生物質(zhì)氣化技術(shù)發(fā)展分析

第41卷第7期燃料化學(xué)學(xué)報VoL 41 No2013年7月Journal of Fuel Chemistry and TechJu.2013文章編號:0253-2409(2013)07079807生物質(zhì)氣化技術(shù)發(fā)展分析吳創(chuàng )之,劉華財,陰秀麗(中國科學(xué)院廣州能源研究所中國科學(xué)院可再生能源重點(diǎn)試驗室,廣東廣州510640)摘要:生物質(zhì)氣化技術(shù)在世界范圍內得到了廣泛應用。研究綜述了生物質(zhì)氣化技術(shù)的發(fā)展現狀和應用情況,闡明了生物質(zhì)氣化技術(shù)目前存在的主要問(wèn)題;對中國生物質(zhì)氣化生活供氣和工業(yè)供氣典型項目的經(jīng)濟性進(jìn)行了分析,在此基礎上對中國生物質(zhì)氣化技術(shù)應用前景進(jìn)行了展望;結合中國生物質(zhì)氣化產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的新形勢,為生物質(zhì)氣化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提出建議。關(guān)鍵詞:生物質(zhì);氣化技術(shù);氣化應用;現狀;前景中圖分類(lèi)號:TK6文獻標識碼:AStatus and prospects for biomass gasificationWU Chuang-zhi, LIU Hua-cai, YiN Xiu-liKey Laboratory of Renewable Energy, Guangzhou Institute of Energy ConversionChinese Academy of Sciences, Guangzhou 510640, China)Abstract: Biomass gasification for energy utilization has been wildly used. The development and applications ofbiomass gasification technologies were reviewed in this paper. Special attention was paid to major problemsencountered in practical use. A comparison of economical performances of gas supply for livelihood and industrywas made. The prospects of biomass gasification in China were put forward. Taking into account the newsituation, several suggestions were given for the development of biomass gasification industryKey words: biomass; gasification; applications; status; prospects1國外生物質(zhì)氣化技術(shù)發(fā)展現狀技術(shù)都有了顯著(zhù)的進(jìn)展,建立了一批示范或商業(yè)工11技術(shù)現狀程,部分典型工藝和應用見(jiàn)表1。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展,歐美等國的生物質(zhì)氣化技1.2應用情況術(shù)取得了很大的成就。生物質(zhì)氣化設備規模較大,生物質(zhì)氣化目前主要應用于供熱、窯爐、發(fā)電和自動(dòng)化程度高,工藝較復雜,主要以供熱、發(fā)電和合合成燃料,具體見(jiàn)圖1。各種應用的規模都在增長(cháng),成液體燃料為主,目前,開(kāi)發(fā)了多系列已達到示范工CHP(熱電聯(lián)產(chǎn))的增長(cháng)尤其快已成為目前最主要廠(chǎng)和商業(yè)應用規模的氣化爐。