生物质燃料特性范文

导语：如何才能写好一篇生物质燃料特性，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：生物质燃料；特性；炉具设计

中图分类号：TK6文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）05（c）-0000-00

随着化石能源的不断开采，化石能源已经接近枯竭的状态，另外，化石能源的价格高并且对环境的污染较为严重，因此，可再生能源的开发与利用就显得非常迫切，生物质能源作为可再生能源的重要组成部分，受到了各界人士的关注[1]。我们所说的生物质燃料主要是指农作物秸秆，它通过直燃式生物质炉具进行采暖。这种新兴的采暖方式极大地提高了人们的生活质量，推动了我国经济的发展。我国的生物质能源非常丰富，对我国社会和经济的发展提供了保障.下面具体的介绍一下生物质燃料特性与炉具设计。

1生物质燃料

生物质炉在设计的过程中受到了燃料燃烧特性的极大影响。

生物质燃料燃烧的过程是一个放热的化学反应过程，除了要具备燃料这一要素之外，还需要有充足的热量传递以及相应的空气，通过燃料和空气之间的热量、质的传送，达到燃烧的目的。在燃料燃烧的过程中会使周围的温度升高，加快传质，进而加速了热量的产生。

生物质燃料的燃烧过程有预热、干燥、挥发、分解析和焦炭的燃烧几个阶段。生物质燃料被引燃后，其表面温度会随着燃烧慢慢升高，燃料中的水分也慢慢的蒸发掉，进而使燃料变得更加干燥，变干燥的燃料再继续的进行吸热、温度持续升高，达到一定程度，燃料会发生分解的现象，析出的挥发物气体在空气混合后形成新的混合物，这一种混合物含有一定的氧气和挥发物的成份，在一定的温度和浓度的条件下，挥发物着火燃烧，进而为之后的焦炭燃烧提前做好准备[2]。燃料表面燃烧释放热量，不断积聚升温，并通过传导和辐射的方式，热量扩散至燃料的内层，内层挥发物由此析出，并与氧混合燃烧，进而放出了充足的热量。这个时候，挥发物会将燃料中的焦炭包围起来，由于炉膛中的氧很难与焦炭进行接触，所以，焦炭在这个时候不易燃烧，只有等到挥发物的成份慢慢减少，氧气可以和焦炭接触时，焦炭才可以燃烧。在焦炭慢慢燃烧的过程中，燃烧产生的灰分会再次包裹燃烧剩余的焦炭，进而影响着焦炭的燃烧，这时需要对其进行搅动或者对生物质炉进行通风，以使剩余的焦炭更好的燃烧，灰渣中会产生余碳。

2对直燃式生物质炊事采暖炉的设计

民用的生物质采暖炊事炉由料仓、烟囱、挡火板、水套、烟道、二次进风口、风门、出灰口以及炉膛燃料组成。

2.1 二次进风口的设计

生物质燃料中含有的氢和挥发份的含量都比煤炭中的含量要多，其中的碳和氢相结合，形成碳氢化合物，这种碳氢化合物的分子比较低，在温度达到250度时就可以进行热分解，在325度时热分解就相当的活跃，达到350度时，挥发份就能析出将近80%，挥发份的析出燃烧时间不长，只占了总燃烧时间的10%[3]。所以，如果对其的空气供应不足就会使挥发物无法燃烧殆尽，通常出现的黑色或者是农黄色的烟就是这样形成的，因此，在对生物质炉进行设计的时候，要充分考虑对挥发份空气的供给，在炉膛口的周围以及炉口壁的部分设计二次进风口，确保空气的充足，帮助挥发份的燃烧。

2.2 延长烟道燃烧回程的办法

对生物质炉的烟道进行设计时，要尽量延长烟道的燃烧回程，这主要是因为挥发份析出量过大但是燃烧时间却很短的缘故，将烟道的燃烧回程延长，能够最大限度的给挥发份的燃烧提供更多的时间和空间，进而使生物质燃料得到充分的利用。目前运用的最多的延长烟道燃烧回程的办法是对燃料进行反烧。

2.3 一次进风口的设计

生物质燃料相较于煤炭来说，更容易被引燃，因此在生物质燃料燃烧时可以适当的减少空气量的供给[4]。另一方面，当挥发份被慢慢的析出并且燃烧殆尽后，会产生焦炭，这种焦炭是一种较为疏松的状态存在的，经由气流运动部分的炭粒被送入到烟道中，并在烟道中蓄积成黑絮，这个时候如果通风太过会妨碍燃料的燃烧，所以，在对生物质炉具进行设计时，要将一次进风口设计小点。

2.4 水套的设计

在对烟道的水套进行设计时，应该尽量设计大面积的水套，这是因为挥发份在燃烧时会造成烟道内部的温度升高，因此，大面积的水套会使生物质炉的取暖效果更好。

2.5 生物质成型燃料的使用

由于生物质中的碳含量较低，密度不高以及质地松软的特性，所以生物质很容易燃烧，在燃烧的过程中要定时的向炉内填料，而致密成型设备在燃烧过程的应用，会把结构松散的生物质进行压缩，不仅可以解决生物质燃烧过程中需要不断填料的问题，还使燃料的存储和运输更加的便利。

2.6 防止燃烧结焦现象出现的办法

生物质燃料中含有较多的钾元素，在生物质燃料燃烧的过程中，达到一定的温度条件，氧化钾会以熔融状态存在，并且与硅、钙等混合，这种混合物在温度较低的情况下结成焦块，这些结焦块会阻碍炉灰的顺利排放和空气的供给。如果将炉膛内侧的水套设计成大面积，可以适量降低燃烧过程中产生的温度，进而起到防止燃烧结焦现象的产生。

3结束语

随着我国经济的发展，人们生活水平也在这一过程中不断地得到了提高，因而人们对生活的质量，也提出了新的要求，人们希望生活的环境更加环保、更加经济、更加健康，因而追求一种更为环保的炉具设计，以此来减轻传统煤炭燃料带来的环境污染问题。生物质燃料相较于传统的煤炭燃料来说，具有环保经济适用的特点。通过对生物质燃料特性的介绍以及对设计生物质炉的具体方法作简要的分析，为我国生物质炉在生活当中普及提供一定的依据，进而推动我国经济的迅速健康的发展。

参考文献

[1] 刘圣勇，连瑞瑞，王晓东等.制冷炊事兼用生物质成型燃料炉具的设计[C].//全国农村清洁能源与低碳技术学术研讨会论文集.2011：315-319.

[2] 范欣欣，吕子安，李定凯等.生物质颗粒燃料炊事炉的性能[J].农业工程学报，2010，26（2）：280-284.

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关键词：生物质发电；生物质燃料；燃料输送系统；适应性

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.03.160

1 概述

生物质发电技术是上世纪七十年代以来，为了应对国际石油危机逐步发展起来的，能够将大自然广泛存在的可再生生物质能源转化为电能的一种新型技术，主要采用农作物秸秆和林业废弃物作为发电燃料。到了21世纪，随着化石燃料的进一步紧张，生物质能源利用也越发的重要起来，利用生物质能源能够有效地节约煤、石油、天然气等一次不可再生能源，是目前国际国内研究的前沿课题。

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CO2减排、保持国家经济可持续发展的目的。但是由于国内生物质直燃发电起步晚，没有成熟的经验，设备制造水平低，而且我国的农作物品种繁多，种植方式多样，导致电厂燃料组成复杂，项目当地既有玉米、小麦秸秆等堆积比重较低的燃料，又有树皮枝桠、木材下脚料、棉花秸秆等堆积比重较高的燃料，不同的燃料热值、规格不一致，这就导致常规的燃料输送系统难以适应国内多种类生物质燃料的输送要求，为了将不同种类的燃料安全可靠的输运至炉前料仓，迫切需要开发适合于中国国情的燃料输送系统。

2 输送方式简介

生物质燃料的物理特性与煤炭不同，因此燃料的输送方案也有很大区别。通常情况下，从生物质燃料性质上来划分有“黄色燃料”和“灰色燃料”两种。“黄色燃料”主要是指玉米、小麦、水稻等轻质秸秆燃料；“灰色燃料”又称硬质燃料，主要是指棉花秸秆、树皮枝桠、荆条等木质燃料。由于“黄色秸秆”与“灰色秸秆”的物理特性、燃烧特性不同，因此两种燃料的输送系统也有非常大的区别。

2.1 黄色燃料输送系统

黄色燃料普遍密度较小，为了使收集和运输经济合理，所以在收集输送中一般采用打包压缩增加单位体积重量的方式，以减少运输成本。所以在国内黄色燃料输送系统设计时一般考虑燃料采用打包形式进行输送。近年来黄色燃料输送系统主要采用了秸秆捆抓斗起重机加链式输送机和解包机上料的方案，但是在什么地方进行解包，现在常用的有两种方案，一是将大包在上料系统中解包然后以散状物料型式输送至炉前，二是以包料型式输送至炉前，在炉前解包方案。方案一的核心技术是大包在上料系统中解包，即设置新型大包解包机。方案二在炉前解包，需要在锅炉炉前配有立式螺旋解包机，依靠不等径螺旋叶片旋转实现对料包的破碎。

经过对运行的电厂调研发现，单一的黄色燃料输送系统存在一些问题：首先，由于解包机对料包加工尺寸及工艺要求都比较严格，但是在技术、成本等因素影响下，国内燃料的包型尺寸或者密度上，大都不太合乎要求，所以经常造成秸秆燃料在输送中频繁堵料或者掉包，导致电厂不得不在厂内再利用打包机进行二次打包，提高了电厂的运行成本。其次大包上料系统在运行时经常会发生秸秆捆抓斗起重机抓取包料时，会发生掉包现象，了解后发现可能是因为打包不规格或者司机操作不熟练所致，在输送大包时，链条输送机上会发生卡包的现象，需要运行人员进行人工调整。

综上所述，单一的黄色燃料输送系统不仅存在以上难以解决的问题，而且由于这种输送系统只能够输送大包黄色秸秆燃料，一旦黄色燃料收购出现困难，难以利用其它燃料进行代替，适应性较差。

