烧供热,二是供气或发电,三是生产液体燃料。
新疆是能源供应大区,拥有丰富的煤炭、石油、天然气等化石能源,但是作为不可再生的化石能源,其枯竭是不可避免的事实。同时作为传统的农牧大区,生态环境十分脆弱。在这种情况下,生物质能的开发利用,对于维护新疆能源安全、优化能源结构、促进农村和农业发展、改善农村环境、实现经济社会的可持续发展具有重要意义。
一、新疆生物质能资源总量的估算
新疆地域广大,生物质能资源丰富,为对其进行合理的估算,本文把新疆生物质能资源分为四类:一是农作物资源;二是薪柴资源;三是人畜粪便资源;四是城市生活垃圾资源。
1.农作物资源。农作物资源以农作物秸秆为主,农作物资源量是以农作物产品的产量进行推算的,首先宏观的确定产品与秸秆的质量比值。如产出1KG玉米,估计就有2KG玉米秸秆,其谷草比(产率)为2。农作物秸秆资源量的估算公式
式中,Sn为秸秆资源量;i=1,2,3,…,n为资源品种编号;Si为第i种作物产量;di表示第i种农作物谷草比(产率)。
新疆农作物主要包括水稻、小麦、玉米、大麦、豆类、薯类、棉花、油料、甜菜、蔬菜、果用瓜、苜蓿等。新疆2007年水稻、小麦、玉米、大麦、豆类、薯类、棉花、油料、甜菜、蔬菜、果用瓜、苜蓿的产量分别为62.52万吨、359.22万吨、396万吨、24.26万吨、20.69万吨、101.36万吨、290万吨、40.3万吨、586.93万吨、1 173.99万吨、338.67万吨、205.47万吨,根据新疆2007年农作物产品产量利用农作物秸秆资源量估算公式估算,新疆农作物秸秆资源量估算值为4 073.558万吨,折合2 154.912万吨标准煤。
2.薪柴资源。新疆薪柴资源丰富,薪柴资源量可以通过下述三类估算方法进行估算:1)森林采伐木和木材加工的剩余物,可用作燃料量按原木产量的1/3估算。2)薪炭林、用材林、防护林、经济林、疏林的收取或育林剪枝,按林地面积统计产柴量。3)四旁林(田旁、路旁、村旁、河旁的林木)的剪枝,按树木株树统计产柴量。假设有一片较大的地域范围,里面有几个区域,2)和3)中各种林木在不同的区域里拥有不同的情况,统计这片地域范围的薪柴资源量,可用下式估算:
式中,Sx为统计地域范围的薪柴资源量;i为统计地域范围的区域数,i=1,2,3,…,n;j为第i区域内的林地种类,j=1,2,3,…,m;Fij为第i区第j种林地的面积;Yij为第i区第j种林地的产柴率;Qij为第i区第j种林地的可取薪柴面积系数(取柴系数);Tij为第i区第j种四旁林的株树;Xij为第i区第j种四旁林的产柴率;Yij为第i区第j种四旁林的取柴系数;W为统计地域范围内年原木产量;1/3为原木加工产生的剩余物比例。
2007年,新疆薪炭林面积为1 256公顷、用材林面积为3 300公顷、防护林面积为60 704公顷、经济林面积为51 958公顷、四旁林为2 937.07万株。根据薪柴资源估算公式的估算值为21 355.22万吨,折合12 193.83万吨标准煤。
3.人畜粪便资源
人畜粪便资源量,是以人口数,禽畜存栏数,年平均排泄量为基础进行估算,在计算儿童、幼畜的粪便资源量时,要乘以成幼系数。统计公式如下
式中,C为人畜粪便资源量;i为资源的来源类别,i=1,2,3,…,n;Pi为第i类成人或成畜的数量;Ai为第i类每个成人或成畜的年粪便排泄量;Ri为第i类儿童或幼畜数量;Bi为第i类儿童或幼畜的成幼系数。
新疆2007年人口总数为2 095.19万,牛、马、驴、猪、山羊、绵羊2007年底存栏数分别为486.98万头、86.09万头、113.92万头、237.9万头、608.1万头、3 475.34万头。根据人畜粪便资源量估算公式的估算值为1 081.864万吨,约折合540.932万吨标准煤。
4.城市生活垃圾