生物質(zhì)氣化技術(shù)處于的利用方式。除了上述技術(shù),生物質(zhì)氣化還有其他領(lǐng)先世界水平的國家有瑞典丹麥、奧地利、德國、美新型利用,比如燃料電池等國和加拿大等。歐洲和美國在生物質(zhì)氣化發(fā)電和集從20世紀80年代起,生物質(zhì)氣化被美國、瑞典中供氣已部分實(shí)現了商業(yè)化應用,形成了規?；a(chǎn)和芬蘭等國應用于水泥窯和造紙業(yè)的石灰窯,既能業(yè)經(jīng)營(yíng)。20世紀80年代末90年代初,主要利用上保證原料供給又能滿(mǎn)足行業(yè)需求,這種應用方式簡(jiǎn)吸式和下吸式固定床氣化爐來(lái)發(fā)電或供熱,規模大單可靠,具有較強的競爭力,但應用卻不多都較小。由于下吸式產(chǎn)氣焦油含量較低,近來(lái)已逐20世紀90年代起,生物質(zhì)氣化開(kāi)始被應用于漸占據主導地位,尤其以發(fā)電為目的時(shí),主要在中國熱電聯(lián)產(chǎn),多用柴油或燃氣內燃機,對燃料品質(zhì)和系和印度使用。近年的大中型氣化發(fā)電系統多采用常統操作的要求較高,成本也較高,其應用推廣受到限壓循環(huán)流化床,容易擴大,原料適應性好,對原料尺制,常常需要政府的支持和補貼。受煤的IGCC應寸和灰分要求不高?？諝鈿饣Ｓ糜诎l(fā)電和供熱,用結果的推動(dòng),生物質(zhì)IGCC成為90年代的關(guān)注熱富氧氣化常用于氣化合成,加壓氣化則用于IGCC點(diǎn),IGCC系統有望在中等成本和中等規模下提供整體氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統)、氣化合成燃料或化高發(fā)電效率,研究者對其進(jìn)行了大量的研究并建設工品。在過(guò)去的二三十年里歐洲和北美的研究和了幾個(gè)示范程產(chǎn)嚴售中在程由于系統運行CNMHG收稿日期:201340609;修回日期:201306-24基金項目:國家科技支撐計劃(2012BAA09B03);國家自然科學(xué)基金(51176194)。聯(lián)系作者:陰秀麗,E-mail:xiyin@ms.giec.ac.cna第7期吳創(chuàng )之等:生物質(zhì)氣化技術(shù)發(fā)展分析799要求和成本都較高,大都已停止運行。表1國外典型氣化工藝和應用介紹13Table 1 Typical foreign technologies and applications of biomass gasification說(shuō)明固定床Bioneer(被 Foster上吸式,以空氣和水蒸氣為氣化介質(zhì),使用含水量達45%的原料,產(chǎn)氣焦油含量50~100g/m3;在芬Wheeler收購)蘭和瑞典建有9個(gè)4~6MW的商業(yè)化工程,大部分用于區域供熱;工廠(chǎng)全自動(dòng)化操作,投入極少。Babcock& Wilcox上吸式,以濕空氣為氣化介質(zhì),使用含水量高達5%的原料;以位于 Harbour的5MWb商業(yè)工程為Volund典型,最初為鍋爐燃燒供熱,2000年被改造成熱電聯(lián)產(chǎn),發(fā)電效率28%,系統總效率93%。流化床2004年在丹麥 Skive建設100-150td規模的低壓(0.5×103-2×103Pa)BFB氣化系統,采用石灰Carbona石床料和焦油催化裂解,利用3×2Mw帶余熱回收的燃氣內燃機和2×10MWa燃氣鍋爐進(jìn)行熱電聯(lián)產(chǎn),以木質(zhì)顆粒和木屑為燃料,發(fā)電凈效率28%,系統總效率87%。2001年在芬蘭 Varkaus建立第一個(gè)商業(yè)化工程,以液體包裝回收公司回收的廢料為原料,以空氣和蒸汽為氣化介質(zhì)進(jìn)行常壓氣化BFB氣化爐輸出為40MWa,發(fā)電凈效率達40%。CFB技術(shù)非常成Foster Wheeler熟,燃料適應性較強,能使用濕度20%-60%的原料;1993年被用于瑞典 Varmoma IGCC示范工程加壓CFB氣化爐穩定運行約8500h,發(fā)電凈效率32%,系統凈效率83%。