生物質(zhì)發(fā)電及氣化專題報告

1、生物質(zhì)氣化及直燃發(fā)電專題報告一、全國農(nóng)林生物質(zhì)資源儲量及分布狀況生物質(zhì)能是通過光合作用將太陽能儲存在生物質(zhì)中的一種能量形 式，我國幅員寬廣，是農(nóng)業(yè)大國，有著豐富的生物質(zhì)能源資源。1、農(nóng)林生物質(zhì)資源儲量我國農(nóng)作物播種面積約1.6億公頃，年產(chǎn)農(nóng)業(yè)生物質(zhì)約7億噸，除4 億多噸可作為生物質(zhì)能源的原料。森林資源總儲蓄量150 億立方米，采伐剩余物和造材剩余物40%,依據(jù)國務(wù)院批準(zhǔn)的“十一五”期間森林采伐限額2.5 m3/a 計算,考慮其它采伐量，每年可產(chǎn)生約1.2 t 的采伐、造材剩余物；加工剩余物按原木的34.4%0.4 億噸?？鄢旒?、人造板使用量，可作為燃料資源的約為0.9億噸。綜上農(nóng)林生物質(zhì)可供

2、利4.9 億噸/a，而且每年以5%的增長率在增長。2、農(nóng)業(yè)生物質(zhì)能源資源分布我國農(nóng)作物秸稈主要分布在河南、山東、黑龍江、江蘇、吉林、四 川、河北等省，單位國土面積秸稈資源量高的省份依次為山東、河南、 江蘇、安徽、河北、上海、吉林、湖北等省，秸稈資源總量分2。2 中國秸稈資源分布3、林業(yè)生物質(zhì)能源資源分布 3。3 中國林木生物質(zhì)資源分布二、農(nóng)林生物質(zhì)氣化和直燃發(fā)電用于造紙、生產(chǎn)人造板、加工顆粒燃料、生物質(zhì)氣化、直燃發(fā)電，大部 置方式是田間燃燒或粉碎后翻埋于農(nóng)田，用作飼料、農(nóng)戶取溫存炊用燃 料，另有一局部用于生物質(zhì)制氣、生物乙醇、直燃發(fā)電等。本文側(cè)重對 農(nóng)林生物質(zhì)直燃發(fā)電、氣化進(jìn)展論述。1、農(nóng)林生

3、物質(zhì)氣化農(nóng)林生物質(zhì)熱解與氣化熱解是在隔絕空氣的條件下，使生物質(zhì)受熱分解，產(chǎn)生固體炭、液 1013MJm3。COHCH24是將低品位的固態(tài)生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為高品位的可燃?xì)怏w的熱化學(xué)過程反響過程同時包括固體燃料的枯燥 生物質(zhì)氣化按所用氣化劑的不同分為空氣氣化廣，也是全部氣化技術(shù)中最簡潔、最經(jīng)濟(jì)的一種。但由于大量氮氣的存 50 55， 56MJm。富氧氣化使用富氧氣體做氣化劑，反響溫度提高，反響速率加快， l018M3，與城市煤氣相當(dāng)，但因增加制氧設(shè)備，工藝較為簡單，建設(shè)本錢高，運行電 耗和本錢都很高。水蒸氣氣化是指在高溫下水蒸氣同生物質(zhì)發(fā)生反響碳的復(fù)原反響，CO與水蒸氣的變換反響等甲烷化反響以及生物質(zhì)在

4、氣化H2l016M3源，技術(shù)較簡單現(xiàn)爭辯主要在流化床反響器內(nèi)進(jìn)展?；蛎裼萌剂?，也可用于驅(qū)動內(nèi)燃機(jī)發(fā)電。農(nóng)林生物質(zhì)氣化工藝生物質(zhì)氣化依據(jù)選用氣化器的不同分為固定床氣化工藝和流化床 氣化工藝。1固定床氣化工藝固定床氣化爐具有一個容納原料的爐膛和承托反響料層的爐柵4和圖5所示。下吸式氣化爐中，原料由上部參加，依靠重力下落，經(jīng)過枯燥區(qū)后水分蒸發(fā)， 進(jìn)入溫度較高的熱分解區(qū)生成炭、裂解氣、焦油等，連續(xù)下落經(jīng)過氧化CO、CO2、CH、和H2等氣體，爐內(nèi)運行溫度在4001200 左右，燃?xì)鈴姆错憣酉虏课觯以鼜牡撞颗懦?。下吸為永久性小分子氣體，使氣體熱值提高并降低了出爐燃?xì)庵薪褂土?。?吸式氣化爐中，原料移

