生物质燃料的种类范文

导语：如何才能写好一篇生物质燃料的种类，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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目前，生物质直接燃烧技术是最简便、最具潜力的生物质资源有效利用方式之一。但由于生物质燃料与化石燃料相比，在物理、化学性质等方面存在着较大的差异，因此对燃烧设备的设计要求和燃烧方式的选择也不同于化石燃料。

二、生物质燃烧的特性

了解生物质燃料的组成成分，有助于对其燃烧特性的研究，从而进一步科学、合理地开发利用生物质能。

由上表可以看出，生物质燃料组成成分的特点是：（1）生物质含水分多，含硫量低；（2）生物质含碳量少，固定碳含量更少，热值普遍偏低；（3）生物质含氧量高，挥发份明显较多；（4）生物质灰份少、密度小，尤其是农作物秸秆。因此，生物质燃料的燃烧过程是强烈的化学反应过程，又是燃料和空气间的传热、传质的过程，主要分为挥发份的析出、燃烧和残余焦炭的燃烧、燃尽两个独立的阶段。

三、生物质燃料直接燃烧技术

直接燃烧是目前最简便的生物质能源转化技术，即将生物质直接作为燃料燃烧，燃烧过程所产生的能量主要用于发电或集中供热。作为燃料的生物质包括各种农林业废弃物、城市生活垃圾等。

目前，生物质直接燃烧技术主要有以下几种：

3.1生物质直接燃烧流化床技术

采用流化床技术开发生物质能是考虑到流化燃烧效率高，有害气体排放少，热容量大等一系列优点，适合燃用水分大、热值低的生物质燃料。

生物质直接燃烧流化床技术是采用细砂等颗粒作为媒体床料，以保证形成稳定的密相区料层，为生物质燃料提供充分的预热和干燥热源；采用风力给料装置，使生物质燃料均匀散布在床层表面，有助于燃料的及时着火和稳定燃烧；采用稀相区强旋转切向二次风形成强烈旋转上升气流，可以使高温烟气、空气和生物质物料颗粒混合强烈，并延长物料颗粒在炉内的停留时间；采用稀相区后设置卧式旋风燃烬室，使可燃气体和固体颗粒进一步燃尽，同时可以将烟气中所携带的飞灰、床料分离下来，减轻尾部受热面和除尘设备的磨损。现在我国部分锅炉厂家与高等院校合作，已开发出甘蔗渣、稻壳、果穗、木屑等生物废料的流化床锅炉，并取得成功运行。

3.2生物质直接燃烧层燃技术

生物质直接燃烧层燃技术使用的燃料主要可分为农林业废弃物及城市生活垃圾，由于这两种生物质燃料的燃烧特点不同，因此，所设计的层燃锅炉结构也有所不同。

3.2.1农林业废弃物焚烧技术

一般农林业废弃物的挥发物含量高，析出速度快，着火迅速，而固定碳的燃烧则比较慢，因此对于此类锅炉的设计主要采用采用风力吹送的炉内悬浮燃烧加层燃的燃烧方式。农林业废弃物进入喷料装置，依靠高速喷料风喷射到炉膛内，调节喷料风量的大小和导向板的角度以改变草渣落入炉膛内部的分布状态，合理组织燃烧。为了使大量快速析出的挥发分能及时与空气充分混合，在喷料口的上部和炉膛后墙布置有三组二次风喷嘴，喷出的高速二次风具有很大的动能和刚性，使高温烟气与可燃物充分地搅拌混合，保证燃料的完全充分燃烧。比较难燃烧的固定碳则下落到炉膛底部的往复炉排上，继续燃烧。通过合理地组织二次风，形成合理的炉内空气动力场，可使生物质中的大颗粒物及固定碳下落到炉排较前端，使燃料在炉排上有较长的停留燃烧时间，保证固定碳的完全充分燃烧。

3.2.2城市生活垃圾焚烧技术

目前我国中小城市生活垃圾一般含水量较大，着火困难，直接燃烧具有一定难度，所以燃烧时可掺入一定比例的煤，或者对垃圾进行预处理。我公司生产的城市生活垃圾锅炉使用的是经过消解过的垃圾，燃烧时不须掺煤。消解垃圾经抓斗送到料斗内，垃圾经推料装置送至往复炉排上，往复炉排前部经热空气加热干燥后着火燃烧。为了使大量快速析出的挥发分能及时与空气充分混合，我们在后拱下部及前拱上部各布置有一组二次风喷嘴，喷出的高速二次风具有很大的动能和刚性，使可燃气体与高速二次风充分混合，保证了挥发份的充分燃烧。往复炉排分三级驱动，每级可分别调整炉排的往复运动速度，这样可使燃料在炉排上有较长的停留燃烧时间，保证固定碳的完全充分燃烧。

推入的燃料量通过调节给料机的推料速度来控制。燃料在往复炉排上的燃烧时间通过调节往复炉排的移动速度来控制。为了使燃料层在炉排上有自翻身拨火作用，往复炉排采用倾斜16°的布置方式以及炉排三级之间设置了合理的落差，使燃料从前向后推动前进的同时有一个下落翻动过程，在上级炉排落至下级时有一个较大的翻滚，起到自拨火作用，有利于完全燃烧。为了保证燃料的及时着火和燃烬，设计有较高的前拱和低而长的后拱，高前拱区为垃圾的燃烧提供了足够的空间，低而长的后拱有利于燃料的燃烬。

往复炉的配风与燃煤锅炉也有较大不同。干燥阶段风量仅占一次风量的15%左右，主燃区风量占75%以上，而燃烬区风量仅占10%左右。为了保证挥发分大量集中析出时的完全及时充分燃烧，必须有占总风量15-20%以上的风量作为二次风，本设计的二次风可帮助燃料析出的挥发分在炉膛空间的燃烧，在每组二次风喷嘴的风道上装有调节阀门，实际运行时可根据现场燃料的燃烧情况及时调节各段风量及每组的二次风量。

烟气处理系统则采用半干式脱酸塔及布袋除尘器，能够有效去除尾气中有害气体。

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【关键词】生物质电厂；给排水；设计

一、生物质发电厂给排水的主要特点

生物质发电厂，其上料系统、给料以及燃烧、主给水加热等系统方面都与常规燃煤电厂存在一定的差异。在进行给排水系统设计时，应该主要针对燃料系统的差异，对其进行精细化的设计。

1.生物质发电厂给水系统主要有以下特点：

1）生物质发电厂机组规模一般相对较小，机组规划台数也较少（发电厂规划容量不宜大于30MW，规划台数不宜超过两台），因此全厂总补水量相对较小。

2）生物质电厂的循环冷却水系统及工业给水系统用水点与常规小型燃煤电厂类似，在循环冷却水系统及工业给水系统上没有明显的差异。

3）生物质电厂的原水预处理系统，等同于常规的小型燃煤电厂。

4）在生物质发电厂中，化学水处理系统的补给量是比较小的，一般采用反渗透处理工艺。

5）从整体布置上看，燃料的贮存在发电厂中所占的比例是比较大的，但其正常用水量较小。

6）燃料系统仍然是电厂消防的重点。尤其在生物质发电厂当中，燃料贮存系统为主要关注对象。针对燃料贮存系统，单体占地面积较大，火灾危险性高，消火栓不易操作的特点，在燃料棚或燃料堆场周围设置消防炮，通过消防炮给水系统来保证其安全。

7）生物质发电厂定员较少，因此生活用水量相对较小。生活给水系统等同于常规小型燃煤电厂。

2.生物质发电厂排水系统主要有以下特点：

1）相比较于燃煤电厂，生物质发电厂生产过程中，生产废水的种类相对较少，因此一般不考虑废水的集中处理，而采用分质分散处理的方式。

2）非经常性废水主要为锅炉酸洗废水，可参照小型燃煤电厂的作法，锅炉定期酸洗过程中所产生的废水暂存于主厂房外的废水池中，而后根据不同的酸洗药剂和方式，由相应的清洗厂家负责将酸洗废水外运并处理达标。

3）循环水系统排污水、化学水系统排水等洁净废水可根据不同水质，直接回收作为次级用水水源，以提高水资源的利用率，降低补水量，减少废水的排出量。

4）大部分生物质电厂暂不考虑脱硫脱硝系统，因此一般不考虑脱硫废水处理。

5）原水的预处理系统产生的排泥水宜设置单独的处理系统，等同于常规小型燃煤电厂。

6）生物质电厂燃料输送系统相对反而较为简单。地面废水主要来自燃料贮存系统，同时污染程度要低于燃煤电厂，可采取分散处理的方式。

7）雨水系统、生活污水系统等同于常规小型燃煤电厂。

二、生物质发电厂燃煤贮存系统给排水

从上述章节可以看出，生物质发电厂给排水总体上尚未脱出小型燃煤电厂的模式，大部分可参照常规小型燃煤电厂进行水系统的节水设计、优化设计。

燃料贮存系统在生物质发电厂当中占据了大部分的面积。以浙江某生物质发电厂为例，全厂总用地面积为8.1ha，共设置有2个大型燃料棚，2个大型燃料堆场。扣除堆场外部放坡及环形道路后，仅计算实际堆场面积，就已经达到3.2ha，接近全厂面积的40%。

因此以下主要关注该系统相关的给排水设计。

1. 燃料贮存系统的给水：

1）燃料贮存系统无经常性的用水要求，主要为少量地面冲洗用水。

在常规的燃煤电厂中，针对贮煤系统易产生扬尘的特点，为满足煤尘防治的要求，一般要求在燃料系统设置喷洒水装置。同时，也兼具防自燃功能。

相对而言，生物质电厂的燃料在破碎前一般为打包状态，大部分区域的燃料单位体积较大，细碎物体积一般也较大，较为容易清扫。由于不存在突出的扬尘问题，采用顶部喷洒的方式，效果并不明显。

此外，生物质燃料自燃的危险性要低于燃煤，可不考虑防自燃。

鉴于燃料贮存堆场巨大的面积，如参照常规电厂设计全覆盖的喷洒水系统，不仅使用频率很低，而且布置上也比较困难。

因此建议结合排水系统的设置，仅在燃料棚及堆场的设置冲洗龙头。至于破碎区域，可局部设置喷洒设施。

2）燃料贮存系统为全厂消防给水的不利点。

仍以上述生物质发电厂为例，根据建筑特点，燃料棚定义为半露天堆场。燃料贮存系统可按照燃料堆场进行设计，设计消防用水量为60L/s，持续时间为6小时，一次消防用水量为1296 m3。

主厂房设计消防用水量为72 L/s，一次消防用水量为444 m3；其它辅助建（构）筑物的设计消防用水量为30.4 L/s，一次消防用水量为219 m3。

因此，燃料贮存系统为一次消防最大用水量控制点。

生物质电厂燃料棚的面积和跨度均不小于常规的大型机组燃煤电厂干煤棚，如采用普通的消火栓灭火系统，操作上较为困难，与干煤棚存在同样的问题。而燃料堆场虽然为露天布置，但根据堆料的特点，在单个堆场内部并未设置固定的通道，鉴于堆场巨大的面积，采用室外消火栓灭火系统，也存在一定的不便之处。

因此，建议针对燃料贮存系统设置固定消防炮给水系统，使得消防设施更加合理高效，更加容易在初期控制火情，相应降低系统乃至整个电厂的火灾危险性。

2. 燃料贮存系统的排水：

在常规的燃煤电厂当中，我们主要关注露天煤场的初期雨水。在生物质电厂当中，也是同样。

在生物质电厂中，初期雨水冲刷下来的污染物一般为散料、碎料、谷壳、木屑等等，体积相对较大，重量较轻，不溶于水，容易随水流漂浮。如初期雨水直接进入雨水管网，很容易引起堵塞，且不易清理。

因此，同样建议堆场周围设置环形排水沟，末端排水首先进入切换井，初期雨水转入沉淀池，后期雨水可直接进入厂区雨水干管。

目前，针对生物质电厂尚无初期雨水量的定义，只能参考燃煤电厂并适度降低标准，结合实际运行情况来进行设计管理。

由于初期雨水的污染程度相对较低，采用简单拦截及沉淀的方式，基本可拦截大部分的污物，出水直接排入厂区雨水管网。

此外，少量的地面冲洗废水也宜排入初期雨水系统，不再另设处理设施。

三、结语

综上所述，在进行生物质发电厂的给排水设计时，基本上可参照小型燃煤电厂，根据小型火力发电厂的设计要求进行设计。

同时，也应当针对生物质发电厂的特点，抓住其燃料系统的特殊性，进行差异化、精细化的给排水系统设计。并关注此后的运行管理，积累经验，不断改进，以利于整个生物质发电行业的更好发展。

参考文献

[1]李满，傅钧，高德申.秸秆电厂水务管理及给排水设计应用[J].给水排水， 2013（10）

[2]李满.惠民生物质电厂给排水设计及节水措施[J].工业用水与废水，2013（6）

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我国生物质资源(农作物秸秆)丰富，但利用率不高。为了高效利用生物质资源，本文就生物质成型燃料的加工技术与装备进行初步研究，以探讨综合利用生物质资源的技术途径。

一、影响生物质成型燃料加工装备性能的因素分析

1、生物质原料的来源与特点

我国是农业大国，农林废弃物资源十分丰富。我国每年总量约有7亿吨的农作物秸秆，另外，我国每年还有大量的林业采伐和林木制品加工厂产生的废弃物。如枝桠、小径木、板片、木屑等，总量也近1亿吨。生物质成型燃料。是以枝条、树皮、秸秆等农林剩余物为原料。这些原料具有来源广泛、分散、种类多、质地不统一等特点。决定了成型燃料加工技术与装备的设计必须做到满足原料来源的广泛性、多样性和方便灵活性。

2、生物质成型燃料的特点要求与使用对象

生物质成型燃料是将生物质原料经过粉碎、调质等处理，在高压条件下，压缩成颗粒状且质地坚实的成型物，除应具有比重大、便于贮存和运输、着火易、燃烧性能好、热效率高(是直接燃烧的5倍以上)的优点外。还应具有灰分小、燃烧时几乎不产生SO2、不会造成环境污染等优点。可作为工业锅炉、住宅区供热、农业暖房及户用炊事、取暖的燃料。成型燃料的这些特点。决定了成型燃料加工技术与装备的设计必须在充分考虑生物质原料特点的基础上，保证生物质原料的粉碎细度达到成型的要求，燃料成型的密度、成型设备的有关模板、模孔、压辊等成型关键部件，在尽可能满足吨料加工能耗较少，加工关键设备使用寿命较长，加工的成型燃料性能具有较好的燃烧性能的要求下，应具有实用性、适应性和经济性。