1997年芬蘭Lah建設了生物質(zhì)氣化混燃項目,氣化爐在40~70MW下穩定運行超過(guò)3000,系統可用性超過(guò)97%。多段式氣化維也納技術(shù)大學(xué)已成功用于8Mw規模的 Gussing熱電聯(lián)產(chǎn)系統,系統總效率為813%,其中,發(fā)電效率和熱效率分別為25%和56.3%丹麥科技大學(xué)已建成75kW的熱電聯(lián)產(chǎn)示范工程,以木塊為原料氣化效率約93%,發(fā)電效率25%,產(chǎn)氣中焦油含量約15mg/m2費托液體燃料和含氧液體燃料(如甲醇、二甲醚)heat or kiln..-CHP能替代現有的石油和煤炭化工,緩解第一代生物能源生物柴油對糧食的壓力。早在80年代,氣化合成燃料技術(shù)在歐美已經(jīng)有了初步的發(fā)展。近年來(lái),100受可再生能源發(fā)展政策的激勵,歐美各國加大了對氣化合成技術(shù)的關(guān)注和投人,比如,歐盟理事會(huì )06, o p of e oe小心小2003[30]號指令規定到2010年生物燃料必須占其運輸燃料消費總量的5.75%,2009[28]號可再生能圖1生物質(zhì)氣化主要利用狀況4Figure 1 Major applications of biomass gasification源指令要求到2020年歐盟交通領(lǐng)域的可再生能源消費達到10%,美國則在生物質(zhì)氣化合成乙醇方面1998年,生物質(zhì)氣化混合燃燒技術(shù)已被用于煤取得了很大的成就,目前的生產(chǎn)能力(已有+在建)電廠(chǎng),將生物質(zhì)氣化得到的可燃氣體輸送至鍋爐與已達2075萬(wàn)加侖/年(約7.9X10Vea)(s煤混燃,這相當于用氣化爐來(lái)替代生物質(zhì)粉碎設備如果能開(kāi)發(fā)出有效的氣體凈化技術(shù),氣化合成產(chǎn)業(yè)即將氣化看做生物質(zhì)燃料的一種預處理方式。大部將會(huì )得到迅速的發(fā)展。分混合燃燒鍋爐機組選用以空氣為氣化劑的常壓循在歐洲什壓氣化由在內的中小型環(huán)流化床木屑氣化爐技術(shù),此技術(shù)相當成熟且有多分布式能源中國煤化工三模生物質(zhì)氣種形式,目前已商業(yè)化運行。生物質(zhì)氣化最新的發(fā)展趨勢是合成燃料,生物化發(fā)電電站創(chuàng )w兩八生及站的電價(jià),以鼓勵生物質(zhì)的分布式利用。如奧地利根據規模對生質(zhì)可以通過(guò)氣化方式生產(chǎn)合成氣,并通過(guò)合成生產(chǎn)800燃料化學(xué)學(xué)報第41卷物質(zhì)發(fā)電給予不同的上網(wǎng)電價(jià),規模小于2MW的應用、干餾氣化和其他技術(shù)才剛剛起步。1~3MW。為15.64cent/kwh(約1.51yuan/kWh),規模大于的氣化爐內燃機系統的發(fā)電效率為17%~20%,2Mw的為1494 Cent/kWh(約144yuan/kWh)6。6Mw的內燃機蒸汽輪機聯(lián)合循環(huán)系統發(fā)電效率2中國生物質(zhì)氣化技術(shù)發(fā)展現狀可達28%;氣化供氣和氣化工業(yè)應用技術(shù)則有一定2.1技術(shù)現狀優(yōu)勢,其他國家應用相對較多的是造紙廠(chǎng)石灰窯爐,目前,中國生物質(zhì)氣化產(chǎn)業(yè)主要由氣化發(fā)電和但實(shí)際項目屈指可數。中國生物質(zhì)固定床氣化技術(shù)農村氣化供氣組成其中,氣化燃氣工業(yè)鍋爐窯爐典型指標見(jiàn)表2。