生物质能的特点范文

时间:2023-12-05 17:56:09

导语:如何才能写好一篇生物质能的特点,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。

生物质能的特点

篇1

【关键词】饭店服务与管理专业学生;智能结构特点;学习能力

饭店服务与管理专业的人才,既是管理者,又是操作者,还是创造者,管理实践与工作中的创意不能截然分开,对客服务和饭店事务管理及处理过程应是形象思维与理性思维、动脑与动手交替运作和互相推进的过程,因此,饭店服务与管理专业应使学生具备以下的智能结构:认知能力;审美能力;应变能力;创新能力;表达能力;实践能力。其中的核心是反应能力和实际操作能力。

一、饭店服务与管理专业学生能力结构

1.认知能力

认知能力是指人们对事物的构成、性能与它物的关系、发展的动力、发展方向以及基本规律的把握能力。它是人们成功地完成活动最重要的心理条件。知觉、记忆、注意、思维和想象的能力都被认为是认知能力。美国心理学家加涅(R.M.Gagne)提出3种认知能力:言语信息(回答世界是什么的问题的能力);智慧技能(回答为什么和怎么办的问题的能力);认知策略(有意识地调节与监控自己的认知加工过程的能力)。饭店业从业人员经常要面临很多实际问题、困难,需要防范于未然并独立处理一些突发事件,所以,必须具备发现问题、分析问题和解决问题的能力。而大多数饭店服务与管理专业学生的综合认知能力是较低的,在学习活动中缺乏独立思考的意识和能力,由于不会经过自己的思考去发现知识,没有经历一定的组织或转换嵌进认知结构的某种模式,所以,大多数并不能完善和发展其认知结构,其认知能力也没有得到发展。

2.审美能力

审美能力是感受、理解、运用和表达情感、审美情趣的能力。构成审美能力的要素有:重视礼仪、形象、谈吐、态度等表现,注重情趣美、谈吐美、仪表美等审美的要求。创造愉快的心境和情境;主动排除不良情绪; 养成对从事职业的乐趣;有敬业的工作热情; 进行高尚的道德情操体验, 陶冶情操,有助于开发智力;了解、认识自己的情感、控制情绪反应的范围等。在饭店服务与管理专业中,尤其需要学生具有审美能力。首先,只有饭店业从业人员有高度的工作热情,才能积极投入工作中,真心诚意地为客人服务,让客人有宾至如归的感觉;其次,只有饭店业从业人员自身具备了优雅的谈吐、礼貌的行为、热情的态度,才能让客人有愉悦的心情;再次,只有饭店业从业人员善于控制自己的情绪,才不会将个人生活中的不良情绪及工作中所受委屈和不快带入工作中,以致干扰客人情绪,给饭店带来不好的影响。而大多数饭店服务与管理专业学生对专业的理解并不深入,专业意识不太强,在礼仪、礼貌和谈吐方面还需要加强训练,尤其是他们个性都较强,还不太能忍受在工作中受到的委屈,不能正确处理私人情感和工作的关系。

3.应变能力

应变能力是指在学习、工作中遇到临时计划变更或者突然的遭遇而立即作出处理决定的能力。在饭店服务行业中,应变能力是指饭店管理者面对复杂多变的内部环境快速、果断地作出正确决策的能力以及服务人员服务意识明确,独立分析和处理饭店服务中出现的实际问题的能力。随着旅游业的进一步发展,饭店的内外环境,如宾客需求、市场竞争、员工流动等变化无常,饭店管理者应抓住问题的实质,快速作出有利于饭店目标的决策,使饭店的经营管理步入正常轨道。而面对客人提出的服务要求反应慢,应变能力差等,凡此种种服务质量问题,是很多中职饭店管理专业学生走上工作岗位后暴露出来的问题。对客人来说,出现诸如此类的服务质量问题,使他们无法真正享受到饭店的优质服务,对饭店而言,则损害了自身声誉及利益。职业学校毕业的学生,如果在实际工作能力上无法让客人、饭店满意的话,就毫无竞争力可言。

4.创新能力

创新能力指人在顺利完成以原有知识经验为基础的创建新事物的活动中表现出来的潜在心理品质。创新的能力有一部分来自于不断发问的能力和坚持不懈的精神;创新能力在一定知识积累的基础上,可以训练、启发出来,甚至可以“逼出来”;创新最关键的条件是要解放自己。因为一切创造力都根源于人的潜在能力的发挥。在饭店服务行业,尤其需要从业人员具有创新意识和创新能力,只有不断创造出新的产品和新的服务项目,开拓出新的领域,才能在激烈的竞争中站稳脚跟,推陈出新。中职学校饭店服务与管理专业的学生,思维灵活、想法新颖,只要多进行引导,培养他们的创新意识,创新能力就能够逐步得到加强。

5.表达能力

表达能力是指与他人进行思想交流的能力,分为文字表达和口头表达。语言是人类最重要的交际工具,在学习和工作中,人们通常是通过口语来交流思想、增进了解的,其重要作用是其它交际工具无法替代的。实践表明,口语表达作为一种能力在人际交往、团体协作、对外关系、社会竞争中发挥着越来越重要的作用。饭店服务行业对口语的要求是比较高的,表达流畅、清晰,才能与客人交流没有语言上的障碍,才能减少由于口齿不清晰带来的失误。如果表达能力较强,甚至语言幽默、风趣,则能让客人感到愉悦。因此,对于饭店服务与管理专业的学生来说,口语能力在很大程度上将决定他们未来对工作、对社会的适应状况。大多数饭店服务与管理专业的学生,由于平常比较活跃,口语表达能力不差,能明白地表达自己的思想,但要具有美感,能起到打动、感染、折服听者的效果,表达就必须中心明确、言词生动、神态自然大方,也就是具有较强的说话能力,这对饭店服务与管理专业的学生来说,还需要加强训练。

6.实践能力

操作能力是指对实际事务进行动手操作的能力。随着职业教育的发展,中职学生的技能训练显得尤为重要。中职教育要适应社会需求、人才竞争的形势,除宏观上的体制改革外,就其教育本身来讲,必须强调实践性教学,以学生的实践能力培养为核心,全方位实行实践性教学,进而培养出适应未来社会生产实践所需的具有多方面知识素养特别是具有突出的实践能力、创新能力的复合型人才,为社会生产的发展提供人才保障,从而在社会教育中占有自己的一席之地。饭店服务与管理行业的工作任务操作性很强,涉及的实践操作技能很多,对从业人员的动手能力要求较高,翻台动作是否熟练、餐巾折花是否美观、餐饮摆台是否规范、倒酒是否符合要求、房间整理是否到位等,都关系到酒店的服务质量。饭店服务与管理专业的学生,动手实践的能力还是比较强的,但在规范性和连续性上仍需要加强培养,让他们从领会动作要点和掌握局部动作开始,到建立动作连锁,最后达到自动化的复杂过程。因此,为了提高训练的效果,教师要不断地在专业教学中扩展学生的知识面,发展其智力水平,培养其热爱职业的情感、战胜困难的意志以及良好的个性心理素质,只有这些方面都得到优化,共同发挥作用,技能训练才能取得良好的效果。

二、 充分发挥饭店服务与管理专业学生智能特点

1.正视智能差异性,运用多样化教学手段激发学生学习兴趣

每个学生既有自己相对的优势智能领域,又有不同于他人的智能结构。而饭店服务与管理专业教师也正好针对每个学生不同的智能强项采用不同的教学方法,既可以从教学内容上着手,也可以从教学手段应用方面去考虑,结合职业教育的学生特点,有针对性地开展饭店服务与管理专业教学活动。饭店服务与管理专业教学重视学生的动手性、实践性,可多运用案例分析、项目教学等方法进行教学,加强学生动手实践能力;也可以运用多媒体、实物等增强学生直观性,激发学习兴趣。

2.注重智能情景性,创建有利于激发学生专业潜能的环境

在饭店服务与管理专业教学中,教师一味的讲解将使学生感到枯燥乏味,因此,教学中设置情境让学生亲身体验,会给学生留下鲜明、深刻的印象。如讲到前台接待时,单纯的讲解会太理论化,容易分散学生注意力,使学生对前台接待的程序不能很好掌握。但如果让学生分别扮演前台接待员、顾客等角色,并交换角色进行体验,就会让学生在短时间内理解前台接待员的职责,掌握其服务流程、基本礼节、礼貌用语,初步胜任前台接待员的工作任务。在这个过程中,学生认知能力、交际能力、表达能力等都得到了充分开发和培养。

3.肯定智能发展性,让学生享受到“智能公平”

智能并不是“固步自封”的,可通过后天的教育和学习得到开发和逐步增强。因此,饭店服务与管理专业教师应发现学生智力的多样性,还应以发展的眼光来看待学生的操作能力、表达能力和应变能力等,寻求智能的发展契机,即使这项智能是学生的薄弱之处,也是可以通过环境教育使其智力潜能得到最大化、最优化的挖掘。加德纳有一句名言:“每个孩子都是一个潜在天才儿童,只是经常表现为不同的形式。”因此,要由“发现和选拔适合教育的儿童”转为“创造适合每一名儿童的教育”。 饭店服务与管理专业教师更应树立这样一个观点,即某些学生专业成绩不理想,并不意味着他们是失败者,而应从各个角度了解和发现他们某项智能的“闪光点”,采取适合其智能特点的有效方法,使其特长得到有效的发挥,使其自尊心和自信心慢慢增强,并逐渐产生学习语文的兴趣,不知不觉中爱上语文。

