生物质能国内外研究现状综述

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上世纪70年代时，生物质能的研发利用已经成为世界性的热门课题，不少国家相继启动了相关计划。例如美国的能源农场计划、日本的阳光计划、印度的绿色能源工程计划和巴西的酒精能源计划，各国陆续投入了大量的人力物力和资金用于生物质能的研发[28]。64358

能源植物，也称为“石油植物”、“柴油植物”或“燃料植物”，通常指那些能够合成还原性较高的烃或产生类似石油成分的植物，以及油脂含量高的植物[22]。主要包括以下几种：富含碳氢的化合物、富含碳水化合物、富含油脂的植物以及薪炭的能源植物。

1 国外现状

国际上利用生物质能的方法主要是把它转化为电能、液体燃料、固体成型燃料等，在一定范围内减少和取代化石燃料的使用，最终目标是发展高效、清洁、经济效益好的生物质发电技术[1,3]。常用方法有热化学转换技术、生物化学转换法、利用油料植物生产生物油及直接燃烧技术[2]。

农作物秸秆作为燃料燃烧的历史已经十分久远。然而直到1973年的第一次世界石油危机，才开始有丹麦专门研究使用秸秆作为燃料燃烧发电。在生物质发电的区域，丹麦的BWE公司是世界的带头人。1988年，BWE公司的世界第一家燃烧秸秆的发电厂开始投入运行。从此之后，BWE公司在西欧建设了大量的生物质发电厂，其中规模最大的一家发电厂是位于英国的Elyan发电厂，装机容量38 MW，一年消耗秸秆量大约30万吨[31]。

如今的丹麦，秸秆发电的直接混燃技术早已开始商业化运行。目前，丹麦已经有130余家秸秆发电厂，其可再生能源利用率已占全国能耗总量的24%，丹麦依靠这新兴产业取代了能源，从而由石油进口国一跃变成了石油出口国。

美国的直混燃生物质能发电在世界上是规模最大的。如今美国共有350余座生物质发电厂，其中有30多座电厂在煤粉锅炉中直接混燃生物质燃料，原料大多以林业生物质产品和能源植物为主，掺烧比例在3%到15%之间[31]。论文网

1993年，荷兰开始进行直接混燃发电的试验，一般掺烧木片和污泥，比例为10%上下[31]。同样在德国，煤粉锅炉中直接混燃污泥的技术也已经正式投入商业运行，最初尝试着混燃秸秆和木片。

芬兰和瑞典联合建造了目前仍是全球最大的一座生物质循环流化床锅炉热电厂。此锅炉原料的适应性十分广，可以完全燃烧化石燃料煤，也可以完全燃烧任何生物质燃料，通常将林业生物质产品、泥草炭和煤混合燃烧，比例在50%上下[31]。

巴西和印度两国在发展中国家里面利用农业废弃物生物质直燃发电技术较好。2002年，巴西生物质发电的装机容量达到1 675MW，其中以蔗渣燃料为主的电厂占到了生物质发电总装机容量的94%[31]。印度的蔗渣直燃电厂的总装机容量达到了710MW，东南亚的国家在稻壳、蔗渣和棕榈壳等农林业废弃物生物质直燃发电技术方面也获得了较大的发展[31]。

2 国内现状

我国生物质能源的消耗一直很大，尤其是在农村。因为许多农村使用液化气、煤炭等化石能源作为生活燃料，从而使得农林废弃物的浪费越来越多。这些农林废弃物的密度很小，所占空间很大，若销毁处理则浪费且污染空气，且掩埋困难。但是国内的生物质利用技术水平偏低，研发新能源的成本较高，从而限制了技术和设备的推广使用。

近几年来，我国生物质资源利用的益处越发明显起来，秸秆发电的项目也四处建设起来。我国第一家秸秆发电站位于山东省菏泽市单县，每年发电量可达25MW，一年能够节省标准煤接近40万吨。紧接着，中国各省市包括江苏宿迁、河北晋州等地率先开始了生物质能发电项目的建设与投入使用。河南省除了已经在积极筹建的4个秸秆发电项目外，还计划将一部分小型火电厂也由燃煤改建为燃烧生物质秸秆。