5、動方向與氣流方向相反，氣化劑由爐體底部進(jìn)氣 口進(jìn)入爐內(nèi)參與氣化，產(chǎn)生的燃?xì)庾韵露狭魈?，由燃?xì)饪谂懦?，出爐 燃?xì)饣曳稚?，氣化效率較高，但存在密封困難，添料不便利等問題。圖4 下吸式秸稈氣化爐圖5 上吸式秸稈氣化爐6。這種氣化工藝以空氣為氣化劑， 將局部生物質(zhì)燃燒產(chǎn)生的熱量供其余生物質(zhì)熱解氣化燃?xì)庥捎诤写罅康獨舛鵁嶂档汀Ｈ绻潭ù仓睆竭^大時，爐內(nèi)傳熱效果 差，氣化率低，因此一般用于小型氣化工程中，如農(nóng)村秸稈氣化集中供氣工程。6 固定床秸稈氣化工藝流程圖2流化床秸稈氣化工藝流化床氣化爐在吹人的氣化劑作用下，物料顆粒、床料、氣化介質(zhì) 充分接觸，受熱均勻，在爐內(nèi)呈 “沸騰”狀態(tài)，氣化反響速度快，產(chǎn)氣風(fēng)

6、板組成，氣化劑通過布風(fēng)板進(jìn)入流化床反響器中。按氣化器構(gòu)造和 圖7 鼓泡流化床示意圖圖圖7 鼓泡流化床示意圖 或袋式分別器，流化速度較高，適用于較小的生物質(zhì)顆粒，運行簡潔， 把握在700900。9，工藝流程為：農(nóng)林生物質(zhì)經(jīng)粉碎或切片后輸送至料斗，通過攪籠輸送至循環(huán)流化床氣化爐；氣化所圖9循環(huán)流化床氣化工藝流程圖而被裂解氣化，床料被分別后循環(huán)利用，氣體引出經(jīng)除塵、冷卻、除焦 油、脫硫處理后儲存在氣罐中備用。因流化床氣化工藝簡潔、氣化強(qiáng)度 大3倍、床層溫度均勻，適用于大型生物質(zhì)氣化工程；其缺乏是飛灰量大，灰渣含碳量高，因床 層溫度低不利于焦油的裂解而焦油含量高。2、農(nóng)林生物質(zhì)直燃發(fā)電生物質(zhì)直接燃燒發(fā)

7、電是將收集到的生物質(zhì)燃料經(jīng)粉碎預(yù)處理后通過輸送系統(tǒng)送至鍋爐，在鍋爐內(nèi)燃燒加熱生產(chǎn)蒸汽，蒸汽輸送至汽輪機(jī) 10。圖10圖10生物質(zhì)直燃發(fā)電工藝流程生物質(zhì)燃料具有含氯高、堿金屬含量高、水分高、揮發(fā)分高、熱值 低、灰熔點低等特點，易在爐排及鍋爐受熱面結(jié)焦、產(chǎn)生高溫腐蝕。故 料特點，避開結(jié)焦和高溫腐蝕的發(fā)生。水冷振動爐排爐因其對爐排的良 優(yōu)勢，因而被廣泛應(yīng)用在生物質(zhì)直燃發(fā)電領(lǐng)域。水冷振動爐排爐 振動爐排爐在燃燒溫度方面要明顯高于循環(huán)流化床燃燒溫度較高溫度和壓力的蒸氣，有利于提高電廠的發(fā)電效率。水冷振動爐排爐 在國內(nèi)外均有成熟的長期運行閱歷，使用數(shù)量最多，市場占有率高，生 產(chǎn)、安裝、調(diào)試、運營的閱歷均較