4.利用智能的组合性,最终达到智能最优化配置

多元智能的突出贡献并不在于提出了多少种智力类型,而在于提出了智力差异是多元智力成分不同组合的产物。饭店服务与管理专业教师一定要注重学生智能组合的优化配置。在多元智能环境里,为学生提供单一的、直接用于激发学生某些智能的素材可能并不重要的,重要的是设计出一些让学生感到有意义的活动来激发他们的各种智能组合,基于饭店服务与管理专业的研究性学习则是与此相吻合的。一方面,在研究性学习的过程中,教师提供专题素材要跨越学科界限,进行资源开放。学生可以根据自己的兴趣研究同一专题的不同方面,这就加大了选择学习材料的自由,同时也有充分机会探索各个学习领域;另一方面,在研究性学习中,学生需要规划自己的学习,真正体现学生学习的主体性,在一系列的学习活动中,如提出问题、拟定计划、收集信息、记录、统计、分析整理信息、发展意见、讲座交流等,学生不仅需要运用各种基本技能,也获得了使用不同技巧和智能进行学习的能力。

5.考虑智能多元性,建构促进个体发展的多元评价体系

人的智力不是单一的能力,而是由多种能力组成的综合体。如果单从某一个角度进行评价难免会以偏概全,评价的根本在于促进发展,淡化原有的甄别与选拔功能,突出评价的激励与调控功能。以此来审视饭店服务与管理专业教学的评价内容,不难发现以往的教学评价存在着许多问题。考虑学生智能的多元性这一特征,饭店服务与管理专业教学评价要注重以下几点:全面性评价,即不仅要评价学生的学习成绩,也要评价学生的动手能力;不仅要评价学生的智力因素,也要评价学生的非智力因素。实践性评价,即要对学生的实践活动进行评价。发展性评价,即评价中要尊重学生每一个阶段的学习规律,不同的学生,其智力发展快慢并不一样,教师在进行评价时,要因人而异,分层要求。对学习习惯的评价。习惯可以影响人的一生,也可以改变人的一生,好的学习习惯可以让学生终生受益。在这种以多元智能理论为基础的中职学生评价体系下,学生意识到在学习中没有谁笨谁聪明的问题,只存在哪一方面聪明以及如何聪明的问题,每个人都同样存在着智能强项和智能弱项,评价的最终目的是为了发现不足,以便改进,更好的发展,从而使他们能以一种积极的心态参与到评价中,学习、接纳同伴的优点和长处,而不是排斥和嫉妒,使他们更乐于以一种开放的心态接受教师和同学的帮助,促使自己发展。教师以新的视野全方位审视每个学生,对每个学生都抱以积极的态度、殷切的期望,乐于从多角度分析、评价、观察、接纳学生,寻找和发现学生身上的潜能,因材施教,促使其优势智能、才能的发挥。教师不但关注学生的学业成绩,同时关注学生的全面发展,尤其注重培养学生的实践能力和创新能力,分析解决问题的能力。所培养的中职学生不仅拥有文化基础知识、专业知识和专业技术能力,而且具有健康的身心素质,能较好地适应社会,活跃于生产、服务、技术等第一线,成为社会发展所需要的高素质劳动者和技术人才。

【参考文献】

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篇2

关键词:林业生物质;能源;可持续发展

中图分类号:F326.2 文献标识码:A 文章编号:1674-0432(2011)-05-0263-1

森林资源是地球上的可再生资源,是陆地生态系统的主体。随着经济的发展,不可再生能源的不断减少,能源的可持续发展问题受到全世界的普遍关注。我国是个能源消耗大国,能源与资源、环境和社会发展的矛盾日益突出。因此,林业生物质能源的开发利用,对我国能源的可持续发展有着十分重要的意义。

生物质能是蕴藏在生物质中的能量,是绿色植物通过叶绿素的光合作用,将太阳能转化为化学能而贮存在生物质内部的能量。煤、石油、天然气等能源也是由生物质能转变而来的。生物质能是可再生的能源,通常包括以下几个方面:一是木材、森林工业废弃物;二是农业、果林生产过程中废弃物;三是自然植被、水生植物;四是人类和动物粪便;五是城市和工业废弃物。生物质能资源是仅次于煤炭、石油、天然气之后第四大能源,它在整个能源系统中占有重要的地位,一直是人类赖以生存的重要能源之一。生物质能源的应用能够部分替代煤等常规能源,缓解目前能源供应紧张的问题。同时能够实现资源综合利用,减少氮氧化物、二氧化硫和温室气体的排放。由于植物生长所需要的碳元素全部来自对空气中二氧化碳的吸收,因此,可以认为生物质能源是二氧化碳气体零排放的清洁能源。

林业在国家的经济建设、生态建设和国土保安中起着重要作用。我国地域辽阔,森林分布广泛,蕴藏着大量生物质。在林业建设中大力开发利用林业生物质能源,具有明显的特点和优势。

首先,森林中生物质能源丰富,大量树种富含油脂、木质纤维及非食物类果实淀粉,能转化为多种形式的能源产品和生物基产品。其次,我国人多地少,国情决定必须在确保粮食安全的前提下,积极发展生物质能源。林业生物质资源的种植,主要是利用宜林荒山荒地以及不适宜种植粮食作物的沙地、盐碱地等边际性土地,不需要占用农地。所以说,开发利用林业生物质能源,林业有着得天独厚的条件,发展前景广阔。

同时,开发利用生物质能源,对林业的自身建设也有着十分重要的意义。

(1)发展林业生物质能源可以加快造林绿化步伐,提高森林质量,改善生态环境,壮大林业产业。在荒山荒地、沙区、盐碱地等立地条件较差地区,广泛培育可作为生物质能源的林木,能有效地促进植被恢复,加快荒山荒沙绿化,提高森林覆盖率。

(2)发展林业生物质能源,还能充分利用林业的“三剩”物和森林抚育间伐物,可以有效促进中幼龄林的抚育,提高森林资源利用效率和森林质量。

(3)发展林业生物质能源有利于环保,能实现可持续利用,降低原料成本。林业生物质能源大多利用林木果实和平茬(采伐)林木生物量,一次种植后可持续利用几十年,期间生长着的林木发挥着正常的生态功能,同样保护着环境。还有林业生物质资源培育成林后,不用每年重新种植,可降低原料成本。

我们要注重开发林业生物质能源,在开发的进程中,还要坚持走林业可持续发展的道路。林业可持续发展在国民经济的可持续发展中起着不可替代的作用。可持续林业不仅从健康、完整的生态系统、生物多样性、良好的环境及主要林产品持续生产等诸多方面,反映了现代森林的多重价值观,而且对区域乃至整个国家、全球的社会经济发展和生存环境的改善,都有着不可替代的作用。因此,要保障林业生物质能源的健康发展,要走林业可持续发展道路,必须注重林业可持续发展原则。具体应注重以下几方面:

(1)坚持生态、经济和社会效益并重的原则。从林业可持续发展的长远观点出发,处理好森林资源的培育、保护与开发利用的关系,做好可持续发展规划。

(2)在坚持资源永续利用的原则下,来发展林业生物质能源。要在保护森林的同时,大力发展生长快、效益好的经济林和开发见效快的林副特产品,选育和引进适合本区生长的良种。

篇3

中图分类号: TK223文献标识码: A

一、生物质能的特点与发展生物质能意义 

(一)生物质能的特点

1、可再生性 

生物质属可再生资源,生物质能由于通过植物的光合作用可以再生,与风能、太阳能等同属可再生能源,资源丰富,可保证能源的永续利用; 

2、低污染性 

生物质的硫含量、氮含量低、燃烧过程中生成的硫化物、氮氧化物较少;生物质作为燃料时,由于它在生长时需要的二氧化碳相当于它排放的二氧化碳的量,因而对大气的二氧化碳净排放量近似于零,可有效地减轻温室效应;

3、广泛分布性 

缺乏煤炭的地域,可充分利用生物质能。 

4、生物质燃料总量十分丰富 

根据生物学家估算,地球陆地每年生产1000~1250亿吨生物质;海洋每年生产500亿吨生物质。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。

(二)发展生物质能意义

生物质能源的开发利用早已引起世界各国政府和科学家的关注。国外生物质能研究开发工作主要集中于气化、液化、热解、固化和直接燃烧等方面。许多国家都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酒精能源计划等发展计划。其它诸如加拿大、丹麦、荷兰、德国、法国、芬兰等国,多年来一直在进行各自的研究与开发,并形成了各具特色的生物质能源研究与开发体系,拥有各自的技术优势。 

我国生物质能研究开发工作,起步较晚。随着经济的发展,开始重视生物质能利用研究工作,从八十年代起,将生物质能研究开发列入国家攻关计划,并投入大量的财力和人力。已经建立起一支专业研究开发队伍,并取得了一批高水平的研究成果,初步形成了我国的生物质能产业。生物质能是一个重要的能源,预计到下世纪,世界能源消费的40%来自生物质能,我国农村能源的70%是生物质,我国有丰富的生物质能资源,仅农村秸杆每年总量达6亿多吨。随着经济的发展,人们生活水平的提高,环境保护意识的加强,对生物质能的合理、高效开发利用,必然愈来愈受到人们的重视。因此,科学地利用生物质能,加强其应用技术的研究,具有十分重要的意义。 

二、生物质能发电工艺 

生物质锅炉是将生物质直接作为燃料燃烧,将燃烧产生的能量用于发电。当今用于发电的生物质锅炉主要包括流化床生物质锅炉和层燃锅炉。

(一)流化床燃烧技术

流化床燃烧与普通燃烧最大的区别在于燃料颗粒燃烧时的状态,流化床颗粒是处于流态化的燃烧反应和热交换过程。生物质燃料水分比较高,采用流化床技术,有利于生物质的完全燃烧,提高锅炉热效率。生物质流化床可以采用砂子、燃煤炉渣等作为流化介质,形成蓄热量大、温度高的密相床层,为高水分、低热值的生物质提供优越的着火条件,依靠床层内剧烈的传热传质过程和燃料在床内较长的停留时间,使难以燃尽的生物质充分燃尽。另外,流化床锅炉能够维持在 850℃稳定燃烧,可以有效遏制生物质燃料燃烧中的沾污与腐蚀等问题,且该温度范围燃烧NOx排放较低,具有显著的经济效益和环保效益。但是,流化床对入炉燃料颗粒尺寸要求严格,因此需对生物质进行筛选、干燥、粉碎等一系列预处理,使其尺寸、状况均一化,以保证生物质燃料的正常流化。对于类似稻壳、木屑等比重较小、结构松散、蓄热能力比较差的生物质,就必须不断地添加石英砂等以维持正常燃烧所需的蓄热床料,燃烧后产生的生物质飞灰较硬,容易磨损锅炉受热面。此外,在燃用生物质的流化床锅炉中发现严重的结块现象,其形成的主要原因是生物质本身含有的钾、钠等碱金属元素与床料(通常是石英砂)发生反应,形成K20·4Si02和Na20·2Si02的低温共熔混合物,其熔点分别为870℃和760℃,这种粘性的共晶体附着在砂子表面相互粘结,形成结块现象。为了维持一定的流化床床温,锅炉的耗电量较大,运行费用相对较高。

