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我国生物质能技术产业化基础的研究

4、生物质能源产业化的主要条件

4.1 市场

根据各项生物质能技术发展水平以及应用现状,可将我国生物质能技术分为五类:

    1、成熟技术,已形成相当的应用规模,包括节柴炕灶和户用沼气池等技术。

    2、基本成熟技术,经推广应用阶段,进入产业化初期,包括生物质气化集中供气、禽畜粪便和 有机废水厌氧处理和生物质压缩成型技术等技术。

    3、基本成熟技术,正在推广应用,包括生物质气化发电、甜高粱茎秆制取乙醇燃料和淀粉质原 料生产乙醇燃料等技术。

    4、示范研究技术,需关键技术突破和政策支持,包括4兆瓦生物质气化发电、纤维素废弃物制取 乙醇燃料、生物质裂解液化和生物柴油等技术。

    5、探索性技术,处于实验室研究探索阶段,包括生物质快速裂解液化、高产能源植物选育和纤 维素酶水解生产乙醇燃料等技术。 从上述对各种生物质能技术的发展状况的分析表明,目前具备进入产业化发展条件、需要企业投资支持的技术主要包括生物质气化发电、甜高粱茎秆制取乙醇燃料和淀粉质原料生产乙醇燃料等技术。

4.1.1 生物质气化发电

    1999年,我国电力生产总量为12,600亿度,人均用电不到1,000度从年,只有韩国的1/5左右,而人均生活用电更低,只有110度/人年左右。同时,我国1998年还有1万多个无电村,无电人口达5,000多万。总体上,我国电力的生产增长低于全国经济的增长,近几年的电力生产弹性系数都是在0.4~0.6之间。可以预计,随着我国经济的继续高速发展,特别是农村用电需求的启动,随时可能出现局部地区电力紧张状况。 虽然我国电力的生产成本平均为0.28元/度,售电成本大约为0.3元/度。

    但由于我国地域辽阔,电力输送距离较长,输配电成本较高(约占6%左右),终端用户电价大都高于0.35元/度。在沿海地区,终端用户电价在0.5~0.7元/度之间,中西部地区的农村电价也在0.5元/度左右,相对于我国现有的消费水平来说还是较高的。 所以,因地制宜地利用当地生物质能资源,秸秆、薪柴、谷壳和木屑等,建立分散、独立的离网或并网电站拥有广阔的市场前景。如果有50%的农林废弃物作为电站燃料,可发电4,000亿度,占目前我国总耗电量的30%以上。

4.1.2生物质乙醇燃料

    随着社会的进步,人类对石油的依赖越来越强烈,石油供应与消费的平衡关系制约着各国及至全世界的经济发展,可以说,石油就是国家的命脉。自1995年,我国已由石油出口国转变为石油进口国,净进口量为1,200万吨,1997年净进口量增加到4,000万吨,到2000年,我国石油消费量已达到2亿吨左右,狰进口量已达到7,000万吨,相当于1976年全国石油消费的总量。据一项基于我国人口和经济状况的能源需求预测表明,到2050年达到54亿吨标准煤,是1997年的4倍,显然,石油进口的大幅度增长是不可避免的,将逐步形成我国能源供应方面的巨大安全隐患。 生物质乙醇燃料具有很多优点,首先是一种不含硫及灰份的清洁能源,可以直接代替汽油、柴油等石油燃料,作为民用燃烧或内燃机燃料,易与现今工业应用及民用接轨。

    在我国,可用于生产乙醇燃料的原料比较丰富,优先利用的是有大量的库存粮食。1999年我国的粮食产量为5.1亿吨,粗略估计,作为食物、工业原料和饲料的消耗量约4.2亿吨,每年库存粮食近亿吨。这些库存粮食因长期积压变质而无法处理,若以生产乙醇燃料予以消耗,可生产近3,500万吨乙醇,其能量相当于2,500万吨汽油。

4.2技术

    在我国,“八五”期间国家科委安排了“生物质热解气化及热利用技术”的科技攻关专题,取得了相当成果:采用氧气气化工艺,研制成功生物质中热值气化装置;以下吸式流化床工艺,研制成功100户生物质气化集中供气系统与装置:以下吸式固定床工艺,研制成功食品与经济作物生物质气化烘干系统与装置;以流化床干馏工艺,研制成功1,000户生物质气化集中供气系统与装置。“九五”期间,国家科委安排了“生物质热解气化及相关技术”的科技攻关专题,重点研究开发1兆瓦大型生物质气化发电技术、小型生物质气化发电技术和农村秸秆气化集中供气技术。

4.2.1沼气发酵技术

    沼气技术在我国大规模发展己有20多年的历史,至今技术水平已取得大幅度提高,并在我国广泛应用。例如,新的户用沼气池系统比以前效率更高、更方便、投资更少。传统沼气池的沼气产量一般低0.1立米/立米.天,而新式沼气池的沼气产量一般可达到0.2~0.4立米/立米.天。我国还发展了多种厌氧消化工艺和反应器,如混合式反应器、厌氧过滤器、污泥床反应器和固定床反应器等。这些技术已广泛地应用于处理食品工业、发酵工业、制糖工业和制药工业的有机废水、生活污水及禽畜粪便等。沼气产气率一般在0.5~6立米/立米.天之间,COD去除率在70~86%之间。

来源:2002年中国生物质能技术研讨会 | 作者:袁振宏  李学凤  蔺国芬