3、生物质成型燃料加工技术与设备的国内外现状

成型燃料有颗粒状和棒状两大类。根据成型主要工艺特征的差别，国内外生产生物质压缩燃料的工艺大致可划分为湿压(冷压)成型、热压成型、碳化成型等3种。按成型加压的方法不同来区分，技术较为成熟、应用较多的成型燃料加工机有辊模挤压式(包括环模式和平模式)、活塞冲压式(包括机械式、液压式)、螺旋挤压式等三种机型，其中辊模挤压式成型机采用的是湿压(冷压)成型工艺，活塞冲压式、螺旋挤压式成型机都采用的是热压成型工艺。

国外开发工作始于20世纪40年代。1948年日本申报了利用木屑为原料采用螺旋挤压方法生产棒状成型燃料的第1个专利，60年代成立了成型燃料行业协会。70年代初，美国研究开发了环模挤压式颗粒成型机，并在国内形成大量生产。瑞士、瑞典、西欧等发达国家都先后开发研究了冲压式成型机、辊模挤压式颗粒成型机。其中已有120多年历史的世界著名饲料机械生产企业――德国卡尔公司(Kahl)生产的动辊式平模制粒机，不仅能生产中低密度的颗粒饲料，而且还能生产较优高密度的颗粒燃料，成品产量大、能耗低而且质量好，在欧洲和东南亚国家使用较为广泛。在最早开发螺旋挤压成型燃料生产技术的日本也有采用环模颗粒成型机加工木屑成型燃料的大型生产企业。如今，固化成型燃烧在日本、欧、美等地已经商品化，在丹麦的一座叫阿文多的发电厂，还利用木屑压缩颗粒来发电。1985年日本平均每户家庭消耗成型燃料达750kg。1985年美国生产成型燃料达200万t以上。

我国从20世纪80年代中期起开始了成型燃料的开发研究，一方面组织科技攻关，另一方面，引进国外先进机型。经消化、吸收，研制出各种类型的适合我国国情的生物质压缩成型机。用以生产棒状、块状或颗粒生物质成型燃料。全国现有生物质压缩成型厂35个。生物质成型燃料的种类按其密度分为中密度(800―1100Kg/m3)和高密度(1100―1400kg／m3)二种，前者适宜于家庭炉灶或小型锅炉用，也可满足自动炉排机械加料的大型锅炉用，后者更适于进一步加工成为炭化产品。

国内主要的几种成型燃料生产技术的现状分述如下：

1)螺旋挤压技术

螺旋挤压成型技术是目前生产生物质成型燃料最常采用的技术，尤其是以机制炭为最终产品的用户，大都选用螺旋挤压成型机。

1990年中国林科院林产化学工业研究所与江苏省东海粮食机械厂合作，完成了国家“七五”攻关项目――木质棒状(螺旋挤压)成型机的开发研究工作，并建立了1000t／年棒状成型燃料生产线；1 993年前后，中国大陆的一部分企业和省农村能源办公室从日本、中国台湾、比利时、美国引进了近20条生物质压缩成型生产线，基本上都采用螺旋挤压式，以锯木屑为原料，生产“炭化”燃料。棒状成型燃料的形状为直径50*10-3m2左右、长度450*10-3m2左右，横截面为圆形或六角形，每根重约1Kg，用于蒸发量≤1000kg／h工业锅炉或民用炉灶。

国内现已有包括陕西武功县轻工机械厂、河南省巩义合英实业公司等在内的近十家厂家生产此种类型的设备。

螺旋挤压成型机的优点是：

①成品密度高。以木屑、稻壳、麦草等为原料，国内生产的几种螺旋挤压成型机加工的成型棒料的密度都在1100～1400Kg／m3。

②成品质量好、热值高，更适合再加工成为炭化燃料。

螺旋挤压成型机的缺点是：

①产量低，目前国产设备的最高台时产量不到150Kg／h，距离规模化生产的产量要求相差较大。

②能耗高，粉料在螺旋挤压成型前先要经过电加温预热，挤压成型过程的吨料电耗就在90Kwh／t以上。

③易损件寿命短，国产设备主要工作部件――螺杆的最高寿命不超过500h，距离国际先进水平1000h以上还有不小的差距。

④原料要求苛刻。螺旋挤压成型机采用连续挤压，成型温度通常调整在220～280℃之间，为了避免成型过程中原料水分的快速汽化造成成型块的开裂和“放炮”现象发生，一般要将原料含水率控制在8～12％之间，所以对有的物料要进行预干燥处理，增加了加工成本。这一点，对于移动式的成型燃料加工系统来说也许是一个致命伤，因为与旋挤压成型工艺相衔接还需有配套的烘干机。

2)活塞冲压技术

这种设备的优点是成型密度较大，允许物料水分高达20％左右，但因为是油缸往复运动，间歇成型，生产 率不高，产品质量不太稳定，不适宜炭化。活塞式的成型模腔容易磨损，一般100h要修一次，有的含SO2少的生物质材料可维持300h。

另据报道，2003年，河南农业大学承担完成了科技部研究项目“秸秆压块成型燃料产业化生产的可行性研究”，开发了HPB―m2型液压驱动式秸秆成型机，采用活塞套筒双向挤压间歇成型。生产率：400kg／h；吨料成型电耗：60Kwh／t左右。

另外北京三升集团研发了机械传动、活塞挤压成型技术，在工业化生产中密度饲料块的同时，还生产高密度(>900Kg／m3)的燃料块。

3)辊模挤压技术

生物质颗粒燃料的辊模挤压成型技术是在颗粒粒饲料生产技术基础上发展起来的。二者的主要区别在于纤维性物料含量的多少和成型密度的高低。用辊模挤压式成型机生产颗粒成型燃料一般不需要外部加热，依靠物料挤压成型时所产生的摩擦热，即可使物料软化和黏合。对原料的含水率要求较宽。一般在10％～40％之间均能成型。其最佳水份成型条件为18％左右，相比于螺旋挤压和活塞；中压而言，辊模挤压成型法对物料的适应性最好。因此。国内一些生产秸秆颗粒饲料的企业在生产颗粒饲料的同时也生产颗粒燃料，以提高设备的利用率。

以国内知名饲料机械生产企业――江苏正昌集团为代表的我国饲料机械业界，目前在环模制粒机和平模制粒机的设计、制造方面，已积累了丰富的经验，某些方面已达到世界先进水平。在生物质颗粒成型燃料加工机械的研发方面也进行了多年的探索，并取得了可喜的成绩。

4)环模挤压成型技术

1994～1998年，江苏正昌集团公司联合中国林科院林产化学工业研究所承担了国家林业局下达的项目“林业剩余物制造颗粒成型燃料技术研究”。该项目以江苏正昌集团公司生产的KYW32型环模式饲料颗粒成型机为基本结构，研究成功了以木屑和刨花粉为主要原料的颗粒燃料成型机，台时产量在250Kg／h左右，产品规格：直径6*10-3m2，长度为8-15*10-3m2，颗粒密度>1000Kg／m3，其热值为4800kcal／Kg左右。产品质量达到日本“全国燃料协会”公布的颗粒成型燃料标准的特级或一级。但是由于当时在材料和加工工艺等方面的原因，主要易损件环模在面对粗纤维物料时，暴露出了使用寿命短的缺陷。使用成本高，成为环模式制粒机难以在生物质成型燃料领域大面积推广的重要原因。但是，该项目的开展，为我国今后在辊模挤压成型燃料技术的发展打下了良好的基础。

5)平模挤压成型技术。由于在平模制造工艺水平和主要加工物料对象方面与国外的差距等原因，以前国内在对平模式制粒机的研究方面不够深入，国内能生产的最大平模直径只有400*10-3m2。2000年，我所承担了农业部引进国际先进农业科学技术项目(简称“948”项目)――秸秆颗粒饲料加工技术与设备的引进，在引进国际上著名的德国卡尔公司(Kahl)的38-780型大型平模式制粒机的基础上，结合我国实际，又进行了多处技术改进和创新。2003年12月，该项目通过了农业部“948”项目办公室的验收。

与其他生物质成型颗粒(块)加工技术相比。大型平模式制粒机的优点在于：

①原料适应性广。平模式制粒机压制室空间较大，可采用大直径压辊，因而能将诸如秸秆、干甜菜根、稻壳、木屑等体积粗大、纤维较长的原料强行压碎后压制成粒，对原料的粉碎度要求降低了。另外，平模式制粒机在压缩纤维性物料时，原料水分在15～25％(最佳18％左右)都能被压缩成型。大多数情况下，不需要对原料进行干煤。

②产量大。经江苏省农机鉴定站检测，SZLP-780型平模制粒机在以100％苜蓿草粉为原料时，产量可达2100kg／h。在此后进行的以木屑为原料的制粒试验时，当成型颗粒密度在1100Kg／m3时，产量达到1500Kg／h，是国内现有成型颗粒燃料加工设备所达到的最大产量。

③吨料耗电低。一方面，平模式制粒机由于压制室空间大、压辊直径大的原因，能将粒度相当大的原料制成颗粒，因而能克服环模挤压制粒机和螺旋式挤压机在这方面的局限，这就减少了物料在粉碎工段的能耗；另一方面，与环模制粒机相比，平模模孔带面积比值高，出料孔多。而且出料颗粒密度和大小比较一致。

④辊模寿命长。由于工作原理的差异，平模式制粒机压辊的线速度比环模式的低，因而辊、模的磨损比较慢。而且，平模在一侧面工作面磨损后可翻过来使用另一侧面，可以提高使用寿命。

⑤成型密度可调。压辊和压模之间的工作间隙和压力可通过液压式中央螺母调节装置使压辊同步升降，操作简单省时。既可生产中低密度的颗粒饲料，也可生产较高密度的颗粒燃料，一机多用。

但总体来看，目前，我国的生物质固化成型装备在设备的实用性、系列化、规模化上还很不足，距国际先进水平还有不小的差距。这一问题以成型机最为突出，表现在生产率低、成型能耗高、主要工作部件寿命短、机器故障率多、费用高等方面。

4、生物质成型燃料加工技术与设备的发展趋势

进入二十一世纪以来，人们愈加感觉到石化能源渐趋枯竭，在对可持续发展、保护环境和循环经济的追求中，世界开始将目光聚焦到了可再生能源与材料， “生物质经济”已经浮出水面。以生物能源和化工产品生产为主的生物质产业正在兴起，引起了世界各国政府和科学家的关注。许多国家都制定了相应的计划，如日本的“阳光计划”，美国的“能源农场”，印度的“国家战略行动”等。2005年“可再生能源法”在我国正式颁布实施，所有这些。预示着各国在包括生物质成型燃料开发在内的生物质技术领域的竞争进入一个白热化时代。

虽说生物质产业是世界发展之大势和新兴的朝阳产业，但其当前成本与价格尚难与石油基产品竞争，这一点对于成型燃料来说，表现得尤其明显。因此，以降低储运成本和压缩成型成本为目的，寻求技术上的创新、突破，成为生物质成型燃料领域最大的命题。降低颗粒燃料的吨料能耗、降低设备的使用成本。也成为本“863”项目所追求的最大目标。

在生物质固化成型技术装备研究、开发方面，国内外的发展趋势是装备生产专业化、产品生产批量扩大化、生产装备系列化和标准化。尤其在国内应在设备实用性、系列化上下功夫。不断降低成本并提高技术水平，为21世纪大规模开发利用生物质能提供必要的技术储备。

5、生物质成型燃料加工技术与设备的先进性与性价比

生物质成型燃料加工技术与设备先进程度的高低必须与其性价比有机的结合起来综合考虑。单一讲究技术 和设备的先进性，不考虑技术的投入成本和市场的接受程度，不考虑技术和设备的性能与市场接受的价格合理之比，再先进的技术在市场上如得不到应用，也得不到用户的认可，这种技术起码可以说是不完全适用的技术。生物质成型燃料加工技术与装备的先进性主要体现在以下几方面：一是理想的吨料加工耗能量；二是适度的关键部件的使用寿命；三是良好的产品结构组成；四是合理的加工工艺路线等等。因此，在研究和设计生物质成型燃料加工技术和加工设备时，要在尽可能低的吨料耗能的前提下，使得产品的结构优化与合理，在产品得到较高的使用寿命的基础上，保证产品的价格尽可能适应市场的接受程度。使生物质成型燃料加工技术与装备的先进性与产品的性价比有机结合与统一，以利于推广应用。

二、生物质成型燃料加工装备技术方案技术特征

1、技术路线和技术方案

考虑到上述一些因素，我们在研究设计时充分借鉴利用现有技术成果，并在利用国产制粒机进行成型燃料加工试验的基础上，优化创新设计，采用新结构、新材料、新工艺，研发关键部件；其系统技术方案如下所述。

(1)技术方案分析

我们研究设计的技术方案及机组总体配置示意见以下附图：

本技术方案以秸秆等农林废弃物为原料，既可将多物料联合粉碎机、粉料输送组合装置、制粒机等有机集成组装在一台拖车上，形成一个可移动的颗粒燃料加工设备系统，又可将多物料联合粉碎机、粉料输送组合装置、制粒机等有机集成组装在一个固定场所进行加工。系统各部分的设计方案说明如下：

1)多物料一次粉碎机

适应的原料包括经自然风干的玉米秆、棉秆以及麦秆、稻草等，充分考虑到了移动式成型燃料加工系统对原料应具有广泛适应性的要求特点。采用搓揉装置和锤片粉碎、筛分装置的有机组合技术，对原料进行切段粉碎复合作业。粉碎后的粉料过筛后经风管直接输送到粉料暂贮箱中输送至制粒机中；人工只要把待粉碎的原料放到加料斗里即可，大大减轻了劳动强度，并改善了劳动条件。

2)粉料输送组合装置

秸秆类生物质经粉碎后，堆密度很低，输送过程中容易结拱，使送料受阻。本装置的作用是接受由粉碎机经风管输送来的粉料，通过简易脉冲装备向制粒机内连续不断地输送粉料。

该装置将采用料仓防结拱技术，有效地避免因纤维性物料流动性差，而导致喂料不均匀情况的发生。

3)颗粒燃料制粒机

这是本技术装备的核心和关键。根据移动式作业特点考虑上述的多种因素。采用平模制粒技术方案。实施时通过试验，进一步优化设计平模制粒成型模孔，调整颗粒燃料制粒工艺，减小功率，降低主轴转速，增加辊模压力，保证得到较高密度、质量稳定的成型燃料的。