(二)层燃燃烧技术

层燃燃烧是常见的燃烧方式,通常在燃烧过程中,沿着炉排上床层的高度分成不同的燃烧阶段。层燃锅炉的炉排主要有往复炉排、水冷振动炉排及链条炉排等。采用层燃技术开发生物质能,锅炉结构简单、操作方便、投资与运行费用都相对较低。由于锅炉的炉排面积较大,炉排速度可以调整,并且炉膛容积有足够的悬浮空间,能延长生物质在炉内燃烧的停留时间,有利于生物质燃料的充分完全燃烧。但层燃锅炉的炉内温度很高,可以达到1000℃以上,灰熔点较低的生物质燃料很容易结渣。同时,在燃烧过程中需要补充大量的空气,对锅炉配风的要求比较高,难以保证生物质燃料的充分燃烧,从而影响锅炉的燃烧效率。

三、国内外生物质锅炉的开发及应用

生物质发电在发达国家己受到广泛重视,在奥地利、丹麦、芬兰、法国、挪威、瑞典等欧洲国家和北美,生物质能在总能源消耗中所占的比例增加相当迅速。

(一)国外生物质锅炉的开发及应用

生物质锅炉的技术研究工作最早在北欧一些国家得到重视,随焉在美国也开展了大量研究开发,近几年由于环境保护要求日益严格和能源短缺,我国生物质燃烧锅炉的研制工作也取得了进展。生物质

燃料锅炉国内外发展现状示于表1。

美国在20世纪30年代就开始研究压缩成型燃料技术及燃烧技术,并研制了螺旋压缩机及相应的燃烧设备;日本在20世纪30年代开始研究机械活塞式成型技术处理木材废弃物,1954年研制成棒状燃料成型机及相关的燃烧设备;70年代后期,西欧许多国家如芬兰、比利时、法国、德国、意大利等国家也开始重视压缩成型技术及燃烧技术的研究,各国先后有了各类成型机及配套的燃烧设备。

丹麦BWE公司秸杆直接燃烧技术的锅炉采用振动水冷炉排,自然循环的汽包锅炉,过热器分两级布置在烟道中,烟道尾部布置省煤器和空气预热器。位于加拿大威廉斯湖的生物质电厂以当地的废木料为燃料,锅炉采用设有BW“燃烧控制区”的双拱形设计和底特律炉排厂生产的DSH水冷振动炉排,使燃料燃烧完全,也有效地降低了烟气的颗粒物排放量。同时,还在炉膛顶部引入热空气,从而在燃烧物向上运动后被再次诱入浑浊状态,使固体颗粒充分燃烧,提高热效率,减少附带物及烟气排放量。流化床技术以德国KARLBAY公司的低倍率差速床循环流化床生物质燃烧锅炉为代表。该锅炉的特点主要体现在燃烧技术上。高低差速燃烧技术的要点是改变现有常规流化床单一流化床,而采用不同流化风速的多层床“差速流化床结构”。瑞典也有以树枝、树叶等作为大型流化床锅炉的燃料加以利用的实例。国内无锡锅炉厂、杭州锅炉厂、济南锅炉厂等都有燃用生物质的流化床锅炉。

(二)我国生物质锅炉的开发及应用

我国生物质成型燃料技术在20世纪80年代中期开始,目前生物质成型燃料的生产已达到了一定的工业化规模。成型燃料目前主要用于各种类型的家庭取暖炉(包括壁炉)、小型热水锅炉、热风炉,燃烧方式主要为固定炉排层燃炉。河南农业大学副研制出双层炉排生物质成型燃料锅炉,该燃烧设备采用双层炉排结构,双层炉排的上炉门常开,作为燃料与空气进口;中炉门于调整下炉排上燃料的燃烧和清除灰渣,仅在点火及清渣时打开;下炉门用于排灰及供给少量空气。上炉排以上的空间相当于风室,上下炉排之间的空间为炉膛,其后墙上设有烟气出口。这种燃烧方式,实现了生物质成型燃料的分步燃烧,缓解生物质燃烧速度,达到燃烧需氧与供氧的匹配,使生物质成型燃料稳定、持续、完全燃烧,起到了消烟除尘作用。20世纪80年代末,我国哈尔滨工业大学与长沙锅炉厂等锅炉制造企业合作,研制了多台生物质流化床锅炉,可燃烧甘蔗渣、稻壳、碎木屑等多种生物质燃料,锅炉出力充分,低负荷运行稳定,热效率高达80%以上。浙江大学等也开展了相关研究工作。下面介绍两种国产的代表性锅炉。

1、无锡华光锅炉股份有限公司

锅炉为单锅筒、集中下降管、自然循环、四回程布置燃秸秆炉。炉膛采用膜式水冷壁,炉底布置为水冷振动炉排。在冷却室和过热器室分别布置了高温过热器、中温过热器和低温过热器。尾部采用光管式省煤器及管式空气预热器。炉膛、冷却室和过热器室四周全为膜式水冷壁,为悬吊结构。锅筒中心线标高为32100m。锅炉按半露天。布置进行设计。

2、济南锅炉集团有限公司

济南锅炉集团有限公司在采用丹麦BWE技术生产生物质锅炉的同时,也开发出循环流化床生物质锅炉,其燃料主要为生物质颗粒。其燃料主要通过机械压缩成型,一般不需添加剂,其颗粒密度可达到1~017t/m3,这样就解决了生物质散料因密度低造成的燃料运输量大的问题。但颗粒燃料的生产电耗高,一般每生产1t颗粒燃料需耗电30~

55kW,因而成本较高,大约在300元/t。循环流化床锅炉炉内一般需添加粘土、石英沙等作为底料已辅助燃烧。由于燃料呈颗粒状,因而上料系统同输煤系统一致,很适于中小型燃煤热电厂的生物质改造工程,在国家关停中小型燃煤(油)火力热电政策和鼓励生物质能开发政策下有广阔的市场前景。

四、我国生物质直燃发电政策

我国具有丰富的新能源和可再生能源资源,近几年在生物质能开发利用方面取得了一些成绩。2005年2月28日通过了《可再生能源法》,其中明确指出“国家鼓励和支持可再生能源并网发电”,它的颁布和实施为我国可再生能源的发展提供了法律保证和发展根基。随后,与之配套的一系列法律、法规、政策等陆续出台,如《可再生能源发电有关管理规定》(发改能源[2006]13号)、《可再生能源发电价

格和费用分摊管理试行办法》(发改价格[2006]7号)、《可再生能源电价附加收入调配暂行办法》(发改价格[2007]44号)、《关于2006年度可再生能源电价补贴和配额交易方案的通知》(发改价格[2007]

2446号)、《关于2007年1—9月可再生能源电价附加补贴和配额交易方案的通知》(发改价格[2008]640号)等的。与此同时,国务院有关部门也相继了涉及生物质能的中长期发展规划,生物质能的政策框架和目标体系基本形成。2012年科技部日前就《生物质能源科技发展"十二五 "重点专项规划》、《生物基材料产业科技发展"十二五"专项规划》、《生物种业科技发展"十二五"重点专项规划》、《农业生物药物产业科技发展"十二五"重点专项规划》等公开征求意见。表示将建立政府引导和大型生物质能源企业集团参与科技投入机制,推进后补助支持方式向生物质能源科技创新倾斜,形成政府引导下的多渠道投融资机制。这些政策的出台为生物质发电技术在我国的推广利用提供了有力的保障。

四、高效洁净生物质锅炉的开发应用建议

(一)重点开发适用于秸秆捆烧的燃烧设备

目前对生物质直接燃烧的研究,比较多地集中在生物质燃烧特性、燃烧方法和燃烧技术等方面,而对各种燃烧技术的经济性研究较少,更缺乏对不同燃烧方法、燃烧技术经济性的比较分析。实际上,由于生物质(尤其是农作物秸秆)原料来源地分散,收集、运输、贮存都需要一定的成本,有些燃烧技术需先对生物质燃料进行干燥、破碎等前期加工处理,真正适用的、值得推广的是能源化利用总成本最低、从收集到燃烧前期加工处理过程耗能最少、对环境影响最小的技术。例如,对于秸秆类生物质,捆烧将会是最有市场竞争力的燃烧方法,所以,应针对我国农村耕种集约化程度较低的现状,开发各种秸秆的小型打捆机械,并重点开发适用于秸秆捆烧的燃烧设备。农林加工剩余物(如甘蔗渣、稻壳、废木料等)则宜就地或就近燃烧利用,如剩余物数量较大且能常年保证供应,则可作为热能中心或热电联产锅炉燃料,热电联产的锅炉型式应优先采用循环流化床锅炉,数量较少或不能保证常年供应的,则可采用能与煤混烧的燃烧设备。