表2典型的生物質(zhì)固定床氣化技術(shù)指標Table 2 Typical technical indexes of fixed-bed gasifiersParameterMaximum fuel consumption ,/(th")Inner diameter of reactor L/mm180022002500Height of reactor H/mLHV of fuel gas5000Outlet temperature of fuel gas t/CHot gas efficiency/%LhV of biomass fuel/(k. m)150001500015000Maximum fuel size d/mm30Ash discharge ratio/%101010Major fuelspellet, woodchippellet, woodchip2.2應用情況幾年來(lái)成功地完成了超過(guò)20個(gè)生物燃氣項目,典型中國自主研發(fā)的生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)已經(jīng)解決項目包括常州運達印染、珠海麗珠合成制藥深圳華了一些關(guān)鍵性,目前,已開(kāi)發(fā)出多種以木屑、稻殼、秸美鋼鐵和廣東立國制藥等項目。稈等生物質(zhì)為原料的固定床和流化床氣化爐,成功2.3經(jīng)濟性研制了從400kW到10MW的不同規格的氣化發(fā)2.3.1生活供氣電裝置。中國的生物質(zhì)氣化發(fā)電正在向產(chǎn)業(yè)規?；R沂市郯城縣李莊鎮諸葛店村秸稈氣化集中供方向發(fā)展在中國推廣很快,而且出口到泰國緬旬、氣站2000年建成,設計供氣規模為500戶(hù),總投資老拉和中國的臺灣地區,是國際上中小型生物質(zhì)氣187×10°yuan,氣化站實(shí)際供氣為300戶(hù),運行負荷化發(fā)電應用最多的國家之率為60%。該站采用下吸式氣化爐進(jìn)行空氣氣利用生物質(zhì)氣化技術(shù)建設集中供氣系統以滿(mǎn)足化,主要原料為玉米芯,燃氣經(jīng)凈化后貯存到儲氣農村居民炊事和采暖用氣也得到了應用,1994年在柜,由敷設地下的管網(wǎng)送到用戶(hù)。年運行費用見(jiàn)山東省桓臺縣東潘村建成中國第一個(gè)生物質(zhì)氣化集表3。中供氣試點(diǎn)以來(lái),山東、河北、遼寧、吉林、黑龍江、北表3諸葛店村秸秤氣化站運行成本7京、天津等省市陸續推廣應用生物質(zhì)氣化集中供氣Table 3 Maintenance of straw gasification技術(shù)。在2000年前后,該技術(shù)的推廣曾達到了一個(gè)system in Zhugedian高峰。此后相關(guān)規范和制度逐步完善,各地制定了ItemsOperating costs/10 yuan per year5.75一系列管理辦法,使生物質(zhì)氣化集中供氣應用在中國農村能源建設中穩步推進(jìn)。北京的順義、懷柔等2.40郊縣均有推廣應用,“新型生物質(zhì)氣化集中供氣系Maintenance統建設”工程是懷柔重大科技項目。截止到2010年Others50底中國共建成秸稈熱解氣化集中供氣站900處,運TotalrV凵中國煤化T3行數量為600處,供氣戶(hù)數2096×103戶(hù),平均每個(gè)2011年CNMHG,戶(hù)均用氣量約正在運行的氣化站平均供氣約350戶(hù)7)。3.5m3/d,燃氣收費價(jià)格為0.35yuan/m3,燃氣成本生物質(zhì)氣化燃氣工業(yè)鍋爐和窯爐應用方面,近0.53yuan/m3,年燃氣銷(xiāo)售收入1.342×103yuan第7期吳創(chuàng )之等:生物質(zhì)氣化技術(shù)發(fā)展分析當工程實(shí)際運行負荷為100%時(shí),可供500戶(hù)用氣,用成型顆粒燃氣代替燃油的生產(chǎn)成本見(jiàn)表5。在原料價(jià)格、電價(jià)、人員月工資等條件不變的情況表4熔鋁窯爐改造項目投資概算下,年運行費用為1.628×103yuan,單位燃氣總成本Table 4 Capital investments for aluminum kiln reformation為0.40yuan/m3,設戶(hù)均用氣量仍為3.5m3d,則年nvestment/10 yuan用氣量為6.388×103m3,年燃氣銷(xiāo)售收入2.236Feeding systemGasifier23.2工業(yè)容爐供氣ir preheating以某熔鋁廠(chǎng)100/爐的窯爐為例,每天熔煉1爐,每年運行300d,每噸鋁需消耗燃油80kg,按生Electric control物質(zhì)氣化熱氣效率85%測算,燃油與生物質(zhì)之比約為3:1,測每天需消耗生物成型燃料約24t,需要Total臺氣化爐及其附屬設備,項目投資預測見(jiàn)表4。