城市生活垃圾主要是由居民生活垃圾、商业和服务业垃圾、少量建筑垃圾等废弃物所构成的混合物。其成分和产量受很多因素的影响,如城市人口、居民收入、燃料结构、饮食习惯、城市建设以及季节变化等的影响。根据新疆2008年统计年鉴统计数据估算,新疆2007年生活垃圾清运量为340.19万吨,约折合39.46204万吨标准煤。
根据对新疆农作物资源、薪柴资源、人畜粪便资源和城市生活垃圾的估算,新疆生物质能资源总量26 850.832万吨,折合标准煤14 929.14万吨。
二、新疆生物质能资源分布特征分析
由于新疆地域广大,各地区自然条件各异,因此,农作物的作物品种、种植面积大小不同,资源量各异。林业发展程度不同,薪碳资源量不同,林木种类、面积差异较大。人畜粪便资源的分布将随着人口集中度及畜牧业发展的不同而不同。生活垃圾资源量主要集中在中心城市。
本文利用新疆2008年统计年鉴数据,对新疆2007年各主要地区的生物质能资源量进行估算。估算结果为:喀什地区、昌吉回族自治州、阿克苏地区、伊犁哈萨克族自治州的农作物资源比较丰富,分别为737.8012万吨、426.6608万吨、342.0262万吨、341.8427万吨。喀什地区、克孜勒苏自治州、和田地区、伊犁哈萨克族自治州的薪柴资源较为丰富,分别为7 771.191万吨、2 806.759万吨、2 328.804万吨、2 097.703万吨。伊犁哈萨克族自治州、喀什地区、阿克苏地区人畜粪便资源较为丰富,分别为357.5358万吨、185.2862万吨、119.6185万吨。乌鲁木齐市、伊犁哈萨克族自治州、巴音郭楞蒙古自治州、喀什地区的城市生活垃圾资源较为丰富,分别为141.6万吨、48.19万吨、27.3万吨、18.25万吨。
同时,各地区生物质能的分布密度也存在较大差异:克孜勒苏自治州、吐鲁番地区、喀什地区的人均生物质能分布密度较大,说明上述三个地区的人均生物质能资源占有量较大,生物质能资源开发利用潜力巨大。喀什地区、克孜勒苏自治州、吐鲁番地区、昌吉回族自治州生物质能资源分布密度较大,每平方公里资源量较大,具有便利的资源获得性。可以对上述地区的具有区域优势的生物质能资源进行集中开发利用。
三、对生物质能资源的开发利用
人类对生物质能的利用已有悠久的历史,但是,长期以来以传统的直接燃烧方式利用它的热量,直到20世纪,特别是近一二十年,当人们对节约能源与环境保护的意识有了普遍提高,对地球固有的化石燃料日趋减少有一种危机感,在可再生能源方面寻求能源持续供给的今天,生物质能利用新技术的研究与应用才有了快速的发展。根据新疆生物质能的资源总量及分布特征,对生物质能的开发利用应该因地制宜。
1.针对新疆广大的农牧区,应该主要采用直接燃烧技术及生化转化技术。通过改进炉灶燃烧技术、锅炉燃烧技术和压缩成型技术,不仅可以提高生物质能的利用效率,而且可以降低污染、保护环境。发展小型户用沼气技术,不仅可以提高农牧区生活用能的能源品位,而且也符合循环经济的理论。
2.针对新疆城镇地区,如乌鲁木齐市、伊宁市等城市生活垃圾清运量较大的城镇,应该进一步提高城市生活垃圾等有机废弃物的高效厌氧处理及发电技术的产业化应用程度,以及大型生物质气化发电技术及发展热电联产技术。
3.针对农作物秸秆集中地区,如喀什地区、昌吉回族自治州应该集中利用农作物秸秆气化集中供气技术、秸秆直接燃烧发电技术及秸秆制取液体燃料乙醇技术,在薪柴资源集中地区,应该大力发展薪柴燃烧发电技术,集中供电,调整生活用能结构。通过秸秆直接燃烧发电技术、秸秆气化技术和秸秆制取液体燃料技术,不仅利用规模大、利用效率高,还可以变废为宝,保护环境,缓解日益进展的能源危机。
4.针对能源植物种植面积大并集中的地区,应该大力发展能源植物制造乙醇、纤维素制造乙醇、生物柴油及间接液化技术(天然气、柴油等),并做好产业化示范、应用及工程示范等。
参考文献:
[1]陈勇.中国能源与可持续发展[M].北京:科学出版社,2007.