(二)加大科技支撑力度,加强产学研结合,突破关键技术和核心装备的制约

加大科技支撑力度,尽快将生物质能源的研究开发纳入重大专项,开发低成本非粮原料生产燃料乙醇和高效酶水解及高效发酵工艺,研究可适用不同原料、节能环保的具有自主知识产权的生物柴油绿色合成工艺,开发适宜中国不同区域特点的高效收集秸秆资源、发展成型燃料的关键生产技术与装备。

(三)做好技术方面控制

生物质锅炉的开发过程中应当克服以下技术问题:

1、粉尘控制与防火防爆 

目前生物质电厂的燃料储运是在常压下进行的,由于生物质燃料自身的特点,在其粉碎过程中或者在运输过程中出现落差的情况下,会产生大量的粉尘,导致了上料系统合锅炉给料系统的粉尘含量高,粉尘浓度甚至进入爆炸极限范围,存在极大的安全隐患。 

针对这种情况,需要我们根据国内燃料供应情况,在燃料粉碎、运输及上料环节上对生产工艺做相应修改,如采用封闭式负压储运;在落差较大的位置设置除尘装置;增设粉尘浓度传感器对粉尘进行实时监测;保持料仓的通风性良好,监测并控制料仓的温度、湿度。 

2、燃料输送系统的简化 

目前燃料输送系统和锅炉给料系统环节较多,工艺复杂,螺旋和斗式提升机经常堵塞的现象。燃料输送系统故障会导致炉前料仓断料,不能满足锅炉负荷下的燃料供应。 

为了避免这种现象发生,可以考虑改进现有的给料工艺,减少给料环节,不采用斗式提升机,改用栈桥、皮带,直接将料仓的料输送到炉前料仓。同时严格控制燃料湿度和粒度,防止燃料结团、缠绕,并改进自动化控制手段,保证输料系统连续稳定运行。 

3、结焦和腐蚀 

生物质燃料的成分和煤粉存在极大差异,尤其灰分中含有大量碱金属盐,这些成分导致其灰熔点较煤粉的灰熔点低,容易产生沾污结焦和腐蚀。因而生物质锅炉产生结焦、腐蚀的工况参数与普通燃煤炉不同,应该根据燃料性质及燃烧特性的不同,对锅炉及其辅助设备的工艺设计提出不同要求,并改进相关自动化控制使工艺运行环境符合现有设备要求。

随着国家大气污染排放标准的提高,因重视对废气排放的控制,炉内脱硫技术是控制空气污染的有效方法。循环流化床是我国燃煤发电重要的清洁煤技术。历经二十余年的发展,我国掌握了300MW亚临界循环流化床锅炉设计制造运行的系统技术,发展超临界参数循环流化床锅炉已经势在必行。国家发改委自主研发超临界600MWCFB锅炉是当前技术的典范。

参考文献

[1]刘强,段远源,宋鸿伟.生物质直燃有机朗肯循环热电联产系统的热力性能分析[j].中国电机工程学报,2013年26期.

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关键词:生物质,稻壳,裂解,催化剂,气相色谱(GC),气相色谱-质谱联用(GC-MS),

中图分类号: S216 文献标识码: A 文章编号:

0 引言

近年来,我国的粗放型经济已严重损坏了我国的生态平衡,沙尘暴天气己严重威胁着我国的北部。为了避免我国生态环境的进一步恶化,必须建立一个经济发展的新时代,这一新时代建立在资源和环境得以持续发展的基础上,既满足当代人的需要,又不对后代人满足其需要构成危害,也即可持续发展的概念[1]。可持续发展的新型资源观逐步深入人心,在减少资源消耗的基础上,提高资源的利用率,促进可再生资源的增长,使全球生态系统结构功能保持良好状态,这已成为世界各国的行动纲领。由上可见,如此迫切的形势要求我们必须寻求新的能源来源。从长远观点来说,我国的能派战略和世界能源战略一样必然要进入以可再生能源为主的可持续发展能源道路[2]。

1 生物质能源及其在能源中的作用

1.1 生物质能的概念

生物质能是以生物质为载体的能量,即蕴藏在生物质中的能量,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形式。生物质通常是指以木质素、纤维素、半纤维素以及其他有机质为主的陆生植物(木材、薪材、秸秆等)和水生植物等,是一种稳定的可再生能源资源。生物质能是人类一直赖以生存的重要能源[3]。

1.2 生物质能优点

生物质能源是一种理想的可再生能源,与常规能源相比具有以下特点:

(1) 可再生性,只要太阳辐射能存在,绿色植物的光合作用就不会停止,生物质能就永远不会枯溺。

(2) 低污染性。生物质硫含量、氮含量低,燃烧过程中产生的SO2、NOx 较低,生物质作为燃料时,二氧化碳净排放量近似于零,可有效地减少温室效应。

(3) 广泛的分布性。缺乏煤炭的地域可充分利用生物质能。所以,利用生物质作为替代能源,对改善大气酸雨环境,减少大气中二氧化碳含量从而减少“温室效应”都有极大的好处。生物质能的低硫和CO2 的零排放使生物质成为能源生产的研究热点。 因此利用生物质作为替代能源,对改善环境、促进循环经济发展、提高能源利用率及提高社会的文明程度都有极大的好处[4]。

1.3 国内生物质能现状

目前,生物质能的利用占世界总能耗的14%,相当于12.57亿吨石油。在发展中国家,生物质能占总能耗的35%,相当于11.88亿吨石油。目前全世界仍有25亿人口用生物质能做饭。取暖和照明。但是生物质利用总量还不到其生产总量的1%,由此可见,生物质能的开发利用前景十分广阔。生物质能的开发利用有利于改善环境,同时可以满足我们对能源的需求。由绿色植物派生的生物质包括:城市垃圾、有机废水、粪便、林业生物质、农业废弃物、水生植物以及能源植物等。生物质能源转换技术包括生物转换、化学转换和直接燃烧三种。生物质能源转换的方式有生物质气化、生物质固化、生物质液化和生物质发电四种。生物质能有这样一些具体利用形式:沼气及其综合利用,节柴灶,生物质固化压块成型,生物质热解气化,生物质热解液化,生物质发酵醇类,生物质发电技术,能源植物,生物质发酵产氢。描述了沼气及其综合利用,热解气化、发酵乙醇、能源植物、压块成型、垃圾能源回收和发酵产氢等生物质能源转换技术。

1.4 生物质资源开发的重要意义

生物质能在工业生产和日常生活中占有相当重要的地位在工业社会以前,生物质能主要作为生活燃料,其用户是农村居民和城镇的少数居民。工业社会以后,生物质能的终端用户除了农村居民外,很重要的一部分是产生生物质废弃物的企业,如糖厂、木材厂、碾米厂以及废水和垃圾处理厂等[5]。

生物质能是仅次于煤、石油和天然气的第四位能源,是人类生存和发展的重要能源之一,在整个能源系统中占有重要地位。全世界约25亿人的生活能源的90%以上是生物质能。有关专家估计,生物质能极有可能成为未来可持续能源系统的重要组成部分,到本世纪中叶,采用新技术生产的各种生物质替代燃料将占全球总能耗的35~40%以上。人类面临着经济增长和环境保护的双重压力,因而改变能源的生产方式和消费方式,用现代技术开发利用包括生物质在内的可再生资源,对于建立持续发展的能源系统,促进社会经济的发展和生态环境的改善具有重大的意义[6]。

2 生物质转化利用技术

生物质能技术的研究与开发已成为世界重大热门课题之一。生物质能新技术的研究开发如生物技术高效低成本转化应用研究,常压快速液化制取液化油,催化化学转化技术的研究,以及生物质能转化设备如流化床技术等是研究重点,一旦获得突破性进展,将会大大促进生物质能开发应用。世界各国正逐步采用如下方法利用生物质能:

(1)直接燃烧法

(2)热化学转换法,获得木炭、焦油和可燃气体等品位高的能源产品

(3)生物化学转换法

(4)物理转换法

2.1 生物质的气化技术

生物质气化是生物质转化过程最新的技术之一。生物质原料通常含有70%~ 90% 挥发分,这就意味着生物质受热后,在相对较低的温度下就有相当量的固态燃料转化为挥发分物质析出。由于生物质这种独特的性质,气化技术非常适用于生物质原料的转化。

2.2 生物质的液化技术

生物质是惟一可以转化为液体燃料的可再生能源,将生物质转化为液体燃料不仅能够弥补化石燃料的不足,而且有助于保护生态环境。我国生物质资源丰富,发展生物质液化替代化石燃料有巨大的资源潜力。

(1) 快速热解液化

(2)加压液化

(3) 生物质液化产物的性质及应用

2.3稻壳利用生产工艺研究

2.3.1我国稻壳利用的现状

我国是农业大国,农作物秸秆是农业生产的副产品也是我国农村的传统燃料。秸秆资源与农业种植业的生产关系十分密切。我国稻谷产区主要分布在长江中下游的湖南、湖北、江西、安徽、江苏,华南的广东、广西、福建以及东北三省。南方以釉稻为主,北方以粳稻为主。我国稻谷产量达到2亿吨左右,居世界首位,稻壳作为谷物加工的主要副产品之一,占稻谷籽粒重量的30%左右,稻壳是最难利用、数量最大的农业废弃物,绝大多数作为废弃物扔掉,稻壳综合利用一直是人们希望研究解决的课题。对稻壳成分分析表明,稻壳中含有15%~18%的无定形水合二氧化硅,其它成分主要是碳氢化合物。

2.3.2稻壳热解产品应用

稻壳热解产物主要由生物油、不可冷凝气体和木炭(稻壳灰)组成[7]。

1、生物油的应用。生物油可作为液体燃料直接燃烧或用于涡轮机发电,还可从生物油中提取某些重要的化学品。生物油具有特殊的意义,其相比于生物质原料具有较高的能源密度,并且易运输,易储存,可作为燃油锅炉及加热设备的现有燃料的替代品。此外,可将生物质油加工改质为生物质柴油、食品添加剂、防腐剂、树脂等。