采表5熔鋁窯爐改造項目運營(yíng)成本測算Table 5 Operation costs of reformed aluminum kiInCost/10 yuan per yearFuel695biomass consumption=6950 t/ yearfuel cost 1 000 yuanPersonnel12 workers; 30 000 yuan/ year per workerMaintenance10accessories maintenance. etcEquipment depreciation5.2residual value rate =5%, life span 10 yearTotal從經(jīng)濟效益來(lái)看,以平均每天消耗重油8t、年資管理成本100 yuan/t進(jìn)行結算,生產(chǎn)企業(yè)每年可運行時(shí)間300d測算,每年需要重油2400t,費用節約燃料費2.938×10°yuan,相當于節省燃料費1.08×10yuan,采用生物質(zhì)能提供同樣能源的前提28.2%,具體見(jiàn)表6。下,按目前生物質(zhì)市場(chǎng)價(jià)格900yuan/t,加上項目投表6窯爐改造前后燃料費用對比Table 6 Comparison of fuel cost of kiln before and after reformationFuel cost/10%Fuel savings/10Cost saving rate/%consumption/tCost/ ( yuant")yuanyearyuanyear")Heavy oil2400450010800Biomass65001000786.2293.828.2here heavy oil calorific value 40. 2 M/kg, heat utilization rate of 95%從環(huán)保效益來(lái)看改造后窯爐的SO2和煙塵的3生物質(zhì)氣化技術(shù)主要問(wèn)題和發(fā)展前景排放可接近燃用天然氣的排放水平。改造后每年可3.1生物質(zhì)氣化技術(shù)主要問(wèn)題替代2400t重油若燃重油SO2和煙塵的排放因子3.1.1氣化效率偏低燃氣質(zhì)量較差分別為42.75kg/t和84kg/18,SO2排放可減少約產(chǎn)出燃氣中焦油含量偏高,焦油會(huì )與水、灰結合100t,煙塵排放可減少約20t;另外,生物質(zhì)燃氣的在一起沉積在氣化設備、管道閥門(mén)和下游設備,CO2基本零排放,CO2排放可減少約7500t。改造后定時(shí)間的運行后,容易出現嚴重的堵塞和磨損等問(wèn)污染物排放可接近燃用輕油、天然氣等清潔能源的題,也導致燃氣凈化系統復雜且運行成本高昂;燃氣排放水平。需要說(shuō)明的是,以上指標是使用生物質(zhì)熱值低,質(zhì)量穩定性也較差,無(wú)法達到中國國家標準成型顆粒作為原料固定床床氣化爐作為氣化反應《人工煤氣》H中國煤化工自時(shí)火焰溫度器,實(shí)際改造過(guò)程中,可以根據具體情況選用生物質(zhì)達不到爐灶中CNMHG高效率驅動(dòng)發(fā)原料及氣化系統,進(jìn)一步提高效率降低運行成本。電設備,不利于推廣應用,也限制了應用范圍。料化學(xué)學(xué)第41卷3.12氣化設備的燃料適應性較差業(yè)設備中使用,包括工業(yè)鍋爐、工業(yè)加熱窯爐(冶金生物質(zhì)氣化系統對原料有一定要求。目前的氣爐、玻璃窯爐、陶瓷窯爐)等。另外,系統設備的機化爐對原料水分、灰分或熱值的變化比較敏感。流械化、自動(dòng)化程度也較低。這些技術(shù)的進(jìn)步同世界化床氣化系統中,原料水分超過(guò)一定值如20%時(shí),先進(jìn)水平相比仍有較大的差距特別是在技術(shù)設備系統溫度波動(dòng)極大,將難以正常運行。