在主要工作部件(同时也是主要易损件)压辊和模具的加工方面。充分利用国内辊模制造领域技术工艺和设备方面的优势，采用新材料和新工艺，进一步提高辊模耐磨性。

4)系统集成技术

上述3部分集成装在1台拖车上，可以灵活方便地在村镇间转移。成为一个流动的加工车间，适应了农村秸秆原料既分散、季节性又强的实际作业条件。同时，可以根据不同的用户要求，也可将上述3部分集成在固定的工作场所进行作业。

本技术方案在粉碎机喂料、粉料输送、成型颗粒筛分等环节充分考虑到了自动化的有机衔接，因此，整个系统的操作工人只要有3―5名即可。

如上所述，本方案全面考虑了农村的实际条件，从有效发挥机组加工效能、减轻人工劳动强度等方面着眼，优化了系统的设计。整个加工系统总功率80KW左右，处理能力500―1000Kg／h。是可以满足课题确定的指标要求。

(2)设备投资分析

本技术方案以枝条、秸秆等农林废弃物为原料，有机集成从原料筛分、粉碎到制粒成型的工艺，形成为一个整体可移动的加工设备系统，其中从粉碎到压缩成型所需的设备投资合计约为20万元。综合分析国内外现有成型燃料加工设备的生产率和设备投资情况，本项目制的成型燃料加工设备系统有较大竞争优势。

2、生物质成型燃料加工技术与装备技术特征

(1)技术特征

1)多物料一次粉碎技术。该技术针对不同来源、不同生物质原料，采用组合粉碎转子等结构，实现多种生物质原料一次粉碎，并达到制粒成型所需的细度要求。

2)物料流量自动调节技术。该技术就是主要是根据成型机加工成型燃料的产量要求，采用简易脉冲、负压输送等机构自动调节来自于粉碎机粉碎后的生物质原料的流量，在保证成型机不发生堵塞的情况下，使输送到成型机的物料流量达到最大。

3)颗粒燃料成型技术。该技术就是将由粉碎机输送来的生物质原料。通过平面辊压和平模将原料压制成颗粒成型燃料。动力通过减速传动机构带动主轴运转，不同直径模孔的平模可以根据需要进行更换，成型燃料加工过程可以通过检查视窗口直接观察并可通过打开视窗进行维护和修理，模辊间隙和压制压力实现自动调节，确保颗粒成型燃料的密度符合规定的要求。

4)既可移动又可固定场所连续生产机组集成技术。该技术就是根据用户需要将多物料一次粉碎机和颗粒燃料成型加工机有机的集成为连续生产机组。这种机组既可安装在固定场所，也可集成在平板机车上，所需加工动力既可适用于电力。也可适用于柴油机动力机等。

(2)主要技术指标

1)成型燃料加工机组

总功率：80KW左右；生产能力：500―1000Kg／h；

可方便地整体转移作业；

2)成型燃料加工成本

农林剩余物固化成型燃料成本低于煤的价格，吨料能耗≤70KWh／t；

3)成型燃料产品性能

密度≥1g／cm3；

水分≤12％。

进料流量可调。

三、生物质成型燃料加工装备的设计与研究

1、多物料一次粉碎机的设计

多物料一次粉碎机采用同轴搓揉旋切装置和锤片式粉碎、下置式筛分装置有机组合技术。电机动力通过皮带盘驱动转子高速旋转，使秸秆通过搓揉旋切装置，搓揉旋切成3～5厘米长，再进入锤片粉碎室，经受锤片撞击剪切而粉碎。另一方面，物料与物料之间、物料与锤片之间相互摩擦进一步破碎。小于筛孔的粉体被排出粉碎室。大于筛孔的原料则继续被锤片打击、粉碎、直至通过筛孔，从而达到粉碎的目的。其结构示意如下图所示。

本粉碎机主要由：转子、机座、上下壳体、操作料斗、传动装置等五大部分组成。考虑到使用与维护的需要，设计了方便安装更换筛片和锤片的简易拆卸机构。可以方便用户使用。

多物料一次粉碎机的主要设计技术参数为：转子直径：720m2m2，主轴转速：2700rpm2一3500rpm2，锤片数量：128片，配用功率：22kw，轴承型号：NSK SN520， 吸风量：3300m3/h，产量：500～1 000Kg／h，整机重量：1200Kg，外形尺寸(m2m2)：2975×1730×1140。筛片面积(m2m2)：1120×540。

2、颗粒燃料成型机的设计

根据技术方案，成型机采用平面辊压和平模的组合结构，而这种结构按执行部件的运动状态分，有动辊式、动模式、模辊双动式三种。由于后两种仅适用于小型平模燃料成型制粒机，较大机型一般用动辊式。因此本机即采用动辊式结构。按磨辊的形状分，又可以分为锥辊式和直辊式两种。考虑到加工的工艺性本机设计为直辊式。其工作原理如下图所示。

由图可以看出，电动机通过减速箱驱动主轴，主轴带动磨辊。磨辊绕主轴公转的同时也绕磨辊轴自转。加工颗粒时，生物质原料被送入平模机的喂料室。在分料器和刮板的共同作用下均匀地铺在平模上，主轴带动的压辊连续不断地滚过料层。将物料挤压进入模孔，物料在模孔中经历成型、保型等过程。具体过程为：供料区内的物料在重力作用下紧贴在平模上，当压辊向前滚动，物料进入变形压紧区。这时因受到挤压，原料粒子不断进入粒子间的空隙内，间隙中的空气被排出，粒子间的相互位置不断更新，粒子间所有较大的空隙逐渐都被能进入的粒子占据。随着压辊继续滚动，被压实的原料进入挤压成型区，模孔的锥孔部分和前半部分都属于挤压成型区，该区内，压力继续增加。粒子本身发生变形和塑性流动，在垂直于最大主应力的方向被延展。并继续充填周围较小的空隙，由于压辊和物料间的摩擦作用加剧而产生大量热量。导致原料中含有的木质素软化。粘合力增加，软化的木质素和生物质中固有的纤维素联合作用。使生物质逐渐成形，这时部分残余应力贮存于成型块内部，粒子结合牢固但不甚稳定。成型块在挤压作用下进入模孔的保型段，在该段不利于形状保持的残余应力被消除，颗粒被定型。一定时间后以圆柱状态被挤出，旋转的切刀将物料切断，形成颗粒。由扫料板将颗粒送出。

本燃料成型机主要由：电动机、传动箱、主轴、喂科室、压辊、平模、切刀、扫料板、出料口等九大部分组成。考虑到加工密度的调节和辊模间间隙的调整，设计有液压调节机构，一是保证加工过程中的加工压力的稳定。二是保证辊模问间隙的自动调节。同时考虑到安装与维修的方便性。在制粒室周围设计有观察与调节窗口。

颗粒燃料成型机设计的主要技术参数为：平模直径：520m2m2。压辊转速：56rpm2，压辊压强：100m2pa，配用功率：45Kw，整机重量：1 500Kg，外形尺寸(m2m2)：1530×840×2047，产量：500―1000Kg／h。颗粒直径：10m2m2一20m2m2，颗粒长度：30m2m2，颗粒产品密度：≥1g／m3。

3、生物质成型颗粒燃料加工装备的集成设计

生物质成型颗粒燃料加工装备的集成设计，就是将多物料一次粉碎机和颗粒燃料成型机，通过负压简易脉冲风网系统有机的连接起来，一方面要求加工系统在加工过程中确保生物质原料的输送均匀，防止堵塞与结拱，另一方面要保证加工系统在加工过程中不会对环境造成严重污染，同时尽可能少用人工作业，减少作业劳动强度和用工量。因此。系统的集成设计成两种方案，一是直接将集成系统安装在固定场所。二是将系统集成安装在可移动的平板车上。

4、生物质成型燃料加工装备有关重要技术参数的研究结论

(1)生物质原料压缩特性

粉碎后的生物质原料(秸秆)在压缩过程中。是在一定压力下，通过秸秆的塑性变形和其本身的木质素软化固化成型的。在压缩过程中可分为3个阶段：松软阶段、过渡阶段和压紧阶段。在压力较小时，成型密度随压力的增大显著增大，但达到压紧阶段后，变化缓慢，趋于常数。一般情况下，在压力为85m2Pa时，制粒的成型效果就较好，将压力控制在85―100m2Pa范围内就可以达到较理想的成型要求。同时通过试验，探索了生物质压缩力和压缩密度的关系。确定了压缩力、压缩密度、压缩量的关系。

(2)生物质原料的特性对成型的影响

生物质原料具有流动性差、相互牵连力较大的特性，是成型喂入和压缩的瓶颈。对于不同的原料、不同的含水率、不同的粒度，压缩特性有很大的差异，并对成型过程和产品质量有很大的影响。当原料水分过高时，加热过程中产生的蒸汽不能顺利地从燃料中心孔排出，造成表面开裂，严重时产生爆鸣。但含水率太低。成型也很困难，这是因为微量水分对木素的软化、塑化有促进作用。成型原料的含水率一般在16％左右。植物秸秆易压缩，在压力作用下变形较大，压缩比在9～12之间，木屑废料较难压缩，压缩比在5～9之间。粒度小的原料轻易成型，粒度大的较难压缩。试验与研究的结果表明，生物质的特性对于解释和说明物质的机械变化过程很有价值。

篇4

一、发展状况

(一)生物质发电产业初步形成

我区已建成生物发电项目8个，总装机容量23.2万千瓦，分布在赤峰、通辽、巴彦淖尔、鄂尔多斯、兴安盟等地。国能赤峰生物发电是我区第一家生物质发电项目，利用玉米秸秆直燃发电，每年消耗秸秆40多万吨，引进丹麦技术，建设2×12兆瓦发电机组。毛乌素生物质发电厂装机容量为2×15兆瓦，总投资3.2亿元，利用毛乌素沙漠灌木燃烧发电，每年消耗沙柳20万吨，年带动治理荒漠20万亩，奈曼旗林木生物质热电联产项目，是国家级林木质发电示范工程，建设规模50兆瓦的林木质发电，每年消耗100多万吨废弃林木，一期2×12兆瓦工程已完成。阿尔山2×12兆瓦林木质直燃热电联产项目，总投资3亿元，年消耗30万吨含水18％以下的木质燃料，发电进入兴安电网，同时为阿尔山供热。

(二)自主研发的生物燃料制取技术，探索出生物燃料非粮发展的路子

全区在建生物柴油项目6个，已建成5个，生产规模为年产90万吨，占全国产量近1／3。我区在建的生物乙醇项目有6个，大多采用玉米为原料。国家发改委2006年底发文不再批准玉米加工乙醇燃料项目，鼓励发展非粮生物燃料。我区率先在全国探索出一条发展前景广阔的路子。主要有两方面突破：一是化学合成生物柴油。包头金骄特种新材料(集团)有限公司完成的“非粮生物质化学法合成生物柴油项目”，海拉尔农垦集团采纳金骄集团化学合成生物柴油技术，赤峰邦驰生物柴油项目，通辽天宏生物柴油项目均已开工建没，有的已投产。二是以甜高梁秆为原料生产燃料乙醇。莫力达斡尔旗“无水燃料乙醇产业化示范项目”，以甜高粱茎秆为原料，建设规模为每年制取30万吨无水乙醇，已纳入国家甜高粱茎杆制取生物燃料乙醇示范工程，需每年种植甜高粱120万亩原料供应。一期年产10万吨工程基本完工，已种植甜高梁近5万亩，国家级甜高梁生物燃料乙醇原料产业基地正在我区形成。

(三)养殖场沼气发电工程项目示范效应显著

蒙牛澳亚示范牧场大型沼气发电综合利用工程，利用奶牛养殖场粪便污水等发电，年产沼气约400万立方米，沼气用于发电，年发电约800万千瓦时。减排二氧化碳2.5万吨。达拉特旗北疆三和牧场大型沼气发电综合利用工程，年产沼气约80万立方米，沼气用于发电，年发电约160万千瓦时，减排二氧化碳5000吨。这些现代化程度较高的沼气发电工程，当前在我国大型畜禽养殖场属前位，在我区乃至北方地区均有很好的示范效应。

面临的问题：

一是产业体系薄弱。我区生物质能发展势头良好，但运营成本高、资源分散、生产规模小，扶持生物质能的政策经济激励度弱，产业缺乏竞争力。

二是技术服务体系支撑不够，新技术、新成果企业转化能力较弱，小科技企业起步困难。

三是专业技术人才缺乏。生物质能设备使用和维护要求技术含量较高，生产过程中一旦出现问题和故障，必须请专业人员进行检修，企业熟悉和掌握生物质能技术的人才较少。人才培养满足不了产业发展的要求。

四是配套产业发展不协调。与传统能源相比，生物质能产业是典型的“小规模、大燃料”。原料分散在千家万户，秸秆体积大、重量轻、用量大，不适合长距离运输，原料收集、储存、运输、销售上下游配套产业发展不协调，导致管理难度大、成本高。

二、国内外生物质能发展状况及相关政策

在欧美等发达国家，生物质能技术已经成为重要的能源利用形式。年利用生物质能发电约5000万千瓦装机容量(主要集中在北欧、美国)，是仅次于水力的第二大再生能源工程。经过30多年的科研探索，生物燃料正成为欧美发达国家替代石油的唯一选择，已开始由玉米乙醇向非粮二代生物燃料过渡。2007年燃料乙醇、生物柴油约4500万吨，2020年前后将发展到2亿吨，约相当于现在世界石油生产量的5％，其替代规模是其它可再生能源不能比拟的。欧盟委员会提出：生物燃料是唯一可以大规模获得的替代运输燃料的能源。生物燃油对石油替代成为一种世界共识和趋势，已驶上快车道。欧洲等地建设了大量的沼气工程和户用沼气池，日本从沼气中提取氢气发电。

近年来，我国生物质能发展迅速。国家电网公司、五大发电集团等大企业纷纷参与生物质发电，民营和外资企业也表现出较大的投资热情。国家“十一五”末将建设生物质发电550万千瓦装机容量，2020年达到3000万千瓦。我国生物燃料乙醇装备技术已接近国际先进水平，成为继巴西、美国之后第三大生物燃料乙醇生产国和使用国，年产量达400万吨。国家已将生物柴油确定为新兴产业，年生产能力超过300万吨。沼气产业基本形成，已建设养殖场沼气工程3556处，年产沼气总量2.3亿立方米。

国家对发展生物质能非常重视，制定相关政策促其发展。2006年1月1日《中华人民共和国可再生能源法》正式实施。2006年9月30日，财政部、国家发改委等联合下发“关于发展生物能源财税扶持政策”。主要有：1，价格和成本补贴：生物质发电补贴0.25元，千瓦时，生物质发电电价优惠、上网电量全额收购和电力调度优先。燃料乙醇、生物柴油每吨成本补贴1600元。2，财税支持：生物质发电、生物柴油等增值税即征即退。国家环保专项资金重点补贴秸秆直燃发电。用甜高梁茎秆制取生物燃料乙醇可获得政府无偿资助和贷款贴息等专项资金重点扶持。