2、不可冷凝气体的应用。由于稻壳热解得到的不可冷凝气体热值较高,可用于生产其它化合物及为家庭和工业生产提供燃料。

3、木炭(稻壳灰)的应用。木炭呈粉末状,黑色物质。研究表明,木炭具有如下特点:疏松多孔,具有良好的表面特性;灰分低,具有良好的燃烧特性;含硫量低;易研磨。因此生产的木炭(稻壳灰)与碱反应制备活性炭、水玻璃及白炭黑。

3 总结

稻壳裂解气化的最佳工艺条件是烘干稻壳,温度在800℃~900℃之间,可定在850℃,反应时间定为2小时,催化剂为白云石。

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1 南阳市生物质能源林发展现状

南阳市生物质能源林资源丰富,主要有油桐、黄连木、乌桕、花椒等,但大多生长在山区地形复杂,立地条件差的地方,荒芜的面积至少占总面积一半以上,再加上经营管理粗放,大多停留在“人种天养”或“天种天养”的原始状态,经济效益不高。近几年,尽管有大面积发展新造林,但生产技术尚处于落后、分散的低水平状态,群众用种不问种源,是种就采,有种就播,在自然授粉情况下,其后代多为异交系,各种性状变异幅度很大,表现良莠不一,有些树种挂果晚,虫果多,产量低,缺乏一套科学合理的生物质能源林丰产栽培技术。

2 南阳市发展林业生物质能源的有利条件

2.1 宏观政策激励,规划目标明确,为发展能源林提供了良好的机遇

国家为了扶持和促进生物质能源发展,2006年颁布了《可再生能源法》,并相继出台了配套法规,制定了一些优惠扶持政策。国家科委已连续在3个国家5年计划中将生物质能技术的研究与应用列为重点研究项目。2011年9月28日,国务院出台的《 关于支持河南省加快建设中原经济区的指导意见》中,提出了“支持建设南阳国家生物能示范区”。目前南阳市已委托中科院能源所编制了《河南南阳“国家生物质能示范区(市)”建设规划》,明确示范市的建设目标、重点领域和重大工程项目。下一步主要是积极发展生物质能源产业,提高生物质能源资源,将南阳市建设成为生物质能综合利用示范开发区以及全国最大的生物质能源和推广应用基地。这些政策、法规的出台,为南阳市发展生物质能源林提供了良好的机遇。

2.2 自然条件优越,为生物质能源林发展奠定了基础

南阳地处北亚热带向暖温带的过渡地带,具有较好的区位优势和自然生态条件,培育林业生物质能源林具有得天独厚的资源条件。林业生物质能源资源丰富,除黄连木、油桐等乡土树种外,还有花椒等能够利用种子转化为生物乙醇和柴油的树种就多达10余种,目前作为林业生物柴油开发利用较为成熟的树种黄连木、油桐等树种,分布面积较广,据初步统计,南阳市具有相对成片分布的林业生物质能源林达4多万hm2,能源树籽粒产量居河南首位。

2.3 南阳市宜林面积大,为林业生物质能源林提供了发展空间

南阳林业用地面积109.4万hm2,占全市总面积的1/3,其中有林地面积92.3万hm2,林木覆盖率34.51%,活立木蓄积量2525.25万m3。有20多万hm2宜林荒山荒地,这些大都适宜种植特定的林业生物质能源树种。这些土地资源,经过开发和改良,可以变成发展林业生物质能源的“绿色油田”。

2.4 建设有生物质生物燃料工程技术研究中心,有利于生物质能源林后续产业的发展

河南天冠集团建设有河南省生物质生物燃料工程技术研究中心,已经熟练掌握生产生物柴油技术,为生物质能源林的后续产业发展,提供了有利条件。

3 存在问题

从总体来看,南阳市林业生物质能源产业仍处于较低水平。综合分析,制约其发展的主要因素是:一是人们对林业生物质能源的价值认识不足,重视不够。长期以来,由于林业生物质能源具有明显的区域性种植特点,尽管种植规模大,但产量低,又缺乏扶持优惠政策,致使发展缓慢。二是现有品种老化混杂,缺少优良品种;技术含量不高,管理粗放,缺乏一套适合我市的林业生物质能源林丰产栽培技术。三是随着近年来林业结构的调整,能源林保存的面积、品种、分布等底子不清,开发利用和产业化经营缺少可靠的数字保证。

4 发展思路与对策

4.1 科学规划布局

在生物质能源林发展中,必须坚持因地制宜、适地适树的原则,根据气候、土壤条件,山坡的坡向、坡位,水分等条件,依照发展规划,科学布局,多营造混交林。

4.2 提高科技含量

发展生物质能源林,必须要有成熟的、先进的技术作保障。要调动林农的积极性,加快对林业生物质能源林的垦复,大面积推广果多、果大、抗病虫能力强的林业生物质能源新品种,采用丰产栽培技术,提高单位面积产量。

4.3 培植龙头企业

通过招商引资,扶持林业生物质能源产业加工龙头企业,引导加工企业做好生物质能源精深加工,创出绿色特色品牌,提高林业生物质能源林的附加值和综合利用效益,提高市场竞争力和经济效益,提高农民对种植生物质能源林产业的积极性。

4.4 推广良种壮苗,加大良种基地建设

要切实强化良种意识,把推广优良品种放在林业生物质能源产业发展的首要位置,不是良种不育苗,不是良种苗不造林。加快林业生物质能源产业良种采穗圃和育苗基地建设,提高林业生物质能源产业良种壮苗生产能力。

4.5 把规模化培育和清洁生产放在林业生物质能源发展的突出位置

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关键词:生物质;化工产品;开发;应用

中图分类号:F42 文献标识码:A

生物质是能源领域常用的术语,是由光合作用而产生的各种有机体。生物能是太阳能以化学能形式贮存在生物中的一种能量形式,一种以生物质为载体的能量,它直接或间接地来源于植物的光合作用。在各种可再生能源中,生物质能是独持的,它是贮存的太阳能,也是惟—一种可再生的碳源。它可以转化为常规的固态、液态和气态燃料。化学工业耗用烃类少于整个烃类消费量的 5%,但不远的未来仍需要这些原材料。预计石油和天然气生产在 2020 年后某一时期将达到峰值。假设化学加工仍优先需用烃类,能源公司为满足这一需求将面临新的挑战。在本世纪初叶,可再生的生物资源将为化学工业提供大多数原材料。这将包括林业、渔业、动物饲养业和农业副产物。从某种意义来说,增加对这类原材料的依赖将成为必然。从长期看, 生物炼油厂可生产宽范围的下游化学品、 燃料和其他产品。据催化剂集团资源公司(CGR)分析,从生物质制取的化学品现已占化学品总销售额约 5%,现约 200 种产品由发酵制取,其中前4种产品为乙醇、柠檬酸、葡糖酸和乳酸。

1开发生物质能对中国的重要意义

1.1促进社会经济的发展和生态环境

生物质是仅次于煤炭、石油、天然气的第四大能源,在整个能源系统占有重要地位。生物质能一直是人类赖以生存的重要能源之一,在世界能源消耗小,生物质能具有可再生性。据有关专家预测,生物质能在未来能源结构中具有举足轻重的地位.采用新技术生产的各种生物质替代燃料,主要用于生活、供热和发电等方面。我国生物质能资源相当丰富,人类正面临着经济增长和环境保护的双重压力,因而改变能源的生产方式和消费方式,用现代技术开发利用包括生物质能在内的可再生能源资源,对于建立可持续发展的能源系统,促进生态环境的改善具有重大意义。

1.2 改变我国以化石燃料为主的能源结构

我国的能源生产及消费结构的共同特点是:煤炭在能源结构中长期占绝对主导地位,一般占70%以上;石油、天然气、水电等优质能源在一次能源中的比重—直在25%左右,而且随着能源供应量的增长优质能源比重近年来还有所下降;从不同地区的能源消费结构来看,由于沿海与内地经济发展水平的差异,且受运输和环境保护的制约,其能源结构也在不断优化。生物质既是低碳燃料,在其生长过程中又大量吸收。而成为温室气体的汇(sink),随着国际社会对温室气体减排联合行动付诸实施。大力开发生物质能源资源,对于改善我国以化石燃料为主的能源结构,特别是为农村地区因地制宜地提供方便能源,具有十分重要的意义。

1.3发展生物基产品可减少排放

它拥有生产低排放燃料的潜力,而且可削减运输行业的 CO2排放。 除了发展生物乙醇和其他生物燃料以减少汽油消耗外,一些公司也采用生物质为原材料生产各种其他产品,包括纺织品、塑料和清洗液等,以减少碳足迹。从事生物技术开发的 Novozymes 公司在开发生物基产品用酶方面颇有作为, 该公司生产的酶类用作有机物化学反应的催化剂, 酶类在生物质转化中起到关键作用,并且使用酶可大大降低排放。据称,每生产一份酶,可相当于减少 100~200份的CO2排放。Novozymes公司 2007 年生产了20万吨酶,从而使CO2排放减少了 2000 万吨。

2作为能源利用的生物质能资源量时影响因素

首先,生物质能资源量是受多种因素影响的是随时间变化,生物质能资源是可再生的,通过种植、增加畜禽饲养等措施,资源量可以增加,而不合理的过量消费,又会造成资源量的减少,而且这种消费对资源量的影响又有滞后性,往往在消费时并不马上表现出来;作为重要生物质能资源的农作物秸秆及农业加工剩余物资源量又接受农作物产量的影响,而畜禽饲养量也受到农作物产量的影响,因而相应的资源量也就必然受到气候等多种自然因素及市场价格等多种社会因素的影响;各种生物质能资源剩余物及其可利用成分是受人民生活水平等多种变化因素影响的,因此说,每年的生物质能资源量都受到当年各种具体因素影响的,是变化的,而不是一成不变的。

