生物质能种类
2006年是“十一五”计划实施的第一年,生物质转换技术产业有了很大发展,如生物质气化发电、甜高粱茎秆制取乙醇燃料、纤维素废弃物制取乙醇燃料、生物质热裂解液化等技术取得明显的效果。此外,还开展了生物柴油、植物油、能源植物、生物质快速裂解等方面的探索性、创新性研究。
1、直接燃烧和发电
直接燃烧大致可分炉灶燃烧、锅炉燃烧、垃圾焚烧和致密成型燃料燃烧四种情况。我国小型生物质燃烧发电也已商业化,南方地区的许多糖厂利用甘蔗渣发电。广东、广西两地共有小型发电机组380台,总装机容量达800兆瓦,云南省也有一些此类电厂。
2、生物质裂解与干馏
生物质热解技术的整套工艺采取类似煤加工技术,将秸秆、树枝叶、野草、木屑、谷物皮核等生物质原料,在隔绝空气条件下热解干馏,得到可燃气、木炭、木焦油、木醋液产品。可燃气经过净化后,可达到城镇人工煤气标准,热值在15兆焦/立方米以上,是民用炊事燃气的理想气源。
3、生物质致密成型
致密成型燃料燃烧是把生物质固化成型后再采用传统的燃煤设备燃用,主要优点是将分散和疏松的生物燃料进行集中和加密,以便于储存和运输,使之成为便捷和清洁高效的能源。主要缺点是生产成本偏高。
4、生物质气化及发电
我国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气,热值为4~10兆焦/立方米。目前用于木材和农副产品烘干的有800多台,村镇级秸秆气化集中供气系统近600处。兆瓦级生物质气化发电系统已推广应用20多套。“十五”期间,按照国家高科技发展计划(863计划)已建成4兆瓦规模生物质气化发电的示范工程。
5、液体燃料
(1)生物质热解液化
我国山东理工大学、广州能源所、沈阳农大、浙江大学、华东理工大学等在热解液化方面做了一系列的理论和实验研究工作,中试装置的建设在“十五”期间已列入国家863计划中。将来的研究工作主要集中在热解原料特性数据的搜集、检测,快速热解液化机理的研究,热解工艺过程的实验研究和液体产物处理等几个方面。
山东工程学院在生物质快速热解液化技术的基础研究和小试研究,取得了很重要的进展。首先利用等离子体加热手段研究了生物质(玉米秸粉)的热解条件的关系。通过小试研究,实现了30~50千克/小时的液化运行。由于采用自由下降式反应器配合离心分离装置,设备磨损小、热载体和生物质混合均匀、对反应时间控制精确。经过进一步研究,可望推向产业化进程。
(2)燃料乙醇
采用含糖和淀粉的农作物,如甘蔗、玉米、小麦、高粱等原料通过发酵生产乙醇。该项技术已趋成熟并正在规模化应用。目前已开发的技术有:先将纤维素水解为糖后制取乙醇;将木糖通过转基因酵母发酵然后生产乙醇。我国从上世纪末开始发展生物燃料乙醇,“十五”期间,在试点的4个省燃料乙醇年产量达到102万吨,目前已有9个省销售车用乙醇燃料。但我国燃料乙醇的生产是以陈化粮为原料,生产成本难以降低,原料供应没有保证,依赖国家财政补贴。从长远看,我国必须解决原料替代问题,走非粮食原料生产乙醇燃料的路子。为扩大乙醇原料来源,国内自主开发了以甜高粱茎秆为原料生产燃料乙醇的技术,并已在黑龙江、山东、新疆、天津、内蒙古等省区市进行了甜高粱种植及燃料乙醇生产试点。