三、我区发展生物质能的比较优势

(一)生物质能资源储量居全国之首

1，森林采伐剩余物、灌木林资源储量大。国家确定“十一五”期间我区采伐限额为848.1万立方米，仅采伐剩余物可获得生物质原料约777.23万吨。全区灌木林总面积为654.33万公顷，灌木林总生物量2558.43万吨。按3年平茬抚育一次计算，年可利用量852万吨。2黠秆资源量大：据2007年数据，玉米、小麦、油料年产量1526.41万吨，测算出秸秆为1831.69万吨，主要分布在通辽、赤峰、兴安盟、巴彦淖尔市等粮食主产区，3，牲畜粪便资源全国第一：我区年度牲畜存栏达到1.10512亿头，牲畜年产粪便约1.17亿吨。4，原料资源种类面积全国第一：用于生产燃料乙醇、生物柴油的原料油菜籽、大豆、蓖麻、文冠果、甜高梁等，种类多，面积大。尤

其是生物燃料乙醇、生物柴油原料文冠果和甜高粱种植，面积全国第一。我区能源农业的原料产业规模开始形成。

(二)一批科研成果居国内领先水平，专利带动能源农业势头强劲

除生物质发电项目的技术设备主要依靠引进外，我区产生了一批生物质能专利技术成果，一项专利就可带动一个产业的快速发展，产业科技发展水平居全国前位。内蒙古农业大学研发“甜高粱秸秆周体生料发酵生产乙醇工艺及其优化”项目，获得秸秆乙醇中试产品，国家受理发明专利申请。现甜高粱种植基地已形成，为该项目产业化提供原料规模储备。中国科学院水生生物研究所研发的微藻制取生物柴油技术，已在我区荒漠试验成功，准备在我区荒漠区建设大规模可再生能源综合利用基地。内蒙古通华蓖麻化工有限责任公司于2006年研究开发出用癸二酸副产品一脂肪酸生产物柴油技术，经检测应用产品技术指标达到国家标准。

我区沼气工程的成套技术已成熟，生物厌氧发酵机理的研究、发酵工艺、产气率等单项技术和指标，已接近国际先进水平，促进了蒙牛、塞飞亚大型沼气工程的建设。结合农牧民冬季取暖和沼气池越冬困难的实际，开发太阳能畜棚暖圈沼气池和太阳能日光温室沼气池，形成在纯牧区、半农半牧区、农业种植区及农业养殖区的草原六结合、农牧六配套、田园五位一体、庭院一池四改、多池联体、三池一体六大农用沼气新模式，总体技术水平达到国内先进水平。2007年底全区沼气用户达14.65万户，大中型沼气工程16处，

生物质固体成形燃料专利技术正在产业化。巴彦淖尔征华机电液压研究所研发9度一20型秸秆压块机，获得国家发明专利，秸秆块代替煤炭，秸秆块发热量可达到4105千卡，公斤。库伦旗六家子林场用林业“三剩物”尝试加工成型燃料，用作林场供暖、炊事燃料。

(三)广阔荒地是潜在优势，农业能源原料可变成“绿色油田”

我区宜农荒地面积约有1500万亩，宜林荒山荒坡面积达到1.7亿亩，可种植甜高梁、文冠果、蓖麻和沙柳等能源作物。还有大面积不适宜农业植物的边际土地，可以大量种植能源树种，如盐碱地种植柽柳、沙地栽植能多次平茬利用的柠条、沙柳等灌木。荒漠地区土地广阔，适于大规模藻类养殖。微藻是生物柴油的重要原料。这些大量宜林、宜农荒地和荒漠、边际土地资源，我区独一无二，经过开发和改良，可以变成发展生物质能源的“绿色油田”。

四、思路与建议

(一)大力发展能源农业，使之成为促进农村牧区经济发展、农牧民脱贫致富的一把钥匙

据测算，装机容量为2.5万千瓦的生物质发电，产值近亿元，年消耗秸秆20万多吨，增加就业岗位1000多个，增加收入6000万元以上。1公顷甜高粱茎秆可转化燃料乙醇3―5吨，高者可达10吨。一亩藻塘可生产3吨生物柴油。年产5万吨生物柴油，按每吨柴油8000元测算，可实现产值4亿元。在生物质能产业的推动下，盐碱地、沙地、荒漠地等低质土地种植甜高梁、文冠果、养殖藻类，可产生不可估量的经济效益。传统的农业产业链将被延伸。原来废弃的农作物秸秆。经过收集、加工、运输等环节，形成新的产业链，不仅带动农村牧区生产模式转变，而且有效增加农牧民收入。因此，应充分发挥我区已形成的生物质能产业及科研成果优势，进一步扩大示范效应，采取政府扶持、企业投入、科研院所合作的方式，积极扶持生物质能企业在原料基地发展连锁项目。政府应把生物质能开发利用列入经济社会发展规划，以生物质能产业的发展，推进农村牧区的进步。

(二)以生物能源替代煤炭资源，促进可持续发展

农村牧区林区剩余废弃物是重要的可再生能源。我区秸秆年产生量折合1500万吨标准煤，动物粪便年产生量折合5755万吨标准煤，林业剩余物年利用量折合800万吨标准煤，灌木林年利用量折合1000吨标准煤。仅这几项折合标准煤已超亿吨，相当于鄂尔多斯煤炭年产量的1／2。发展生物质能产业，作为一个新兴产业经济增长点，对于调整以煤炭资源开发利用为主的重化产业结构，增强煤炭资源利用的可持续性，有着独特的重要作用，应引起高度重视。

(三)发展低碳经济，促进节能减排

低碳经济是以低能源、低污染、低排放为基础的经济模式，其核心是能源技术和产业模式的重大创新。我区是煤炭资源大区，二氧化硫排放总量的90％是由燃煤造成的。据测算，运营一台2.5万千瓦的生物质发电机组，与同类火电机组比较，每年可减少二氧化碳排放10万吨，产生8000吨灰粉，可作为高品质的钾肥直接还田，是一个变废为宝的良性循环过程。是发展低碳经济的有效模式。赤峰、通辽、兴安盟等以农为主的地区，应鼓励建设小型秸秆直接燃烧热电联产项目，解决当地秸秆大部分就地焚烧、环境污染严重、用电和集中供热等问题。呼伦贝尔、通辽灌木和林业采伐加工剩余物资源丰富，仅牙克石现有采伐加工制等物2027.2万吨，储量是全区所有林木的2倍以上，可建若干个小型灌林木质发电和热电联产项目。固体成型燃料是一种洁净的可再生能源，我区丰富的林木剩余物、沙生灌木等生物质资源，可以发展固体生物质燃料。生物质能可以带动能源林产业的发展，有助于防止土地沙化和水土流失，促进生态良性循环。

(四)把生物质能开发与区域发展战略结合起来

发展生物质能越来越显示出，它不仅是替代石油的唯一选择，也是解决贫困问题、缩小区域、城乡差别的重要战略举措。国家发改委将我区列为“十一五”生物质能源发展重点省区之一。应从国家战略出发，根据可持续发展的要求，调查研究全区生物质能资源整体情况，围绕产业经济性和目标市场，高起点编制开发利用战略规划。做到因地制宜，多能互补，统筹规划，协调发展。

(五)抓好示范项目。推进产业发展

我区已建成和再建的一些生物质能开发利用项目。要围绕项目建设，下大力气抓好示范作用以点带面，积极推进生物质能产业化进程。生物质能示范项目。不仅仅只是企业发展，要形成从原料供应、运输、加工、市场开拓和相关服务体系完整的产业链，涉及到政府多个部门和行业，要加强协作。共同推进。

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近年来，生物质固体成型燃料作为可再生能源的重要组成部分，越来越受到人们重视。生物质固体成型燃料是指在一定温度与压力作用下，将原来分散、没有一定形状的经干燥和粉碎的秸秆压制成具有一定形状、密度较大的成型颗粒。生物质固体成型燃料可作为农村居民生活用燃料，也可作为取暖燃料，还可以充当发电燃料，节目中主要以颗粒生产系统和压块生产系统为例，介绍生物质固体成型燃料的主要生产环节。

《青饲青贮玉米高产栽培技术》

青饲青贮玉米一般是指用青绿鲜嫩植株作饲料的玉米。在不同生育阶段收割青绿的玉米茎叶和果穗直接饲喂家畜：或在乳熟期至蜡熟期收获包括玉米果穗在内的整株玉米经切碎加工贮藏发酵，调制成青绿饲料：或在蜡熟期，先收获玉米果穗，然后再收获青绿茎叶的植株，调制成青贮饲料，饲喂牛羊为主的家畜。

本节目主要从品种选择、分期播种、加大播种量、增加密度、勤于肥水、掌握好收获时间等方面介绍青饲青贮玉米高产栽培技术。

《解读》

苗种是水产养殖生产第一物质基础。近年来，随着我国水产养殖生产的发展，水产养殖种类不断增加，水产苗种生产能力迅速扩大，产量不断提高，苗种对水产养殖业健康持续发展发挥的作用越来越重要。

为加强水产苗种管理工作，保护我国水产种质资源，提高苗种生产质量，农业部制定并修订了《水产苗种管理办法》。节目从种质资源保护和品种选育、生产经营管理、进出口管理等方面对《水产苗种管理办法》进行了解读。

《奶牛难产的原因及救治》

奶牛难产如处理不当，不仅会危及奶牛及胎儿的生命，且会引起奶牛生殖道疾病，影响以后的繁殖力，给奶农造成很大的经济损失。因此，积极防止及正确处理奶牛难产，对于养牛户来说是一项极为重要的工作。本节目详细介绍了奶牛难产的原因及救治技术。

《食用菌仿野生栽培技术》

本节目介绍的食用菌仿野生栽培是人工栽培和仿野生出菇管理相结合的栽培新模式。由于在出菇期间模仿其原来的生态环境进行管理，使人工栽培的菇产品具有野生菇的色泽和风味，并克服了传统袋栽后期缺水、补水的不足，如管理得好，产量更高。

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一、国内生物燃料产业发展现状及存在的主要制约因素

（一）国内生物燃料产业发展现状

1、燃料乙醇开始规模化应用

“十五”期间，我国在黑龙江、吉林、河南、安徽4省，分别依托吉林燃料乙醇有限责任公司、河南天冠集团、安徽丰原生化股份有限公司和黑龙江华润酒精有限公司四家企业建成了四个燃料乙醇生产试点项目进行定点生产，初步形成了现有国内燃料乙醇市场格局。到2007年，我国燃料乙醇产能达160万吨，四家定点企业产能达144万吨。值得注意的是，为不影响粮食安全并改善能源环境效益，我国已确定不扩大现有陈化粮玉米乙醇生产能力的政策，转向以木薯和甜高粱等非粮作物为原料生产燃料乙醇，并开始商业化生产。目前，广西木薯乙醇项目的生产能力超过20万吨，2008年全国燃料乙醇总产量达172万吨。此外，生物液体燃料也已开始在道路交通部门中初步得到规模化应用，我国燃料乙醇的消费量已占汽油消费量的20%左右，在黑龙江、吉林、辽宁、河南、安徽5省及湖北、河北、山东、江苏部分地区已基本实现车用乙醇汽油替代普通无铅汽油。

2、生物柴油步入快速发展轨道

自2002年经国务院批示，国家发改委开始推进生物柴油产业发展以来，生物柴油年产量由最初的1万吨发展到现在的近20万吨，总设计产能约200万吨/年，生物柴油被纳入《中华人民共和国可再生能源法》的管理范畴。2008年，为鼓励和规范生物柴油产业发展，防止重复建设和投资浪费，根据生物燃料产业发展总体思路和基本原则，结合国家有关政策要求及产业化工作部署与安排，国家发改委批准了中石油南充炼油化工总厂6万吨/年、中石化贵州分公司5万吨/年和中海油海南6万吨/年3个小油桐生物柴油产业化示范项目。截止目前，我国生物柴油产业已初步形成以海南正和生物能源公司、四川古杉油脂化工公司和福建卓越新能源发展公司等民营公司、外资公司以及中粮集团、航天科工集团和三大石油集团共同参与的格局。

（二）生物燃料产业发展需突破的主要制约因素

目前，我国生物燃料产业的快速发展还面临许到原料资源供应、产业发展的技术瓶颈、商业化应用市场和政策、市场环境不完善等制约因素。

1、原料资源供应严重不足

无论是燃料乙醇还是生物柴油都面临着“无米下锅”。

从燃料乙醇看，如果完全用玉米来生产，按照1∶3.3 比例计算，2020 年将达4950 万吨，加上其他工业消费对玉米需求的增长，未来我国玉米生产将难以满足燃料乙醇生产的工业化需求，而且随着陈化粮食逐步消耗殆尽和玉米价格的不断上涨，玉米燃料乙醇的发展可能威胁到我国粮食安全，因此完全使用玉米生产燃料乙醇在我国并不现实。

从生物柴油看，国内仅有的几个项目都是以地沟油、植物油脚等废弃油脂做原料，而全国一年的废弃油脂也只有600―700万吨，其中相当比例还要用于化工生产，每年可供生物柴油企业利用的废弃油脂不足50 万吨。按照1.2 吨废弃油脂生产1 吨生物柴油计算，40 多万吨废弃油脂能满足的产能只有30 多万吨。目前，我国很多企业处于部分停产或完全停产状态，行业发展陷入了困境。

2、产业发展中的技术、标准瓶颈制约

目前，我国生物质能产业发展尚处于起步阶段，产业发展中的生产技术、产品标准、生产设备等问题已成为阻碍生物燃料产业快速健康发展的重要问题之一。

从燃料乙醇的发展看，一方面，我国的自主研发能力还比较弱，缺乏具有自主知识产权的核心技术。目前国内以玉米、木薯等淀粉类为原料的生产技术已经进入商业化初期阶段，以甜高粱、甘蔗等糖质类为原料基础的燃料乙醇生产技术大多处于试验示范阶段，还需在优良品种选育、适应性种植、发酵菌种培育、关键工艺和配套设备优化、废渣废水回收利用等方面作进一步研究。而国外以淀粉、糖质类为原料的燃料乙醇生产技术已经十分成熟，并进入大规模商业化生产阶段。此外，我国的纤维素乙醇还处在试验阶段，技术还有待完善，尤其是如何降低纤维预处理和纤维酶的成本，高效率的发酵技术等方面，总体而言与国外发达国家相比差距较大。另一方面，国内还缺乏以不同生物质为原料的燃料乙醇相关产品和技术标准。尽管我国于2001年颁布了变性生物燃料乙醇（GB18350－2001）和车用乙醇汽油（GB18351－2001）两项强制性国家标准，在技术内容上等效采用了美国试验与材料协会标准（ASTM）；但上述标准主要是基于淀粉类原料而制定的，而制备燃料乙醇的原料种类较多且生产工艺也大不相同，在某些技术指标上也会有所差异，单一基于淀粉类原料制定的标准在一定程度上制约了我国燃料乙醇产业的快速发展。