其次,生物质能资源是—种自然资源,其本身可以有多种用途作为一种重要生物质能资源的农作物秸秆:它既可以当作燃料,也可以作为饲料、肥料和工业原料,所以在研究各种生物质可作为能源使用的资源量时,就必然会涉及其在各种不同用途之间的分配比例问题,也就必然会涉及将一种生物质能资源作为能源使用的成本问题。在考虑资源量时,应该对各种成本进行比较,选择合理的用途。

最后,如同其他可再生能源一样,生物质能可利用资源量取决于各种生物质能利用和转换技术水平,评价生物质能资源可利用量必须充分考虑各种生物质能利用和转换技术的经济、技术可行性等出素:以畜禽粪便为例,除了收集上的困难外,还应充分考虑利用的可能性问题。日前主要是通过厌氧发酵工艺对其进行处理应用的,因而其可作为能源利用的部分就受到沼气池容量、效率等的限制;如果应用致密成型技术对大量被废弃的农作物秸秆进行转换,可以产生大量的高品位能源,但这些转换技术尚存一些技术问题,那些被废弃的农作物秸秆资源也只是一种潜在的可利用能源。

篇7

农村生物质能资源种类多、分布范围广,开发利用农村生物质能源替代常规能源,具有十分广阔的发展前景。

1.1 发展农村生物质能源,有利于缓解能源供应压力,减少对化石能源的依赖。我国既是化石能源非常短缺的国家,还是能源消费大国,我国年能源消费总量已达到20亿吨标准煤,居世界第二位。今后,随着经济持续快速发展,能源需求还将不断增加,据初步预测,到2020年,全国能源需求总量将达到30~36亿吨标煤,能源安全形势将更加严峻。

1.2 发展农村生物质能,有利于减轻环境污染。由于我国能源消费结构以煤为主,煤炭使用过程中产生的污染成为我国主要的环境问题之一,目前,我国废气排放中约90%的二氧化硫、85%的二氧化碳和80%的烟尘都是由燃煤造成的。生物质能源替代化石能源可以减少污染物排放。保护环境。同时农村生物质能主要原料是农村秸秆、畜禽粪便等农业废弃物质,对农业废弃物的充分利用可以变废为宝、变害为利,减轻农业生产自身造成的农业面源污染,有利于保障农业生产安全和人民身体健康。目前,农村能源消费总量从4.15亿吨标准煤发展到4.91亿吨标准煤。增加了18.3%,年均增长2.4%。而同期农村使用液化石油气和电炊的农户由1578万户发展到4937万户,增加了2倍多,年增长达17.7%,增长率是总量增长率的6倍多。可见随着农村经济发展和农民生活水平的提高,农村对于优质燃料的需求日益迫切。传统能源利用方式已经难以满足农村现代化需求,生物质能优质化转换利用势在必行。一种能够“废物利用、变废为宝”的炉具就是农村生物质能的一种。它很廉价,但能够带来可观的社会效益:它构造简单,但却能够有效解决农村资源浪费和环境污染这样复杂的问题;它不受气候影响,符合农村生活的实际,深受农民群众欢迎。它就是高效低排生物质炉。

2、我市农作物秸秆现状

晋中市地处山西中部,西北部紧邻太原,东部与寿阳接壤,南部与太谷交界,属典型的温带大陆性气候,2009年全市耕地面积545.8413万亩,以粮食、蔬菜、果树等农作物为主,全市种植玉米305.78万亩,梨29万亩,苹果49万亩,全市农作物秸秆总产量为305.78万吨,秸秆资源丰富。果树枝盛果期果树每年每亩约修剪300~500公斤果树枝计算,苹果、梨种植78万亩果树产果树枝23.400~3g万吨,目前我市秸秆利用率低,技术手段落后,造成了资源的严重浪费。因此,推广高效低排放生物质炉非常必要。

3、推广高效低排放生物质炉的示范效果显著

我市榆次区西祁村是使用高效低排放生物质炉的示范村。西祁村共有耕地面积1832亩,户均4亩果树。在新农村建设中,省农村可再生能源办公室从沼气建设入手,采取整村推进的形式,为全村建成户用沼气池108户,占到全村总户数的90%。但是沼气未能彻底解决农户冬季取暖的问题,因此,2008年我们试点安装了100多个高效低排放户用生物质炊暖两用炉,并结合本村果园多的实际配套3台树枝切割机,很好地解决了村民们的冬季做饭、取暖、洗澡等生活用能。当我们走进村民王成平家,院子里的3个黑黝黝的大铁炉吸引了记者的目光,户主王成平笑着说:“以前我们在冬天就是靠这三个炉子取暖的,现在装上生物质炉就用不着了。”据王成平介绍,以前每到冬天,3住人的屋子必须装上这样的3个大铁炉才能保证取暖,按每个炉子一冬烧1000块蜂窝煤计算,一年全家仅取暖就要花掉1500多元钱。“现在好了,用上生物质炉,又省钱、又干净,也不怕煤气中毒,安全实用两全其美。以前当地村民大多都把果树枝扔在田间就地焚烧,不仅浪费资源,还污染环境,影响村民们的生活质量和身体健康。现在用上生物质炉具,不仅使大量的农田废弃物、果树枝变废为宝,而且还有效地杜绝了村里村外、田间地头果树枝的乱丢乱弃现象,整洁了村容村貌,净化了生活环境,深受农民们的欢迎。村民王二保家正在准备午饭,“院内洁净堂内明,不见炊烟闻饭香”的情景,一下子颠覆了记忆中农村烧火做饭烟熏火燎的印象。王二保说:“自打用上生物质炉,家里就再也没冒过黑烟,做饭还快,赶上农忙,回来加一把柴禾,20分钟饭就全好了。”截至目前为止,晋中市示范高效低排放生物质能炉试点推广3600户,按每个农户减少或节约1500元买煤买炭的钱,那么3600农户,增收节支540万元,高效低排放生物质炉不但经济效益显著,生态效益与社会效益也非常可观。

4、高效低排放生物质炉具有三个优点

4.1 变废为宝清洁环保。高效低排放生物质炉是指以秸秆、薪柴等生物质为燃料,在炉内既有明火燃烧又有气化成分,没有焦油,不冒黑烟,燃烧充分,热效率高,烟气排放低的炉具。这种炉具可用于炊事、取暖、淋浴等,构造简单,便于安置,非常适合农村家庭使用。

4.2 生物质炉之所以能够实现清洁、节能、高效的特点,是因为它具有独特的燃烧原理:燃料经过干馏氧化还原等过程,可以转化成高温可燃烧气体,气体经过剧烈旋转和混合,燃烧更加彻底。

篇8

    千百年来,人类的需求不断膨胀,但刚性需求始终没有发生根本性的变化,温饱问题仍是世界上大多数人的生计追求。食物与能源一直困扰着穷国与富国,成为未来全球10大问题中的难解之题。

    在新能源产业兴起的浪潮中,能源专家们想到了“生物质能”这一古老能源,赋予其“替代”的特殊使命,希冀依靠生物质能来解决未来的能源危机与环境危机。中国在这一领域闻风而动,风风火火地建了一些乙醇加工厂、生物质直燃发电厂等,但相关的燃料、技术、财务等诸多问题接踵而至,使生物质能产业投资受挫,陷入困境,令人忧虑。

    田园风光的怀想

    生物质能是通过植物的光合作用固定于地球上的太阳能。其特点一是具有自我生成性。不论是木本植物还是草本植物,只要有适度的雨水和充裕的阳光,每年都生生不息。据测算,植物每年贮存的能量约相当于世界主要燃料消耗的10倍。二是自我循环,不用即逝。人类未加以利用的生物质,要遵循自然规律完成其碳循环,绝大部分由自然腐解将能量和碳素释放回自然界中。三是生物质能是人类利用最早、最多、最直接的能源,它支撑着人类由远古走到现在,至今世界上还有15亿多的人口以生物质作为生活能源。

    回望过去,田园牧歌式的生物质能时代难免引人发怀古之情:作为太阳系蓝色星球上的万物之灵,人类以其智慧与勤劳在地球上源源不断地获取食物和能源维系了世世代代的生存与发展——通过作物种植和畜禽养殖,延长、拓宽、丰富了食物链,并占据了地球食物链的高端,现在我们每年从地球上获取的食物多达55亿吨。

    在煤炭、石油等化石能源发现和开发利用之前的漫长岁月里,祖先们持续有效地利用地表的“生物质能源”,如柴薪、木炭、植物油、动物脂等物质,以烧水煮饭、燃灯照明、御寒取暖,使光明温暖,薪火相传。

    当时的远足、浇灌、负荷、载重,不外乎是肩挑人背、车载船运,借靠的是人力、畜力、风力、水力。叶绿植物、人畜粪便等都作为宝贵的肥料而重归田原,加入下一轮的生物质循环,从而为后人保留了绿水青山、碧海蓝天的自然环境。

    化石能源的功与过

    人类进入工业时代,能源消费模式发生了巨大的变革,由依靠木炭转为依靠煤炭、石油与天然气等化石能源,火车、汽车、飞机等现代交通工具得以盛兴,这使得地球变小,生活变快,让人们的视野变宽,欲望变强。通过煤炭、原油、天然气的直燃发电,电能应用于生产生活的方方面面,我们每个人都在分享着化石能源和电能带来的便捷、舒适与安逸。

    与此同时,能耗巨大的环境代价产生的忧患意识也在全球弥散开来,现直接引用一段相关文献,以供我们思考,“人类正面临着发展与环境的双重压力。经济社会的发展以能源为重要动力,经济越发展,能源消耗越多,尤其是化石燃料消费的增加,就有两个突出问题摆在我们面前:一是造成环境污染日益严重,二是地球上现存的化石燃料总有一天要掘空。按消费量推算,世界石油资源在今后50年到80年间将最终消耗殆尽。到2059年,也就是世界上第一口油井开钻200周年之际,世界石油资源大概所剩无几。

