浅谈我国生物质能发电的现状及其产生的环境问题

  发布时间: 2020年05月27日 10:13:04   作者: 广丰能源网

摘要:通过对生物质能技术发电机理的概述,结合我国生物质能发电的现状,分析了生物质能发电可能产生的环境问题,提出了进行环境影响评价的必要性。
关键词:生物质能;发电;现状;环境问题
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。世界生物质发电起源于20世纪70年代,当时,世界性的石油危机爆发后,丹麦开始积极开发清洁的可再生能源,大力推行秸秆等生物质发电。自1990年以来,生物质发电在欧美许多国家开始大发展。例如美国在利用生物质能发电方面就处于世界领先地位,20世纪90年代初,有1000个左右燃木发电厂。
1生物质发电的形式及机理
生物质发电有3种方式:①生物质直燃发电,就是将生物质直接作为燃料进行燃烧,用于发电或者热电联产。生物质直燃发电是在传统的内燃机发电技术上进行设备改型而实现的技术,该技术基本成熟并得到规模化商品运用,是生物质发电的主要方式;②生物质与矿物燃料(主要是煤的混合燃烧发电),混合燃烧可提高物质发电的效率,可达35%以上,且当生物质比重不高于20%时一般不需对现有设备进行改动,是未来生物质发电的发展方向;③生物质气化联合循环发电。生物质气化是在高温下部分氧化的转化过程。该过程是直接向生物质通气化剂(空气、氧气或水蒸汽),使之在缺氧的条件下转变为小分子可燃气体的过程。该技术还不成熟,有待于商品化。直接燃烧发电技术是生物质在锅炉中燃烧,产出的高压过热蒸汽通过汽轮机的涡轮膨胀做功,驱动发电机发电,其发电的机理(以秸秆为例)见图1。生物质气化联合循环发电是将各种低热值固体生物质能源资源(如农林业废弃物、生活有机垃圾等)通过气化转换为燃气,再提供发电机组发电,其发电机理见图2。

浅谈我国生物质能发电的现状及其产生的环境问题

图1秸秆发电工艺流程示意图

浅谈我国生物质能发电的现状及其产生的环境问题

图2生物质气化联合循环发电示意图
2生物质能发电对我国经济发展的意义
从农业和社会效益的角度来看,我国废弃秸秆约有1亿t/a,折合标准煤5000万t。此外,生物质能发电能有效带动农村生产模式和用能方式的转变,有助于社会主义新农村的建设。从环境效益的角度来看,基于生物质燃料本身所具有的低灰、低硫特性,以及生物质生长、燃烧过程中的零排放机理,它在氮氧化物、二氧化硫、二氧化碳以及烟尘颗粒的排放上,分别是火电机组排放标准的1/5、1/10和1/28。与传统化石燃料相比,生物质能属于清洁燃料,燃烧后二氧化碳排放属于自然界的碳循环,不形成污染。据测算,运营1台2.5万kW的生物质发电机组,与同类型火电机组相比,可减少二氧化碳排放约10万t/a。
3我国生物质能发电现状
我国是农业大国,生物质能资源非常丰富,发展生物质发电产业大有可为。预计到2020年,全国秸秆废弃量将达2亿t/a以上,折合标准煤1亿t/a,相当于煤炭大省河南1a的产煤量。中国已经开发出多种固定床和流化床气化炉,以秸秆、木屑、稻壳、树枝为原料生产燃气,年生产生物质燃气2×107m3。2005年全国生物质能发电装机容量2000MW,山东单县25MW生物质发电项目和江苏兴化5MW生物质能发电等项目并网发电,截至2007年底,国家和各省发改委已核准生物质能发电项目87个,总装机规模220万kW。全国已建成投产的生物质直燃发电项目超过15个,在建项目30多个。目前,我国已经出台相关政策,对生物质能发电上网给予0.25元/kW•h的补贴,这无疑提高了投资生物质发电的积极性。
从总体上看,我国生物质发电产业化尚处于起步阶段,产业化和商业化程度较低,效益不乐观,市场竞争力较弱,存在如下问题:①建设和运营成本相对较高,上网电价难以支撑生物质能发电厂的正常运营;②技术开发能力和产业体系薄弱;③存在盲目上马问题。目前,有些省份已出现了一个县、市布点多个生物质发电项目或规划多台机组的问题,造成资源浪费。
从已建成的生物质发电厂来看,暴露出了资源收集和管理方面的矛盾和问题。而生物质发电的高成本,正是由于生物质资源需要收集、运输和储存造成的,生物质发电要解决农业生产的季节性和工业生产的连续性的结合的问题。
4生物质能发电产生的环境问题
尽管生物质燃料本身具有低灰、低硫特性,但是在发电过程中或多或少对环境会产生一些不利影响。
4.1直接燃烧发电、混合发电技术产生的问题

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