2.2 灰色燃料输送系统

由于灰色燃料粉碎后其物理特性与煤炭有些类似，可以部分参考燃煤电厂的输送方案，但是又有所区别，生物质电厂灰色燃料由于种类比较复杂，既有堆积比重较轻的树皮等纤维燃料，也有板材下脚料、树根等堆积比重较大的木质燃料，既有有木片、树皮及枝丫柴以切碎后的成品燃料进厂，也有树根、板材下脚料等大块的燃料进厂。灰色燃料的输送常采用两种布置方案：装载机或者其他上料设备和地下料斗配合上料方案，桥式抓斗起重机和地下料斗上料方案。

经过对电厂的调研发现，单一的灰色燃料输送系统同样会存在一些问题：在输送燃料的过程中容易出现篷料、洒料问题，而且由于输送系统只能输送散状物料，如果在灰色燃料短缺时候使用黄色燃料，就需要对黄色大包秸秆燃料进行人工或者利用其它设备解包，造成了运行的不方便，对各种燃料的输送适应性一般。

2.3 黄色和灰色燃料输送系统

我国国土面积辽阔，生物质资源种类繁多，当一个地区同时有黄色燃料和灰色燃料时，考虑到单一的一套黄色或者灰色燃料输送系统无法满足电厂燃料的输送要求，这就极大的制约了电厂的燃料收购，造成了电厂只能收购有限的几种燃料，提高了发电成本，也是对其它生物质资源的一种浪费。为了解决上料线功能单一的问题和适应多样的生物质来源，需要将黄色包状燃料输送和灰色散状燃料输送结合起来，不能简单设为两套系统的叠加。根据现有电厂运行经验和两种燃料的混合地点来看，现在大致有两种布置方案：系统在炉前料仓处进行混合，也可以在系统中部进行混合。

两种方案均能实现散状灰色燃料和包状黄色燃料的输送，其中方案一为单独设置的两套输送系统，由于炉前料仓位置较高，受皮带机倾角的限制，散料输送系统带式输送机的长度较长，初始投资较高。方案二散料输送系统通过转运站与包状燃料输送系统融合，散料输送系统带式输送机长度短，初始投资相对较省。

方案二燃料输送系统由大包线、散料线组成，大包线、散料线任意一条单独运行时均能能够满足机组满负荷的需要。散料线皮带输送机尾部设置有一台双螺旋给料机（小解包机）和辅料螺旋料斗，与大包系统配合，使整套上料系统既能满足上大包的需要，而且能够上小包和散状燃料，对燃料供应形式的适应性强。

3 总结

生物质发电工程与燃煤、油、气发电工程从原理上讲所使用的技术是基本相同的，最大的不同点是燃料不一样，生物质发电工程的燃料是生物质，其燃料流动性差、比重轻、体积大、颗粒不规则、热值低、热值波动大、化学成分变化大、自热霉变快，降解快、易燃，在生物质电厂中，从而导致燃料输送系统设计较为复杂，然而燃料输送系统在生物质电厂中又是一个极其重要的环节，针对各种

燃料的输送适应性，系统设计及设备选型均没有成熟经验可以借鉴，黄色、灰色两种燃料共同输送成功突破了国内单一物料输送的局限性，无论大小包、整散料、灰色还是黄色燃料，都能实现顺利输送，为生物质电厂不受农作物种类、大小等因素的限制，在全国大范围的推广奠定了基础，解决了黄色包状燃料和灰色散状燃料的混和输送问题，增加了可供锅炉燃烧的燃料种类，确保了电厂燃料来源的可靠性和稳定性。

参考文献：

[1]吴伟.单县生物发电示范项目燃料输送系统设计研究[J].电力建设，2006（12）：64-67.

[2]谢忠泉.生物发电黄色秸秆输送系统的研究[J].起重运输机械，2009（12）：5-7.

[3]张建安，刘德华.生物质能源利用技术[M].北京：化学工业出版社，2009（01）：1-3.

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Abstract: Based on the theory of industrial ecology and recycling economics, this paper described the structure of the bio-energy industrial chain of HB Corporation in Mongolia, which has the three characteristics of the ecological, recycling economics and network chain. On this basis, from the perspective of the longitudinal extension and circumferential process, this paper further put forward several suggestions on perfecting the network of the bio-energy industrial chain.

关键词： 生物质能产业；生态产业链网；循环经济；生态工业

Key words: bio-energy industry chain；ecological industry chain network；recycling economy；ecological industry

中图分类号：F273文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）01-0109-03

0引言

生物质能作为一种化学态能，不仅能够发电、供热，而且还能转化为液态燃料和生物基产品，是唯一可大规模替代化石燃料的能源，主要发达国家的技术专家和决策者都非常重视生物质能产业的开发[1]。近年来，伴随着针对生物质能产业创新而发生的“车人争粮”、“人道危机”、“环境问题”等激烈论争，在此背景下，生物质能产业基于循环经济理论、工业生态理论所建立的生物质能生态产业链网具有良好的经济效益和环境效益，已成为生物质能产业发展的新的趋势和特点。

1HB集团生物质能产业链网结构解析

HB集团发展生物质能产业，主要是利用各种植物秸秆、林作物以及不能作为食用油的油作物等。HB集团所在城市耕地面积中有可耕地1100万亩，灌溉面积900万亩，有待开发面积760万亩。其主要粮食作物包括小麦、玉米，种植面积各为190.8万亩、208万亩，另外还有油葵、食葵等经济油料作物，这为HB集团生物质能产业的发展提供了足够的纤维类原料；巴彦淖尔市边际性及周边的土地多为沙荒地、盐碱地、荒坡地，共有2000万亩，其可作为生物质能产业发展的林木种植基地，种植面积可达300万亩以上。HB集团现已在该市边际性土地上建立石油植物园，重点培育油料作物文冠果，该植物为落叶灌木或小乔木，生长周期为2年，主要产于内蒙古地区，适应性强，喜生于沙质肥沃土壤，根系深，有抗干旱的优良特性，一般在干旱沙荒地带生长良好。

目前集团开发的生物质能三大产品包括生物甲醇、生物柴油和燃料乙醇。该集团以石油植物园、甲醇基燃料系统、生物柴油――生物油联产系统、纤维制乙醇系统、热电联产系统、环境综合处理系统为框架，各系统之间通过中间产品和废弃物的相互交换而互相衔接，从而形成了一个比较完整的生物质能产业链网（图1）。本文将从企业链、产品链、生产链、技术链四个方面对HB集团生物质能产业链进行阐释。

1.1 HB集团企业链解析从图1中可以看出，HB集团主要由三条企业链组成，企业链①：石油植物园生物柴油、生物油联产系统环境处理系统，是以环境综合处理系统为链中下游企业，该系统的物料投入主要是来自集团内生物质能生产系统和热电联产系统生产过程中排出各种废水、废渣和废气等废物；企业链②：生物甲醇系统生物柴油、生物油联产系统石油植物园，以环境综合处理系统为链中上游企业，它表示废水、废渣和废气等经该系统处理后，被集团内其他系统循环利用的过程。其中该系统主要利用回用水工程，将废水经过处理以后，达到了工业用水的要求，因此又重新被集团中甲醇基燃料系统、燃料乙醇系统所利用；企业链③：石油植物园燃料乙醇系统环境综合处理系统石油植物园，以热电联产系统为链中上游企业，它表示该系统以利用甲醇基燃料系统的余热和其他投入为基础，将产生的电、汽、热全部应用于集团内三大生物质能产品系统的生产过程。

另外，可以看出环境综合处理系统、热电联产系统与集团内三大生物质能产品系统的联系紧密，实现了集团内的水循环、能量循环。

1.2 HB集团产品链解析从产品结构视角看，产品链是指以某项核心技术或工艺为基础，以市场前景比较好的、科技含量比较高的、产品关联度比较强的优势企业和优势产品为链核，以产品技术为联系，投入产出为纽带，上下连结、向下延伸、前后联系形成的产品链。产业链中，上一个企业的产出是下一个企业的投入――这是产业链的“基础内含链”[2]。

从企业链的角度来讲，HB集团仅有三个生物质能产品系统，但从产品链的角度来讲，HB集团生物质能产品共有五种：生物甲醇、生物柴油、生物油、燃料乙醇、碳酸二烷酯等。从生物柴油、生物油联产系统的工艺流程看出，油酸甘油酯通过酯交换、酯化，分别生成了生物柴油、生物油两种生物质能产品；甲醇基燃料系统最终生产出生物甲醇、碳酸二烷酯两种生物质能产品，碳酸二烷酯以生物甲醇为原料，由生物甲醇进一步加工而生成。另外生物甲醇作为中间投入，用于生物柴油、生物油系统中，作为最终生物质能产品生物柴油的中间投入，由此便形成了HB集团生物质能产品链。

1.3 HB集团生产链解析生产链是与最终产品生产直接和间接相关的诸多企业及社会经济的若干部门之间的一种相互依存、相互制约的链状经济技术关系。

生产链结构及运行有两个突出特点[3]：一是各个环节在空间上的并存性和运行时间上的继起性。所谓空间并存性，是指链条的基本环节在空间上不能空缺，也就是在同一时点上各个环节都必须同时存在；所谓时间的继起性，是指生产链的每一个生产环节的运动不仅自身不能停止，而且必须一个继一个地有序地跟着前进；二是链状结构之间的比例性和运动的平衡性。只有各环节在组织规模与作业数量保持一定的比例，才能保持各环节在运动中的动态平衡，也只有保持链状环节的动态平衡，才能保持整个生产链良性互动，并产生出整合的前推力量。

对于HB集团的五个系统，各个系统之间是相互联系、相互作用的。其中任何一个系统产品产量和规模的变化都会给其他系统带来影响。如：热电联产系统，该系统存在的意义是保证集团各系统的电、汽、热及时、保质保量供应给其他的系统，这样才能保证集团生物质能产品的正常生产。但是如果三大生物质能产品系统中任何一个企业想要扩大生产规模，那么该系统对电、汽、热的需求便会增加，此时就应该相应的扩大热电联产系统的规模。

