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生物质能发电,生物质能发电的优点

2020-03-05 14:22:56发布

  所谓生物质能是指从生物质转化产生的能。常用的生物质包括植物——农作物、薪材、草、木、人畜粪便、工农业有机废物、有机废水等。这些生物质能都直接或间接地(经过人和动物的消化或工农业加工)来源于绿色植物,来源于太阳能,因此,它又称“绿色能源”,实质上它是物化的太阳能。据计算,每年全球靠光合作用可产生生物质能1200亿吨,其所含能量是当前全球能耗总量的5倍。


  由于生物质能的数量巨大,同时转化过程中很少或不产生污染物,世界各国都正在开发深度利用高效生物能的转换技术,使生物质成为具有广泛用途的热能、电能和动力用燃料,转化技术有下面两种:


  通过液化将生物质转化为酒精。燃烧1千克酒精,可以放出29726千焦的热量,比普通煤的发热量高。而且酒精是液体能源,便于使用、贮存、运输。普通汽油发电机稍加改装,就可以用纯酒精作燃料。如果用汽油和酒精的混合物来开汽车,汽车发电机甚至不需改装就可以使用。1升酒精可以驱动汽车在公路上行使16千米。


  酒精是用淀粉、糖等有机物经过微生物发酵作用出产出来的。含有淀粉和糖的生物质很多,包括甘蔗、甜菜、玉米、高粱、木薯、马铃薯以及水草、藻类等,它们都可以是出产酒精的原料。


  巴西在这方面获得了巨大的成就,早在1975年,巴西就制定了“酒精打算”,逐步用酒精或酒精和汽油的混合物部分替代了石油,解决了交通用能供应的问题,目前巴西有90%的小汽车用酒精做燃料。美国目前有30%的汽油掺有酒精,酒精的掺入量约为10%左右。


  通过发酵过程制作以甲烷为主的沼气。我国每年作为农家燃料烧掉的柴草合标准煤2亿吨,占全国总能耗的15%。但能量的利用效率比较低。


  利用人畜粪便和秸秆为主要原料发展沼气池,既解决了家用燃料问题,又保持了农田肥力,减少化肥对水的污染。1990年,我国就有400多万户使用小沼气池,年产沼气10多亿立方米,沼气电站装机2000多千瓦,我国目前是户用沼气池最多的国家。


  目前,我国很多的大型城市污水处理厂,利用处理厂中的固体废物进行沼气发酵,产生的沼气用来发电。在英国的5000多个污水处理厂中,有1/3是用通过发酵所产生的沼气作为动力的。法国在南部利摩日地区建造了两座垃圾发酵处理站,每年处理垃圾8.45万吨,每小时出产沼气800立方米,这些沼气已供一些工厂和煤气企业使用。


  如过去的10多年中,美国已建成生物发电的容量达400多万千瓦,主要是采用木材及木制品工业废料气化后的气体燃料发电。国外结合治理城市环境污染,开始进行垃圾发电,技术已经成熟。仅日本就运行约100座垃圾电站,并打算把垃圾电站的装机容量发展到400万千瓦。因此,利用生物质能发电是当今新能源发电的新趋势之一。


  我国是一个农业国,物质能资源非常丰富,年资源量是薪材3000万吨,秸秆4.5亿吨,稻壳0.15亿吨,另外还产生大量的城市排放的生活污水、垃圾、工业废水等。


  利用生物质能发电在我国目前还是小规模、小范围的利用,稻壳转化发电容量只有5000瓦,沼气发电装置140个左右,总容量也只有2000千瓦。另外,我国还引进发电容量为4000千瓦的垃圾发电站。


  生物质能发电的优点


  生物质能是指能够当做燃料或者工业原料,活著或刚死去的有机物。生物质能最常见於种植植物所制造的生质燃料,或者用来出产纤维、化学制品和热能的动物或植物。也包括以生物可降解的废弃物(Biodegradablewaste)制造的燃料。但那些已经变质成为煤炭或石油等的有机物质除外。


  许多的植物都被用来出产生物质能,包括了芒草、柳枝稷、麻、玉米、杨属、柳树、甘蔗和棕榈树。


  一些特定采用的植物通常都不是非常重要的终端产品,但却会影响原料的处理过程。因为对能源的需求持续增长,生物质能的工业也随著水涨船高。


  虽然化石燃料原本为古老的生化质能,但是因为所含的碳已经离开碳循环太久了,所以并不被认为是种生物质能。燃烧化石燃料会排放二氧化碳至大气中。像是一些最近刚发展出来的生物质能制造的塑胶可以在海水中降解,出产方式也和一般化石制造塑胶相同,而且相较之下出产成本还更便宜,也符合大部分的最低品质标准。但使用寿命比一般的耐水塑胶还要短。


  生物质能不单只用来当燃料使用,也有其他用途,例如玉米。


  低技术处理包括


  堆肥(调整和增肥土壤)


  厌氧消化(使生物质能腐烂以出产沼气或将污泥转成肥料)


  发酵和蒸馏(都用来制造乙醇)更高技术的处理包括:


  高温裂解(在空气不足或缺乏空气的状态下加热有机废弃物以制造像是瓦斯或是煤炭等易燃物)


  加氢气化(出产甲烷和乙烷)


  氢化(在高温高压下用一氧化碳和蒸气将生物质能转化为石油)


  破坏性蒸馏(用高纤维有机废弃物中出产甲醇)


