2016年生物質(zhì)能行業(yè)現(xiàn)狀分析及應(yīng)用技術(shù)展望

　　生物質(zhì)能是人類用火以來，最早直接應(yīng)用的能源。隨著人類文明的發(fā)展，生物質(zhì)能的應(yīng)用研究開發(fā)幾經(jīng)波折，最終人們深刻認(rèn)識(shí)到，石油、煤、天然氣等化石能源的有限性，同時(shí)無節(jié)制地使用化石能源，大量增加CO2、粉塵、SO2等廢棄物的排放，污染了環(huán)境，給人類賴以生存的星球，造成十分嚴(yán)重的后果。而使用大自然饋贈(zèng)的生物質(zhì)能源，幾乎不產(chǎn)生污染，資源可再生而不會(huì)枯竭，同時(shí)起著保護(hù)和改善生態(tài)環(huán)境的重要作用，是理想的可再生能源之一。以下是的2016年生物質(zhì)能行業(yè)現(xiàn)狀分析：

　　生物質(zhì)能的定義及其利弊

　　生物質(zhì)能是蘊(yùn)藏在生物質(zhì)中的能量，是綠色植物通過葉綠素將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能而貯存在生物質(zhì)內(nèi)部的能量。它一直是人類賴以生存的重要能源，僅次于煤炭、石油和天然氣而居于世界能源消費(fèi)總量第4位，在整個(gè)能源系統(tǒng)中占有重要的地位。據(jù)預(yù)測，到21世紀(jì)中葉，采用新技術(shù)生產(chǎn)的各種生物質(zhì)替代燃料將占全球總能耗的40%以上。生物質(zhì)能通常包括：木材及森林工業(yè)廢棄物、農(nóng)業(yè)廢棄物、水生植物、油料植物、城市和工業(yè)有機(jī)廢棄物、動(dòng)物糞便。

　　生物質(zhì)能的優(yōu)點(diǎn)：一是可再生性。二是低污染性。生物質(zhì)的硫含量、氮含量低，生物質(zhì)作為燃料時(shí)，燃燒過程中的硫化物和氮化物較少，由于它在生長時(shí)需要的二氧化碳相當(dāng)于其燃燒時(shí)排放的二氧化碳量，因而對(duì)大氣的二氧化碳凈排放量近似于零;用新技術(shù)開發(fā)利用生物質(zhì)能不僅有助于減輕溫室效應(yīng)，促進(jìn)生態(tài)良性循環(huán)，而且可替代部分石油、煤炭等化石燃料，成為解決能源危機(jī)與環(huán)境問題的重要途徑之一。三是廣泛分布性。缺乏煤炭的地域可充分利用生物質(zhì)能。四是具有燃燒容易，灰分低的特點(diǎn)]。

　　但由于技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的原因以及可再生能源分布較為分散，能量密度、熱值及熱效率低等特點(diǎn)，目前其利用率尚不高，僅占全球能源消耗總量的22%。

　　2016年中國生物質(zhì)能資源現(xiàn)狀及潛力

　　生物質(zhì)能資源，按原料的化學(xué)性質(zhì)分，主要為糖類、淀粉和木質(zhì)纖維素類。按原料來源分，則主要包括以下幾類：①農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢棄物，主要為作物秸稈;②薪柴、枝椏柴和柴草;③農(nóng)林加工廢棄物，木屑、谷殼和果殼;④人畜糞便和生活有機(jī)垃圾等;⑤工業(yè)有機(jī)廢棄物，有機(jī)廢水和廢渣等;⑥能源植物，包括所有可作為能源用途的農(nóng)作物、林木和水生植物資源等]。我國擁有豐富的生物質(zhì)能資源，據(jù)測算，我國理論生物質(zhì)能資源50億噸左右，是我國目前總能耗的4倍左右。

　　目前可供利用開發(fā)的資源主要為生物質(zhì)廢棄物，包括農(nóng)作物秸稈、禽畜糞便、工業(yè)有機(jī)廢棄物和城市固體有機(jī)垃圾、林業(yè)生物質(zhì)、能源作物等。