1.4 集团技术链解析产业链中每个企业为了保证产品生产的质量，都有一系列的技术支撑，所有不同环节企业的技术之和便构成了产业链的技术链[4]。由于每个企业都有自己的核心竞争力，因此每个企业也都有独特的技术，这些技术是企业的竞争优势所在。当市场需求发生变化时，首先就要引起产业链的技术链的变化，只有技术链能顺利对接才能保证产业链生产上的对接，才能保证产业链的稳定运行。HB集团各系统之间存在着紧密的经济技术联系，没有了各种生物质能技术的支撑，就不能形成生物质能产业链。

以纤维制乙醇为例，该工艺与发酵法纤维乙醇相比，成本相当于其58%，投资低65%，生产规模是其2-3倍，与天然气制醇类燃料相比，大大节省了温室气体CO2的排放（是其26%），该技术工艺是由HB集团自己开发的。

HB集团吸纳国内三所在生物质炼制领域技术领先的重点大学作为股东，共同办企业。由大学教授与企业科研人员共同组成课题组；用大学的基础研究设施和企业的应用研究、小试生产、中试生产设施共同完成科研开发；由大学的基础理论研究与企业的产品研发、应用技术研究结合。队伍精干、具备一流的研发试验设施，形成灵活高效的运作机制，显著的自主创新优势和突出的技术特色，能够持续不断地为生物质炼制产业技术进步提供有力支撑。

2HB集团生物质能产业链的特性分析

2.1 生态产业链特性生态产业链一般是指依据生态学原理，以恢复和扩大自然资源存量为宗旨，为提高资源基本生产率和根据社会需要为主体，对2种以上产业的链接所进行的设计（或改造）并开创为一种新型的产业系统的系统创新活动[5]。生物质能产业链本身是一种借助于高新科技将“生态工业系统”与“自然生态系统”相耦合而形成的产业链，因此其必定具有一定的生态特性：

2.1.1 从集团发展生物质能的原料来看，甲醇基燃料系统、纤维制乙醇系统均以植物纤维、草这样的农林废物为原料，这些纤维素类物质是地球上最丰富、最廉价的可再生资源，对其的利用不但可恢复、扩充自然资源增量，还会减少这些废物对生物生存空间的侵占和一定的环境污染；另外该集团利用巴彦淖尔市边际性土地（沙荒地、盐碱地、荒坡地）种植文冠果果树等生物质能林木，原料供应不但做到了“不与人争粮”，“不与粮争地”，从而避免以往生物质能产业引起的“车人争粮”、“人道危机”、“环境问题”等激烈论争，而且将能源林基地建设与防风固沙、城市周边绿化融为一体，更是很好的体现了该集团生物质能产业链的生态特性。

2.1.2 从生物质能产业链的“生态工业系统”角度来讲，集团研发部依据生物质C、H、O循环机理、生物质炼制与环境的协调性、生物质产品技术经济分析等设计和改进生物质能生产工艺，其生产过程中处处体现绿色、无毒和安全的特性。例如：在生物柴油、生物油联产系统整个工艺生产过程中，利用国际领先的工艺（生物柴油生产过程采用国际先进的汉高法；生物油生产过程采用国际先进的有利凯玛法，这些方法为国际通称的“绿色精细化工”行业），不添加任何对环境可能造成污染的添加剂，且工艺安全合理。另外，在生产过程中，涉及外运的易燃易爆品为工业溶剂油和甲醇，将采用专用车、专用道、专用时间运输。

2.1.3 从生物质能产品利用的角度来讲，生物质能产品较石油能源产品来讲，其本身具有很好的环境友好特性。生物柴油具有优良的环保特性，主要表现在由于生物柴油中硫含量低，使得二氧化硫和硫化物的排放低，可减少约30%（有催化剂时为70%）；生物柴油中不含对环境污染的芳香族烷烃，因而废气对人体损害低于柴油。

一直以来，煤炭作为不可再生的化石能源，是我国主要依赖的能源，在一次能源消费中其比例高达70%，然而煤炭的利用给我国带来了巨大的环境问题，CO2、SO2等有害气体的大量排放，造成环境污染的同时也制约着我国经济社会的可持续发展。生物质能作为世界第四大能源，是唯一既可再生又可直接储运的能源，其开发利用可使人类摆脱对化石能源的依赖，对生态环境保护具有重要的意义。

2.2 循环经济特性循环经济是指为保护环境，实现物质资源的永续利用及人类的可持续发展，按照生态循环体系的客观要求，通过清洁生产、市场机制、社会调控等方式促进物质资源在生产中循环利用的一种经济运行形态。资源的循环利用是循环经济的核心内涵，“循环”则是循环经济的中心含义。“循环”是指经济赖以存在的物质基础――资源在国民经济再生产体系中各个环节的不断循环利用[6]。

HB集团循环经济特性主要表现在：

2.2.1 在生产加工过程中对能源原材料的果实、秸秆、叶子等全方位的利用。以石油植物园中生产的文冠果为例，文冠果是我国特有的优良木本油料树种，种子含油量为45%-50%，种仁含油量70%。从能源角度看，是一种理想的能源林植物。HB集团将文冠果果实作为生物柴油、生物油投入的原料；其废枝条用于燃料乙醇和热电联产系统；文冠果叶被采摘直接销售到市场，经其他企业加工生产高级茶叶。

2.2.2 通过适当的技术尽量将生产的副产品进行回收。HB集团三大生物质能产品系统在生产过程中均有一定数量的副产品生成。如：甲醇基燃料系统副产品二氧化碳、堆肥；生物柴油、生物油联产系统副产品甘油、粕；纤维制乙醇系统堆肥。其中，副产品堆肥作为有机复合肥用于石油植物园的中间投入进行使用，以实现节约资源、减少集团开支的作用。另外，副产品甘油、粕等直接流入市场，为集团创造了额外的经济效益。

2.2.3 在各系统生产过程中，一个系统排出的“废物”作为集团内其他系统的最初投入进行生产。以甲醇基燃料系统为例，其在生产过程中产生的“废热”就被热电联产系统所利用；集团内各系统生产过程中所排出的“废渣”、“废水”等废物，均是环境综合处理系统的最初投入。在环境综合处理系统中，通过回用水工程，实现了集团内的水循环。

2.3 产业链网结构特性根据以上论述，HB集团生物质能产业链既具有生态性、又具有循环经济特性。这就造成在集团内部，一条产业链的“下游企业”有可能另一条产业链的“上游企业”。产业链的这种特性，很好的实现了系统间的物质集成、能量集成，通过上下纵向延伸和横向环向拓展，形成产业间的工业代谢和共生关系，构建出生物质能产业共生网络系统。其中上下纵向延伸是对生物质资源进行深加工，环向拓展就是将上下延伸的产业链排放出来的副产品或废弃物再深度加工。

产业链网状结构的构建需要多种技术，除包括循环经济技术中通常使用的替代技术、减量化技术、再利用技术、资源化技术以外，还包括系统优化技术以及共生链接技术。系统优化技术从系统工程的原理出发，通过资源、能源工业代谢分析，实现区域物质流、能量流、信息流、价值流等优化配置的软科学技术，可用于指导产业链网状结构的构建；共生连接技术是在构建产品组合、产业组合、实现产业链链接和产业共生时所需要开始的链接技术，这对于构建生态产业链的成功起到关键作用。

根据前面对集团产业链的解析结果，该集团目前存在的纵向主导产业链有以下几种：文冠果果实――生物柴油――市场；文冠果果实――生物柴油――生物油――市场；文冠果纤维茎秆――燃料乙醇――市场；生物质纤维――生物甲醇――市场；生物质纤维――生物甲醇――生物柴油――市场；生物质纤维――生物甲醇――碳酸二烷脂――市场。

而环向产业链的构建主要是靠集团内两大寄生型共生系统为媒介进行搭建。环境综合处理系统吸收并消化三大产品系统产生的废水、废渣、废气，并实现了废水回用于集团各系统，实现了水系统集成；热电联产系统利用石油植物园中植物纤维以及生物甲醇系统的余热实现发电，并用于集团各系统对于热、电、汽的需求，但是从对该集团生物质能产业链耦合程度的考察结果来看，其在纵向延伸的深度和横向延伸的广度可进一步加强，从而构建出更加健全稳定的生物质能产业链网状结构。

3HB集团生物质能产业链网改进措施

HB集团生物质能产业链网在其结构形成和发展过程中，会不断加深各种链网结构的纵向延伸和横向联系，从而又形成新内容的链状结构，最终形成更复杂的产业链网状结构。根据目前HB集团生物质能产业链网的发展情况，提出了如下改进措施：

3.1 燃料乙醇产业向上延伸与化石能源煤炭产业接轨，利用劣质煤炭褐煤与植物纤维双原料技术，生产乙醇基燃燃料。具有丰富的煤炭资源，在该地区煤炭资源开发与利用过程中，一部分劣质煤市场竞争力较弱，价格低廉，在对其开采过程中往往造成很大的浪费；另一方面，集团现有的纤维制燃料乙醇气化技术存在着能量利用率低、过程污染严重等问题，因此该技术亟待改善。本文建议结合当地煤炭资源优势在纤维制乙醇系统中将褐煤这一劣质煤作为原料与植物纤维混合制乙醇，在改进技术工艺的基础上，使生物质能产业向上延伸与煤炭行业接轨。

3.2 延长生物甲醇产业链网生物甲醇系统可进一步利用甲醇催化脱水制备二甲醚、再度脱水制备汽油技术，生成最终产品生物汽油，延长其产业链长度，增加经济效益。生物质能产品的主要风险来自市场的竞争，而产品的价格竞争又是市场发展的重要因素。该项目直接利用本集团生产的生物甲醇来生产生物汽油，降低了原料成本，提高了生物汽油的市场竞争力，与原有生物甲醇产业链相比，其经济效益的提高非常明显。