从生物柴油的发展看，我国主要采用化学酯化法生产生物柴油，已形成较完备的技术体系和方法，但由于酯化过程要进行水洗、除渣、酯化、分离、蒸馏、洗涤、干燥、脱色等一系列过程，因此，转化率低，成本较高，而且产品质量难以保障。此外，虽然我国在2007年颁布了《柴油机燃料调和用生物柴油（BD100）国家标准》（GB/T20828－2007），但由于生物柴油的酸度、灰分、残炭均高于石油类柴油，常会以B5或B20等BX类生物柴油与石化柴油混用。而我国至今没有B5或B20标准，更没有对生物柴油企业的生产设计和运行进行技术规范，生物柴油质量难以保证，导致难以进入中石油、中石化的销售终端，大量生物柴油卖给企业用作烧锅炉等用途，极大地制约了我国生物柴油产业的快速健康发展。

3、生产成本过高，商业化应用缺乏市场前景

从燃料乙醇看，目前，除巴西以甘蔗为原料生产的燃料乙醇成本可以与汽油相竞争外，其他国家燃料乙醇的成本都比较高，而我国燃料乙醇由于受原料成本高、耗能大、转化率低等因素影响，燃料乙醇的生产成本更高；从生物柴油看，在原料价格高峰时，生物柴油的生产成本是每吨接近7000元，而售价是6000元左右。因此，不依靠政府补贴，大规模的商业化应用缺乏市场前景。

4、政策法规和市场环境尚需改进

虽然我国在2005年2月28日通过了《可再生能源法》，并于2007年8月出台了《可再生能源中长期发展规划》，但主要是以利用再生能源发电作为目标和重点的，缺乏对包括燃料乙醇、生物柴油等生物燃料开发利用的明确性规定。另外，在生物燃料产业发展方面缺乏利用税收减免、投资补贴、价格补贴、政府收购等市场经济杠杆和行政手段促进发展的政策性法规；而且，部分出台的优惠政策行业内企业很难享受。此外，我国生物燃料产业的市场化竞争和运作环境也有待进一步完善。

二、我国生物燃料产业发展的路线图

（一）发展目标

按照因地制宜、综合利用、清洁高效的原则，合理开发生物质资源，以产业发展带动技术创新，通过加强生物质的资源评价和规划，健全生物燃料产业的服务体系，包括完善科技支撑体系，加强标准化和人才培养体系建设，完善信息管理体系等途径促进生物燃料产业的发展，实现生物燃料产业发展从追赶型到领先型的转变。到2020年，燃料乙醇年利用量达1000万吨，生物柴油年利用量达200万吨，年替代化石燃料1亿吨标准煤。

（二）发展路线

近期（2011―2015年）：在燃料乙醇方面，应维持玉米乙醇、小麦乙醇的现有发展规模，继续提高玉米乙醇、小麦乙醇项目的生产效率；重点发展木薯乙醇、马铃薯乙醇等非粮淀粉类燃料乙醇；努力完善木薯乙醇、马铃薯乙醇等非粮燃料乙醇的生产工艺，提高生产经济性；进行甜高粱乙醇、甘蔗乙醇等糖类原料的直接发酵技术的示范；同时，加大纤维素遗传技术研发力度，争取在纤维素酶水解技术上有所突破；开展抗逆性能源植物的种植示范。在生物柴油方面，仍将维持以废弃油脂为主，以林木油果等为辅的原料供给结构；开展高产木本油料种植技术研究；开展先进酯化技术示范；制定生物柴油技术规范和B5或B20等BX类生物柴油与石化柴油混用的产品标准，并建立国家级的质量监测系统。

中期（2016―2020年）：在燃料乙醇方面，加大以甜高粱等糖类作物为原料的燃料乙醇的产业化利用，应用耐高温、高乙醇浓度、高渗透性微生物发酵技术，采用非相变分离乙醇技术；戊糖、己糖共发酵生产乙醇技术实现突破，纤维素乙醇进入生产领域；耐贫瘠能源作物在盐碱地、沙荒地大面积种植，提高淀粉作物中淀粉含量、糖作物中的糖含量技术成功，燃料乙醇在运输燃料中起到重要作用。在生物柴油方面，大力开发以黄连木、麻风树等木本油料植物果实作为生物柴油主要原料的生物柴油，高产、耐风沙、干旱的灌木与草类规模化种植技术取得突破；高压醇解、酶催化、固体催化等生物柴油技术广泛应用。

远期（2020年以后）：在燃料乙醇方面，燃料乙醇逐步替代汽油并探索利用更高热值产品（如丁醇等）；植物代谢技术取得突破，减少木质素含量提高纤维素含量，大规模生产木质纤维类生物质燃料乙醇的工业技术开发成功并实现产业化。在生物柴油方面，以黄连木、麻风树等木本油料植物果实作为生物柴油主要原料的生物柴油的生产工艺不断成熟且生产经济性不断提高，规模不断扩张；工程微藻法技术逐步完善并走向成熟且实现产业化。

三、促进我国生物燃料产业发展的保障措施

（一）统一思想，合理规划，有序推进

向全社会广泛宣传发展生物燃料产业的重要意义，切实提高对发展生物燃料产业重要性的认识，把生物燃料产业的发展提高到国家经济和社会发展的战略高度予以考虑。同时，要借鉴先发国家在生物燃料产业发展过程中的经验和教训，仔细分析生物燃料产业发展过程中可能会出现的问题。此外，各地区也要按照因地制宜、统筹兼顾、突出重点的原则，做好生物燃料产业发展的规划工作，根据生物质资源状况、技术特点、市场需求等条件，研究制定本地区生物燃料产业发展规划，提出切实可行的发展目标和要求，充分发挥好资源优势，实现生物质能的合理有序开发，走出一条具有中国特色的生物燃料产业发展路径。

（二）开展资源评价，发展能源作物

必须通过生物质资源的调查和评价工作，搞清各种生物质资源总量、用途及其分布，为发展生物燃料产业奠定良好基础。一是开展调查研究，做好资源评价。二是在生物质资源普查与科学评价基础上，制定切实可行的能源作物发展规划，以确定在什么地方具有大规模种植何类能源作物的条件。在不毁坏林地、植被和湿地，不与粮争地，不与民争粮的原则下，调整种植业比例，优化种植结构，根据主要能源作物品种的性能、适宜的边际性土地等资源数量、区域分布现状，科学制订能源作物的种植规划。在种植基础好、资源潜力大的地区，规划建设一批能源作物种植基地，为生物燃料示范建设和规模化发展提供可靠的原料供应基础。

（三）加大生物燃料产业前沿技术研究和产业化示范工作

必须要坚持点面结合、整体推进的原则，将近、中远期目标相结合，并结合我国生物质资源特点，加大对生物燃料产业前沿技术和技术产业化研究的支持力度。一是制定生物燃料产业发展的技术路线图，通过政府、企业和研究机构的共同工作，提出中长期需要的技术发展战略，有利于帮助企业或研发机构识别、选择和开发正确的技术，并帮助引导投资和配置资源。二是加强生物燃料产业技术的试点和产业化示范工作，设立生物燃料产业研究发展专项资金，增加研究开发投入，加大生物燃料产业技术的研发力度，加快推进生物燃料产业技术的科技进步与产业化发展。三是重视生物燃料产业技术和产品的标准体系建设，制定生物燃料产业技术和产品标准，发挥标准的技术基础、技术准则、技术指南和技术保障作用，并建立国家级的质量监测系统加强市场监督工作，促进生物燃料产业的健康发展。

（四）加强财政、税收和金融政策的引导和扶持

一是可以给予适当的财政投资或补贴，包括建立风险基金制度实施弹性亏损补贴、对原料基地给予补助、具有重大意义的技术产业化示范补助和加大面对生产生物燃料产品企业的政府采购等措施，以保证投资主体合理的经济利益，使投资主体具有发展生物燃料项目的动力。二是加大对投资生物燃料项目的税收优惠，包括对投资生物燃料项目的企业实行投资抵免和再投资退税政策，对生产生物燃料产品的企业固定资产允许加速折旧，对科研单位和企业研制开发出的生物燃料新技术、新成果及新产品的转让销售在一定时期可以给予减免营业税和所得税等措施，以鼓励和引导更多的企业重视、参与生物燃料产业发展。三是积极引导金融资本投向生物燃料产业，包括对生物燃料龙头企业实施贷款贴息，支持有条件的生物燃料企业发行企业债券和可转换债券，支持符合条件的生物燃料企业以现有资产做抵押到境外融资以获得国际商业贷款和银团贷款，鼓励和引导创业投资增加对生物燃料企业的投资等措施，鼓励以社会资本为主体按市场化运作方式建立面向生物燃料产业的融资担保机构，以降低生物燃料企业的融资成本，扩充和疏通生物燃料企业的融资渠道。

（五）加强部门间合作，建立产业服务配套体系，完善市场体系建设

一是建设和完善服务保障体系。整合资源，建立和完善产业服务配套体系，针对生物质资源分布广、收集运输难等问题，建立生物质资源收集配送等产业服务体系；积极引导农民发展能源作物种植、农作物秸秆收集与预处理等专业合作组织，建立生物质原料生产与物流体系；尽快建立完善生物燃料产业技术的推广服务体系、行业质量标准和产品检测中心等配套服务体系，加强生物燃料产业技术、管理人才队伍的建设。二是必须尽快开发具有自主知识产权的生物燃料产业的国产设备，重点开发有利于生物燃料产业发展的装备设计与制造技术，包括大型专用成套设备和成熟的生产工艺路线。三是完善市场体系建设。要通过市场带动，积极发展上下游企业和相关配套产业，整合资源，优化结构，建立完善的市场体系。

篇7

“目前约有7成的生物质设施处于亏损状态。还有不少业务已中止或陷入低潮”，在2011年2月日本总务省行政评价局整理汇总的“生物质利用相关政策评价书”中，出现了许多严厉的指摘。

综合战略的具体内容是，在6年时间内，投入约1200亿日元的预算资金，在286个地区制定生物质城市构想，推进生物质利用业务。从评价书可以清楚看出，生物质利用业务的连续性方面存在许多困难。

另一方面，作为大有发展前景的可再生能源，生物质受到了极大的期待。据日本政府预测，到2020年，生物质发电及热利用加在一起将超过太阳能发电，成为仅次于水力的第二大可再生能源。也可以说是默默无闻的可再生能源的“最佳选择”。注：表格中的“其他”指的是长期能源供求预测分类中的太阳热利用、废弃物热利用、黑液及废料等的总和。

(来源：长期能源需求预测、中长期发展规划)

向韩国出口木质颗粒

在总务省作出评价之前，日本就已经出现强化对策的动向。

2009年，日本通过议员立法制定了生物质利用推进基本法。2010年12月，内阁会议通过了“生物质利用推进基本计划”。原来的“综合战略”并没有规定要在事后对地方政府的活动进行验证，作为改进，基本计划将通过业务跟踪、以及积极提供成功事例的信息等，力争取得切实成果。另外，还：肾加强对森林废弃木材的有效利用。

生物质的种类很多，有些生物质目前已经被加以利用。过去，污水污泥及家畜排泄物就一直被用做堆肥。另外，在木质生物质方面，造纸公司的木屑残留物(黑液)也一直被燃烧、用做热源等。

近几年，对建筑工地及木材加工厂废木料的活用正日益增多。先把废木料粉碎，使之成为木屑，然后使用锅炉燃烧发电。对此起到推动作用的。是2003年颁布的RPS法(新能源等电气利用法)。根据这部法律的规定，电力公司开始积极收购利用生物质所发的电。另外，通过2002年颁布的建筑再利用法，建筑废料的分类回收取得了一定进展，建筑废料的收集也变得更加容易。目前，城市周边地区的生物质发电业务正日益增多，建筑废料也成了抢手的发电燃料。

大型集成材企业日本铭建工业公司1998年就开始利用木材加工废料进行发电，是生物质利用领域的先锋企业。为了提高废木料的价值，该公司2005年新成立了木粒工厂。将废木料固化成型，制成蜡笔状，用做火炉及锅炉的燃料。与废木料相比，较易调节热量，价值较高。2009年度的产量为112万吨。目前正在面向积极普及颗粒锅炉的岩手县和青森县等进行销售。

该公司2010年开始向韩国出口，开拓韩国市场。在满负荷运转的情况下，力争使年销量达到17万吨。韩国从政策上推动生物质的利用，提出了2020年利用500万吨的目标。制定了颗粒标准，规定必须明确标明质量等级。铭建工业生产的木粒获得了最高等级1级。由于是由木材加TT序的废木料制成，因此制造成本也相对较低。生物质燃料可销往海外的时代已经来临。

大型电力企业进口木屑

反之，日本关西电力公司和中部电力公司等已开始进口木屑。煤炭火力发电领域每年要混烧几万到30万吨木屑。这是为了确保RPS法所要求的可再生能源发电的电力。由于在日本国内无法获得稳定充足的木屑供应，因此不得不依赖进口。

在日本国内石油行业已开始销售的生物汽油中，混合了来自生物质的乙醇。大多采购于巴西。质优价廉的生物质燃料在全球市场上越来越抢手。

篇8

生物质热解液化制取液体燃料

成果介绍及技术指标：生物质主要指秸秆、谷壳、速生林和林业加工废弃物等，据估计我国资源总量不低于10亿吨/年，其中各类秸秆和谷壳的年产量不低于7亿吨，约合2～3亿吨石油当量。生物质能源的特点是可再生和与环境友好，它除了直接使用之外，还可以采用热降解和生物降解的措施转化为液体燃料。

生物质热解液化是在完全缺氧或有限供氧的情况下使生物质受热主要降解为液体产物生物油的一种技术。影响生物质热解液化四个主要参数分别是加热速率、反应温度、气相滞留时间和冷凝收集。

该项目采用快速流化的方式使生物质与热载体在反应器内实现良好的热量交换，并通过特殊的结构设计和自制的催化剂，使生物质能够高效洁净地转化为生物油，生物油产率按质量计算最高可达70%。