　　我國幅員遼闊，人口眾多，生物質(zhì)分布十分廣泛，約有80%的人口居住在農(nóng)村;太陽能資源豐富，全國各地太陽能年輻射總量在335～835kJ/cm^2之間。因此，通過光合作用產(chǎn)生的生物質(zhì)能儲(chǔ)量大、分布廣。但從全國范圍來看，各省分布不平衡，1/2以上的生物質(zhì)資源集中在四川、河南、山東、安徽、河北、江蘇、湖南、湖北、浙江等9個(gè)省，廣大的西北地區(qū)和其他省區(qū)相對(duì)較少。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國近幾年秸稈年產(chǎn)量約6億t，目前除少量生物質(zhì)被用于農(nóng)村家庭燃料或飼料外，絕大多數(shù)生物質(zhì)被露天焚燒、填埋，或直接丟棄在田間地頭進(jìn)行生物降解。薪柴年產(chǎn)量(包括木材砍伐的廢棄物)為2億t左右，還有大量的人畜糞便及工業(yè)排放的有機(jī)廢料、廢渣。據(jù)環(huán)衛(wèi)部門估計(jì)，2000年我國城市生活垃圾總量約1.5億t。每年生物質(zhì)資源總量折合成標(biāo)準(zhǔn)煤為2～4億t。

　　2016年中國生物質(zhì)能利用現(xiàn)狀

　　目前，世界各國正逐步采用如下方法利用生物質(zhì)能：一是熱化學(xué)轉(zhuǎn)換技術(shù)，獲得木炭焦油和可燃?xì)怏w等品位高的能源產(chǎn)品，該方法又按其熱加工的方法不同，分為高溫干餾、熱解、生物質(zhì)液化等方法;二是生物化學(xué)轉(zhuǎn)換法，主要指生物質(zhì)在微生物的發(fā)酵作用下，生成沼氣、酒精等能源產(chǎn)品;三是利用油料植物所產(chǎn)生的生物油;四是直接燃燒技術(shù)，包括爐灶燃燒技術(shù)、鍋爐燃燒技術(shù)、致密成型技術(shù)和垃圾焚燒技術(shù)等。

　　1、熱解氣化技術(shù)方面

　　自“六五”以來，我國開展了生物質(zhì)氣化技術(shù)的研究工作，并取得了一系列卓有成效的研究成果。我國已用或商品化的氣化爐和氣化系統(tǒng)有：中國科學(xué)院廣州能源研究所的GSQ-1100大型裝置，中國農(nóng)機(jī)院的ND系列和HQ-280型，山東省能源研究所的XFL系列，在農(nóng)村具有廣泛的應(yīng)用前景。秸稈氣化集中供氣系統(tǒng)解決了秸稈的有效利用問題，將秸稈轉(zhuǎn)換為高品位能源，降低了成本，提高了農(nóng)民的生活水平，目前全國已經(jīng)建設(shè)推廣了115個(gè)示范工程。

　　生物質(zhì)發(fā)電在我國已經(jīng)有40年的歷史，其主要原料是稻殼和谷殼，且主要用于大米加工廠。由于發(fā)電規(guī)模小，經(jīng)濟(jì)效益差，發(fā)展緩慢，發(fā)電規(guī)模一直維持在60～200kW。近年來，隨著大米加工業(yè)的集中與大型化，國家“九五”攻關(guān)項(xiàng)目“1MW生物質(zhì)循環(huán)流化床氣化發(fā)電系統(tǒng)”研制成功，該系統(tǒng)每日可處理谷殼40t，最大出力1000kW，與傳統(tǒng)小型機(jī)組相比生產(chǎn)能力強(qiáng)，氣化效率高、成本低。

　　2、接燃燒技術(shù)方面

　　1998年，我國已有1.85億農(nóng)戶使用省柴節(jié)煤爐灶，熱效率為25%。現(xiàn)熱效率超過70%，達(dá)到國家環(huán)?？偩种笜?biāo)要求的低排放多用爐已通過產(chǎn)品鑒定，即將投放市場。利用致密成型技術(shù)，使壓制成型后的燃料容重可達(dá)1200kg/m^3，熱值約16MJ/kg，含水率在12%以下，體積縮小為1/8～1/6。成型燃料熱性能優(yōu)于木材，與中質(zhì)混煤相當(dāng)，而且點(diǎn)火容易，便于運(yùn)輸和貯存，可作為生物質(zhì)氣化爐、高效燃燒爐和小型鍋爐的燃料。我國的生物質(zhì)致密成型技術(shù)開始于“七五”期間，現(xiàn)已達(dá)到工業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模。目前，國內(nèi)已開發(fā)完成的固化成型設(shè)備有兩大類：棒狀成型機(jī)和顆粒狀成型機(jī)，其生產(chǎn)能力為120～300kg/h。南京市平亞取暖器材有限公司，從美國引進(jìn)了一套生產(chǎn)能力為1.5t/h的顆粒成型燃料生產(chǎn)線，1999年開始正式生產(chǎn)，產(chǎn)品供應(yīng)市場運(yùn)行情況良好[7]。但是生物質(zhì)壓實(shí)技術(shù)所需壓實(shí)成型設(shè)備，尤其是高壓成型設(shè)備價(jià)格昂貴，增加了生物質(zhì)能的成本，限制了生物質(zhì)能的利用。