生物質氣化多聯產系統應用場景

一、生物質能源發展概況

生物質能源是可再生能源之一，生物質能源的開發利用和能效的提高已成為世界各國減排的重要途徑，其中生物質氣化多聯產系統是生物質能最有效、最清潔、最具經濟價值的利用方法之一。

1、國外發展情況

國外的生物質氣化熱電聯產技術起步較早，發展較為成熟。生物質在芬蘭是最大的可再生能源供應源，在2001年生物質能占到可再生能源的85%，供熱占比達到57%。瑞典的生物質氣化熱電聯產工廠于1993年正式運行，是世界上首家以生物質為原料的整體氣化聯合循環發電廠。生物質能在全國能源消耗中占比達到38.9%（世界第一）、生物質供熱占比接近40%。

英國的6*660MW燃煤電廠改成生物質電廠，成為全球最大規模的生物質電廠，連續五年生物質供電量超過100億度，并有望實現負碳排放電廠。

2、國內發展情況

我國的生物質熱電聯產技術由于起步較晚，普及程度較低。但近幾年來生物質氣化熱電聯產技術發展迅猛，南京林業大學、中國林科院南京林產化工所等高等院校的研究成果迅速產業化，特別是在多業聯產方面創造了多個世界第一。如在河北承德世界首創的杏殼氣化發電聯產活性炭、肥料、供熱項目；安徽潁上3MW稻殼氣化、燃氣燒鍋爐、汽輪機發電聯產炭項目；云南西雙版納木片氣化綠色供熱與炭綜合利用產業化示范項目等。我國生物質發電量穩步增長，截至2022年年底，我國生物質發電量1824億千瓦時，同比增長11%。

3、生物質能源化利用勢在必行

 

（1）我國生物質資源豐富生生不息：農業、林業等生物質及廢棄物逐年增加。

（2）生物質不利用后果嚴重：竹木腐朽發酵產生甲烷 ，其溫室效應是CO2 的20多倍。并引發森林大火 ，造成人員傷亡、環境污染、財產損失。

（3）我國能源結構有待優化

l 一是能源需求總量大（53億噸標準煤）、全球最大、約占30%。

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

l 三是我國化石能源缺油（進口超73%）少氣（近50%），對外依存度太高，必須防止卡脖子！

二、生物質氣化多聯產創新技術

1、什么是生物質氣化多業聯產系統？

生物質氣化多聯產系統是在不需要外加能源和任何化學藥品、助劑的條件下，將農林生物質熱解轉化為生物質可燃氣、生物質炭、生物質液三項產物。可燃氣作為能源可用于燒鍋爐供熱（替代煤）或發電，生物質炭根據原料不同可生產活性炭、工業用炭、機制燒烤炭、炭基肥等多種產品，生物質液可制備液體肥料或消毒殺菌劑等產品。如下圖（一）所示。

2、生物質氣化多聯產技術

生物質氣化多聯產技術經過科學家們20多年的研究，在各種生物質材料的氣化工藝及其關鍵設備的研發、各種生物質材料的熱解液化工藝及其關鍵設備的研發、生物質熱解和氣化過程中產生的各種副產品的化學成分、應用及高價值產品的深入研發方面取得了很大的成就。如發明了炭化和液化不同的熱解工藝，獲得不同價值的產品等。下表所示是三種不同熱解條件下的高附價值產物。

熱解方式	升溫速率	熱解溫度（度）	停留時間（秒）	主要產物
慢速熱解	緩慢	400	較長	焦炭
快速熱解	10?-10?℃/s	450-600	小于2秒	生物油
高溫熱解	快	900	1-幾秒	燃氣

三、生物質氣化多聯產系統的應用

   生物質氣化多業聯產項目根據客戶需求，可以分別應用到需要燃氣、需要蒸汽、需要供暖、需要烘干、需要金屬熱加工、需要恒溫和光合作用的現代農業、需要熱電聯供的學校、醫院、酒店和居民小區等處。如下圖所示。

1、工業應用場景

凡是生產過程中需要天然氣燃燒加熱蒸汽鍋爐、金屬融化爐等的工業制造業，包括化工、印染、食品、金屬等工業制造企業，我們可以提供生物質燃氣替代天然氣，通過多種副產品來提高投資人的經濟效益，讓利于制造企業降低用能成本。生物質燃氣與天然氣的熱值不同，所以替代之前需要對原鍋爐的燃燒室略作改造，以適應熱量的需求。同時在廠內需要具備安裝生物質氣化爐的空間，以便就近把生物質燃氣送入蒸汽鍋爐或者其他加熱爐即可。

2、農業應用場景

（1）農業大棚或者現代農業種植基地，需要給農作物調節溫度、需要生物質炭基肥替代化肥、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原料循環利用。

（2）生物質來源豐富的鄉鎮，利用本地的農林廢棄物，建設熱電聯產項目，發電機尾氣余熱產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，起到對大棚供暖和補充二氧化碳、強化植物光合反應的作用。聯產炭基肥、葉面肥（有藥效的肥料）和成型燃料（替代散煤）。收購當地的農林廢棄物，增加農民收入，達到振興鄉村、節能減排和環保效果。

3、城市應用場景

在城市中的商務酒店、醫院、高檔住宅、公寓等人員相對密集，對熱水、空調的需求大、時間長、不間斷。選擇在附近或者在地下，建設生物質熱電聯供電站。為客戶提供穩定、安全的綠色能源，并降低用能成本。

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