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25页丈座建二犬孝网络高等教育本科生毕业论文(设 计)题 目:生物质能发电技术综述学习中心: 层 次: 专 业: 年 级: 学 号: 学 生: 扌旨导教师: 完成日期: 内容摘要牛物质能是人类赖以牛存的重要能源,是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世 界能源消耗总量第四位的能源但不同于传统的能源,生物质能是一种清洁可再生 能源在环境污染越来越严重的今天,牛物质能发电技术再次引起人类的关注木 文就这个问题着重介绍牛物质能资源和牛物质能发电技术探讨了我国在牛物质能 发电方面存在的主要问题及解决途径今后的几十年将是中国在以牛物质能为主 的可再牛能源技术领域,进入高新技术开发与大规模推广并举的发展阶段关键i司:牛物质能发电;新能源;可再牛能源;牛物质能发电产业化目录内容摘要 I1绪论 41.2国内外发展现状 41.2.1国外生物质能发展现状 41.2.2我国生物质能发展现状 41.3 本文的主要内容 52生物质能资源 62.1生物质能资源的类型及特点 62.1.1生物质能资源的类型 62. 1.2生物质能资源的特点 63 生物质能发电技术 93.1生物质能转化利用技术体系 93. 1. 1生物质燃烧技术 93. 1.2热化学法 93. 2生物质能发电技术的基本原理 104我国生物质发屯技术产业化的主要影响因素及对策建议 154.1我国生物质发电技术产业化的主要影响因素 154. 1. 1政策因素 154. 1. 2技术因素 164. 1. 3资源可供性 164. 1.4其他因素 174.2对策与建议 184. 2. 1政策因素加强和完善立法工作 184. 2. 2加强经济激励政策的实施 184. 2. 3注重输配电网络与生物质能电力的协调发展 184.2.4开展国际合作,引进国际先进技术和资金 194. 2.5因地制宜,有针对性的采用生物质发电技术 204. 2. 6政府采购绿色能源 204. 2. 7影响生物质发电技术产业化的其他影响因素和建议 225 结 论 24参考文献 251绪论1.1课题的背景及意义能源是人类社会牛存、国民经济发展的必备资源和重要战略物资。
随着社会 的不断进步,经济的迅速发展,能源需求量不断增加,化石能源短缺日渐明显,能源 供应不足已成为制约经济发展的“瓶颈”,成为全世界各界关注的焦点问题能源 紧缺以及由于能源消费而产牛的牛•态环境恶化,也促使世界各国寻找清洁、高效的 新型替代能源,发展新的可再牛能源成为缓解能源紧张的有效方法而牛物质能 发电是可再牛能源中最重要的组成部分,具有良好的社会效益和经济效益,已受到 世界各国政府的高度重视生物质能资源主要包括农作物、薪柴、城市固体有机 垃圾等生物质发电技术是生物质能资源的主要利用方式之一,在电力需求日益增 长的今天,该技术具有很大的市场潜力和成长空间,大力发展生物质发电技术十分 必要1.2国内外发展现状1981年8月联合国新能源和可再生能源会议在内罗毕召开,世界各国对能源 短缺、环境和牛态保护问题更加重视在新能源开发领域,生物质能的开发利用己 成为世界重大热门课题之一,各国在牛物质利用技术研究领域投入了资金和技术 其中欧洲大力发展生物质高效燃烧技术,美国启动了 “生物发电计划”发展中国 家印度的绿色能源工程、以及巴西的酒精能源计划等,分别在不同的领域加快了生 物质能利用研究世界生物质发电起源于20世纪70年代,当时,世界性的石油危 机爆发后,丹麦开始积极开发清洁的可再牛能源,大力推行秸秆等牛物质发电。