8、其它爐型豐富。循環(huán)流化床鍋爐循環(huán)流化床鍋爐工作原理與循環(huán)流化床氣化器一樣量均勻釋放，所以在爐膛內(nèi)溫度要低于爐排爐，可以保證燃料中水溶性 堿金屬較多的轉(zhuǎn)入固相飛灰中，能有效防止高溫受熱面腐蝕。但因其爐 膛溫度低所產(chǎn)生蒸汽的溫度和壓力要低于水冷振動爐排爐。三、農(nóng)林生物質(zhì)直燃發(fā)電及氣化利用現(xiàn)狀系不斷完善，通過開展資源評價、組織特許權(quán)招標(biāo)、完善價格政策、示 范工程建設(shè)，培育形成了生物質(zhì)發(fā)電的市場和產(chǎn)業(yè)體系，生物質(zhì)發(fā)電技 術(shù)快速進(jìn)步，產(chǎn)業(yè)實力明顯提升，市場規(guī)模不斷擴(kuò)大，農(nóng)林生物質(zhì)利用 巳步入全面、快速、規(guī)?；M(jìn)展的重要階段。國能生物質(zhì)發(fā)電引進(jìn)丹麥技術(shù)生產(chǎn)的水冷振動爐排爐武漢凱迪控股自主開 列，其產(chǎn)品廣泛

9、應(yīng)用在生物質(zhì)直燃發(fā)電領(lǐng)域。70057.14%60%60058652.38%55043.18%50%50043045236.51%40%40035.55%34729.65%30%30022025631530.26%27.91%2002014%60%60058652.38%55043.18%50%50043045236.51%40%40035.55%34729.65%30%30022025631530.26%27.91%2002000%20222022202220222022總裝機(jī)規(guī)模 (萬千瓦 )總裝機(jī)規(guī)模增長率投資總額億元投資總額增長率圖11

10、2022-2022 年生物質(zhì)能發(fā)電行業(yè)規(guī)模指標(biāo)變化圖四、國家生物質(zhì)氣化及發(fā)電規(guī)劃及鼓勵政策1、生物質(zhì)氣化及發(fā)電進(jìn)展規(guī)劃加快進(jìn)展技術(shù)成熟、市場競爭力強(qiáng)的風(fēng)電、太陽能光伏和熱利用、生物質(zhì)發(fā)電等能源，樂觀推動技術(shù)根本成熟、開發(fā) 潛力大的可再生能源技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化，實施能源集成利用示范重大工程。到2022 4.5%，削減二氧有序進(jìn)展生物質(zhì)直燃發(fā)電，樂觀推動生物質(zhì)氣化及發(fā)電、生物質(zhì)成型燃 料、沼氣等分布式生物質(zhì)能應(yīng)用。開展重點地區(qū)生物質(zhì)資源詳查評價， 鼓舞利用邊際性土地和近海海洋種植能源作物和能源植物。2022 130k其中農(nóng)80k30億立方米。2022年3000業(yè)化、市場開發(fā)建設(shè)，制定完善生物質(zhì)能利用技術(shù)

11、標(biāo)準(zhǔn)和工程標(biāo)準(zhǔn)，健 全檢測認(rèn)證體系，完善生物燃料、能源化利于農(nóng)林剩余物的鼓勵政策及 市場流通機(jī)制，促進(jìn)生物質(zhì)能加快應(yīng)用?？稍偕茉催M(jìn)展“”規(guī)劃可再生能源進(jìn)展“”規(guī)劃指出：開發(fā)利用可再生能源既 是我國當(dāng)前調(diào)整能源構(gòu)造、節(jié)能減排、合理把握能源消費總量的迫切需 要，也是我國將來能源可持續(xù)利用和轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)進(jìn)展方式的必定選擇，并 將可再生能源定位為競爭劇烈的戰(zhàn)略性興產(chǎn)業(yè)。在“”時期，要建立和完善支持可再生能源進(jìn)展的政策體系， 促進(jìn)可再生能源技術(shù)創(chuàng)和產(chǎn)業(yè)進(jìn)步，不斷擴(kuò)大可再生能源的市場規(guī)模，努力提高可再生能源在能源構(gòu)造中的比重。大力建設(shè)村村沼氣工程和大型生物質(zhì)氣化供氣工程燃?xì)庑枨螅奈枋Ｓ嗳細(xì)獍l(fā)電。其生物質(zhì)能

