生物質氣化發電模式量大從優「多圖」

中國對各種氣化方式都有研究，已完成了多種氣化爐的研制，目前已使用的氣化爐有上吸式、下吸式、敞口式和流化床等。從原理上講，各種氣化爐都可以用于氣化發電，但目前研究完成并正常運轉的主要有三種，即敞口下吸式，下吸式及循環流化床（見表1），發電功率可以從幾千瓦到幾千千瓦，這為氣化發電技術的進一步發展提供了條件。生物質的生物化學轉換包括有生物質-沼氣轉換和生物質-乙醇轉換等。

生物質氣化發電的投資主要包括氣化與凈化系統、發電設備及土建三部分。以1000KW的谷殼氣化發電系統為例，其投資構成見表2。但是得到的生物質燃氣熱值低，通常在4200～7560kJ/m3之間，屬低熱值可燃氣，且生物質氣焦油含量高，容易造成管路堵塞。由表2可知，由于谷殼氣化不需要專門收集與運輸設備和儲存設備，所以單位投資只需3500元/千瓦，大大低于小型的燃煤發電站（約6000元/千瓦）。另外，由于氣化設備、配套設備及廢水處理設備等隨著容量的變小，其比例越來越高，BGPG的單位投資隨著容量的變小而越來越大，當功率小于60KW時，單位投資即高于小型燃煤電站的投資

生物質氣化是通過氣化裝置的熱化學反應，可將低效能的固體生物質轉換成能的可燃氣，因此氣化爐自然是生物質氣化過程中的關鍵設備之一。我國使用的生物質熱解氣化技術，主要有固定床、流化床和直接干餾熱解3種工藝形式。固定床氣化爐工藝一般采用空氣為氣化劑，氣流方式有上吸式、下吸式或是平吸式，特點是設備結構簡單、易于操作、可以實現多種生物質原料的熱解氣化、投資少等。但是得到的生物質燃氣熱值低，通常在4200～7560kJ/m3之間，屬低熱值可燃氣，且生物質氣焦油含量高，容易造成管路堵塞。氣化爐內外兩種循環平衡的建立，保證反應進程穩定，是循環流化床氣化技術的核心。流化床氣化爐的工作特點：氣固接觸混合良好，停留時間都較短，床內壓力降較高，受熱均勻，加熱迅速，氣化反應速度快，可燃氣得率高，爐內溫度高而且恒定，可燃氣中焦油含量較小，但出爐的可燃氣中含有較多的灰分，可頻繁啟停，氣化強度大、綜合經濟性好，非常適合于大型的工業供氣系統，但結構復雜，設備投資較多，常見的氣化爐類型如圖4所示。直接干餾熱解的特點是生物質在隔絕空氣條件下進行熱分解，產物為固體炭和木醋液、可燃性氣體，生產過程須外加能源[8]。各氣化爐的工作原理及氣流走向如圖5所示。

由于秸稈是按照垃圾處理，還要征收垃圾處理費，因此可以良性發展。我國與國外情況不同，一方面要通過發電避免農民焚燒秸稈引起污染等社會問題，一方面又要通過發電扶助農民。基于以上兩點，不僅秸稈收購價格不能過低，而且隨著此類項目的增多，收購價格還在上升。在2010~2020年，全球的能源使用模式可能快速轉變，再生能源定會取代石化燃料。如國家在確定生物質能發電的上網電價補貼時，秸稈每噸價格被定在100元左右，而秸稈實際收購價格已達200—300元/噸，如此高的原料成本增加了企業成本預算，以山東秸稈發電的上網電價為例，實際成本在0.65元/千瓦時左右，脫硫上網電價(0.344元/千瓦時)加上政府補貼電價(0.25元/千瓦時)，總計為0.594元/千瓦時，虧損顯而易見。虧損的狀態迫使部分生物質能企業停產，因此國家在稅收等政策上進一步加大扶持力度就顯得非常重要。

目前，生物質氣化發電技術處于初步商業化階段，基本原理是生物質在缺氧狀態下熱解生成氣體燃料，凈化后的氣體燃料燃燒驅動燃氣輪機或燃燒后產生蒸汽，驅動發電機發電。氣化發電過程包括3個方面：一是生物質氣化。經處理的生物質原料由進料系統送進氣化爐內，揮發分(干基下為70%~80%)熱解釋放出揮發性氣體如CmHn、H2、CO、CO2、焦油和水蒸氣，產生的碳發生典型氣化反應(水蒸氣 碳)和燃燒反應(碳 氧氣)，通過燃燒反應釋放出的熱量促使生物質熱解和碳的氣化反應進行，從而把固體生物質轉化為氣體燃料；二是氣體凈化。氣化生成的燃氣都含有一定的雜質，包括灰分、焦炭和焦油等，需經過凈化系統把雜質除去，以保證燃氣發電設備的正常運行；三是燃氣發電。凈化后的燃氣進入燃氣輪機或內燃機的燃燒室燃燒驅動發電機發電，或者燃氣在鍋爐內燃燒生產高溫高壓蒸汽，驅動蒸汽機帶動發電機發電。h,已接近或優于常規發電，其單位投資僅約3500—4000元/Kw，為煤電的60%-70%，所以具備進入市場競爭的條件。圖1為生物質氣化發電工藝流程示意圖。