生物質氣化多聯(lián)產系統(tǒng)應用場景

一、生物質能源發(fā)展概況

生物質能源是可再生能源之一，生物質能源的開發(fā)利用和能效的提高已成為世界各國減排的重要途徑，其中生物質氣化多聯(lián)產系統(tǒng)是生物質能最有效、最清潔、最具經濟價值的利用方法之一。

1、國外發(fā)展情況

國外的生物質氣化熱電聯(lián)產技術起步較早，發(fā)展較為成熟。生物質在芬蘭是最大的可再生能源供應源，在2001年生物質能占到可再生能源的85%，供熱占比達到57%。瑞典的生物質氣化熱電聯(lián)產工廠于1993年正式運行，是世界上首家以生物質為原料的整體氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠。生物質能在全國能源消耗中占比達到38.9%（世界第一）、生物質供熱占比接近40%。

英國的6*660MW燃煤電廠改成生物質電廠，成為全球最大規(guī)模的生物質電廠，連續(xù)五年生物質供電量超過100億度，并有望實現(xiàn)負碳排放電廠。

2、國內發(fā)展情況

我國的生物質熱電聯(lián)產技術由于起步較晚，普及程度較低。但近幾年來生物質氣化熱電聯(lián)產技術發(fā)展迅猛，南京林業(yè)大學、中國林科院南京林產化工所等高等院校的研究成果迅速產業(yè)化，特別是在多業(yè)聯(lián)產方面創(chuàng)造了多個世界第一。如在河北承德世界首創(chuàng)的杏殼氣化發(fā)電聯(lián)產活性炭、肥料、供熱項目；安徽潁上3MW稻殼氣化、燃氣燒鍋爐、汽輪機發(fā)電聯(lián)產炭項目；云南西雙版納木片氣化綠色供熱與炭綜合利用產業(yè)化示范項目等。我國生物質發(fā)電量穩(wěn)步增長，截至2022年年底，我國生物質發(fā)電量1824億千瓦時，同比增長11%。

3、生物質能源化利用勢在必行

 

（1）我國生物質資源豐富生生不息：農業(yè)、林業(yè)等生物質及廢棄物逐年增加。

（2）生物質不利用后果嚴重：竹木腐朽發(fā)酵產生甲烷 ，其溫室效應是CO2 的20多倍。并引發(fā)森林大火 ，造成人員傷亡、環(huán)境污染、財產損失。

（3）我國能源結構有待優(yōu)化

l 一是能源需求總量大（53億噸標準煤）、全球最大、約占30%。

l 二是能源結構不合理（煤炭占60%） ， 煤炭的開采和用量全球第一（約 一半），排放CO2約占30%。

l 三是我國化石能源缺油（進口超73%）少氣（近50%），對外依存度太高，必須防止卡脖子！

二、生物質氣化多聯(lián)產創(chuàng)新技術

1、什么是生物質氣化多業(yè)聯(lián)產系統(tǒng)？

生物質氣化多聯(lián)產系統(tǒng)是在不需要外加能源和任何化學藥品、助劑的條件下，將農林生物質熱解轉化為生物質可燃氣、生物質炭、生物質液三項產物。可燃氣作為能源可用于燒鍋爐供熱（替代煤）或發(fā)電，生物質炭根據(jù)原料不同可生產活性炭、工業(yè)用炭、機制燒烤炭、炭基肥等多種產品，生物質液可制備液體肥料或消毒殺菌劑等產品。如下圖（一）所示。

2、生物質氣化多聯(lián)產技術

生物質氣化多聯(lián)產技術經過科學家們20多年的研究，在各種生物質材料的氣化工藝及其關鍵設備的研發(fā)、各種生物質材料的熱解液化工藝及其關鍵設備的研發(fā)、生物質熱解和氣化過程中產生的各種副產品的化學成分、應用及高價值產品的深入研發(fā)方面取得了很大的成就。如發(fā)明了炭化和液化不同的熱解工藝，獲得不同價值的產品等。下表所示是三種不同熱解條件下的高附價值產物。

熱解方式	升溫速率	熱解溫度（度）	停留時間（秒）	主要產物
慢速熱解	緩慢	400	較長	焦炭
快速熱解	10?-10?℃/s	450-600	小于2秒	生物油
高溫熱解	快	900	1-幾秒	燃氣

三、生物質氣化多聯(lián)產系統(tǒng)的應用

   生物質氣化多業(yè)聯(lián)產項目根據(jù)客戶需求，可以分別應用到需要燃氣、需要蒸汽、需要供暖、需要烘干、需要金屬熱加工、需要恒溫和光合作用的現(xiàn)代農業(yè)、需要熱電聯(lián)供的學校、醫(yī)院、酒店和居民小區(qū)等處。如下圖所示。

1、工業(yè)應用場景

凡是生產過程中需要天然氣燃燒加熱蒸汽鍋爐、金屬融化爐等的工業(yè)制造業(yè)，包括化工、印染、食品、金屬等工業(yè)制造企業(yè)，我們可以提供生物質燃氣替代天然氣，通過多種副產品來提高投資人的經濟效益，讓利于制造企業(yè)降低用能成本。生物質燃氣與天然氣的熱值不同，所以替代之前需要對原鍋爐的燃燒室略作改造，以適應熱量的需求。同時在廠內需要具備安裝生物質氣化爐的空間，以便就近把生物質燃氣送入蒸汽鍋爐或者其他加熱爐即可。

2、農業(yè)應用場景

（1）農業(yè)大棚或者現(xiàn)代農業(yè)種植基地，需要給農作物調節(jié)溫度、需要生物質炭基肥替代化肥、兼有改良土壤的作用。其桔梗果殼、菌菇棒等又可以作為生物質原料循環(huán)利用。

（2）生物質來源豐富的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，利用本地的農林廢棄物，建設熱電聯(lián)產項目，發(fā)電機尾氣余熱產生熱水供本地的浴室、賓館（替代小型燃煤鍋爐）使用，也可以將尾氣輸入蔬菜大棚，起到對大棚供暖和補充二氧化碳、強化植物光合反應的作用。聯(lián)產炭基肥、葉面肥（有藥效的肥料）和成型燃料（替代散煤）。收購當?shù)氐霓r林廢棄物，增加農民收入，達到振興鄉(xiāng)村、節(jié)能減排和環(huán)保效果。

3、城市應用場景

在城市中的商務酒店、醫(yī)院、高檔住宅、公寓等人員相對密集，對熱水、空調的需求大、時間長、不間斷。選擇在附近或者在地下，建設生物質熱電聯(lián)供電站。為客戶提供穩(wěn)定、安全的綠色能源，并降低用能成本。

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