  酸水解(用废木材出产可蒸馏的醣类)燃烧生物质能或是其所出产的燃料,可以用来出产热能或是电能。


  生物质能的其他用途,除燃料和堆肥包括:


  生物可降解塑胶和纸张(用纤维素)环境影响生物质能是碳循环的一个环节。光合作用将大气中的碳转化成有机物质,而碳在死亡或被氧化後会再以二氧化碳(CO2)的形式回归大气。这循环相对的所需的时间较短,而用作燃料的植物可以很快地不断地重复种植替代。因此使用生物质能作为燃料依然可以维持大气中碳含量的水平。按重量计算,乾燥木材普遍的碳储量大约在50%左右。www.uvm.edu/~jcjenkin/smithetal.2003.pdfForestvolume-to-biomassmodelsandestimatesofmassforliveandstandingdeadtreesofU.S.forests


  虽然生物质能是一种可再生能源,有时也被称为"碳中性"的能源,但还是可能会助长全球暖化。这情况会发生在碳中性平衡被破坏时,例如丛林开伐或都市化。使用生质燃料替代化石燃料仍会排放一样多的CO2至大气中。但用作燃料的生物质能还是被视为是碳中性的,或者是温室气体的净消耗者,因为可以抵销甲烷进入大气。乾燥的生物质能中含量约50%的碳早已经进入碳循环中。在生物质能的生命中会从大气吸取CO2,结束後再以CO2和甲烷(CH4)的形式回归大气,而这取决於它最後的结果。CH4最後会再转化成CO2并完成碳循环的周期。而化石燃料会将碳带离循环并储存起来,直到再回归大气中,增加大气碳循环的碳含量。


  生物剩馀物的产生的能源会代替化石燃料而让化石燃料的碳继续被留著,也交换循环中包括生物残留的CO2和CH4的混和气体还有大部分的碳的组成。但因为缺乏藉由生物剩馀物产生能量的应用,大部分剩馀物的碳还是以腐烂或燃烧的方式回归大气。腐烂过程中大约会产生50%的CH4,而燃烧会产生5-10%的CH4。发电厂会控制燃烧将大部分的生物质能转换成CO2,因为CH4是比CO2更强大的温室气体。藉由利用生物质能产生能量的处理过程中将CH4转换成CO2能够大幅的减缓温室效应。


  目前再美国现有的生物质能发电厂供应1700百万瓦,占全部约0.5%的电力。减少了约1100万吨的CO2和200万吨的CH4排放量。而减少排放的CH4量所产生的温室效应威力是减少排放的CO2的20倍。生物质能出产能量所减少的排放温室气体的效率是其他碳中性能源出产技术的5倍。


  目前FloridaCrystalsCorporation的NewHopePowerPartnership是美国最大的生物质能发电厂。藉由回收甘蔗渣和废弃木材所产生的140百万瓦电力足够提供它的大型研磨厂和提炼厂运作还有超过40000家庭的供电。每年约省下了80万桶的石油,减少使用了许多在佛罗里达的垃圾掩埋地。


  生物质能发电国家补贴


  可再生能源发电价格确定,生物质发电每千瓦时可补贴0.25元。


  《可再生能源发电价格和费用分摊打点试行办法》规定,生物质发电项目补贴电价,在项目运行满15年后打消。自2010年起,每年新批准和核准建设的发电项目补贴电价比上年批准项目递减2%。发电消耗热量中常规能源超过20%的混燃发电项目,不享受补贴电价。


  通过招标确定投资人的生物质发电项目,上网电价按中标确定的价格实行,但不得高于所在地区的标杆电价。


  按照同一规定,水力发电价格暂按现行规定实行;风力发电项目的上网电价实行当局引导价,电价标准由国务院价格主管部门按照招标形成的价格确定。


  太阳能发电、海洋能发电和地热能发电项目上网电价实行当局定价,其电价标准由国务院价格主管部门按照合理成本加合理利润的原则制定。可再生能源发电价格高于当地脱硫燃煤机组标杆上网电价的差额部分,在全国省级及以上电网销售电量中分摊。


  另一部配套法规《可再生能源发电有关打点规定》中明确:发电企业应当积极投资建设可再生能源发电项目,并承担国家规定的可再生能源发电配额义务。大型发电企业应当优先投资可再生能源发电项目。


  1、生物质燃料发热量大,发热量在3900~4800千卡/kg左右,经炭化后的发热量高达7000—8000千卡/kg。


  2、生物质燃料纯度高,不含其他不产生热量的杂物,其含炭量75—85%,灰份3—6%,含水量1—3%。


  3、绝对不含煤矸石,石头等不发热反而耗热的杂质,将直接为企业降低成本。


  4、生物质燃料不含硫磷,不腐蚀锅炉,可耽误锅炉的使用寿命,企业将受益匪浅。


  5、由于生物质燃料不含硫磷,燃烧时不产生二氧化硫和五氧化二磷,因而不会导致酸雨产生,不污染大气,不污染环境。


  6、生物质燃料清洁卫生,投料方便,减少工人的劳动强度,极大地改善了劳动环境,企业将减少用于劳动力方面的成本。


  7、生物质燃料燃烧后灰碴极少,极大地减少堆放煤碴的场地,降低出碴费用。


  8、生物质燃料燃烧后的灰烬是品位极高的优质有机钾肥,可回收创利。


  生物质能发电道理


  生物质发电是利用生物质所具有的生物质能进行的发电,是可再生能源发电的一种,包括农林废弃物直接燃烧发电、农林废弃物气化发电、垃圾焚烧发电、垃圾填埋气发电、沼气发电。

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