    另一方面,由于过度消费化石燃料,过快、过早地消耗了这些有限的资源,释放大量的多余能量和碳素,打破了自然界的能量和碳平衡,是造成臭氧层破坏,全球气候变暖,酸雨等灾难性后果的直接因素。这就是说,如果不发展出新的能源来取代化石常规能源在能源结构中的主导地位,在21世纪必将发生严重的、灾难性的能源和环境危机,是人类在下一世纪所面临的三大最可能发生的灾难之一。”

    化石能源对环境的影响就是负面的吗?这取决于人类活动的频繁程度。有了煤炭,使森林得以保护,多少个卖炭翁不再“伐薪烧炭南山中”;有了石油与钢铁,就有了新型建材,桥梁与房屋修建大量消耗的木材被新型建材替代,使森林的损失得以减缓,“蜀山兀、阿房出”的毁林悲剧不再重演。目前地球上的荒漠化,正是人类过去对生物质能过度依赖与消耗造成的!由此看,解决能源与环境问题,人类必须对其生产、生活行为加以反思与节制,否则任何能源都无法解除未来危机。

    正视生物质能源产业

    专家认为,地球上的生物质是十分丰富的。通过生物质能转换技术可以高效地利用生物质能源,产生各种清洁能源,以替代煤炭、石油和天然气等化石燃料,保护国家有限的能源资源,减轻能源消费给环境带来的污染。生物质能源将成为未来可持续能源的重要部分,预计到2020年,全球总能源将有40%来自生物质能源。

    在技术路线方面,通过一系列转换技术,可以生产出不同品种的替代能源,如固化和炭化,可以生产固体燃料,气化可以生产汽体燃料,液化和植物油提取技术可以获得液体燃料,还可以将桔杆和枝杈材等直接燃烧产生蒸汽进行发电。总之生物质种植、收集、储运、转化等各个环节,可以形成一个庞大的生物质能源产业群体。

    中国生物质能源目前尚未形成产业规模,只有分散的沼气生产、乙醇加工厂和生物质直燃发电厂。沼气生产分布在农村的种养殖户中,推广的并不理想,离工业规模化使用距离遥远。以消化陈化粮为目的兴建的乙醇厂,也因原料短缺、与人争粮,缺乏经济性而歇业。

    生物质直燃电厂,则因设备无专门化生产、燃料质次价高量不够而无法达到设计产能,全部陷入亏损状态,有的已经资不抵债。笔者调研了一家以棉杆为燃料的两台1.2万千瓦的生物质直燃发电厂,总投资2亿元,资本金0.5亿元。到去年底累积亏损已达0.42亿元。其主要原因既是燃料质次价高量不足,全年开机时间不到六个月。原设计燃料收集半径为30公里,10万吨,实际上收集半径已超过70公里,燃料采购量却达不到设计水平的65%。

    燃料来自千家万户,运费高、水份多、杂质多,造成多次停机。在国外,生物质直燃发电是建立在现代化大农场基础上的燃料集约,而不是分散地加以收购,这才会保证原料的质、价、量稳定。中国要求每个县都上一个生物质直燃电厂,实际上造成了燃料收集半径的交叉,电厂之间的燃料收购竞争惨烈,在高成本的负面拉动下,生物质电厂无一获利。

    以小农生产方式获取的分散燃料与集中的工业化发电之间,要解决的主要是燃料的集结成本问题。有人建议采用分散加工的方式,将桔杆毛料变为固体燃料,以达到规模化使用,但固体燃料高昂的加工、储运成本,在现有的电价约束之下,却使电厂难以达到财务平衡。

    生物质能前景广阔,现况艰难。解决之道的着力点一是忌浮躁。不能轻易炒作与忽悠生物质能发展,理论上的生物质能转化为未来主要依靠的替代能源之一生物质能尚要突破制度、比价体系、技术进步、商业模式创新等诸多约束。二是着眼长远。现有的生物质能企业应着力构建自己的供应链系统,采购散料只是一种特别脆弱的渠道,应建立生物质速生燃料基地,拓宽燃料供应视野。三是慎投资。

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据我们的初步了解和测算,全省秸秆年产量在4000万吨左右,玉米秸秆产量近2700万吨,并且其秆壮棵大、品质优良的特性位居全国之首。同时,秸秆的就地加工不但可以解决大量农民就业,还可以带动农机制造、包装、运输和能源、生物质锅炉、出口加工等相关产业的发展,从而促进农村经济发展,加快农民致富奔小康的进程。若实现1000万吨成型燃料加工,农民可增加收入15亿元,工资收入8亿元;按出口300万吨计算,可创汇4亿美元,农民增加收入23 亿元;创工业产值45亿元(按450元/吨出厂价计算),新增机械工业产值20亿元,增加税收6亿元。而且还可以解决农民就业15万人,解决城市就业2万人,以及替代500万吨标煤,减少800万吨CO2排放量。另外,经专业人员认定,秸秆得到异地处理,减少病虫害的发生,可直接提高3%~5%的粮食产量。

我们的具体建议是:

1.既然国家已经把开发生物质产业提高到解决“三农”问题和保障国家能源安全的战略地位,又是关系到重建新的循环经济模式的一次变革,所以必须将其纳入政府的工作历程。成立专业有效的领导机制,并加强领导。

2.借国家已经把我省列入开发秸秆固化成型燃料重点省份之契机,由省政府出面,借国家要在全国建400个秸秆固化成型燃料应用和建立150处炊事灶具及取暖配套设备示范点之际,争取到更多的份额的示范基地。首先征得国家的支持,根据我省现有的示范点是完全有获得国家支持的主动权的。

3.正如农业部在《规划》中指出的“生物质能属于高新技术和新兴产业,其技术研发和市场培育需要大量的资金投入”。资金来源除要争得国家的支持外,能否将我省的环保农业科技等部门的专项资金给予倾斜使用。

4.因为玉米秸秆颗粒燃料产品是直接受益于“三农”的,所以全省应出台统一的政策规定,使这样的专业生产企业享有农业生产的最低电价和农业生产用物质运费的价格,而现在我们试验点上的企业确要付每度电近一元钱的工业用电中的高价,仅这一项,每吨颗粒燃料要增加60元的成本费。

我们说“带主体”,这个主体就是要大规模的扩展使用生物质燃料的终端消费群体。因为没有人用生物质燃料,说开发生物质产业完全是一句空话,因此无论是从节能减排,保障国家能源安全,还是要让农民增收近而改善农村生活条件和要达到产业化,没有稳固的规模化的消费市场做支撑是不可能的。对此我们提出以下建议:

1.借农业部的《规划》,有计划、有组织、有领导的掀起一次普及生物质知识和要自觉科学使用生物质能源的热潮,让我省的“绿色蓝天”工程达到家喻户晓。

2.结合我省目前开展的节能减排工作能否向兄弟省市一样把改造现有的民用和工业用燃煤锅炉为燃生物质锅炉,并把它列入到计划中逐步推广实施,用3年的时间争取把全省、县、市以上的中心城市边缘的燃煤锅炉改造完毕。例如去年辽宁省沈阳市环保局等三个部门为推广我们研发的生物质能锅炉以文件的形式了“关于推广使用生物质能锅炉的通知”,采取自愿加强制的办法予以推广,所以只要有全省统一规划,将生产颗粒能力和市场消耗能力协调运转,就可以用较短的时间达到目的。据了解,我省的供暖用燃煤锅炉占我省耗煤总量的一大部分额,更是污染蓝天的主角。

3.我们建议在玉米主产地的县级城镇结合新农村建设规划的实施,有选择的建小型6兆瓦以下的用玉米秸秆颗粒燃料的热电厂,只要省政府统一规划和领导,发挥县(市)自身的主动性加快实施。

4.能从现在起,在审批建设项目时,对需要配制锅炉工程的均应优先选用生物质能锅炉。

5.对锅炉改造至今确有资金困难的单位是否可以采取业主负责大头、政府帮小头的方式,也可以用无息和贴息贷款或补助等形式鼓励其使用生物质能源。

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关键词:生物质能;生物质直燃发电;固体成型燃料;沼气技术;考察

0 引 言

能源问题已经成为中国乃至世界经济生活中关注率最高的问题,尤其石油属于不可再生的战略资源,是现代经济社会赖以正常运转的血液。随着全球矿物能源的快速消耗,能源危机成为各国必须面对的战略挑战。瑞典、德国、意大利等欧洲国家在生物质能开发利用政策措施、关键技术研究开发和市场运行模式等方面已经走在世界前列,并取得了较大成果和成功经验。在全面考察上述三国生物质能开发利用现状的基础上,本文重点介绍了瑞典、德国在生物质直燃发电、固体成型燃料、沼气技术等方面的利用现状与成功经验。

1 生物质直燃发电技术

生物质直燃发电技术是在传统的内燃机发电技术上进行设备改型而实现的、通过直接燃烧生物质原料作为替代燃料进行发电的一种新技术。在瑞典,生物质直燃发电技术已经基本成熟并得到规模化商业应用。其技术路线为“锅炉+汽轮机/斯特林发动机(通常为热电联产,即CHP)”,其中,汽轮机发电技术为常规技术,一般应用于中型以上发电系统,斯特林发动机发电技术处于技术开发和产业化示范阶段,是目前生物质利用方面的重点研发技术。利用斯特林发动机的热电联产技术已经满足瑞典全国近一半的热力需求。近年来,生物质与矿物燃料(主要是煤)的混合燃烧发电得到许多研究和示范应用,研究结果指出,混燃可提高生物质发电的效率,且当生物质的比重不高于20%时一般不需对现有设备作改动,是生物质燃烧发电的发展方向。

本文以瑞典Enkoping的一家热电联产厂ENA ENERGI为例进行说明,该厂发电装机容量24MW和50MW供热能力(见图1),能够为城市居民区域供热,燃料来源于伐木副产品、木材厂锯末和造纸厂废弃物等生物质原料。

