面对资源和环境的双重压力,过去以煤电为主的电力结构的弊端逐渐显现,我国能源形势面临着严峻挑战。大力发展可再生能源被广泛认为是解决能源匮乏和环境问题最可行的方法,而在可供发展的可再生能源种类中,生物质能无疑占据了很重要的位置,生物质能具有可再生性、广泛分布性、低污染等特点。合理开发生物质能源,响应国家节能减排政策,改善能源结构,为经济发展提供稳定的电力供应。
我国生物质能资源非常丰富,发展生物质发电产业前景广阔。一方面,中国农作物播种面积有18亿亩,年产生物质约7亿吨。相当于3.5亿吨标准煤。此外,农产品加工废弃物包括稻壳、玉米芯、花生壳、甘蔗渣和棉籽壳等,也是重要的生物质资源。另一方面,我国现有森林面积约1.95亿公顷,森林覆盖率20.36%,每年可获得生物质资源量约8亿至10亿吨。
同时,发展生物质发电,实施煤炭替代,可显著减少二氧化碳和二氧化硫排放,产生巨大的环境效益。与传统化石燃料相比,生物质能属于清洁燃料,燃烧后二氧化碳排放属于自然界的碳循环,不形成污染。据测算,运营1台2.5万kW的生物质发电机组,与同类型火电机组相比,可减少二氧化碳排放约10万t/a。
生物质气化发电,可归纳为下列几种方式:
从上图可以看出,生物质气化发电可通过三种途径实现:生物质气化产生燃气作为燃料直接进入燃气锅炉生产蒸汽,再驱动蒸汽轮机发电;也可将净化后的燃气送给燃气轮机燃烧发电;还可以将净化后的燃气送入内燃机直接发电。在发电和投资规模上,它们分别对应于大规模、中等规模和小规模的发电。
今天,在商业上最为成功的生物质气化内燃发电技术,由于具有装机容量小、布置灵活、投资少、结构紧凑、技术可靠、运行费用低廉、经济效益显著、操作维护简单和对燃气质量要求较低等特点,而得到广泛的推广与应用。