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由于受气化效率与气体机效率的限制,简单的气化-气体机发电循环效率很难高于20%,所以单位电量的生物质消耗量一般大于1.1千克(干)/千瓦时。而我们从发电成本的分析可知,原料成本是发电成本主要的一部分,如果不能降低生物质数量,很难利用需要收集与预处理的生物质资源。所以从长远来说,提高系统总效率是推广利用
生物质气化发电特点
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由于受气化效率与气体机效率的限制,简单的气化-气体机发电循环效率很难高于20%,所以单位电量的生物质消耗量一般大于1.1千克(干)/千瓦时。而我们从发电成本的分析可知,原料成本是发电成本主要的一部分,如果不能降低生物质数量,很难利用需要收集与预处理的生物质资源。所以从长远来说,提高系统总效率是推广利用BGPG的一个前提。从纯技术的角度看,生物质IGCC可以有效地提高BGPG的总效率,但由此可以看出于焦油处理技术与燃气轮机技术的限制,在研究发展生物质IGCC仍比较困难。所以如何利用现已较成熟的技术,研制开发在经济上可行,而效率又有较大提高的系统,是目前发展BGPG的一个主要课题。整体气化热空气循环(IGHAT)技术正处于开发阶段,它和IGCC的主要区别在于用一个燃气轮机代替了后者的燃气轮机和汽轮机。图5是建立在较成熟的气化-气体机系统上的一种联合循环构想,它有三个特点:(1)技术难度小,不需要很高的气体净化技术;(2)系统发电效率有较大提高,可达28%左右,达到小型燃煤发电的水平;(3)由于技术成熟,设备都是传统的定型产品,单位投资较低,约4000~5000元/千瓦,所以综合技术性与经济性两方面的考虑,该系统是一个比较适合国情的选择,特别对4~10兆瓦的规模更为优越。是我国今后研究开发的方向之一。
秸秆发电的主要燃料,来源于小麦秸秆、玉米秸秆、稻草稻壳、棉花秸秆、林业间伐及加工剩余物等农林废弃物。秸秆发电变农民在田间无序焚烧,为集中燃烧并发电、造肥,节省了大量煤炭资源,并增加农民收入。电网公司旗下的国能生物发电有限公司,引进丹麦的生物质直燃发电技术,于2006年12月1日建成投产了生物质直燃发电项目——国能单县1×25MW生物质发电工程,实现了大容量生物质直燃发电零的突破。燃烧器在气体成分和热值有变化时,能够保持稳定的燃烧状态,排放污染物较少。该电厂2007年全年稳定运行8200多个小时,发电2.2亿千瓦时,消耗农林剩余物20多万吨,为农民增加收入5000万元以上。农民生活用能,秸秆燃烧效率仅约为15%,而直燃发电锅炉可将热效率提高到90%以上。
秸秆作为一种可再生能源,在生长和燃烧中不增加大气中二氧化碳量,不但可以替代部分化石燃料,而且还能减少温室气体排放量。据测算,可开发的生物质能资源总量近期约为5亿吨标准煤,远期可达10亿吨标准煤。即使按5亿吨标准煤计算,生物质发电可满足能源消费量的20%以上的电力,年可减少排放二氧化碳近3.5亿吨,、氮氧化物、减排量近2500万吨。为了提供反应的热力学条件,气化过程需要供给空气或氧气,使原料发生部分燃烧。除此之外,秸秆燃烧产生的灰分还可作为钾还田使用,一台2.5万千瓦生物质发电机组年生产达8000吨左右灰分。


由于生物质发电所用的原料生物质在生长时需要吸收二氧化碳,因此它抵消了燃烧时排放的二氧化碳,可以说利用它发电是一种无碳排放的发电,这是优点之一。优点之二是它发电时,由于其本身的含硫量较低,因此它的硫排放也是较低的。优点之三是使农业的废弃物得到利用,农业的废弃物包括秸秆、牲畜的排泄物等,这样构成一个循环经济体系。气化炉内外两种循环平衡的建立,保证反应进程稳定,是循环流化床气化技术的核心。优点之四是较低的成本,在有对生物质发电补贴的情况下,生物质发电的投资回收得到较好的保证。



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