秸稈發(fā)電屬于生物質(zhì)發(fā)電的一種,是以秸稈(包括棉花稈、小麥稈、玉米稈等)及農(nóng)林廢棄物為原料,通過(guò)設(shè)備內(nèi)直燃產(chǎn)生電力,增加清潔能源比重。秸稈主要包括稻草、麥秸、油料作物秸稈、棉秸、玉米秸等,平均1.89公斤秸稈可產(chǎn)生1度電。宇博智業(yè)小編整理的2016年秸稈生物質(zhì)發(fā)電行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析深入分析了當(dāng)前我國(guó)秸稈生物質(zhì)利用的現(xiàn)狀以及秸稈發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀、前景和潛力。
秸稈生物質(zhì)具有多功能性,可作為燃料、飼料、肥料、生物基料和工業(yè)原料等。秸稈生物質(zhì)利用主要有三個(gè)方面:一是種植(養(yǎng)殖)業(yè)綜合利用秸稈:秸稈快速腐熟還田、過(guò)腹還田和機(jī)械化直接還田、生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)飼料和食用菌。二是秸稈能源化利用:秸稈生物氣化(沼氣)、熱解氣化、固化成型、炭化、纖維素制燃料乙醇。三是以秸稈為原料的加工業(yè):生產(chǎn)非木紙漿、人造板材、包裝材料、餐具等產(chǎn)品,以及秸稈飼料加工業(yè)和秸稈編織業(yè)。
我國(guó)農(nóng)民對(duì)作物秸稈的利用有悠久的歷史,秸稈除少量用于墊圈、喂養(yǎng)牲畜,部分用于堆漚肥外,大部分都作燃料燒掉。但隨著省柴節(jié)煤技術(shù)的推廣,燃煤和液化氣的普及,秸稈大量富余。我國(guó)是世界上最大的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)國(guó),纖維素生物質(zhì)資源豐富,總量在12億t以上。目前,農(nóng)村秸稈綜合利用率僅達(dá)到28.7%,與國(guó)家秸稈焚燒和綜合利用管理辦法中的年利用率達(dá)到60%。自20世紀(jì)80年代以來(lái),我國(guó)生物質(zhì)能發(fā)展迅速,具體表現(xiàn)在:生物質(zhì)發(fā)電從無(wú)到有;沼氣建設(shè)一路高歌;燃料乙醇產(chǎn)量躍居世界第三;生物柴油困境中尋求突破,得以快速發(fā)展。
2014年,我國(guó)秸稈資源量約為9億噸。秸稈還田、飼料利用、工業(yè)原料約占60%,約40%可以能源化利用(含農(nóng)村生活用能)。
2004年以來(lái),我國(guó)先后核準(zhǔn)批復(fù)了200多個(gè)秸稈直燃發(fā)電示范項(xiàng)目。截至2012年底,我國(guó)生物質(zhì)發(fā)電累計(jì)并網(wǎng)容量為5819兆瓦,其中,直燃發(fā)電技術(shù)類型項(xiàng)目累計(jì)并網(wǎng)容量為3264兆瓦,占全國(guó)累計(jì)并網(wǎng)容量的55%;垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)類型項(xiàng)目累計(jì)并網(wǎng)容量為2427兆瓦,占全國(guó)累計(jì)并網(wǎng)容量的41.71%;沼氣發(fā)電技術(shù)類型項(xiàng)目并網(wǎng)容量為206兆瓦,占全國(guó)累計(jì)并網(wǎng)容量的3.54%?!犊稍偕茉础笆濉币?guī)劃》明確規(guī)定,2015年我國(guó)生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī)達(dá)到1.3萬(wàn)兆瓦,其中農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電8千兆瓦、沼氣發(fā)電2千兆瓦、垃圾焚燒發(fā)電3千兆瓦。
我國(guó)目前建設(shè)、運(yùn)行的生物質(zhì)發(fā)電廠普遍采用二代技術(shù)。一代生物質(zhì)發(fā)電廠機(jī)組規(guī)模一般為2×12兆瓦,采用中溫中壓技術(shù),存在能耗較高、發(fā)電熱效率偏低等問(wèn)題;二代電廠機(jī)組規(guī)模一般為1×30兆瓦,采用高壓和超高壓技術(shù),與一代技術(shù)相比,能耗顯著下降,發(fā)電熱效率顯著提高,其鍋爐熱效率一般在85%-90%,發(fā)電熱效率可達(dá)30.4%,年平均發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗約404g/千瓦時(shí)。從當(dāng)前生物質(zhì)電廠的運(yùn)行來(lái)看,主要是原料供應(yīng)缺乏保障,100公里范圍內(nèi)布局了多家生物質(zhì)電廠,大多電廠的原料收購(gòu)經(jīng)濟(jì)半徑超過(guò)30公里以上,收購(gòu)成本較高。第二,秸稈液化(纖維素乙醇)
纖維素乙醇在我國(guó)仍處于產(chǎn)業(yè)化起步階段,其關(guān)鍵技術(shù)主要是高效預(yù)處理技術(shù)與裝備、低成本纖維素酶制劑的生產(chǎn)和戊糖發(fā)酵菌種技術(shù)。