3.3 扩大环境综合处理系统的规模改进污水处理技术，并将处理后的水用于石油植物油的灌溉和生物柴油系统中，更好发挥集团水集成系统功能。集团环境综合处理系统虽然在一定程度上实现了水集成系统的功能，但是其集成程度并不完善，这直接造成以环境综合处理系统为主导企业的产业链网络中的环链结构不够发达。另外，集团中生物柴油系统也是一个用水量较多的系统，而目前其用水主要来源为新鲜水，因此为节约水资源，提高环境综合处理系统的水处理能力势在必行。

3.4 构建CO2利用产业链纵观本集团生物质能产业链网络，我们发现在其生产过程中，排放的主要废弃物就是CO2，且以生物甲醇系统为最，每生产一吨生物甲醇就会产生0.1吨的CO2。

结合本集团种植业与工业生产相结合的现状，可考虑利用CO2发展生态农业。具体做法是：收集各系统产生的CO2气体用于集团石油植物油温室育苗过程，以达到减少温室气体排放的目的。与此同时，还可利用集团中各系统产生的余热来维持温室温度。

4总结

通过对HB集团生物质能产业链网的分析，得出以下结论：

4.1 生物质能产业链网是一种借助于高新科技将“生态工业系统”与“自然生态系统”相耦合的资源循环利用型产业链，以此发挥该产业在经济部门中的静脉作用。生物质能产业链网的培育要充分发挥产业集成技术与循环经济技术的优势。

4.2 生物质能产品企业的核心技术是提高生物质能产业的生产效率和经济效益的关键因素。HB集团应进一步加大对生物质能技术的开发力度，使其成为产业链中技术创新、专利、标准、品牌等方面具有竞争优势的核心企业，以其良好的发展前景吸引更多的生物质能产品的消费者。

4.3 通过探讨各产业之间的链网结构以及其特性，找到产业链上生态经济形成的原因，并借此进一步提出了完善集团生态产业链网内部的“物质流”和“能量流”的几个建议，以实现整个集团产业链网的和谐健康发展。

参考文献：

[1]International Energy Agency Bioenergy 2006 Annual Report．．

[2]Fischer G，Schratten L．Global Bioenergy Potential Through 2050 [J] ．Biomass and Bioenergy，2001(20)：151-159．

[3]K. Maniatis，G. Guiu and J. Reisgo． The European Commission perspective in biomass and waste thermochemical conversion． In：A.V. Bridgwater，Editor，Pyrolysis and gasification of biomass and waste，CPL Press，Newbury（2003），pp．1-18．

[4]刘贵富．生态产业链研究―产业链基本理论[M]．吉林：吉林科学技术出版社，2006：96-98．

篇4

    1 生物质固体燃料成型工艺及设备

    1.1 成型工艺

    生物质燃料的致密成型工艺直接决定了生物质燃料的形状和特性,根据成型条件的不同可以将生物质成型工艺分为常温湿压成型、热压成型、炭化成型和冷压成型[10]。

    (1)湿压成型工艺:湿压成型是利用水对纤维素的润涨作用,纤维素在水中湿润皱裂并部分降解,使其加压成型得到了很明显的改善。在简单的装置下加压将水分挤出,形成低密度的压缩燃料块。此种方法多用于纤维板的生产。

    (2)热压成型工艺:热压成型工艺是现在应用较多的生物质压缩成型工艺之一,其工艺流程为:原料粉碎干燥混合挤压成型冷却包装。对于不同的原料种类、粒度、含水率和成型设备,成型工艺参数也要随之变化,但由于木质素在 70~100℃时开始软化具有黏性,当温度达到 200~300℃时呈熔融状,黏性很高[11],在热压过程中可起到黏结剂的作用,所以加热维持成型温度一般在 150~300℃,使木质素、纤维素等软化并挤压成生物质成型块。

    (3)炭化成型工艺:炭化是在隔绝或限制空气的条件下,将木材、秸秆等在 400~600℃的温度下加热,得到固体炭、气体、液体等产物的技术,以生产炭为主要目的的技术称为制炭,以气体或液体的回收利用为重点的技术称为干馏,两者合称为炭化[12]。炭化成型工艺是将碎料经过炭化,去除其中的挥发分,减少烟和气味,提高燃烧的清洁性。根据炭化工序的先后可分为先成型后炭化工艺和先炭化后成型工艺。①先成型后炭化工艺为:原料粉碎干燥成型炭化冷却包装;②先炭化后成型工艺为:原料粉碎除杂炭化混合黏结剂成品干燥、包装。纤维素类生物质经炭化后,成型时表面黏结性能下降,直接压缩成型的生物质固体燃料易松散,不易贮存和运输,因此要加入适当的黏结剂来增加其致密成型的强度,现有的黏结剂如脲醛树脂(UF),水玻璃,糠醛废渣,NaOH、硼砂、水和淀粉混合黏结剂,聚乙烯醇、淀粉和JTJ(代号)混合黏结剂[13],淀粉、木质素类、羧甲基纤维素及焦油等[14]。

    (4)冷压成型工艺:冷压成型工艺是将生物质颗粒在高压下挤压,利用挤压过程中颗粒与颗粒之间摩擦产生的热量使木质素软化并具有一定的黏结性,从而达到固定成型的效果。冷压成型工艺生产的生物质致密燃料的物理性能没有前几种工艺生产的生物质燃料优良。

    (5)生物质燃料的致密成型工艺评价指标:松弛密度和耐久性是衡量生物质燃料致密成型物理品质的两个重要指标。适宜的压缩时间,尽可能小的粒度,适当增加压力、温度或加黏结剂,可以达到提高松弛密度的目的。耐久性可以细化为抗变形性、抗跌碎性、抗滚碎性、抗渗水性和抗吸湿性等[15]。此外,将内摩擦角作为影响生物质致密成型燃料的评价指标,也有相应的研究[16]。

    1.2 成型设备

    (1)螺旋挤压式成型机:螺旋挤压成型机是靠螺杆挤压生物质,并维持一定的成型温度,使生物质中的纤维素、半纤维素和木质素得到软化,从而减小内部的摩擦,挤压成生物质致密成型块。与纤维板的生产相类似,如果原料的含水率过高,在加热压缩的过程中致密成型块也容易发生开裂和“放炮”现象,所以原料的含水率应控制在 8%~12%之间,成型压力要随着原料和所要求成型块密度的不同而异,一般在4.9~12.74kPa之间,成型燃料的形状通常为空心燃料棒(如图 1(a)所示)。螺旋挤压机运行平稳、生产连续性较好,但螺杆的磨损较严重,使用寿命较短,这也相应地增加了生产成本[17-19]。中国林业科学研究院林产化学工业研究所研制了螺旋挤压式棒状燃料成型机,西北农林科技大学研制出了JX7.5、JX11 和SZJ80A三种植物燃料成型机。

    (2)活塞冲压式成型机:活塞冲压式成型机根据驱动方式的不同又分为机械驱动活塞式成型机和液压驱动活塞式成型机,其中液压冲压式成型机允许加工含水率较高(20%左右)的原料,常用于生产实心燃料棒或燃料块(如图 1(b)所示),其密度在0.8~1.1g/cm3之间,成型致密燃料块比较容易松散,但在压缩过程中一般不需要加热,也减小了成型部件的损耗。河南农业大学研制了液压往复活塞双向挤压加热成型的棒状燃料成型机,首钢研制了机械活塞冲压式生物质块状燃料成型机,中国农业机械化科学研究院研制了 CYJ-35 型冲压式成型机。

    (3)压辊式成型机:压辊式成型机主要生产颗粒状的生物质致密成型燃料(如图 1(c)所示),其可分为环模成型机和平模成型机。该机对原料含水率要求较为宽松,一般在 10%~40%之间,颗粒成型燃料的密度在 1.0~1.4g/cm3之间,成型时一般不需要加热,根据原料的状况可适当添加少量黏结剂。压辊式成型机的基本工作部件由压辊和压模组成。其中压辊可以绕自身的轴转动,压辊的外周加工有齿或槽,用于压紧原料而不致打滑。压模有圆盘或圆环形两种,压模上加工有成型孔,原料进入压辊和压模之间,在压辊的作用下被压入成型孔内。从成型孔内压出的原料就变成圆柱形或棱柱形,最后用切断刀切成颗粒状成型燃料。中南林业科技大学开发了生物质颗粒燃料成型机,河南省科学院能源研究所研制了在常温下生产颗粒燃料的环模式成型机,清华大学清洁能源研究与教育中心研制了常温成型颗粒燃料生产设备。

    2生物质固体燃料成型和燃烧的影响因素

    2.1原料种类

    生物质固体成型过程中,依靠木质素在较高温度下软化呈熔融状态、在外压力作用下流动的特性,可以起到胶黏剂的效果,所以木质素在生物质中的含量直接影响燃料的成型。生物质的密度也对成型有一定的影响,密度大的原料较难压缩成型。2.2原料含水率不同工艺对生物质的含水率都有相应的要求。颗粒成型工艺所用原料的含水率一般在15%~25%之间;棒状成型燃料所用原料的含水率不大于 10%。在热压成型中,含水率过高,水蒸气不容易从原料中溢出,会发生气堵或“放炮”现象;而含水率过低又会影响木质素的软化点。

    2.3 原料粒度

    粒度小的原料容易压缩,可增大生物质固体燃料的密度。但采用冲压成型时要求原料具有较大的尺寸或较长的纤维,以避免原料粒度过小而脱落,给运输造成不便。

    2.4成型压力与压模几何形状

    成型压力影响成型密度,但受设备能力的限制,制约了成型压力的增加;压膜的几何形状影响成型压力以及摩擦力的大小。

    2.5 成型温度

    成型温度高会使原料本身变软,木质素软化,容易压缩成型,但温度过高会造成模子退火、耐磨性降低、寿命缩短,而且还会使物料炭化严重,降低表面黏结性能而影响成型。

    2.6添加剂

    生物质固体成型过程中使用的添加剂主要是聚环氯乙烷,其可以中和成型燃料颗粒表层和扩散层(水分)之间产生的电动势,使成型块的结合更加牢固[20]。

篇5

生物质能的分类及其发展

生物质包括植物光合作用直接或间接转化产生的所有产物，从这个概念出发，生物质能就是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而贮存在生物质内部的能量。生物质主要有4类：农作物秸秆及其他残余物、林产品和木材加工残余物、动物粪便、能源植物。但是，从作为可以产生能源的资源角度看，城市和工业有机废弃物和有机废水也是生物质能资源。