固定床氣化的產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化生產(chǎn)方面的差距更為明顯。爐在原料變化時(shí)其反應穩定性易受到破壞,造成溫3.2生物質(zhì)氣化技術(shù)發(fā)展前景度不均以致結渣或氣化效率低下。3.2.1生物質(zhì)氣化技術(shù)的優(yōu)勢3.1.3燃氣和常規燃燒設備匹配不規范生物質(zhì)氣化應用的規模很靈活,氣化生產(chǎn)的燃中國尚未有專(zhuān)門(mén)設計開(kāi)發(fā)的生物質(zhì)燃氣內燃機氣可根據當地的實(shí)際情況滿(mǎn)足不同的需要,如,既可組,大都由柴油內燃機改造而成需要開(kāi)發(fā)大型低熱以建設小型發(fā)電站,也可以作為居民生活燃氣,甚至值燃氣內燃機,提高發(fā)電效率和系統的可靠性;生物可作為供熱、工業(yè)窯爐的燃料等使真正實(shí)現生物質(zhì)質(zhì)氣化替代工業(yè)燃料則剛剛進(jìn)入工業(yè)示范,還沒(méi)實(shí)“因地制宜”開(kāi)發(fā)利用的有效途徑。而且從目前實(shí)現規?；?、產(chǎn)業(yè)化應用階段,急需解決生物質(zhì)燃氣高際情況看,由于生物質(zhì)氣化工藝對各種用戶(hù)需求的效燃燒、氣化系統與工業(yè)鍋爐/窯爐耦合調控技術(shù)等適應性較好,不同的規模下都具有一定的經(jīng)濟性。難題,以保證生物質(zhì)燃氣作為燃料可以在不同的工表7各利用過(guò)程中CO2減排量和減排率對比Table 7 Comparison of CO, reduction for various applicationsCO, reductions/(g M )(or gkwh")CO reduction rate m/%Heat supply for insudtral use (on the basis of coal boiler)Simple combustion75.1Biomass boiler109.6Fuel gas boiler13.3Gas supply (on the basis of liquid petroleum gasLow calorific value fuel gas from gasificationMedium calorific value fuel gas from gasificationNatural gas11.0Power generation(on the basis of coal power)Gasification and power generation( small scale)63066Gasification and power generation(medium scale)Biomass IGCcDiesel ger31以生物質(zhì)氣化發(fā)電為例,與目前應用最多的生地利用當地生物質(zhì)能資源,建立分散、獨立的離網(wǎng)或物質(zhì)直燃發(fā)電相比,原料收集半徑小,供應容易保并網(wǎng)生物質(zhì)氣化分布式電站擁有廣闊的市場(chǎng)前景。障。工藝上可以采用內燃機,也可以采用燃氣輪機生物質(zhì)氣化符合中國生物質(zhì)資源分散的特點(diǎn)甚至結合余熱鍋爐和蒸汽發(fā)電系統,所以生物質(zhì)氣適合分散利用和工業(yè)應用,具有較強的適應能力和化發(fā)電可以根據規模的大小選用合適的發(fā)電設備,生存能力。因此,在中國適度發(fā)展生物質(zhì)氣化利用保證在較小規模下都有合理的發(fā)電效率和較好的經(jīng)有較好的應用前景。此外,生物質(zhì)氣化利用還具有濟性?？梢栽谏镔|(zhì)資源相對集中的地域,根據資較好的潔凈性,CO2減排能力強具體見(jiàn)表7。由于源量選擇適當的生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)類(lèi)型建立相應規《化過(guò)程一般溫度較低(700~900℃),NO2的生成模的生物質(zhì)發(fā)電廠(chǎng)(站),所生產(chǎn)的電力可以直接供量也很少能有效控制NO的排放。給附近的用電單位,也可以并入電網(wǎng)。