生物質(zhì)氣化多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)景

一、生物質(zhì)能源發(fā)展概況

生物質(zhì)能源是可再生能源之一，生物質(zhì)能源的開(kāi)發(fā)利用和能效的提高已成為世界各國(guó)減排的重要途徑，其中生物質(zhì)氣化多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)是生物質(zhì)能最有效、最清潔、最具經(jīng)濟(jì)價(jià)值的利用方法之一。

1、國(guó)外發(fā)展情況

國(guó)外的生物質(zhì)氣化熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)起步較早，發(fā)展較為成熟。生物質(zhì)在芬蘭是最大的可再生能源供應(yīng)源，在2001年生物質(zhì)能占到可再生能源的85%，供熱占比達(dá)到57%。瑞典的生物質(zhì)氣化熱電聯(lián)產(chǎn)工廠于1993年正式運(yùn)行，是世界上首家以生物質(zhì)為原料的整體氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠。生物質(zhì)能在全國(guó)能源消耗中占比達(dá)到38.9%（世界第一）、生物質(zhì)供熱占比接近40%。

英國(guó)的6*660MW燃煤電廠改成生物質(zhì)電廠，成為全球最大規(guī)模的生物質(zhì)電廠，連續(xù)五年生物質(zhì)供電量超過(guò)100億度，并有望實(shí)現(xiàn)負(fù)碳排放電廠。

2、國(guó)內(nèi)發(fā)展情況

我國(guó)的生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)由于起步較晚，普及程度較低。但近幾年來(lái)生物質(zhì)氣化熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)發(fā)展迅猛，南京林業(yè)大學(xué)、中國(guó)林科院南京林產(chǎn)化工所等高等院校的研究成果迅速產(chǎn)業(yè)化，特別是在多業(yè)聯(lián)產(chǎn)方面創(chuàng)造了多個(gè)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(chǎn)活性炭、肥料、供熱項(xiàng)目；安徽潁上3MW稻殼氣化、燃?xì)鉄仩t、汽輪機(jī)發(fā)電聯(lián)產(chǎn)炭項(xiàng)目；云南西雙版納木片氣化綠色供熱與炭綜合利用產(chǎn)業(yè)化示范項(xiàng)目等。我國(guó)生物質(zhì)發(fā)電量穩(wěn)步增長(zhǎng)，截至2022年年底，我國(guó)生物質(zhì)發(fā)電量1824億千瓦時(shí)，同比增長(zhǎng)11%。

3、生物質(zhì)能源化利用勢(shì)在必行

 

（1）我國(guó)生物質(zhì)資源豐富生生不息：農(nóng)業(yè)、林業(yè)等生物質(zhì)及廢棄物逐年增加。

（2）生物質(zhì)不利用后果嚴(yán)重：竹木腐朽發(fā)酵產(chǎn)生甲烷 ，其溫室效應(yīng)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(cái)產(chǎn)損失。

（3）我國(guó)能源結(jié)構(gòu)有待優(yōu)化

l 一是能源需求總量大（53億噸標(biāo)準(zhǔn)煤）、全球最大、約占30%。

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

l 三是我國(guó)化石能源缺油（進(jìn)口超73%）少氣（近50%），對(duì)外依存度太高，必須防止卡脖子！

二、生物質(zhì)氣化多聯(lián)產(chǎn)創(chuàng)新技術(shù)

1、什么是生物質(zhì)氣化多業(yè)聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)？

生物質(zhì)氣化多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)是在不需要外加能源和任何化學(xué)藥品、助劑的條件下，將農(nóng)林生物質(zhì)熱解轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)可燃?xì)狻⑸镔|(zhì)炭、生物質(zhì)液三項(xiàng)產(chǎn)物。可燃?xì)庾鳛槟茉纯捎糜跓仩t供熱（替代煤）或發(fā)電，生物質(zhì)炭根據(jù)原料不同可生產(chǎn)活性炭、工業(yè)用炭、機(jī)制燒烤炭、炭基肥等多種產(chǎn)品，生物質(zhì)液可制備液體肥料或消毒殺菌劑等產(chǎn)品。如下圖（一）所示。

2、生物質(zhì)氣化多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)

生物質(zhì)氣化多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)經(jīng)過(guò)科學(xué)家們20多年的研究，在各種生物質(zhì)材料的氣化工藝及其關(guān)鍵設(shè)備的研發(fā)、各種生物質(zhì)材料的熱解液化工藝及其關(guān)鍵設(shè)備的研發(fā)、生物質(zhì)熱解和氣化過(guò)程中產(chǎn)生的各種副產(chǎn)品的化學(xué)成分、應(yīng)用及高價(jià)值產(chǎn)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(jià)值的產(chǎn)品等。下表所示是三種不同熱解條件下的高附價(jià)值產(chǎn)物。

熱解方式	升溫速率	熱解溫度（度）	停留時(shí)間（秒）	主要產(chǎn)物
慢速熱解	緩慢	400	較長(zhǎng)	焦炭
快速熱解	10?-10?℃/s	450-600	小于2秒	生物油
高溫?zé)峤?/span>	快	900	1-幾秒	燃?xì)?/td>

三、生物質(zhì)氣化多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的應(yīng)用

   生物質(zhì)氣化多業(yè)聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目根據(jù)客戶(hù)需求，可以分別應(yīng)用到需要燃?xì)狻⑿枰羝⑿枰┡⑿枰娓伞⑿枰饘贌峒庸ぁ⑿枰銣睾凸夂献饔玫默F(xiàn)代農(nóng)業(yè)、需要熱電聯(lián)供的學(xué)校、醫(yī)院、酒店和居民小區(qū)等處。如下圖所示。

1、工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景

凡是生產(chǎn)過(guò)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(zhì)燃?xì)馓娲烊粴猓ㄟ^(guò)多種副產(chǎn)品來(lái)提高投資人的經(jīng)濟(jì)效益，讓利于制造企業(yè)降低用能成本。生物質(zhì)燃?xì)馀c天然氣的熱值不同，所以替代之前需要對(duì)原鍋爐的燃燒室略作改造，以適應(yīng)熱量的需求。同時(shí)在廠內(nèi)需要具備安裝生物質(zhì)氣化爐的空間，以便就近把生物質(zhì)燃?xì)馑腿胝羝仩t或者其他加熱爐即可。

2、農(nóng)業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景

（1）農(nóng)業(yè)大棚或者現(xiàn)代農(nóng)業(yè)種植基地，需要給農(nóng)作物調(diào)節(jié)溫度、需要生物質(zhì)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(zhì)原料循環(huán)利用。

（2）生物質(zhì)來(lái)源豐富的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，利用本地的農(nóng)林廢棄物，建設(shè)熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目，發(fā)電機(jī)尾氣余熱產(chǎn)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(duì)大棚供暖和補(bǔ)充二氧化碳、強(qiáng)化植物光合反應(yīng)的作用。聯(lián)產(chǎn)炭基肥、葉面肥（有藥效的肥料）和成型燃料（替代散煤）。收購(gòu)當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)林廢棄物，增加農(nóng)民收入，達(dá)到振興鄉(xiāng)村、節(jié)能減排和環(huán)保效果。

3、城市應(yīng)用場(chǎng)景

在城市中的商務(wù)酒店、醫(yī)院、高檔住宅、公寓等人員相對(duì)密集，對(duì)熱水、空調(diào)的需求大、時(shí)間長(zhǎng)、不間斷。選擇在附近或者在地下，建設(shè)生物質(zhì)熱電聯(lián)供電站。為客戶(hù)提供穩(wěn)定、安全的綠色能源，并降低用能成本。

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