生物质能具有可再生性、低污染性、广泛分布性等特点。根据技术手段可分为直接燃烧技术、热化学转换技术、生物转换技术、液化技术和有机垃圾处理技术等。依据这些技术手段，生物质能可分为固体燃料、液体燃料和气体燃料。

直接燃烧和发电

直接燃烧发电的过程是：生物质与过量空气在锅炉中燃烧后，得到的热烟气和锅炉的热交换部件换热，产生出的高温高压蒸气在蒸汽轮机中膨胀做功发电。

直接燃烧是使用最广泛的生物质能源转化方式，技术成熟。在发达国家，生物质直接燃烧发电站可再生能源发电量的70％。与燃煤发电相比，生物质直接燃烧发电的规模较小，锅炉负荷大多在20兆瓦～50兆瓦，系统发电效率大多为20％～30％。目前，美国生物质发电装机容量已达10500兆瓦，70％为生物质一煤混合燃烧工艺，单机容量10兆瓦～30兆瓦，发电成本3～6美分／千瓦时，预计到2015年，装机容量将达16300兆瓦。

国外生物质直接燃烧发电技术已基本成熟，进入推广应用阶段。该技术规模效率较高，单位投资也较合理，但它要求生物质资源集中，数量巨大，如果考虑生物质大规模收集或运输的支出，则成本较高，比较适合现代化大农场或大型加工厂的废物处理等，不适合生物质较分散的发展中国家。我国目前农业现代化程度较低，生物质分布分散，采用大规模直接燃烧发电技术有一定困难。

生物质气化及发电

生物质气化的基本原理是在不完全燃烧条件下，将生物质原料加热，使较高分子量的有机化合物裂解为低分子量的CO、CH4等可燃气体。转化过程的气化剂有空气、氧气、水蒸气等，但以空气为主。气化原料是农作物秸秆或林产加工废弃物。生物质气化产出气的热值根据气化剂的不同存在很大差异，当以空气为气化剂时，产出气的热值在4200千焦／立方米～5300千焦／立方米之间，该气体可以作为农村居民的生活能源，也可以通过内燃机发电机组发电。

生物质气化发电技术在国际上已受到广泛重视。国外小型固定床生物质气化发电已商业化，容量为60千瓦～240千瓦，气化效率70％，发电效率为20％，以印度农村地区的应用比较成功。发达国家如奥地利、丹麦、芬兰、法国、挪威、瑞典和美国等，比较关注的是生物质气化联合循环发电技术(BIGCC)。该技术的系统效率可达40％，有可能成为生物质能转化的主导技术之一。这一技术存在的问题是单位投资额非常高，并且技术稳定性不够。

我国有着良好的生物质气化发电基础，在上世纪60年代就开发了60千瓦的谷壳气化发电系统。目前已开发出多种固定床和流化床小型气化炉，以秸秆、木屑、稻壳、树枝等为原料，生产燃料气，主要用于村镇级集中供气。

生物质致密(压缩)成型燃料技术

将生物质粉碎至一定的粒度，不添加粘接剂，在高压条件下，可以得到具有一定形状的固体燃料。成型燃料可再进一步炭化制成木炭。根据挤压过程是否加热，生物质致密(压缩)成型燃料有加热成型和常温成型两种；根据最后成型的燃料形状可以分为棒状燃料、颗粒燃料和块状燃料三种。生物质致密(压缩)成型技术解决了生物质能形状各异、堆积密度小且较松散、运输和贮存使用不方便的缺点，提高了使用效率。

成型燃料在国外很受重视，开始研究时的着眼点以代替化石能源为目标。上世纪90年代，欧洲、美洲、亚洲的一些国家在生活领域大量应用生物质致密成型燃料。后来，以丹麦为首开展了规模化利用的研究工作。丹麦著名的能源投资公司BWE率先研制成功了第一座生物质致密成型燃料发电厂。随后，瑞典、德国、奥地利先后开展了利用生物质致密成型燃料发电和作为锅炉燃料等的研究。美国也已经在25个州兴建了树皮成型燃料加工厂，每天生产的燃料超过300吨。但生物质成型燃料仍以欧洲的一些国家如丹麦、瑞典、奥地利发展最快。

我国生物质成型燃料技术基础好，设备水平与世界先进水平差别不很大，不足的是我国成型燃料的应用水平还不高。

沼气技术

有机物在厌氧及其他适宜条件下，经过微生物分解代谢，产生以甲烷为主要气体的混合气体，即沼气。一般沼气中甲烷含量为50％～70％，每立方米沼气的热值为17900千焦～25100千焦。生产沼气的原料可以是高浓度的有机废水，也可以是畜禽粪便、有机垃圾和农作物秸秆等。

在发达国家，主要发展厌氧技术处理畜禽粪便和高浓度有机废水。目前，日本、丹麦、荷兰、德国、法国等发达国家均普遍采取厌氧法处理畜禽粪便。美国、英国、意大利等发达国家的沼气技术主要用于处理垃圾。美国纽约斯塔藤垃圾处理站投资2000万美元，采用湿法处理垃圾，日产26万立方米沼气，用于发电、回收肥料，效益可观，预计10年可收回全部投资。英国以垃圾为原料实现沼气发电18兆瓦，今后10年内还将投资1.5亿英镑，建造更多的垃圾沼气发电厂。

在发展中国家，沼气池技术主要使用农作物秸秆和畜禽粪便生产沼气作为生活炊事燃料，如印度和中国的家用沼气池。同时，印度、菲律宾、泰国等发展中国家也建设了大中型沼气工程和处理禽畜粪便的应用示范工程。我国是利用生物质生产沼气最多的国家。

燃料乙醇

生物质可以通过生物转化的方法生产乙醇。目前在生物能源产品产业规模方面，发展最快的就是燃料乙醇。生产燃料的乙醇主要有甘蔗乙醇、玉米乙醇和木薯乙醇三种，燃料乙醇的消耗量已超过世界乙醇产量的60％以上。

巴西是世界上最早利用甘蔗生产燃料乙醇的国家。以甘蔗为原料，工艺相对简单，既节能又节省投资，生产成本较低。目前，巴西有520多家燃料乙醇生产厂，年产燃料乙醇1200万吨，有1550万辆汽车以乙醇汽油作为燃料。

美国从上世纪70年代末开始用玉米生产燃料乙醇，到2005

年产量已经超过1200万吨。尽管目前乙醇的生产成本较高，但在美国，玉米燃料乙醇已成为一种成熟的石油替代品。

我国从2002年开始用陈化粮生产燃料乙醇，生产规模达102万吨，主要以玉米和小麦为原料。其背景是在1996年～1999年连续4年粮食总产量稳定5亿吨左右，粮食供过于求，粮食阶段性过剩并出现大量积压的情况下提出的。实践证明，粮食燃料乙醇生产技术成熟、工艺完善，是目前比较现实的石油替代燃料。

但面对我国人多地少的实际，大规模推广应用粮食燃料乙醇显然存在着原料供应的瓶颈问题，长远来说必须开发非粮食为原料的乙醇燃料。“十五”期间，国家开展了非粮食能源作物――甜高粱培育等关键技术的研究与开发，包括利用甜高粱茎秆汁液和纤维素废弃物等生物质制取乙醇的技术工艺。对第一种技术工艺，我国初步具备了规模化开发的基础，但纤维素废弃物制取乙醇燃料技术还存在技术不成熟、诸多关键技术尚未解决等问题。

生物柴油

生物柴油是利用动植物油脂生产的一种脂肪酸甲(乙)酯。制造柴油的原料很多，既可以是各种废弃的动植物，也可以是含油量比较高的油料植物。实践证明，生物柴油不仅具有良好的燃烧性能，还有良好的理化特性和动力特性。

国外通常采用大豆和油菜籽生产生物柴油，但成本稍高。为降低成本，一些国家开始用废弃食用油和专门的木本油料植物生产生物柴油。目前，生物柴油在欧盟已经大量使用，进入商业化发展阶段。2004年欧盟生物柴油产量为224万吨，并计划到2010年达到800万吨～1000万吨。

我国人多地少，发展生物柴油只能靠非食用油料资源。因此，我国目前生产生物柴油的原料主要是餐饮废油、工业废油、某些植物油和菜籽油、棉籽油的下脚料等。利用这些原料既回收利用了资源，又解决了环境污染问题。我国生物柴油的生产起步晚，但发展较快。目前已有30多家生物柴油生产厂。

除了上述生物质能利用技术外，还有生物制氢技术、热裂解技术等，基本处于研究阶段。

我国发展生物质能的必要性

开发生物质能具有能源与环境双重效益，有可能成为未来可持续发展能源系统的主要能源之一。因此，许多国家都高度重视生物质能源开发，并制定了相应的开发研究计划，如日本的阳光计划、印度的绿色能源工程、美国的能源农场和巴西的乙醇能源发展计划等。联合国开发计划署(UNDP)、欧盟和美国(DOE)的可再生能源开发计划中也都把生物质能列为重点发展方向。

目前，生物质能是仅次于煤炭、石油和天然气的世界第四大能源。据估算，地球陆地每年生产1000亿吨～1250亿吨干生物质；海洋年生产500亿吨干生物质。生物质能源的年生产量远远超过全世界总能源需求量，相当于目前世界总能耗的10倍。

我国的生物质资源也相当丰富。目前我国生物质能年获得量达到3.14亿吨标准煤，到2050年资源潜力可达到9.04亿吨标煤且潜力巨大。

根据发达国家的经验可知，现今正是我国实现工业化的关键时期。大部分发达国家在此期间(此时人均GDP在3000美元左右)都经历了人均能源、资源消费量快速增长和能源、资源结构快速变化的过程。这对能源安全等问题提出了更高的要求。据预测，2020年中国一次能源的需求为25亿吨～33亿吨标准煤，最少将是2000年的2倍；2050年的一次能源需求估计将在50亿吨标准煤左右。根据我国现在的能源需求增长趋势推算，到2020年，我国仅石油的缺口就将达1.3亿吨～1.5亿吨。能源供应不足问题已成为我国经济社会发展的主要矛盾之一。因此，要从根本上解决我国能源供应不足的问题，必须实施多元化能源发展战略，积极开发生物质能源是出路之一。