這種分布式3.2.2生物質(zhì)氣化技術(shù)的經(jīng)濟性電力系統技術(shù)適宜,投資小。而且接近終端用戶(hù),可生活供凵中國煤化工為城鎮居民供以不受電網(wǎng)影響,直接供電,運行方便可靠。同時(shí)燃應燃氣成本CNMH(多,但和燃用液氣發(fā)電沒(méi)有高壓過(guò)程,設備簡(jiǎn)單操作方便。中國在化氣相比明顯降低。但由于生物質(zhì)氣化供氣系統需邊遠地區電力供應方面存在較大的缺口,因地制宜要加大投資和專(zhuān)門(mén)的運行人員,在供氣規模較小的第7期吳創(chuàng )之等:生物質(zhì)氣化技術(shù)發(fā)展分析803情況下項目的經(jīng)濟效益不明顯,甚至有可能虧損。利的可能性不大。所以生物質(zhì)氣化供氣項目一般只即使生物質(zhì)供氣規模為1000戶(hù),按每戶(hù)每月節省能作為社會(huì )公益性項目。生物質(zhì)原料按500yuan/t30yuan,每年可節省的費用大約為4.0×103yuan,計算時(shí),生物質(zhì)集中供氣與常規的經(jīng)濟性比較見(jiàn)考慮到項目的投資和運行人員費用,項目回收和盈表8。表8生物質(zhì)集中供氣與常規能源的經(jīng)濟性比較Table8 Comparison of biomass centralized gas supply with other fuelsHoneycombFuelBiomass fuel gas Fuel woodbriquetpetroleum gasmonthly consumption per household /kg130300 kg organicsMonthly fuel cost per household /yuan工業(yè)供氣效益:生物質(zhì)能源與燃煤比單位熱量顯著(zhù)提高企業(yè)經(jīng)濟效益。如在南方沿海地區,利用成本更高,但與天然氣、燃料油等化石能源單位熱量生物質(zhì)氣化技術(shù)可實(shí)現代替天然氣,可節省燃料成本成本將明顯低。所以如果能使用生物質(zhì)能替代天然50%左右,即是考慮增加設備投資和運行成本,經(jīng)濟氣、石油等高價(jià)能源,可以有效降低企業(yè)生產(chǎn)成本,效益仍然可觀(guān)。南方沿海地區燃料價(jià)格見(jiàn)表9。表9南方沿海地區燃料價(jià)格Table 9 Fuel prices in coastal areas of southern ChinaQu√/(M·kg)pice/( yuan-)Specific energy price/ Price difference from Sulfur contentyuanM") coal equivalent/9w/%Common fuel coal2318.19Refined coal28.8969.34544.92Mixed fuel oil37.684500119.625149.981-26000143.54541.87203.350324.97Natural gas 37 68 MI/m 5.0 yuan/m132.908205,54Liquid petroleum gas7800169.645254.52Biomass pellet16.3355.208Biomass fuel gas from000073.6104中國生物質(zhì)氣化產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的新形勢工業(yè)窯爐也是主要污染排放源之一,同時(shí)也是4.1發(fā)展生物質(zhì)氣化與生態(tài)環(huán)境改善相結合耗能大戶(hù)。據前瞻產(chǎn)業(yè)研究院2011年統計數據,中在中國“十二五”節能減排規劃的重點(diǎn)工程中,國共有各類(lèi)工業(yè)窯爐約11×103臺,其中,燃煤工業(yè)工業(yè)鍋爐窯爐改造排在首位:“到2015年,工業(yè)鍋窯爐約有6×10多臺,主要分布在華北、西北和西南爐、窯爐平均運行效率比2010年分別提高5個(gè)和2等地區。