進入21世紀(jì)以來，我國面臨的能源安全和環(huán)境生態(tài)保護問題日趨嚴(yán)峻，可再生能源已經(jīng)成為能源發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分以及能源轉(zhuǎn)型的重要發(fā)展方向。根據(jù)可再生能源應(yīng)用的不同領(lǐng)域，電力系統(tǒng)建設(shè)正在發(fā)生結(jié)構(gòu)性轉(zhuǎn)變，可再生能源發(fā)電已開始成為電源建設(shè)的主流。生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)是目前生物質(zhì)能應(yīng)用方式中最普遍、最有效的方法之一。

什么是生物質(zhì)?

根據(jù)IEA(國際能源機構(gòu))的官方解釋，生物質(zhì)是指各種能夠進行光合作用的有機體，通俗來講，就是指地球上所有的動物、植物以及微生物。由于近年來一直在呼吁使用清潔能源，生物質(zhì)作為一種清潔能源的新品種登上了舞臺，成為了僅次于煤炭、石油、天然氣的第四大能源，各界人士開始越來越重視生物質(zhì)的使用情況。

什么是生物質(zhì)發(fā)電?

生物質(zhì)發(fā)電是利用生物質(zhì)所具有的生物質(zhì)能進行的發(fā)電，是可再生能源發(fā)電的一種，包括農(nóng)林廢棄物直接燃燒發(fā)電、農(nóng)林廢棄物氣化發(fā)電、垃圾焚燒發(fā)電、垃圾填埋氣發(fā)電、沼氣發(fā)電。生物質(zhì)電廠主要利用秸稈、甘蔗葉、樹葉片、皮殼、樹枝、樹皮、林業(yè)加工等農(nóng)林廢棄物，通過生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換技術(shù)實現(xiàn)發(fā)電。生物質(zhì)能作為可再生能源，是僅次于煤炭、石油、天然氣的第四大能源，在整個能源系統(tǒng)中占有重要的地位。

方式

燃燒發(fā)電

直接燃燒發(fā)電是將生物質(zhì)在鍋爐中直接燃燒，生產(chǎn)蒸汽帶動蒸汽輪機及發(fā)電機發(fā)電。生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)包括生物質(zhì)原料預(yù)處理、鍋爐防腐、鍋爐的原料適用性及燃料效率、蒸汽輪機效率等技術(shù)。

混合發(fā)電

生物質(zhì)還可以與煤混合作為燃料發(fā)電，稱為生物質(zhì)混合燃燒發(fā)電技術(shù)。混合燃燒方式主要有兩種。一種是生物質(zhì)直接與煤混合后投入燃燒，該方式對于燃料處理和燃燒設(shè)備要求較高，不是所有燃煤發(fā)電廠都能采用;一種是生物質(zhì)氣化產(chǎn)生的燃?xì)馀c煤混合燃燒，這種混合燃燒系統(tǒng)中燃燒，產(chǎn)生的蒸汽一同送入汽輪機發(fā)電機組。

氣化發(fā)電

生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)是指生物質(zhì)在氣化爐中轉(zhuǎn)化為氣體燃料，經(jīng)凈化后直接進入燃?xì)鈾C中燃燒發(fā)電或者直接進入燃料電池發(fā)電。氣化發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)之一是燃?xì)鈨艋瑲饣鰜淼娜細(xì)舛己幸欢ǖ碾s質(zhì)，包括灰分、焦炭和焦油等，需經(jīng)過凈化系統(tǒng)把雜質(zhì)除去，以保證發(fā)電設(shè)備的正常運行。

沼氣發(fā)電

沼氣發(fā)電是隨著沼氣綜合利用技術(shù)的不斷發(fā)展而出現(xiàn)的一項沼氣利用技術(shù)，其主要原理是利用工農(nóng)業(yè)或城鎮(zhèn)生活中的大量有機廢棄物經(jīng)厭氧發(fā)酵處理產(chǎn)生的沼氣驅(qū)動發(fā)電機組發(fā)電。用于沼氣發(fā)電的設(shè)備主要為內(nèi)燃機，一般由柴油機組或者天然氣機組改造而成。

垃圾發(fā)電

垃圾發(fā)電包括垃圾焚燒發(fā)電和垃圾氣化發(fā)電，其不僅可以解決垃圾處理的問題，同時還可以回收利用垃圾中的能量，節(jié)約資源，垃圾焚燒發(fā)電是利用垃圾在焚燒鍋爐中燃燒放出的熱量將水加熱獲得過熱蒸汽，推動汽輪機帶動發(fā)電機發(fā)電。垃圾焚燒技術(shù)主要有層狀燃燒技術(shù)、流化床燃燒技術(shù)、旋轉(zhuǎn)燃燒技術(shù)等。發(fā)展起來的氣化熔融焚燒技術(shù)，包括垃圾在450°~640°溫度下的氣化和含碳灰渣在1300℃以上的熔融燃燒兩個過程，垃圾處理徹底，過程潔凈，并可以回收部分資源，被認(rèn)為是最具有前景的垃圾發(fā)電技術(shù)。

技術(shù)

智慧生物質(zhì)可視化組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)基于Sovit2D 可視化平臺，通過實施燃料管理系統(tǒng)，實現(xiàn)設(shè)備運行管控、數(shù)據(jù)分析于一體，綜合運用物聯(lián)網(wǎng)、信息化、自動控制等技術(shù)，實現(xiàn)生物質(zhì)燃料全生命周期的智能化管控。管控中心及時、動態(tài)、準(zhǔn)確地將數(shù)據(jù)傳遞到相關(guān)管理系統(tǒng)，并通過全方位監(jiān)控系統(tǒng)，全程無死角監(jiān)控，實現(xiàn)無人值守，提升燃料專業(yè)化的經(jīng)營能力、燃料資源的管控能力、燃料價值鏈的增值能力和企業(yè)的整體盈利能力。

前景

2022年全年，生物質(zhì)發(fā)電新增裝機容量334萬千瓦，累計裝機達4132萬千瓦。其中，生活垃圾焚燒發(fā)電新增裝機257萬千瓦，累計裝機達到2386萬千瓦;農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電新增裝機65萬千瓦，累計裝機達到1623萬千瓦;沼氣發(fā)電新增裝機12萬千瓦，累計裝機達到122萬千瓦。

隨著全球清潔能源的發(fā)展趨勢，生物質(zhì)電廠在未來具有廣闊的發(fā)展前景：

政策傾斜：各國政府鼓勵清潔能源的發(fā)展，將為生物質(zhì)電廠的發(fā)展提供政策支持;

技術(shù)創(chuàng)新：隨著高新技術(shù)的不斷進步，生物質(zhì)電廠的效率和發(fā)電能力將不斷提高;

市場需求：隨著對清潔能源的需求不斷增加，生物質(zhì)電廠的市場前景也將越來越廣闊。

總結(jié)

生物質(zhì)發(fā)電行業(yè)(含農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電、垃圾焚燒發(fā)電和沼氣發(fā)電等)在國家政策支持下穩(wěn)步發(fā)展，為構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系，促進生態(tài)文明建設(shè)發(fā)揮了重要作用。

審核編輯 黃宇