从保护环境角度看，我国SO2，排放量已居世界第一位，CO2排放量仅次于美国居第二位。2006年，SO2排放量达2550万吨，其中约85％是燃煤排放的。酸雨面积已超过国土面积的1／3。SO2和酸雨造成的经济损失约占GDP的2％。生物质能属于清洁能源，生物质中有害物质(硫和灰分等)的含量仅为中质烟煤的1／10左右。同时，生物质二氧化碳的排放和吸收构成自然界碳循环，其能源利用可实现二氧化碳零排放，扩大生物质能利用是减排CO2,最重要的途径。

另外，生物质一直是我国农村的主要能源之一。因地制宜开展生物质能利用技术及产品的研究、推广和使用，可以把农民从烟熏火燎中彻底解放出来，既节约资源，又可以改善农民的居住环境，减少水土流失，提高其生活水平。

我国发展生物质能存在的问题

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关键词: 生物质；锅炉；调试；运行

Abstract: Biomass energy is the main renewable energy. Analysis of the present situation of research on biomass power generation, commissioning and operation of straw biomass power plant boiler of Linyi country, analyzed the boiler ignition conditions, boiler load control method, boiler pressure control method, steam pressure control method and the stop of the boilers method; discusses the differences between design parameters and actual operation situation, summed up the technological transformation and optimization commissioning process. Key words: biomass boiler; commissioning; operation;

中图分类号：TK223.7文献标识码：A文章编号：

前言

我国能源结构以煤炭为主,煤炭所占比重达70 %左右。燃煤电厂要消耗大量不可再生能源,同时造成了严重大气污染。为保证我国经济持续、健康、快速、协调发展,必须大力发展可再生能源和提高能源用率。目前对可再生能源的大规模开发利用主要为风能、太阳能和生物质能。

生物质是指有机物中除化石燃料外的所有来源于动、植物能再生的物质。生物质能则是指直接或间接地通过绿色植物的光合作用,把太阳能转化为化学能后固定和贮藏在生物体内的能量。生物质包括林木废弃物(木块、木片、木屑、树枝等) 、农业废弃物、水生植物、油料植物、有机物加工废料、人畜粪便及城市生活垃圾等。在欧洲,尤其是北欧的一些国家利用秸秆发电已经有10 余年的历史。世界上第1 座生物质秸秆发电厂于1988 年在丹麦投产( Haslev ,5MW) ,如今丹麦已建成100 多家秸秆发电厂,秸秆发电量占该国总发电量的24 %。目前,世界上最大的秸秆发电厂是位于英国坎贝斯的Elyan 生物质能发电厂,装机容量为38 MW。生物质焚烧发电国际上技术比较成熟的为丹麦BWE公司。

目前,生物质能源的研究与开发已成为世界各国政府和科学家研究的诸多热门课题之一。将生物质能转化为高品位能源在国外已具有相当可观的规模,以美国、瑞典和奥地利三国为例,用生物质能转化为其他能已分别占该国一次能源消费量的4 % ,16 %和10 % ,在美国,生物质发电的总装机容量已超过10000兆瓦,单机容量达10～25 兆瓦 。自1992 年世界环境与发展大会后,欧美国家开始大力发展生物质能。欧盟规划2010 年可再生能源比例达12 %,每年可替代2000 万t石油,其中成本较低的生物质能约占80 %。美国1999 年明确提出规划到2010 年生物制品及生物质能的产量将为当时水平的3 倍,生物质能比达10 %。由此可见,生物质能在一些发达国家应用较为广泛 。我国利用此项技术大力发展的公司为国能生物发电有限公司,其他如中国节能投资公司,江苏国信集团公司等也正寻求此类技术大力发展生物发电。中央企业“优质服务年”中,国家电网公司在向社会公开承诺的八项优质服务中,明确提出将向社会输送10. 6 亿kWh 绿色电力。为实现承诺,国能生物发电有限公司正全力推进生物质发电项目开工投产步伐。目前,公司已有30个项目并网发电,10几个生物质发电项目得到核准或在建。

国能临沂生物发电有限公司是国能生物发电集团的第三代生物发电机组的样板示范工程。本文针对该厂生物质锅炉,进行了锅炉运行特性研究。

1 锅炉设备简介

国能临沂生物发电机组#1锅炉是采用丹麦BWE公司生物质直燃技术。 130t/h（YG-130/9.2-T2）振动炉排高温高压蒸汽锅炉，为自然循环、单汽包、单炉膛、平衡通风、室内布置、固态排渣、全钢构架、底部支撑结构型锅炉。

本锅炉设计燃料为枝桠、树皮、木屑、木片灰色秸秆，辅助燃料为小麦秸秆、玉米秸秆、棉花秸杆等。采用前墙抛料形式给料，配有点火油系统。生物质燃料含有包括氯化物在内的多种盐，燃烧产生的烟气具有很强的腐蚀性。因此，在高温受热面的管系采用特殊的材料与结构，以及有效的除灰措施，防止腐蚀和大量渣层的产生。

表1 锅炉主要参数

表2燃料特性

锅炉燃烧设备与煤粉炉有较大的区别,它是由秸秆给料机、炉膛、水冷振动炉排、一、二次风管、抛料风管等设备组成。本锅炉采用水冷振动炉排加炉前气力给料的燃烧方式。锅炉汽水系统采用自然循环，炉膛外集中下降管结构。该锅炉采用“M”型布置，炉膛和过热器通道采用全封闭的膜式壁结构，保证锅炉的严密性能。过热蒸汽采用四级加热，三级喷水减温的方式，使过热蒸汽温度有很大的调节裕量。尾部竖井布置两级省煤器，一级高压烟气冷却器和三级低压烟气冷却器。空气预热器布置在烟道以外，采用水作为媒介的加热方式，有效避免了尾部烟道的低温腐蚀。经过烟气冷却器的烟气和飞灰，由引风机吸入布袋除尘器净化，最后经烟囱排入大气。

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【关键词】生物质能源；开发；应用

提到能源，人们通常会想到煤炭、石油、天然气，抑或是风能、水能和核能。人类所面临的能源危机日益严峻，同时由于石油价格的不断攀升和环境污染的日益严重，使得过分依赖石油作为主要能源的我国面临着越来越大的能源压力。此时，一种人们司空见惯却并未过多留意的能源――生物质能源，正悄然兴起。生物质能源是植物通过光合作用而固定于地球上的太阳能，通过生物质能转换技术可以高效地利用生物质能源，生产各种清洁燃料替代矿物燃料，以减少人类对矿物能源的依赖，保护国家能源资源，减轻能源消费对环境造成的污染。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。专家预测，生物质能源将成为未来能源的重要组成部分，到2015年，全球总能耗将有40%来自生物质能源。

1 我国生物能源发展的必要性

能源是工业化社会经济发展过程中的 “ 血液 ”，没有充足的能源供应，社会经济是难以整体持续发展的。按目前的水平开采世界已探明的能源，煤炭资源尚可开采100年，石油30～40年，天然气50～60年。生态危机是当今社会已经面临的巨大挑战。石化能源燃料燃烧时所产生的有害物质，严重污染了环境，导致温室效应、全球气候变暖、生物物种多样性降低、荒漠化等诸多生态问题，严重影响着全球的资源安全和经济持续发展，威胁着人类的生存。近些年来，我国能源工业的发展相对滞后于国民经济总体发展的步伐，我国在21世纪，能源工业面临着十分严峻的挑战。与有限的化石能源相比，生物能源具有可再生和取之不尽的优势。我国能源生物都种植在荒岭、丘地等地带，能够大量利用农村的荒地、盐碱地、沼泽地，就地大量解决农村劳动力就业，提高农民收入。在能源紧缺状况越来越严重的情况下，发展生物能源对缓解能源危机，促进经济健康迅速发展尤为重要。

生物能源较传统矿特能源具有许多优点：

①原料来源广泛，可利用各种动、植物油作原料。

②生物能原作为传统能源的代用品使用方便，不需要因为生物能源的使用去更换新的机器零件，减少了使用成本。

③可得到经济价值较高的副产品以供化工品、医药品等市场。

④相对于传统能源，生物能源贮存、运输和使用都很安全（不腐蚀溶器，非易燃易爆）；可再生性（一年生的能源作物可连年种植收获；多年生的木本植物可一年种植，维持数十年的经济利用。同时，生物质可在自然状况下实现生物降解，减少对人类生存环境的污染。

2 我国发展生物能源的资源状况

诺贝尔奖获得者，美国加州大学的化学家卡尔文于1986年在加州福尼亚种植了大面积的石油植物，每公顷可收获120桶一140桶石油。他的成功，在全球迅速掀起了一股开发研究石油植物的浪潮。许多国家纷纷建立一种全新的石油生产基地--石油植物园。美国种植有几百万英亩的石油速生林；菲律宾有18万亩的银合欢树，6年后可收1000万桶石油。美国加州的“黄鼠草”每公顷可提炼1000公升石油。

自二十世纪八十年代以来，美国等国进行了能源植物种的选择，富油植物的引种栽培、遗传改良以及建立“柴油林林场”等方面的工作与研究。在能源植物特性和植物燃料油的研制上，在获得植物燃料油途径、燃料油使用技术上都取得了较大进展。石化能源价格的不断上涨，主要油料作物总产量迅速增加而导致油料农产品滞销，为各个国家把部分农业用地转为可生产能源的原料作物提供了有利条件。