该生物油呈棕褐色，是含氧量很高的复杂有机混合物，其有机物种类有数百种之多，从属于数个化学类别，几乎包括了所有种类的含氧有机物诸如：醚、酯、醛、酮、酚、有机酸、醇等。不同生物质制取的生物油在主要成分的含量上大都比较相近，因而可以容易地混合在一起。生物油的密度比水大，约为1.2×103kg/m3。生物油的粘性与热值与其含水率的高低有很大关系，当含水率为25%时，其动力粘性系数和高位热值分别约为60cP和18MJ/kg。

生物质气气化合成二甲醚液体燃料

项目简介：在固定床或循环流化床中将生物质气化，变成H2、 CO、 CO2等组分，然后经过气体净化，在重整反应器中和沼气一起在催化剂的作用下进行重整来调整H2、 CO的比例，同时降低二氧化碳的比例，使之适合于合成二甲醚。然后气体经过压缩进入二甲醚反应器。在催化剂的作用下合成二甲醚。该套技术已经申请了国家发明专利。

二甲醚（简称DME,CH3OCH3）是一种清洁的燃料与化工产品，有很大的市场。液化二甲醚可以完全替代液化石油气（LPG），与LPG相比具有无毒无臭、不易爆炸、热效率高、燃烧彻底、无污染等特点，因此，DME作为LPG的替代品在中国特别是农村有巨大的潜在市场。作为清洁燃料DME可以替代柴油用作发动机燃料，十六烷值达55，与柴油热效率相同，DME不会产生黑烟和固体颗粒，NOx排出量大大减少，是很有前途的绿色环保型发动机燃料。

该项目采用的以生物质废弃物（包括木粉、秸秆、谷壳等）作为原料，通过催化裂解造气作为气头的新工艺，目前还未见报道。DME的合成也采用先进的一步法合成工艺，该方法作为应用基础研究最近几年才在国际上展开。广州能源研究所在世界上首先实现了在小型装置上由生物质一步法合成绿色燃料二甲醚的连续运行。将该技术进行产业化推广可以解决缓解广东省液化气日益紧张的形势。

生物柴油

技术(产品)用途介绍：生物柴油，又称燃料甲酯，是由甲醇或乙醇等醇类物质与天然植物油或动物脂肪中主要成分甘油三酸酯发生酯交换反应，利用甲氧基取代长链脂肪酸上的甘油基，将甘油基断裂为三个长链脂肪酸甲酯，从而减短碳链长度，降低油料的粘度，改善油料的流动性和汽化性能，达到作为燃料使用的要求。生物柴油的主要成分是软脂酸、硬脂酸、油酸、亚油酸等长链饱和与不饱和脂及酸同甲醇或乙醇所形成的酯类化合物。由于可再生，无污染，因此生物柴油是典型“绿色能源”。其性能与0#柴油相近，可以替代0#柴油，用于各种型号的拖拉机、内河船及车用柴油机。其热值约1万大卡/Kg，能以任意比例与0#柴油混合，且无需对现有柴油机进行改动。

目前，生物柴油的主要加工方法为化学法，即采用植物油（或动物油）与甲醇或乙醇在酸、碱性催化剂作用下酯交换，生成相应的脂肪酸甲酯或乙酯燃料油。但化学法合成生物柴油有以下缺点：

（1）工艺复杂，醇必须过量8倍以上，后续必须有相应的醇回收装置，能耗高；

（2）色泽深，由于脂肪中不饱和脂肪酸在高温下，容易变质；酯化产物难于回收，成本高；

（3）生成过程有废碱液排放；

（4）不能处理废油脂,因为废油脂含有大量的游离脂肪酸，容易和催化剂碱形成皂角，很难分离皂角。

为解决上述问题，人们开始研究用生物酶法合成生物柴油，即动植物油脂和低碳醇通过脂肪酶进行转酯化反应，制备相应的脂肪酸甲酯及乙酯。酶法合成生物柴油具有条件温和、醇用量小，无污染物排放等优点。目前酶法主要问题：

（1）脂肪酶成本较高，酶使用寿命短；

（2）副产物甘油和水难于回收，不但形成产物抑制，而且甘油对固定化酶有毒性，使固定化酶使用寿命短。

生物质制取液体燃料技术

技术简介:生物质是一种CO2零排放的可再生能源。传统的生物质利用方式不仅低效而且排放的未完全燃烧碳氢化合物有害健康，例如秸秆就地焚烧严重污染环境。开发高效清洁的生物质利用技术至关迫切。生物质的特点为能量密度低、挥发分含量高、氧含量高。从生物质制备液体燃料可缓解中国日趋紧张的汽车油料。由于组成生物质的纤维素、半纤维素和木质素转化特性不同，单纯的生化或热转化工艺均难以高效利用生物质。将这两种方法结合在一起的工艺可望得到良好效果。根据生物质的组成和成分特点，利用分级转化原理，我所已开发出生物质生化－热转化综合工艺。

生物质生化－热转化综合工艺思路为：秸秆经过汽爆先得到木糖，汽爆残余再经固体发酵转化为乙醇，发酵残渣在循环流化床中快速热解制取生物油，半焦燃烧供热。本课题组与本所生化国家重点实验室合作，利用快速热解从生物质发酵渣获得生物质热解油品。由于生物质发酵过程中脱掉了大量的成灰元素，生物油的产率明显提高。本项目利用小试装置和5kg/h循环流化床快速热解反应器，进行了不同生物质、发酵渣、脱灰生物质的快速热解制备生物油的试验；利用TG-FTIR进行灰分对热解动力学影响的实验。

该项目研究了生物质种类、成灰元素对生物油产率、性能的影响；研究了循环流化床热解生物质的流体动力学；利用能量最小和多尺度模型研究了生物质热解反应器的流动结构；在5kg/h 规模的循环流化床中进行了生物质快速热解实验。结果表明，生物热解油的产率随灰分减少而增加；利用生物质综合处理工艺可大幅度提高生物油产率，产率达65%左右。

未来应用领域的初步预测：

生物质热解油可与化石柴油混合作燃料油；生物质热解油可和氨反应生产缓释肥料；生物质热解油可和石灰反应生成生物石灰，用于脱硫脱硝；生物质热解油可和醇反应生产燃料助剂或风味化学品；此外，生物质热解油可制成粘结剂，可制氢和气化生成合成气。

生物质能高效利用

项目研究内容介绍：中国科学院百人计划项目。从生物质制备清洁燃料为目标，从生物质的组成与结构分析到研究生物质制备清洁燃料的工艺和催化剂，进行生物质能高效利用的应用基础研究，为进一步开发提供理论指导。

具体包括以下几个方面：1．生物质组成与结构的研究；2．生物质制差工艺与催化剂的研究与开发；3．生物质组分分离方法研究；4．生物质直接液化工艺及产物分离方法的研究；5．生物质间接液化制甲醇、二甲醛及燃类的工艺与催化剂研究；6．以上过程涉及性的反应工程分离过程的研究。

生物质制取液体燃料技术

研究内容:生物质是一种CO2零排放的可再生能源。传统的生物质利用方式不仅低效而且排放的未完全燃烧碳氢化合物有害健康，例如秸秆就地焚烧严重污染环境。开发高效清洁的生物质利用技术至关迫切。生物质的特点为能量密度低、挥发分含量高、氧含量高。从生物质制备液体燃料可缓解中国日趋紧张的汽车油料。由于组成生物质的纤维素、半纤维素和木质素转化特性不同，单纯的生化或热转化工艺均难以高效利用生物质。将这两种方法结合在一起的工艺可望得到良好效果。根据生物质的组成和成分特点，利用分级转化原理，我所已开发出生物质生化－热转化综合工艺。

生物质生化－热转化综合工艺思路为：秸秆经过汽爆先得到木糖，汽爆残余再经固体发酵转化为乙醇，发酵残渣在循环流化床中快速热解制取生物油，半焦燃烧供热。本课题组与本所生化国家重点实验室合作，利用快速热解从生物质发酵渣获得生物质热解油品。由于生物质发酵过程中脱掉了大量的成灰元素，生物油的产率明显提高。本项目利用小试装置和5kg/h循环流化床快速热解反应器，进行了不同生物质、发酵渣、脱灰生物质的快速热解制备生物油的试验；利用TG-FTIR进行灰分对热解动力学影响的实验。

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太阳能风能光能助阵奥体中心做节能文章

据介绍，济南奥体中心“一场三馆”采用独具特色的东荷西柳造型，“柳叶、荷花”的建筑理念在让奥体中心美观独特的同时，也形成独具特色的外遮阳系统，遮阳系数约为0.4―0.7，不仅能够大大减少空调能耗，还可防止眩光的产生。

此外，充分应用自然采光也是奥体中心节能的主要方式之一。通过围护结构控制进入内部光线的强度，达到理想的照明效果，并有效防止眩光。在各场馆立面、屋顶设置了大量采光窗，并根据地势设置了大量通风采光天井，尽量增大自然采光的面积。

游泳馆的淋浴用水由太阳能热水系统供应，在屋顶设有约670平方米的承压式热管太阳能集热器，通过高位冷、热水箱保证热水的稳定供给。太阳能光电技术也融入景观设计中。路灯、景观照明的庭院灯、草坪灯利用太阳能光伏发电技术提供电源，安全、环保，节省电力资源。

与此同时，节能专家建议采用CFD（流体力学分支）的数值分析，确定合理的通风口位置及开口大小，有利于形成较好的自然通风效果。在天气适宜的时候，利用自然通风把场馆内的热负荷带走，从而提高室内舒适度，有效减少能源消耗。

过渡季节奥体中心可尽量利用新风，进行全新风运行，减少空调的运行。冬季内区的消除余热，可采用室外免费能源――新风，减少能源的浪费。

分层空调置换通风大空间冷热两重天

奥体中心内“一场三馆”承担多项室内比赛任务，如篮球、游泳等。如何让这些大空间室内场馆既温度适宜，又不会过于消耗能源，专家也提出了针对性方案。

所有空调设备采用中央自动控制技术，根据设定的温度控制、湿度控制、压差控制、流量控制来使设备达到最佳的匹配运行效果，使设备在最高效区域运行，以利于能源的综合利用，最大化地实现节能。

水蓄冷技术也在考虑之中，采用水蓄冷的集中能源中心方式，可在用电低谷期利用水作为介质制冷储存能量，然后在用电高峰期释放能量，缓解用电紧张，提高能源利用效率，充分利用峰谷电价，节省运行费用。经测算，水蓄冷运行费比常规制冷可节约203.45万元／年。

在大空间的节能上，专家也有高招，采用分层空调和置换通风，尽量减少无效空间区域的能量消耗，只满足有效区域的舒适度。

譬如，专家通过CFD方法对大空间的空调气流组织进行了分析，游泳馆空调比赛区空间温度可以被控制在28℃到29℃之间。室内的温度分层非常明显，屋顶最高点温度达到40℃以上，“冷热两重天”。

三种方式取暖首选集中供暖

济南奥体中心在设计时，就考虑到了建筑的节能。由于冬天有很多比赛，奥体中心用集中供暖、太阳能和地热三种方式来取暖。其中，集中供暖将是最主要的取暖方式。

根据计划，济南市将在燕山新区A地块，建设奥体中心的配套服务中心，来为整个奥体中心服务。这里将安装大型的采暖设备，该设备将接收市区供来的蒸汽，转换成热水，集中送到济南奥体中心各场馆内。各场馆也将全部采用地板供热，暖气设备都安装在地板下面，这种取暖方式不仅节能，而且节约建筑空间，节省采暖成本。

为了节能，济南奥体中心“一场三馆”的供暖都是单独控制的，用时打开阀门，不用时就可关掉。目前，济南市正在对奥体中心地板供热系统进行招标，待确定施工单位后，就可随着内外装饰进行全面施工。

在体育馆、游泳馆内，还安装了太阳能，这些太阳能可直接转换成热量，供给两大场馆，游泳馆的部分热水也可以用太阳能来转换。在体育场内还设计了地热取暖，这种方式造价比较高，主要是用来保证草皮的生长。

新型能源布满奥运场馆

据悉,奥运工程采用新型能源项目共有34项,先进热回收空调技术13项,先进能源利用技术22项。奥运工程采用新型清洁能源利用项目共69项,包括光电、光热、各种地热能、污水热能,风能等可再生能源的利用。

网球中心、北京大学体育馆等9项工程均采用了地热、地源或水源热泵系统。仅在奥运村,热泵技术的应用就将比普通中央空调节约电能15％至20％,每年节电34万度；国家体育场、五棵松篮球馆、奥林匹克森林公园中心区等7个工程采用了太阳能光伏发电技术；北京射击馆、老山自行车馆、奥运村和媒体村等10个工程采用了太阳能光热技术。

北京是水资源严重紧缺的城市。充分利用中水(污水经处理后获取的非饮用水)、高水平处理污水、尽量收集雨水……北京市在场馆建设中通过一系列工程措施和技术手段节约水资源。北京市"2008"工程建设指挥部负责人介绍,所有奥运场馆都采用了中水利用技术,国家游泳中心、奥运村、奥林匹克森林公园等5项工程建设了高水平的污水处理系统,国家体育场、丰台垒球场、国家会议中心等15项新建工程建设了高水平的雨洪利用系统,将充分利用雨洪水资源回灌和涵养地下水。

奥运村太阳能热水系统在奥运会期间可以为16800名运动员提供洗浴热水,奥运会后,将供应全区1868户6000名居民的生活热水需求,年节电达到1000万度、节煤2400吨。

奥运工程采用的61项先进空气处理技术,涵盖了热回收空调、自然通风、室内空气节能处理与净化等；绿色节能照明技术48项、节能建筑维护结构38项。这些都将在一定程度上节约能源,体现了"绿色奥运"的理念。

清洁能源包括地热能、风能、太阳能、生物质能、水能、海洋能等多种能源,北京市目前主要利用的是太阳能和地热能。其中地热能更是以其具有清洁环保、高效节能、可再生、技术成熟等优点,成为了北京2008年奥运会大力发展能源之一。在北京市出台的一系列规划、计划、发展纲要和补贴政策中,均重点提出了大力发展地热能,根据《北京奥运行动规划》提出的目标和任务,为实现"绿色奥运"的理念,提高城市可持续发展能力,北京市政府制订的《生态环境保护专项规划》中提出:要大力发展可再生能源,开发地热资源,2007年全市地热、地温供暖制冷面积达到500万平方米。《北京城市总体规划(2004年~2020年)》中第124条提出:因地制宜地发展新能源和可再生能源；积极发展新能源,推广热泵技术,推进浅层地热、风力发电、太阳能发电等能源新技术产业化进程；鼓励利用垃圾、污泥进行发电和制气。