ENA ENERGI每年需要约350 GWh的生物质燃料。其突出特点是所用燃料的10%为能源作物,全部由工厂自己种植,利用污水处理厂的废水进行灌溉。专门的能源作物如柳之稷可以吸收氮,该工厂种植的能源作物每年能减少20吨的氮排放(见图2)。

2 生物质固体成型燃料技术

所谓生物质固体成型燃料技术就是在一定温度与压力作用下, 将各类原来分散的、没有一定形状的秸秆、树枝等生物质,经干燥和粉碎后, 压制成具有一定形状的、密度较大的各种成型燃料的新技术。其产品为棒状、块状和颗粒状等各种成型燃料(见图3),密度可达0.8~1.4克/立方厘米,热值为16720千焦/千克左右。性能优于木材,相当于中质烟煤,可直接燃烧,燃烧特性明显改善。同时具有黑烟少、火力旺、燃烧充分、不飞灰、干净卫生等优点,NOX、SOX极微量排放,而且便于运输和贮存,成为商品。

瑞典的森林面积广阔,是世界闻名的“森林之国”,森林覆盖率高达60%,高速公路的很多路段都从森林中间穿过。目前,瑞典利用林业废弃物如树皮、树枝、木屑以及能源作物等生产固体成型燃料已经发展得相当成熟,形成了从原料种植、收集、到颗粒(或切片)生产再到配套应用和服务体系一个完整的产业链条。瑞典全国总能源消耗的30%为可再生能源,木质燃料占其中的46.7%。

今后,瑞典固体成型燃料产业发展的重点领域包括:

(1)开发生物质颗粒燃料原材料基地;

(2)开发经济性好、资源效率高的颗粒燃料生产(包括储存)工艺;

(3)开发分级的颗粒燃料以适应不同燃烧技术需求的用户。

其总体目标是:每年至少减少生产成本4%或2000万克朗。

3 沼气技术

3.1 车用沼气技术

在瑞典,利用畜禽粪便等废弃物生产沼气也非常成功。沼气的年总产量约为1400GWh(1.4×109kWh),主要产自于200多家市政污水处理厂的污泥消化池,其产量约占沼气总产量的60%;其余为垃圾填埋场(产量约占总产量的30%)以及工业污水处理厂和混合消化厂产生的沼气(产量约占总产量的10%)。有机废物转化成沼气时产生的消化残余物,还可作为生物肥料。

近年来,瑞典成功地将沼气用作汽车、火车燃料,技术已经成熟,也形成了良好的运行模式。本文重点介绍Linkoping沼气厂及其车用沼气供气站。

瑞典Linkoping沼气厂建于1992年,项目总投资900万欧元,政府一次性投资补贴100万欧元。该厂不仅处置了牲畜粪便和大量有机废物,而且还通过混合消化产生了沼气和生物肥料。自2001年开始,提纯后的沼气可以注入当地的天然气配气管,以及专门的汽车供气站。

目前,Linkoping沼气厂每年处理各种有机废物约5.5万t,产生的沼气量约为20~30GWh(75%CH4),相当于当地天然气消耗量的25%,每年可减少CO2排放3700t。该厂每年收集并处理牲畜粪肥2.8万t,其他有机废物如厨余垃圾、农产品加工废弃物等2万t(主要来自15家食品类工厂,其中包括屠宰场、海产品生产加工厂等)。原料通过进料池(800m3)、热交换系统、消毒系统(巴氏杀菌,1h,70℃),进入传统搅拌消化池(2250m3,停留时间20~25d,70℃,含固率6%)。沼气厂见和沼气生产工艺流程如图4、图5所示。

Linkoping沼气厂生产的沼气通过地下管线直接提供给2km外的供热站,并能供作汽车燃料。该厂同时还在经营车用沼气供气站,满足当地近400辆公共汽车的燃料需求(见图6)。

供热和车用沼气出厂前需要进行提纯处理。该厂的沼气提纯能力为250m3/h,提纯过程分为三个阶段:

(1)提纯净化:通过Sulfatrate工艺去除S利用Selexol去除CO2;(2)干燥;(3)压缩(添加5%~10% 的丙烷,调整沃伯指数,使之等同于天然气)。

3.2? 沼气发电技术

欧洲沼气发电技术以德国为典型代表。目前,德国国内沼气发电工程的数量已由

1992年的139家发展到2003年底超过2000家,发电装机总量由1999年的50MW猛增到2002年的250MW。德国沼气工程技术的要点主要包括:

(1)发酵原料

发酵原料以畜禽粪便、玉米青贮秸秆,青贮饲草为主,另外还有餐饮旅馆的厨余垃圾、农副产品加工的废弃物,以及多余的粮食(如小麦、玉米)等。对有机垃圾有着严格的控制,必须在70℃的高温下经过1小时的处理才可以进入沼气池发酵,由此产生的沼渣才能作为有机肥料施用到田地去。

(2)发酵工艺

较大型的沼气发酵装置以地上USR工艺为主,中型牧场以地下池的完全混合式为主,发酵形状多数为圆柱体式,生活有机垃圾和秸秆青贮料的干发酵为地上和半地下箱式发酵装置,均采用批量式发酵工艺(见图7)。发酵滞留期一般为28~45天,少数发酵达到56天。由于发酵池都采用发电余热进行加温,发酵池内部温度一般都控制在40℃~45℃之间。

(3)进料及搅拌

沼气发酵原料根据形态的不同采取两种进料方式:一种是利用泥浆泵将液态原料输送到发酵池,一种是将固体原料,多数为切碎后青贮的玉米秸秆或牧草通过螺旋式送料器输送到发酵池内。为了出料方便,进出料管道直径都大于200毫米。为提高沼气的气量,除干发酵装置以外,多数沼气发酵池内部一般都设有搅拌装置。

(4)沼气贮存与净化

由于产生的沼气很快就转化为电力,沼气工程一般都采用橡塑气袋,有的为单独设置,有的直接设计在发酵罐的上部。这一点与我国的沼气装置不同,主要是因为对于发电机组来说不需要单独设立有一定压力的储气装置。沼气净化系统广泛应用氧化定位法,少数工程采用活性碳和生物菌去除沼气中硫化氢工艺(本文考察的Altenow大型沼气工程发电厂采用FeCl2脱硫,见图8),有一部分未经净化直接发电。大多数工程都未采取除水工艺。

(5)沼气发电系统

大型的沼气发电机组均采用纯沼气的内燃发动机,中小型的工程多数采用双燃料(柴 油+沼气)的柴油发动机,少数采用纯气体内燃机发电机机型。一般沼气发电工程的发电装置都能满足当地上网要求,少数工程使用监控设备,检测发电气体含量、温度、产量以及pH值,有的示范工程已采用了远程自动监控系统。发电产生的余热一部分用来加温发酵池,剩余部分用于区域供热,实现热电联产。

(6)厌氧发酵的后处理

由于利用生物质生产的电力可优先上网并享受优惠价格,德国的沼气工程生产的沼气全部用作发电上网。发酵后的沼液经储液池贮存后,直接由拖拉机罐车运到田间进行喷洒。少数畜牧场沼气工程和大型沼气工程采用固液分离(见图9),将沼渣与沼液分离,脱水后的沼渣经简单堆放后可直接用作有机肥料,清液可再循环进入发酵池。

(7)沼气工程的运行管理模式

德国农场主很多,农场养殖奶牛和猪占大多数,家禽和其它特种养殖的较少,一般沼气工程都是为发电而建,大多数沼气发电工程都由农场主自己进行管理。较大的沼气工程独立运营管理。

(8)沼气工程的建设

德国农场主建设沼气池,其工程设计报告需要得到有关行政主管部门,如环保、农业、消防等部门的审查批准,一般这些工作都是由专门的技术服务公司或服务组织来完成。有的技术及设备公司采用的是“交钥匙工程”的方式为农场主建设沼气发电工程。大电网的广泛区域分布由电力公司负责完成,农场主建设沼气工程只负责连接到电网部分的投资。

4 结论与建议

4.1 结 论

瑞典、德国等欧洲国家为了减少能源的对外依赖、提高能源供应安全,生物质能开发利用非常重视。瑞典、德国以及意大利等国均有明确的生物质能发展目标、政策和保障措施。对生物质能是重要的可再生能源,既可以转化为液体燃料或沼气等气体燃料代替汽油和柴油,也可以通过锅炉直接燃烧发电和供热,特别是生物质能资源分布广泛,品种多样,因此,瑞典、德国和意大利等国家都把生物质能作为优先发展的可再生能源予以高度重视。各国扶持政策到位,生物质能利用技术先进,经验成熟,生物质能开发利用已成为重要的新型产业,对保障能源安全、增加就业机会、促进农业发展,以及确保能源与环境的协调发展等发挥着重要的作用。

4.2 建 议

中国生物质能开发利用工作尚处于产业化发展初期,需要借鉴欧洲各国的成功经验和先进技术,缩短关键技术研发周期,加快产业化进程,着重要做好以下几点:

(1)制定优惠政策措施,引导生物质能产业形成

瑞典、德国生物质能迅速发展的一个重要原因,是国家制定了使生物质发电或燃料化应用有利可图的价格,并以法律法规形式颁布,长期保持不变。中国要开发利用生物质能,首先有关部门应协调配合,制定明确的促进生物质能开发与利用的政策和措施,并保障已有法律和政策措施能够有效实施。目前应重点在设备制造和生物质能利用市场开拓方面予以大力扶持。

(2)加大技术研发和试点示范力度,培育生物质能新型产业

国外生物质固体颗粒燃料技术、生物质直接燃烧发电技术、沼气供热和发电技术都是成熟的。目前,国内生物质固体颗粒成型技术尚处于起步阶段,固体成型技术和燃烧生物质颗粒的炉具技术良莠不齐,还面临市场需求问题。因此,建议加大研发力度,尽快实施试点示范,解决技术瓶颈问题,探索产业化经验。