我国人均耕地不到0.1公顷，要完全以农产品为原料生产生物质燃料油是不可能的。我国必须立足现实，大力发展自己生物能源产业。我国有广大的山区、沙区可供栽种乔灌木油料植物，作为生物质燃料油的原料。这不仅可以为我国的生物质燃料油工业提供丰富的可再生原料，改善生态环境，还有利于农村产业结构调整，增加农民收入，解决部分农村剩余劳动力的就业问题。近10年来，我国虽然有一些研究单位开展了这方面的研究和生产，但是与世界先进国家比较，仍然有一定的差距。我国政府有关部门根据我国国情，已采取相应措施，推动我国生物质能源的研究和产业化进程。

我国含油植物资源丰富，分布范围广，共有151个科、1553种含油植物，其中种子含油量在40%以上的植物有154种，但是可用作建立规模化生物质燃料油原料基地的乔灌木种却很少；分布集中成片可建原料基地，并能利用荒山、沙地等宜林地造林，建立起规模化良种基地的生物燃料油植物更少。因此，应对我国可以作为生物质燃料油的主要木本能源植物的资源分布、生长及利用状况进行了调查研究和良种选育，在现有资源的基础上建立原料供应基地和良种繁育基地，并在此基础上，对木本能源植物的生物学特性和经济性状进行研究，与有关企业合作，对能源植物的性能、生产工艺、技术设备进行系统配套研究。

我国能源现状是：2003年进口石油9000多万吨，进口依存度为36%，预计2020年进口达2亿吨，进口依存度55%。针对上述情况，采取的对策及战略目标是：节约传统能源、发展可再生能源、发展新型能源，2020年生物能源替代25%进口石油，其中燃料酒精1500万吨，生物柴油1500万吨，材料和化工原料用油1500万吨，二氧化碳排放减少2亿吨。因此，预计在今后15年将是生物炼制产业的快速成长期，生物炼制将在提高能源安全和生态环境质量方面发挥越来越大的作用，逐步成为支柱产业，促进农村经济发展和生物经济时代的早日到来。

我国生物质资源利用包括：农作物秸秆（2000年测算的总产量为5.26亿吨）、林业废弃物（约为3134万吨）、薪炭林（328.25万m3）、畜禽粪便（2002年总量近15亿吨）、高浓度工业有机废水（25亿吨）、油料植物（含油植物有400多种）、生产燃料乙醇所用淀粉（2001-2003全国薯类年均总产量3000～3500万吨；2001-2003年全国粮谷类年均总产量17.5亿吨）和糖类原料（2000-2003年甘蔗平均年产量为7500万吨）等。我国的生物质能发展规划，即到2020年可再生能源发电装机达到1亿千瓦，占全部发电装机构成的10%以上，成为化石燃料发电、大水电和核电之后的第四主力电源，其中小水电最大，为5000万千瓦、风力发电次之，为3000万千瓦、生物质发电2000万千瓦。以液体燃料为重点，开发以农作物茎杆为主体原料的生物酒精、生物油等技术，到2020年形成替代石油产品1100万吨的能力。以商品化为目标，开发和发展以村落和小城镇为依托的生物质气化、发电联合系统，使得商品化的可再生能源供应量达到1亿吨煤当量，为农村和小城镇居民提供成本经济、质量合格的气体燃料和电力供应。从资源状况分析规划实施的可行性出发，可重点发展沼气发电、生物燃油、生物质能发电、城市固体垃圾发电等项目。

中国已具备大规模发展生物能源的条件：（1）原料非常丰富，据估算，全国每年产生7亿多吨秸秆，可转化为1亿吨生物燃料酒精；（2）技术积累阶段已经完成，关键技术基本成熟或接近成熟可边研究边产业化。通过转基因技术可以选育出大量抗盐、抗旱等能源植物，适合在恶劣的生态环境下生长。

3 我国发展生物能源应注意问题

篇8

分析和评估气体燃料成分的差异对生物质燃料发动机必要运行条件的影响。

解决方案

采用NI LabVIEW软件和PXI硬件测量发动机和模拟生物质气体燃料生成器的每个输入输出信号。

有机物质通过发酵和热解产生生物质气体，其中的可燃气体(例如甲烷和氢气以及一氧化碳)与非可燃气体(例如二氧化碳和氮气)相互混合。所用原材料的生物质资源种类或者气化方法的不同，以及燃料生成器内温度波动而引起的改变，都会使气体混合比产生变化。此外，生物质气体含有的热值较低的气体(氢气和一氧化碳)和不可燃气体(二氧化碳和氮气)，因此其热值低于市场上销售的气体燃料，这可能会在发动机运行时引起很多问题。

为了开发生物质气体燃料发动机，我们必须清楚燃料热值和气体成分的差异如何影响发动机的运行条件。我们对一台实验发动机完成了模拟生物质气体燃料的燃烧分析，作为生物质气体燃料发动机开发的第一步，使用的模拟生物质气体燃料是由多种气体成分以任意比例混合而成的。

在发动机运行实验中，模拟生物质气体燃料生成器为发动机提供模拟生物质气体燃料，数据采集设备采集实验数据。

使用这些装置进行发动机运行实验，同步测量信号和提高机械运行效率是实验的两个主要的难题。

测量

为了分析和评估燃料气体成分的差异对发动机运行必要条件的影响，我们测量了大量数据，如发动机运行时燃料和空气流量以及发动机各点的温度和压力。此时必须保证测量与发动机曲轴的运动同步以方便后续分析。采样率需要具有灵活性：压力信号变化剧烈，我们每一度曲轴转角采样一次(标定转速1500rpm的发动机需要9000H z的采样率)；温度变化相对较慢，曲轴每转一圈采样一次。此外，输出电压信号因传感器放大器不同而有所差异；因此，我们对每一通道进行设置以获得精确的测量。

发动机运行控制

启动发动机时，我们必须连接离合器，转动自启动电机，当燃料供给建立时断开离合器。进一步，发动机运转过程中，我们必须利用执行机构(例如气门、质量流量控制器和火花塞)调整空气和燃料流量和点火定时以实现提前设定的实验条件。在实验中同时操作多台设备并监测发动机运行状况是实验人员的一大麻烦，提高效率十分必要。

生成模拟生物质气体

7个生物质流量控制器独立监测和控制6类气体(CH4，C2H4，H2，CO，CO2和N2)以及一罐市售13A气体的流量。因此，我们必须同时控制7个控制器以生成任意混合比的模拟生物质气体，这是一个复杂的过程。

系统结构

为同时操控七个控制器，我们在发动机测量设备和模拟生物质气体燃料生成器的各个输入／输出接口统一使用NI公司的产品，并搭建发动机测量控制系统和模拟生物质气体燃料生成系统。两套系统我们都采用LabVIEW来进行软件开发。

发动机测量控制系统使用了一个NI PXI-8176控制器、PXI-6071E模拟输入多功能数据采集(DAQ)模块、一个PCI-6733高速模拟输出模块以及PX1-6602定时和数字I／O模块。测量方面，采用PxI-607IE以旋转编码器的信号为基准在每一个曲轴转角对传感器的输出进行采样。运行控制方面，我们采用Pxl-6733模块操作各执行器，例如离合器、自启动电机、节气门和质量流量控制器；采用PXI-6602生成点火信号。NI硬件统一了运行发动机时需要操作的各个设备I／O的信号。我们采用PC搭建的系统能够运行发动机并进行各种测量。

为了开发模拟生物质气体燃料生成系统，我们采用了商用桌面PC和PXI机箱，一套PXI-603lE模拟输入多功能DAQ模块，以及一套PXI-6733模块。从PXI-6733输入的电压控制各气体成分的流量，PXI-603lE测量实际流量。PC同步控制7个质量流量控制器，使得系统可以控制其中气体成分以产生任意的混合比。

结果

在测量方面，我们成功实现了对发动机曲轴运动的同步采样。另外，利用软件可以轻松的设置每通道的采样率和测量范围。只需使用PC就完成了测试，这简化了测试操作。

我们还采用LabVIEw来分析数据。从实验到分析整个过程中的所有工作都可以通过LabVIEW来完成。由于不需要进行多种语言混合编程，因而进一步节省了时间。

图2(a)是发动机测量控制程序，它具有自动处理发动机启动程序、手动控制和调节执行器至实验条件以及测量实验数据的功能。

图2(b)是设置模拟生物质气体燃料混合比程序的前面板，可以分别设置和监测7种气体的流量。我们利用这些数据对发动机性能进行分析，包括输出功率、热效率、输出功率变动系数以及燃烧特性(如燃烧起始时刻和燃烧持续期)，所用的分析程序如图3所示。

篇9

黑龙江省安达县拟新建一座生物质电厂，电厂建设规模为2×75t/h中温中压循环流化床蒸汽锅炉，配备2×12MW抽凝式汽轮机、2×15MW发电机组。

安达市农业资源丰富，当地农业以种植业和畜牧业为主。生物质资源十分丰富，本工程采用生物质（秸秆和牛粪）发电，不仅是我国能源利用的迫切需要，也是解决能源出路的有效途径之一。

二、生物质资源量与利用现状

1、资源总量

本工程为一座生物质电厂，由于燃料资源的有限性而导致生物质电厂的建设具有排它性。安达市周边目前无已批复建设的其它生物质电厂，且无其他以生物质资源为原料的加工企业，因而本工程的建设在当地不会导致相关资源紧张情况，也不会出现收集资源竞争的问题。本工程燃料来源以安达市市域内为主，暂不考虑安达市周边其它县市的生物质资源。

安达市当地生物质资源主要为农作物秸秆、牛粪。其中秸秆总量按草谷比进行计算，农作物产量按2011年数据，主要农作物草谷比如下：

地肉牛与奶牛总存栏数为30.8万头，其中一头牛日排鲜牛粪按20kg计算，鲜牛粪的含水量约为70%，经烘干处理后可使水份降至10%以下。

安达当地牛粪总量计算见下表：

经计算安达当地生物质资源主要为秸秆和牛粪，其中每年秸秆资源总量为1741518.9t/a，每年牛粪资源（烘干后）总量为899360t/a，合计安达当地每年生物质资源总量为264.1×104t/a。当地生物质资源较丰富。