北京08年奥运会将用上风电绿色能源

截止2007年年底，张家口市风电装机容量将新增20万千瓦。张家口市风电总装机容量达到42万千瓦，成为全国最大风力发电市，为北京奥运会提供充足的绿色能源。

张家口市位于华北平原与内蒙古高原之间，常年劲风不断，是全国少有的风能集中区，具有建设700至800万千瓦的风电场资源，坝上可建2至3个百万千瓦的风电场。在当地人印象里，坝上的风一直是一大公害。如今，张家口市变劣势为发展优势，紧紧抓住北京办绿色奥运的时机，把开发风电资源作为建设北方能源基地和增强县域经济实力的重要举措，科学充分利用风力资源，大力开发绿色清洁能源。

据悉，全国各地的客商也看到了风电的发展前景，纷纷抢滩“风电”资源项目，目前，北京、天津、河北、山东、湖北等19家客商累计签约的风电项目总装机容量达1200多万千瓦，占全国2020远景规划的60％多。到2010年，张家口市将累计投资180亿元，新增风电装机容量200万千瓦。这些项目建成后，不仅将大大缓解华北地区用电紧张的局面，而且将为北京输送大量绿色能源。

我国研制出系列燃料电池车服务08北京奥运会

在科技部的支持下，我国燃料电池车取得长足进展，已研制出具有自主知识产权的燃料电池大客车、小轿车、自行车和助力车等。

据中国可再生能源学会氢能专业委员会主任委员毛宗强教授介绍，我国最新的燃料电池大客车造价已经下降到300万元人民币，不到国外同类产品价格的五分之一，初具竞争力；我国自行研制的“超越3号”氢燃料电池小轿车，去年在巴黎举行的“清洁能源汽车挑战赛”中，取得了4“A”、1“B”的优异成绩，并完成了120公里的拉力赛；2008年北京奥运会期间，我国自制的燃料电池汽车将参与服务运营。

大力发展氢能燃料电池汽车是我国汽车工业不可多得的机遇。目前，国际汽车界投入氢燃料汽车的资金已超过100亿美元。

太阳能技术为青岛奥帆中心供能

青岛奥林匹克帆船中心根据青岛地区的光源、光辐射特点，结合帆船中心建筑特点和建筑使用功能要求，充分考虑太阳能与建筑的完美结合，将国际上先进高效的太阳能技术与区域市政热力管相结合，将板式集热器分别与弧形屋面、平面屋顶相结合，运用可靠的控制系统，在后勤保障中心和运动员中心设计应用了两套太阳能系统。

后勤保障中心建筑面积5800平方米，采用太阳能吸收式空调系统，使用集热器面积638平方米，成功实现了夏季制冷、冬季采暖和全年提供生活热水，系统预计每年可节电47.3万度。运动员中心建筑面积16613平方米，使用集热器面积666平米，利用太阳能为其所拥有的300平方米游泳池和洗浴提供热水。预计节电每年44万度。同时，由于集热器为后勤保障中心屋顶提供了阴凉，也减少对制冷量的需求。两套太阳能系统建设投资约1100万元，一年节电约90万度，按每度电0.78元计，一年可节省70万元，十五年即可收回投资。这在全国也属于领先位置。

太阳能景观灯和风能路灯是奥帆中心的又一大景观。这里共安装了168盏太阳能灯和41盏风能路灯，不仅绿色环保，到了夜间更是青岛海岸线上一道耀眼的风景。在风能资源丰富、独特的主防波堤建设安装了41盏风能灯，每盏灯14000元，总投资57400元，每盏可供55瓦钠灯每天照明8小时，每年节电6570度。以上项目建设完成后，在取得显著的节能效益的同时，还具有良好的环保效益。有趣的是，按照设计，风速达到每秒3米时，风能路灯顶部的风车就会转起来，而开展帆船比赛的风速下限也是每秒3米，当风车转起来的时候，观众就知道可以进行比赛了。

生物质废弃物催化气化制取富氢燃料气

近年来，关于生物质废弃物的热化学处理已引起了越来越广泛的注意。氢气是生物质热化学处理中得到的高品位的洁净能源。由于氢在燃料电池及作为运输燃料在内燃机中的广泛应用，从生物质气化中制取氢气已引起了很多国家的研究兴趣.在生物质气化制氢过程中，低温下焦油的生成是影响燃气质量和氢含量的一个重要因素，因此高温、水蒸气气化以及加催化剂等气化工艺是改善燃气质量的有效措施.生物质气化技术在国内外已得到了相当广泛的研究，而对生物质气化过程中使用催化剂的研究还比较少.在生物质气化过程中使用催化剂，可以有效改善气体品质，促进焦油裂解，本文就目前生物质催化气化在国内外的研究情况作一些讨论。

1. 生物质催化气化制氢概况

从总体上来说，生物质催化气化制氢的研究在国内外还处于实验室研究阶段，我国在这方面的研究比较薄弱，国外的研究主要集中在美国、西班牙、意大利等国家。

意大利L'Aquila大学的Rapagna等利用二级反应器(一级为流化床气化反应器，一级为固定床催化变换反应器)进行了杏仁壳的镍基催化剂催化气化实验，其制得的产品气中氢气体积含量可高达60%。美国夏威夷大学和天然气能源研究所合作建立的一套流化床气化制氢装置在水蒸气/生物质的摩尔比为1.7的情况下，可产生128g氢气/kg生物质(去湿、除灰)，达到了该生物质最大理论产氢量的78%。

2. 生物质催化气化典型流程

生物质催化气化系统主要包括两大部分，一是生物质气化部分，在流化床气化炉(或其它形式的气化炉)内进行;一是气化气催化交换部分，在装有催化剂的固定床内进行。生物质废弃物由螺旋进料器进入预热过的流化床，在流化床内发生热解反应产生热解气和焦炭等，热解产物再与从底部进来的空气或水蒸气等发生化学反应产生气化气，气化气从流化床上部进入旋风分离器，将炭粒分离，然后进入焦油裂解床(通常为白云石)，进行焦油的初步催化裂解，经焦油裂解后的气化气再进入通常装有镍基催化的固定床内进行进一步的催化裂解及变换反应。

3. 生物质气化过程中发生的主要化学反应

生物质在气化过程中发生热解反应、燃烧反应及气化反应，在热解反应中，生物质被裂解为焦炭、焦油和燃气，部分焦油在高温条件下继续裂解为燃气.在燃烧反应中主要发生碳氢化合物和CO的氧化反应。在气化反应中主要发生碳氢化合物和CO的水蒸气气化反应，显而易见，这是增加燃气中氢气含量的一个重要途径。

可以看到，在生物质气化过程中发生的化学反应复杂，研究其中每个化学反应的发生程度及其相互影响关系，进而设计催化剂，促进目的产物的产生是比较困难的，目前国内外大多是采用商业蒸汽重整催化剂及天然矿石等。

4. 影响燃料气组成和焦油含量的主要因素

（1）气化介质生物质。气化介质一般为空气(氧气)、水蒸气或氧气和水蒸气的混合气。气化介质的选择可以影响燃料气的组成和焦油处理的难易。Corella等认为在其它条件相同且采用白云石作催化剂时，以水蒸气或水蒸气和纯氧的混合物作为气化介质与以空气作为气化介质相比，前者在气化过程中产生的焦油更容易裂解。

焦油的成分非常复杂，可以分析出的成分有100多种，还有很多成分难以确定;主要成分不少于20种，大部分是苯的衍生物及多环芳烃;其中含量大于5%的大约有7种，它们是:苯、萘、甲苯、二甲苯、苯乙烯、酚和茚，其它成分的含量一般都小于5%，而且在高温下很多成分会分解。对大部分焦油成分来说，水蒸气在其裂解过程中起到关键的作用，因为它能和某些焦油成分发生反应，生成CO和H2等气体，既减少炭黑的产生，又提高可燃气的产量。

（2）催化剂应用及催化转化反应机理研究。将催化剂用于生物质热解气化主要有三个作用:一是可以降低热解气化反应温度，减少能耗;二是可以减少气化介质，如水蒸气的投入;三是可以进行定向催化裂解，促进反应达到平衡，得到更多的目的产物.在催化剂应用过程中，考虑到催化剂的机械强度及使用寿命等问题，一般将生物质气化和催化交换设在不同的反应器。但另设一固定床催化反应器，既增加了系统阻力，又增加了投资成本;如将生物质气化和催化交换设在同一反应器，就对催化剂的活性、耐温性能、机械强度及使用寿命等提出了比较高的要求.同时由于焦油催化裂解的附加值小，其成本要很低才有实际意义，因此人们除利用石油工业的催化剂外，主要使用一些天然产物。

目前用于生物质催化气化的催化剂有白云石、镍基催化剂、高碳烃或低碳烃水蒸气重整催化剂、方解石和菱镁矿等。

Delgado通过实验对白云石、方解石、菱镁矿的催化活性进行了比较，从实验结果分析，在裂解焦油方面，这三种矿石的活性顺序为:白云石(CaO-MgO)>方解石(MgO)>菱镁矿(CaO)。Delgado等认为这是由于在白云石中，两种氧化物的混合改变了Ca和Mg原子的排列顺序所致.关于焦油的催化裂解机理，Corella等认为在水蒸气重整生物质气化气消除焦油的反应过程中，同时可以发生CO2干重整反应，即CO2会与焦油及部分低碳烃发生反应，促进焦油的分解。

（3）气化炉。用于生物质气化的反应器主要有上吸式气化炉、下吸式气化炉及循环流化床(CFBG)等，上吸式气化炉结构简单，操作可行性强，但湿物料从顶部下降时，物料中的部分水分被上升的热气流带走，使产品气中H2的含量减少.下吸式气化炉在提高产品气的H2含量方面具有其优越性，但其结构复杂，可操作性差；CFBG具有细颗粒物料、高流化速度以及炭的不断循环等优点，因而相对于其它气化炉来说，无论是在产品气的氢气含量方面还是操作性方面，都是一种较理想的气化制氢形式。

5. 结论

（1）生物质定向催化气化制氢的研究在国内外还处于实验室研究阶段，在我国的研究尤其薄弱。

（2）对生物质催化气化及焦油裂解的机理的研究还远远不够。

篇9

一、台湾生物质能产业发展的政策目标

1997年台湾为加强环境保护、促进经济发展，设立了“永续发展委员会”。2000年该会以“永续环境、永续社会、永续经济”为发展愿景，拟定了“二十一世纪议程一台湾永续发展策略纲领”和“永续发展行动计划”，确立了台湾发展可再生能源的政策，其中对生物质能的发展制定了具体的执行目标和计划。

首先是生物柴油的开发应用。台湾使用的生物柴油主要是从废弃的食用油中提取，它与传统柴油的性质相似，所提供的能量与传统柴油相当，安全性、性较传统柴油好，而且生物柴油燃烧后排放的污染物较传统柴油少，有利于改善空气质量和减少温室效应。将生物柴油按一定比例添加进传统柴油中可相应减少柴油使用量。2004年台湾开始在部分车辆中使用添加比例为1％(E1)的生物柴油；直到2010年，台湾相关部门才规定所有出售的传统柴油中必须添加2％(E2)的生物柴油，数量为l亿升；并计划在2011年至2015年间将这一比例提高至5％(E5)，达3亿公升；2016年至2025年再提高到20％(E20)，达到12亿公升。

其次是生物燃料乙醇的推广应用。生物燃料乙醇是指以生物质为原料，通过发酵、蒸馏及脱水等工艺而制成的乙醇，俗称酒精。将这种生物燃料乙醇按一定比例添加到传统的汽油中，可以逐步减少对传统汽油的依赖，以及二氧化碳的排放。台湾生物燃料乙醇的发展较晚，直到2007年才开始量产，2010年至2011年按3％(E3)的比例在传统汽油中添加生物燃料乙醇1亿公升，2011年到2015间计划使用添加比例为5％(E5)的生物燃料乙醇5亿升，2016至2025年达到添加20％(E20)的目标，共计20亿公升。

再次是生物质能发电。生物质直接燃烧产生的能量可用来发电，台湾目前有多座垃圾发电厂采用直接燃烧发电，但这种方法燃烧效率低。台湾“能源局”规划在2011到2015年将燃煤发电厂的煤与生物质燃料混合燃烧，既能提高发电量，又能充分利用农工废弃物，并逐渐扩大混烧比例，发电量达到85万千瓦；2016至2025年，计划采用垃圾气化发电技术，将垃圾转化为可燃气，再利用可燃气推动燃气发电机进行发电，发电量达140万千瓦。

二、台湾生物质能产业的发展现状

台湾生物质能的推广应用主要是由台湾“能源局”、“农委会”与“环保署”合作进行，目前台湾对生物质能的推广应用主要是以废弃物焚化发电、生物柴油和生物燃料乙醇的生产为主。无论是在生物质能的开发还是在推广应用方面，台湾尚处于起步阶段。

1、废弃物焚化发电

台湾早期利用生物质能主要是以垃圾焚化发电为主，但规模较小。目前台湾约有24座垃圾焚化发电厂，发电的装机容量累计为56万千瓦，其中大型垃圾焚化发电厂21座，总装机容量约47.3万千瓦。近年台湾“能源局”开始在全岛推广实行“垃圾全分类、零废弃”计划，在澎湖、花莲、南投兴建了“全分类、零废弃”的资源回收厂，将收集到的垃圾加工成型，再进行焚化发电。为提高燃料效率，台湾相关部门在花莲县丰滨乡配套兴建了岛内第一座废弃物固态衍生燃料(RDF-5)示范厂，每小时可处理1吨垃圾。台湾利用生物质燃烧发电技术，在燃料成型、燃烧设备以及燃烧工艺方面都较为落后，燃烧热效率低，发电量较小，无法形成规模效益。

另外台湾还有小规模的沼气发电。沼气来源主要是以废弃物为主，包括畜牧废水、家庭污水、城镇垃圾及各行业废水废物等四大类，其中畜牧废水主要来自养猪厂；家庭污水来自城市污水处理场；城镇垃圾主要以垃圾掩埋场为主；其他各行业废水废物则包括食品业、纺织业、橡胶业以及纸业产生的废弃物，利用燃煤混烧技术发电，总设计容量约6.53万千瓦，规模较小。