2014年,我國(guó)燃料乙醇產(chǎn)量達(dá)到233.2萬(wàn)噸,混配E10乙醇汽油約2140萬(wàn)噸,接近當(dāng)年汽油總消費(fèi)量的四分之一,目前已在黑龍江、吉林、遼寧、河南、安徽、廣西6省區(qū)及湖北、山東、河北、江蘇、內(nèi)蒙古5省區(qū)的30個(gè)市試點(diǎn)車用乙醇汽油,實(shí)現(xiàn)了乙醇汽油的封閉運(yùn)行。纖維素非糧乙醇產(chǎn)量?jī)H3.2萬(wàn)噸。國(guó)內(nèi)已建成山東龍力5.15萬(wàn)噸/年裝置(以玉米芯廢渣為原料)與河南天冠3萬(wàn)噸/年的乙醇-沼氣聯(lián)產(chǎn)示范裝置,以上兩套裝置均未采用戊糖/己糖共發(fā)酵生產(chǎn)乙醇技術(shù)。在建及規(guī)劃的項(xiàng)目包括中糧集團(tuán)采用自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)預(yù)處理工藝及戊糖/己糖共發(fā)酵技術(shù)的5萬(wàn)噸/年醇電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目、安徽國(guó)禎和意大利M&G公司的合資項(xiàng)目以及河南天冠的3萬(wàn)噸/年纖維素乙醇規(guī)劃項(xiàng)目。
秸稈發(fā)電是秸稈優(yōu)化利用的最主要形式之一,呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)。目前秸稈發(fā)電大體上可以分為以下幾種方式:
1、建造利用秸稈燃燒來(lái)發(fā)電的中小型電廠
目前生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)主要有兩大類:一是利用鍋爐直接燃燒生物質(zhì)燃料,例如秸稈產(chǎn)生的熱量加熱鍋爐中的水,使水汽化,推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組來(lái)發(fā)電。這類技術(shù)與常規(guī)的煤燃燒發(fā)電相類似,只是用秸稈來(lái)代替煤。
另一類是氣化發(fā)電技術(shù),由氣化爐和煤氣內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組來(lái)發(fā)電。利用生物質(zhì)氣化爐將秸稈轉(zhuǎn)化為可燃?xì)?/a>體,燃?xì)饨?jīng)過(guò)分離凈化,然后在鍋爐等設(shè)備中進(jìn)行燃燒,推動(dòng)發(fā)電機(jī)輸出電能。
2、分散式的小型發(fā)電機(jī)組
由于建造中小型電廠存在的問(wèn)題,分散式的小型發(fā)電機(jī)組逐漸受到人們的重視,尤其是在我國(guó)廣大農(nóng)村更有推廣的條件。這里將著重介紹與秸稈發(fā)電關(guān)聯(lián)密切的斯特林發(fā)電機(jī)和新型的熱聲發(fā)電機(jī),它們?yōu)樯镔|(zhì)發(fā)電機(jī)器的小型化提供了可能。
斯特林機(jī)又名熱氣機(jī),是一種閉式回?zé)嵫h(huán)發(fā)動(dòng)機(jī),它具有高效率、低噪聲、低污染以及多能源適應(yīng)性等特點(diǎn)。由于世界石油資源日趨短缺,對(duì)環(huán)境保護(hù)的要求日益強(qiáng)烈,目前各國(guó)都很重視對(duì)斯特林機(jī)的研究。日本制定了開發(fā)節(jié)能新技術(shù)的“月光計(jì)劃”,6年內(nèi)投入100億日元開發(fā)通用熱氣機(jī)。
斯特林機(jī)可以適用于多種燃料。從高品質(zhì)的石油、天然氣等,到低品質(zhì)余熱廢熱,甚至可燃垃圾等,都可以作為斯特林機(jī)的驅(qū)動(dòng)熱源。
熱聲發(fā)電機(jī)基于熱聲效應(yīng)而工作,是一種新型的能源轉(zhuǎn)換機(jī)械。熱聲發(fā)電機(jī)的突出優(yōu)點(diǎn)是其高可靠性和對(duì)自然環(huán)境的卓越環(huán)保特性。它的高可靠性來(lái)源于系統(tǒng)中完全沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件或者運(yùn)動(dòng)部件極少;它的環(huán)保特性來(lái)源于它的工作介質(zhì)是常見(jiàn)的惰性氣體,對(duì)大氣臭氧層無(wú)破壞,沒(méi)有溫室效應(yīng),也沒(méi)有可燃性。與斯特林機(jī)類似,熱聲發(fā)電機(jī)也采用外燃加熱的方式。熱聲驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)裝置,通過(guò)設(shè)計(jì)合理的燃燒裝置,將秸稈燃燒驅(qū)動(dòng)熱聲發(fā)電機(jī)發(fā)電。
2016-2021年中國(guó)秸稈生物質(zhì)發(fā)電行業(yè)市場(chǎng)需求與投資咨詢報(bào)告分析在新能源的開發(fā)利用中,秸稈發(fā)電具有重要的意義,對(duì)于建設(shè)小康社會(huì),節(jié)能減排具有深遠(yuǎn)的影響。伴隨著煤炭、石油和天然氣等化石能源的逐漸枯竭,尋找新能源已成為一個(gè)緊迫的任務(wù)。秸稈作為一種綠色和可再生的能源,其作用將會(huì)越來(lái)越突出,這不僅關(guān)系到環(huán)境保護(hù)的問(wèn)題,還關(guān)系到國(guó)家的能源戰(zhàn)略問(wèn)題。
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