2、生物质资源利用现状

2.1 秸秆资源利用现状

当地农业秸秆主要利用方式分别为：秸秆还田、农民生活自用、牲畜饲料、田地焚烧等。

当地无其它较集中利用秸秆方式，但存在少量的利用秸秆作为保温覆盖物、草绳原料等，因而考虑其它分散利用秸秆量占总量的5%。

其它未利用的秸秆基本在收割后，直接在田间焚烧，或堆放在闲散空地处任期自然氧化腐烂。当地秸秆现状有效利用率约为59.7%。

2.2 牛粪资源利用现状

安达市当地牛粪资料丰富，但有效利用手段少，目前主要利用方式为作为农家肥施用，另有极少量的干牛粪作为土锅炉燃料。未被利用的牛粪堆积在养牛户集中的村庄周围自然风干，因而造成严重的环境污染，并威胁当地居民的卫生安全。农家肥施用的牛粪约占当地总量的15%，作为土锅炉燃料的干牛粪使用率较低，约为牛粪总量的5%。因而当地目前牛粪有效利用率为20%。

三、设计燃料确定与特性

根据安达市当地2011年实际农作物播种情况，当地主要农作物位玉米，其播种面积占面积的92.9%，秸秆总量占当地资源量的98.8%。因而本工程设计使用秸秆燃料确定为。当地牛粪资源丰富，且可利用方式较少，因而确定玉米秸秆和牛粪做为本工程设计燃用燃料，燃用比例为50%和50%。

安达市当地玉米秸秆可利用总量为69.34×104t/a，燃料收集损失按10%计算，则本电厂可有效收集的玉米秸秆总量为62.41×104t/a

烘干后牛粪可利用总量为71.95×104t/a，考虑到鲜牛粪收集运输难度，部分分散养牛户的牛粪收集有一定的困难，本电厂可有效收集牛粪率按50%考虑，则电厂可有效收集的干牛粪总量为35.98×104t/a

合计生物质电厂可利用燃料资源总量为98.39×104t/a，完全可以满足本工程建成后的对燃料供应的需求。

四、燃料收集、加工与运输

安达市当地耕种土地地块较分散，不利于机械收割，因而当地主要采用人工收割方式，因而无法采用机械收割打包一体式的联合机械作业收集秸秆燃料。本工程计划单独购置打包机，采用打包机现场作业，将秸秆就地打包后采用汽车将燃料运至电厂内料场或其它储料点内。秸秆经过破碎、打包后可将运输密度提高到250kg/m3，缓解实际运行期间的运输和贮存的压力。实际进行秸秆燃料加工与收购时可设置收购组，每组配备秸秆破碎机2台，打包机2台，柴油发电机2台，移动式皮带机4台。运输车辆若干。运输车辆主要利用社会运力解决。本工程计划暂设置4个收购组。

鲜牛粪由于含水率高，一般达到70%，给运输和燃烧利用均不利。因而本工程计划在养牛相对集中的几个村镇建设牛粪烘干加工点，就近将牛粪烘干至含水率为10%以下，烘干后牛粪自然密度松散密度为400kg/m3，如装卸时采用人工压实的话其密度可达到600kg/m3。通过烘干后运输牛粪可避免因长途运输造成二次污染。在运输期间车辆应采取可靠遮盖措施。每个牛粪烘干加工点设置牛粪烘干机2台，螺旋式给料机4台，移动式皮带机2台。运输车辆主要利用社会运力解决。烘干加工点暂按设置3座

燃料全部采用公路运输。电厂自备4台大型运输车，用于临时倒运或其它不可预料的需要。

五、燃料成本组成

5.1 秸秆燃料成本分析

根据实际调查，并结合省内其它已运行生物质电厂经验，秸秆燃料自农户田间收购价暂定为220元/t；打包加工成本为50元/t；运输平均成本为20元/t；其它人工费用按20元/t计算；则秸秆设计到厂价为310元/t。

5.2 牛粪燃料成本分析

牛粪收购成本较低，部分养牛户甚至愿意免费提供，本工程暂按20元/t收购价计算，加工为干牛粪后折算收购价格为50元/t；牛粪加工成本为100元/t；牛粪运输平均成本为12元/t；其它人工费用按30元/t计算。则干牛粪设计到厂价为192元/t。

5.3 燃料平均到厂价格

篇10

速生竹柳造林的最佳土地条件是低洼湿滩地，这些土地不能种植庄稼，只能短期养殖，属于低效益的荒废湿滩地，我国大约有3000万公顷这样的荒滩湿地，这些低洼地大多数都位于江河湖泊的边缘地带，因此在这些地方种植速生竹柳具有变废为宝、生产能源等多种优势。

一、竹柳造林的直接经济效益：

第一，竹柳造林可以高效开发利用低洼湿滩地，从而产生非常可观的经济效益，据统计，1000亩的烂泥湖地竹柳造林6年的产值可达到6000万至1个亿。第二，竹柳连片造林短期不砍伐在800亩以上可以申请国际环保组织的减碳基金，因为大面积造林可以保护我们赖以生存的地球环境，同时又可减缓当前越来越严重的能源危机。第三，竹柳造林还起到涵养水源保护湿地的作用，同时又能够固岸护堤，起到经济效益和环保效益的双赢。第四，竹柳造林是生物法改造盐碱地较好的树种，在我国目前还存有大量的盐碱地需要改造。栽种速生竹柳可以把盐碱地改造成优良的再生国土资源。第五，竹柳造林是治理城市周边环境污染的有效方法。竹柳可以“吸毒解毒”净化水体，吸收水中污泥中的污染源磷素、硝态氮等、特别是有毒重金属污染元素。第六，竹柳是良好的园林行道树，因为它没有柳絮，同时可利用速生嫁接其它彩叶柳，如红杆火焰柳、金黄金丝垂柳、红叶柳等产生和好的园林效果。

二、竹柳造林与生物质能源：

当前，世界经济的快速发展引发了世界范围内的能源危机，克服能源危机的出路何在？大力发展可再生能源，逐步替代化石能源。据预测，到2020年，在全球可再生能源中生物质能的比重接近60%，而生物质颗粒燃料则占生物质能利用的60%。

所谓生物质能源也就是利用生物体，通过光合作用把吸收的太阳能转化为常规燃料能源。有机物中所有来源于动植物的能源物质均属于生物质能，是一种取之不尽、用之不竭，可再生能源。

林业能源林是优质生物质能源，柳树是林业能源林的主要树种，“高峰竹柳”则是多基因组合杂交的柳树新品种，具有速生、高产、抗逆等优点。作为能源树种每亩可密植1至2万株，每亩每年生物产量鲜重可达15至20吨，是普通柳树的十倍。在国外柳树生物质转化为能源的主要途径是发电，柳树生物质具有较高的燃烧值，发达国家用柳树生物质发电已经有20 年以上的历史。将柳树粉碎后制作成生物质能源颗粒和煤炭混合发电，可以大大提高热效率，降低污染50％以上。

生物质颗粒燃料是最具大规模产业化开发前景的新型生物质能源，用途主要包括三个方面：一是取暖和生活用能，生物质燃料利用率高，便于贮存，无污染。二是生物质工业锅炉：作为工业锅炉的主要燃料，替代燃煤，解决环境污染。三是发电，可作为火力发电的燃料。据统计，2008年全球生物质颗粒燃料销售量达1.8亿吨，市场规模超过500亿欧元。在全球经济放缓的背景下，生物质颗粒燃料产业以年均18%的速度高速成长，已经成为全球新能源市场中的“香饽饽”。

竹柳是生产生物质颗粒燃料最好的原料。生物质颗粒需求之大，竹柳作为原料种植前景更为广阔。

生物质颗粒燃料的发展在我国处于起步阶段，但透过国外的发展我们可以看到，“高峰竹柳”将在生物质能源中发挥重要作用。高发老人发起的1000万亩竹柳大造林，将可年产生物质颗粒3.25亿吨，相当年发电量为9000亿KWH以上。

三、高峰竹柳是最好的纸浆来源：

随着现代经济的快速发展，我国已成为世界上仅次于美国的第二大纸品消费国，各类纸和纸制品消费量占世界消费总量的14%；同时我国又是森林资源匮乏的国家。在各大纸浆生产国中，中国的净进口量最大，但仍有很大的市场缺口，大量造纸原料需要进口。

要解决纸浆用材需要日益增长与森林资源匮乏日显突出的矛盾，缓解国际进口纸浆价格暴涨的压力。建立纸浆原料林基地，逐步减少对国外进口资源的依赖，显得非常迫切。营造速生丰产纸浆林“高峰竹柳”是最好的树种之一。

中国制浆造纸研究院进行了“竹柳材性纤维质量及制浆性能的研究”，检测分析结果表明：高峰竹柳材质色浅且密度适中,木粉自然白度比杨树高，竹柳木材的纤维质量较好纤维长宽适中且柔软。符合制浆工业对木材要求。根据竹柳木材密度和材质白度分析，该原料适宜做高得率化学机械浆。竹柳可以作为纸浆材合理地种植并开发利用。

除此之外“高峰竹柳”还具有如下特性：一是高峰竹柳可以高密度栽植，如果作为纸浆林种植，每亩可栽种2000至5000株；二是二生长快，每亩种植667到335棵，肥水管理跟上，四至六年平均胸径可达20公分以上，高度达20米以上，单株竹柳的材积达0.4立方米，是速生杨的1倍。作为纸浆林种植，2至3年砍伐经济划算产量高；三是抗性强：竹柳最佳立地条件是低洼湿滩地，我国有3000多万公顷的低洼湿滩地荒废着，既不能种植又不能养殖。这些地方种植竹柳将会出现高效烂泥经济的奇迹。高峰竹柳研究院正在素有千湖之称的湖北进行“高峰竹柳”高效烂泥经济栽培模式的研究。这些地方也常常是季节性淹水的区域，但高峰竹柳经水淹2至3个月仍然正常生长。

总之大面积种植速生竹柳是一件利国利民的善举，其综合效应在诸多方面都得到了充分体现。竹柳的深加工产业将深远地影响着国民经济的发展，并与人民生活息息相关。

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