12、的進(jìn)展布局和建設(shè)重點是：1生物質(zhì)發(fā)電。在糧棉主產(chǎn)區(qū)，以農(nóng)作物秸稈、糧食加工剩余;業(yè)生態(tài)建設(shè)，利用采伐剩余物、造材剩余物、加工剩余物和撫育間伐資 源及速生林資源，有序進(jìn)展林業(yè)生物質(zhì)直燃發(fā)電。結(jié)合縣域供暖或工業(yè) ;鼓舞對生物質(zhì)進(jìn)展梯級利用， 建設(shè)包括燃?xì)?、液體燃料、化工產(chǎn)品及發(fā)電、供熱的多聯(lián)產(chǎn)生物質(zhì)綜合 利用工程。 化提純壓縮，實現(xiàn)生物質(zhì)燃?xì)馍唐坊彤a(chǎn)業(yè)化進(jìn)展。促進(jìn)生物質(zhì)氣化技 術(shù)進(jìn)步，提高設(shè)備效率和燃?xì)馄焚|(zhì)，把握兆瓦級內(nèi)燃機(jī)組的技術(shù)和設(shè)備 2022 年，生物質(zhì)集中供氣用戶到達(dá)300萬戶。2、國家鼓舞利用生物質(zhì)的法律、政策可再生能源法的立項核準(zhǔn)、并網(wǎng)等做出了明確規(guī)定，是企業(yè)開發(fā)利用農(nóng)林生物質(zhì)能源

13、的法律依據(jù)和保障。可再生能源電價附加收入調(diào)配暫行方法 2 分錢，1003分錢。電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)當(dāng)與依法取得行政許可或者報送備案的可再生能 發(fā)電工程的上網(wǎng)電量，并為可再生能源發(fā)電供給上網(wǎng)效勞。中華人民共和國企業(yè)所得稅法實施條例稅年度起，第一年至第三年免征企業(yè)所得稅，第四年至第六年減半征收 企業(yè)所得稅。關(guān)于完善農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電價格政策的通知對農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電工程實行標(biāo)桿上網(wǎng)電價政策。未承受招標(biāo)含稅，下同。通過招標(biāo)確定投資人的，上網(wǎng)電價按中標(biāo)確定的價格執(zhí)行，但不得高于全國農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電標(biāo)桿上網(wǎng)電價。已核準(zhǔn)的農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電工程招標(biāo)工程除外，上網(wǎng)電價0.75生物質(zhì)發(fā)電工程仍執(zhí)行原電價標(biāo)準(zhǔn)。五、農(nóng)林生物質(zhì)直燃發(fā)電及

14、氣化的潛力1、能源構(gòu)造進(jìn)展趨勢為開發(fā)利用農(nóng)林生物質(zhì)能源供給了機(jī)遇隨著石油、煤炭、自然氣儲量的不斷削減，以及人類對能源需求的 不斷增長，增加型能源供給是解決能源供需沖突的有效途徑；人類社 會的生存和可持續(xù)進(jìn)展要求必需把握并削減能源消耗對人類生存環(huán)境生能源是今后能源構(gòu)造調(diào)整和進(jìn)展的必定趨勢，太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能在今后能源消費中所占比例必將快速增加1。緊跟能源進(jìn)展形勢，抓住機(jī)遇，加大太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)工程開發(fā)力度，實現(xiàn)多頭 并進(jìn)是可行的選擇。而在生物質(zhì)能方面，農(nóng)林生物質(zhì)占據(jù)了較大份額， 可利用量大；直燃發(fā)電技術(shù)成熟、市場體系根本形成，氣化應(yīng)用市場潛 力巨大。所以適時加大農(nóng)林生物質(zhì)直燃發(fā)電開發(fā)和投入力度，緊跟農(nóng)林 生物質(zhì)氣化的進(jìn)展趨勢是不失時機(jī)的舉措。12 將來 100 年世界能源構(gòu)造變化推測2、政策、規(guī)劃為開發(fā)利用農(nóng)林生物質(zhì)能源工程供給了有力的支持 國家相繼頒發(fā)了可再生能源中長期進(jìn)展規(guī)劃可再生能源產(chǎn)業(yè)。為推動這一目標(biāo)的實現(xiàn)，配套出臺了關(guān)于完善農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電價格政策的通 所