中國大部分工業(yè)窯爐在爐型結構燃燒系個(gè)百分點(diǎn)……“十二五”時(shí)期形成7.5×103t標準煤統、余熱利用、絕熱材料、熱工檢測、自控微機應用的節能能力”。及環(huán)保等方面都比較落后,而且中國工業(yè)窯爐容量截止至2008年底,中國在用工業(yè)鍋爐超過(guò)5.7大多偏小,造成能源浪費,同時(shí)環(huán)境污染嚴重。目103臺,年耗燃料約4×103t標準煤,約占中國煤炭前,中國電石鐵合金、鋼鐵、化工、建材、有色等主要總產(chǎn)量的四分之一。工業(yè)鍋爐排放大量煙塵以及耗能行業(yè)的工業(yè)窯爐余熱利用率僅在5%左右,并SO2和NO等污染物,是中國大氣主要煤煙型污染且以煙氣余熱或直接燃燒制取蒸汽為主要利用方源之一。中國每年工業(yè)鍋爐的污染物排放約為:煙式,有效利用率不足40%,沒(méi)有達到真正的能源綜塵8×10°t,SO29×10°t,CO21.25×10t10。目前,合利用,并且排放出大量的CO2,溫室效應嚴重。工業(yè)鍋爐能源消耗和污染排放均位居全國工業(yè)行業(yè)42生物質(zhì)中國煤化工設相結合第二,僅次于電站鍋爐,煤炭消耗量明顯高于鋼鐵、2012年HCNMHG城鎮化率已經(jīng)石化等高耗能工業(yè)行業(yè)。中國重點(diǎn)城市工業(yè)鍋爐排超過(guò)50%,標志著(zhù)中國已進(jìn)入城市化加速發(fā)展階放造成的污染已超過(guò)電站鍋爐。段。如果到2020年提高到55%~60%,按照每年8u4料化學(xué)學(xué)報第41卷提高一個(gè)百分點(diǎn)來(lái)算,每年將增加至少1.3×10城(2)提供長(cháng)期發(fā)展目標和配套政策,建立和完鎮人口。而中國城鎮人口年均消耗能源約為農村人善生物質(zhì)氣化利用的財政支持和補貼政策,逐步建口的3.5倍,需要大量的新增能源。隨之而來(lái)的污立二氧化碳減排計算方法和補貼方法,推動(dòng)先進(jìn)高染物排放也將升高,超過(guò)環(huán)境容量和承載能力大氣效的生物質(zhì)氣化應用技術(shù)實(shí)現商業(yè)生產(chǎn)空氣質(zhì)量繼續惡化。依靠現有的以化石燃料為主的制定鼓勵發(fā)展小型分布式氣化發(fā)電產(chǎn)業(yè)的支持能源結構難以滿(mǎn)足經(jīng)濟發(fā)展的需要,必須大力發(fā)展政策將小型氣化發(fā)電(2MW以下)納入國家最近具有巨大資源潛力的生物質(zhì)可再生能源,建立多種推出的分布式可再生發(fā)電上網(wǎng)的鼓勵政策中;能源形式并存的可持續發(fā)展能源體系。制定新農村建設中推廣使用生物質(zhì)熱/電/氣聯(lián)4.3促進(jìn)生物質(zhì)氣化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的建議供技術(shù)的政策,將使用生物質(zhì)氣化技術(shù)實(shí)現熱電氣(1)增加投入,鼓勵分布式生物質(zhì)氣化應用示聯(lián)供的項目納進(jìn)新農村建設補貼政策重,在項目立范,通過(guò)應用示范完善技術(shù)和標準,形成適合于中國項、建設資金補貼、稅務(wù)和收費等方面給與優(yōu)惠。特點(diǎn)的商業(yè)化模式(3)制定鼓勵利用生物質(zhì)氣化燃氣作為供熱鍋確保增加和提供持續的硏發(fā)和示范資金支持,爐、工業(yè)鍋爐、工業(yè)窯爐的替代燃料,完善成型燃料制定可靠的生物質(zhì)氣化可持續性發(fā)展計劃,以促進(jìn)補貼政策、節能減排補貼政策,對生物質(zhì)氣化應用給常規和先進(jìn)高效生物轉化更具成本優(yōu)勢;與建設投資補貼(將物質(zhì)燃氣替代化石燃料量納入利用綠色城設建設等計劃,鼓勵進(jìn)行生物質(zhì)氣國家節能量補貼范圍)、運行成本補貼(將生物質(zhì)氣化利用的商業(yè)化示范,促進(jìn)生物質(zhì)氣化生產(chǎn)中的技化應用納進(jìn)成型燃料補貼范圍)和稅收優(yōu)惠等。術(shù)標準的完善和商業(yè)化模式的形成。參考文獻[1 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