2、生物柴油生产和推广

台湾的生物质能产业中，生物柴油的生产与推广应用已初具规模。2001年台“经济部”颁布了关于生物柴油产销管理办法，委托“工研院”进行技术研发，鼓励民间投资设厂。在生物质原料选取方面，台湾“农委会”选择了大豆、向日葵、油菜等作为能源作物，同时在云林、嘉义及台南等地实施“能源作物试种推广计划”，协助农民与生产商进行合作，提供给农民每公顷4.5万元(新台币，下同)的环境补助及1.5万元的材料费补助，将休耕地转为种植大豆、向日葵和油菜。但是，由于台湾地处亚热带，这些温带作物的收成并不理想，随即就停止了能源作物的环境补助，能源作物的种植计划中止。之后，台湾“能源局”在嘉义大林试种白油桐树作为生物柴油的原料，但尚未大面积推广。因此目前台湾生物柴油的原料较为单一，以废弃食用油为主，不足部分使用进口棕榈油进行掺配。

2004年台湾“工研院”与台湾新日化公司进行技术合作，在嘉义兴建首座以废食用油为原料的生物柴油示范工厂制造生物柴油，产能为每年3000吨，并于2007年建成投产。目前台湾生产生物柴油的厂家已有新日化、积胜、承德油脂、玉弘等10家，合计生物柴油装置产能已达每年20万吨。依据台湾黄豆协会的统计，台湾每年消耗的动植物油脂约为77万吨，可产生15－20万吨的废食用油，将这些废食用油转化为生物柴油，每年可生产约15万吨的生物柴油，达到替代传统柴油使用量的3％，既解决了废食用油的回收问题，又产生经济效益。

生物柴油属于新能源，发展初期价格势必无法与传统石化柴油竞争，为促进生物质能产业的发展，鼓励生物柴油的使用，台湾采用的是低比例，循序渐进的添加方式，分四个阶段进行推广：

第一阶段，从2004年至2007年，实行为期三年、每年1亿元的“生物柴油道路试行计划”，补贴所有生产及购买生物柴油的厂商，鼓励公共交通运输车辆添加使用l％的台湾自产生物柴油。

第二阶段，2007年7月至2008年6月。一方面推行“绿色城乡计划”，补助石油炼制企业与加油站在出售的柴油中添加1％的台湾自产生物柴油B1；另一方面，推行“绿色公车计划”，将生物柴油B1供应给台湾13个县市的加油站，主要提供给垃圾车以及部分柴油客运车辆使用。

第三阶段，从2008年7月至2009年12月，强制要求出售的柴油中必须添加1％的生

物柴油。截至2009年，“绿色公车计划”累计使用生物柴油5500万公升，相应减少了同等的传统柴油使用量，并减少约18万吨二氧化碳排放量。

第四阶段，自2010年6月15日起，将所有出售柴油中生物柴油的添加比例提高至2％(B2)。依据台湾车用柴油的使用量估算，随着2011年台湾全面实施B2生物柴油之后，台湾生物柴油年使用量可望达1亿公升。

据“台经院”估算，若不考虑成本因素，台湾推动生物柴油将带来可观的社会经济效益：一是能源替代效益，台湾现在每年使用约1亿公升生物柴油，相当于每年减少250万桶原油的进口；二是环境效益，使用生物柴油，每年可减少二氧化碳等温室气体排放约33万吨；用废弃食用油生产生物柴油，不仅不会对粮食作物的生产及供应造成影响，反而具有回收废食用油的环境效益，变废为宝；三是产业效益，目前台湾合格的生产生物柴油的企业约10家，累计带动产业投资约10亿元，全面添加2％生物柴油后，估算年产值约30亿元，已形成一定的规模。

3、生物燃料乙醇的提取与应用

台湾的生物燃料乙醇产业起步较晚，目前尚处于发展初期。生物乙醇的提取主要有两种类型，一种是以糖类及淀粉为原料，如甘蔗、薯类、甜菜、甜高粱等，经发酵、蒸馏、脱水而制成燃料乙醇，这种生产技术已相对成熟。另一种是以木质纤维为原料，如蔗渣、玉米秆、稻草及稻壳、农业生产残留物、木屑等非粮食作物作为原料，这种被称为纤维素乙醇，纤维素乙醇是未来生物乙醇工业的发展方向。目前台湾提取生物乙醇主要以前一种方法为主，依靠糖类和淀粉类农作物作为原料。

台湾生物乙醇所需原料主要来自岛内22万公顷休耕地，台“农委会”对休耕地转种能源作物的给予每公顷4.5万元的补贴。除了传统的甘蔗种植之外，为降低成本，台“农委会农业试验所”正在研究培植甜高粱用于生产生物燃料乙醇。甜高粱栽培容易、产量高、需水量少、生长期短、适于机械播种及采收，是生产生物燃料乙醇最具潜力的农作物，其茎秆及叶片产量可达每公顷60吨以上，糖汁的固形物含量可达16％以上，每公顷可转换生物燃料乙醇2000公升，另外高粱残渣每公顷有16吨，若采用纤维乙醇生产技术，还可转换4500公升的纤维素乙醇。若将休耕地用于种植甜高粱之类的能源作物，可大大降低生物乙醇的成本。

受原料的影响，台湾制造生物乙醇的厂商大多由原来的食品企业转型而来，例如台糖、味王、味丹、台荣等。其中，台糖是生产生物乙醇的主要厂商，台糖曾有42座糖厂，糖业自由化之后，仅剩3座糖厂在运作。在生物能源推广示范期内，台湾相关部门给予补贴，将一部分糖厂转型为生物乙醇制造工厂，2009年台糖利用甘蔗为原料生产生物乙醇15万公升。台湾另一食品公司味王，早在2004年就在泰国设立木薯燃料乙醇工厂，以进口木薯糖蜜作为原料提取生物乙醇，所提取的生物乙醇最后交由“中油”公司进行脱水处理，按相应比例添加进传统汽油中。

台湾生物燃料乙醇的推广分为三个阶段进行：

第一阶段，2007年9月至2008年12月，在台北市范围内施行“绿色公务车先行计划”，设置了8座加油站供应添加3％(E3)生物燃料乙醇的汽油，由台北市各公务机关的车辆率先添加，并提供1元／公升的优惠，同时供应民众自愿添加使用。在第一阶段的推广计划中累计使用车次已达2万5千次以上，推广量为77万公升。

第二阶段，2009年1月至2010年12月，实行“都会区E3乙醇汽油计划”，补助台北、高雄两市加油站全面供应E3生物燃料乙醇汽油，2009年高雄已有五百多辆公共汽车开始使用E3汽油，这一阶段生物燃料乙醇推广量为1200万公升。

第三阶段，从2011年开始，在台湾岛内全面供应E3乙醇汽油，所有出售的汽油中必须添加3％的生物燃料乙醇，推广量为每年1亿公升，到2017年将达到添加20％的目标。

台湾生物乙醇产业的发展才刚起步，据估算，合理利用生物乙醇将对台湾的能源、农业、环保和经济发展产生综合效益。以甘蔗为例，若台湾以自产甘蔗为原料生产30亿升甘蔗乙醇，即可创造1.1万农业人口就业。若依台湾现有的规划，于2020年推广使用EIO(添加10％)生物燃料乙醇汽油，且全部使用台湾自产原料建置乙醇产业链，从能源投入的角度来看，将可替代原油进口1.16％；就环境保护的角度而言，可减少196万吨二氧化碳排放；在经济发展效益上，推动生物燃料乙醇产业累计将可创造345亿元投资，新增农业就业人口3.6万人。因此，生物质能源产业的发展将对台湾农业、能源和环境产生积极的影响。

三、台湾生物质能产业发展的限制因素

1、比较成本偏高

在不考虑传统能源对生态、环境造成负面影响的情况下，目前大多数生物质能产品的成本仍高于传统能源产品，台湾也不例外。

一方面，台湾土地面积狭小，且只能在休耕地上种植能源作物，土地较为分散，无法实现大面积栽种和集约经营，导致能源作物的生产成本和运输成本偏高。另一方面，由于农业生产的季节性和分散性与农业生物质能生产的连续性和集中性之间存在矛盾，原料供应受到季节和地域的限制，影响了产业的规模化经营。因此，以台湾现有的生物质能产业发展的条件及环境来看，原料制约了产业的发展，因此台湾的生物质能无法达到规模效应以降低成本。

生物柴油的成本分析。2005年台湾“农委会”选定向日葵、大豆、油豆等三种能源作物作为生物柴油原料。2006年开始引导农民将休耕地转种这些能源作物，并建立生产体系加以评估，由企业收购油料种子，再交由厂商加工生产生物柴油。经“台经院”的评估，台湾种植大豆和向日葵每公斤的生产成本分别为9.6元及21.3元，在没有补贴的情况下，用最便宜的大豆生产生物柴油的成本已达49.06元／公升，与进口棕榈油加工生产成本相当，远高于传统柴油每升27.5元的价格。若以废食用油为原料生产生物柴油，废食用油收购价约为23－25元／公升，再加上生产成本、运输成本及厂商利润等约为10元／公升，那么最终生物柴油的售价约为33－35元／公升，也高于传统柴油价格。因此台湾自产的生物柴油的价格偏高，没有市场竞争优势。

生物燃料乙醇的成本分析。据“台经院”对能源作物种植成本所做的分析，在不考虑任何补贴及利润情况下，以甘蔗作为原料，采用糖类及淀粉来提取生物燃料乙醇的最低成本约26元／公升，其次为甜高粱与玉米分别为26.45元／公升与27.7元／公升，加上甘蔗提取的乙醇因干燥费用较高，使得成本最终达到35.05元／升，较传统汽油23元／公升高，也较从巴西进口生物燃料乙醇28.47元／公升高。因此台湾自产生物燃料乙醇的价格仍偏高。

2、自主研发能力弱，部分技术和设备依

赖进口

台湾生物质能的开发利用仍处于产业化发展初期，除了上游的原料供应不足及成本偏高之外，台湾生物质能产业链中最为薄弱的环节是中游的生物质能生产和下游的供应体系。台湾生物质能生产缺乏具有自主知识产权的核心技术，相关的技术和设备仍掌握在巴西、欧美的主要厂商手中，尤其是生物燃料乙醇的生产技术和设备仍仰赖进口，甚至油品的供应设备也是以进口为主。因此，台湾要发展生物质能产业，不仅需要在优良品种选育、适应性种植、发酵菌种培育，还要在关键技术、配套工艺及相关供应设备等方面加强研发与应用技术的转化。

3、扶持政策尚不完善

台湾虽已制定了“再生能源发展条例”与“永续发展行动计划”，但还不完善。尤其是在科技研发、金融扶持、市场开放等方面缺乏合理有效的激励机制。首先，台湾生物质能的定价机制还没有体现出环境效益的因素，尚未形成支持农业生物质能产业持续发展的长效机制。其次，台湾虽已强制添加生物燃料，但也需扶持汽车制造商配合改造汽车动力系统，以适应混入规定比例的生物燃料。最关键的是对原料的生产补贴严重不足，依“台经院”的测算，如果台湾需要推广使用B2生物柴油1亿公升，至少需要将现有的22万公顷的休耕地全部种植能源作物，若农民在休耕地种植大豆作为能源作物出售，且获得“农委会”每期每公顷4.5万元的能源作物补贴，其净收益约为2.7万元/公顷，还不及休耕的3.8万元/公顷的补贴，显然农民并没有生产能源作物的积极性。因此，台湾在生物质能发展的上、中、下游的政策配套及相关法规仍不完善，这制约了岛内生物质能产业的发展。只有尽快制订明确的生物质能相关的推动政策及辅导补助或奖励措施，提高农民收益，降低企业风险，才能促进台湾生物质能产业的发展，提高竞争优势。

四、台湾生物质能产业的发展前景

台湾生物质能产业发展还处于起步阶段，以生物质能替代传统能源还面临诸多挑战，但发展生物质能是大势所趋，若台湾能进一步提升相关技术，再配以完善的政策，适合的发展模式，发展生物质能产业对台湾的能源、环保、农业都将产生积极的综合效应。

篇10

头一回听说能源还能被种出来0巴，7嘿嘿，瞧你那惊讶的样儿，其实也没你想’象得那么神秘啦!不信?那你想一想，在没有煤炭和石油的古代，人们烧什么呢?柴禾呀!

没错，如今科学家的建议就是，让人类重新开始烧柴度日。当然了，这些“柴禾”可同以往的不一样，它们都是被精挑细选出来的植物精英，具有前辈们所没有的优异素质。它们被称作“能源草”。

能源草，究竟是啥草

哈哈，你恐怕猜错了，能源草并不是某一种草的名字，而是一系列可以作为燃料使用的草本植物的统称。这类植物种类还挺多，一般都是禾本科多年生高大的丛生草本植物。能源草家族中鼎鼎大名的家伙有芦竹、象草、柳枝稷、草芦等等。

嗨，还不就是一堆草嘛，真有那么神奇，能当做能源使用?的确，对于草，咱们还真是欠缺了解，不过不怕不识货，就怕货比货，把能源草和传统能源对比一下，优劣立即就分出来了!

能量从哪儿来

能源草的能源，其实就是生物质能。生物质能是人类最早利用的能源之一(看吧，别小瞧了烧柴)。归根结底，生物质能是植物通过光合作用固定在自己身体中的太阳能，所以，从本质上来说，能源草所蕴含的能量其实与煤炭和石油所蕴含的能量是同一来源，所不同的只是，煤炭、石油、天然气储藏的是“地质历史时期的生物质能”。

但是，同样是植物，为什么有些能作能源草，有些不能呢?这是因为，只有那些光合作用速率快、生长周期短、一年中可以多次反复收割、生物质能储存量大的植物才能当做燃料。

看来，能源草还真是人类文明的“救命稻草”呀!不过，也有很多科学家提出了质疑哦，究竟是什么样的质疑呢?

烧草未必全是好处

让人类都来烧柴度日，想法虽好，实现起来却也烦恼不少。目前，能源草的利用方式主要还是直接燃烧，而这种方式对生物质能的利用率却还比较低。

算一笔账就知道了：1亩地1年大约能长出的能源草用来燃烧，得到的能量相当于4吨煤炭，而目前，一个热电站每天最少消耗2000吨煤，一年就是72万吨，这至少需要18万亩地来种能源草……就是说，要想用能源草大规模取代传统能源，势必会占用农田，导致粮食产量降低。而且，能源草的生长能力可是超凡脱俗的，一旦失去控制，搞不好会到处疯涨，变成野草，破坏生态平衡。

要能源还是要粮食?这个问题还真棘手，难道没有别的方法利用生物能源吗?

多样化利用生物能

能够被用作能源的植物还有很多，比如玉米和甘蔗。只要使用一种特殊的酶，就可以将玉米中的淀粉转化成糖分，再进行发酵，或者直接用甘蔗中的糖分进行发酵，结果就能得到乙醇，也就是酒精。