自 1990年以来,牛物质发电在欧美许多国家开始大发展,特别是2002年约翰内斯堡可 持续发展世界峰会以来,牛物质能的开发利用正在全球加快推进截至2004年,世 界生物质发电装机已达3900万千瓦,年发电量约2000亿千瓦时,可替代7000万吨 标准煤,是风电、光电、地热等可再生能源发电量的总和1.2.2我国生物质能发展现状我国牛物质资源十分丰富,随着《可再牛能源法》的实施和与之配套十二项政 策出台,国家已经发展了一大批生物发电项目2005年4月开工建设的山东单县秸 秆热电厂是国家发改委批准的我国第一家利用秸秆发电的示范项目随后,以国能 牛物发电集团有限公司为代表的牛物质直燃发电企业陆续在河北、河南、山东等 地建立了主物质电厂,并投入运行,在节能和环保领域做出了很大贡献同时自上 世纪六十年代起,在我国南方地区开始发展生物质气化发电技术,主要是以稻壳为 燃料,目前应用的主要是160kw和200kw装置在1998年,广州能源硏究所建立的 了气化发电项目,并设计制造了 IMW循环流化床生物质气化发电装置,对生物质气 化发电有重要意义在我国,从1987年起开始牛物质能发电技术研究1998年, 1MW谷壳气化发电示范工程建成投入运行。
1999年,1 MW木屑气化发电示范工 程建成投入运行2000年,6 MW秸秆气化发电示范工程建成投入运行,为我国 更好地利用牛物质能源奠定了良好基础为推动牛物质能发电技术的发展,2003 年以来,国家先后批准了河北晋州、山东单县、江苏如东和湖南岳阳等多个秸秆发 电示范项目截至2005年底,我国已发展户用沼气池1800多万户,建成大型畜禽 养殖场沼气工程和工业有机废水沼气工程约1500处,沼气年利用量达到约80亿立 方米,全国生物质发电总装机容量约200万千瓦,其中蔗渣发电约170万千瓦,垃圾 发电约20万千瓦,其余为稻壳等农林废弃物气化发电和沼气发电等1.3本文的主要内容本文介绍了牛物质能的基本概念、牛物质发电技术及牛物质能在国内外的应 用情况,分析了生物质发电技术产业化面临的主要问题,并给出合理的对策与建 议同时对生物质发电的发展前景进行了展望,对我国在生物质能发电方面存在的 主要问题提出了一些建议全文共分为五个部分,各部分内容简介如下:第一部分绪论,简述课题的背景和意义、论题的国内外发展现状,介绍论文的 主要内容;第二部分牛物质能资源的特点,是可再牛、低污染、低密度,而且牛物质能分 布广泛,蕴藏量巨大;第三部分生物质能发电的主要技术,生物质貢燃发电、生物质气化发电;第四部分影响牛物质发电技术产业化主要因素及对策,如成本、行政监管、财 税融资及电价补贴等。
第五部分总结:牛物质发电的发展前景,2010年到2030年期间,生物质发电技 术将完全市场化,与常规能源可以进行平等的竞争;发展牛物质能机遇与挑战并 存2生物质能资源2.1生物质能资源的类型及特点从广义上讲,生物质是植物通过光合作用牛成的有机物,它的能量最初来源 于太阳能生物质能资源在地球上分布极为广泛2.1.1生物质能资源的类型按原料的化学性质分,牛物质能资源主要为糖类、淀粉和木质纤维素物质,按 原料来源则主要包括如下几类:农业牛产废弃物,主要为农作物秸秆;薪柴、枝杈柴 和柴草;农林加工废弃物,木屑、谷壳和果壳;人畜便和生活有机垃圾等;工业有 面废弃物,有机废水和废渣等;能源植物,包括所有可作为能源用途的农作物、林 木和水牛植物资源等其中,各类农林、工业和牛活有机废弃物是目前生物质能利 用的主要原料,主要提供纤维素类原料能源植物距离成为真正的牛物质能资源还 比较遥远,是今后牛物质能资源发展的主要方向依据是否能大规模代替常规化 石能源,而将其分为传统牛物质能和现代牛物质能传统牛物质能主要包括农村牛 活用能:薪柴、秸秆、稻草、稻壳及其他农业生产的废弃物和畜禽粪便等;现代生 物质能是可以大规模应用的牛物质能,包括现代林业牛产的废弃物、甘蔗渣和城市 固体废物等。
依据来源的不同,将适合于能源利用的牛物质分为林业资源、农业资 源、生活污水和工业有机废水、城市固体废物及畜禽粪便等五大类2.1.2生物质能资源的特点从化学的角度上看,生物质的组成是C-H-0化合物它与常规的矿物燃料,如 石油、煤等是同类,所以牛物质的特性和利用方式与矿物燃料有很大的相似性,但是牛物质有其矿物能源 无法比拟的优势主要包括:1) 牛物质能蕴藏量巨大,牛物质能是世界第四大能源,仅次于煤炭、石油和天 然气根据牛.物学家估算,地球陆地每年牛产1000^1250亿吨生物质;海洋年生产 500亿吨牛物质牛物质能源的年生产量远远超过全世界总能源需求量,相当于目 前世界总能耗的10倍我国可开发为能源的牛物质资源到2010年可达3亿吨 随着农林业的发展,特别是炭薪林的推广,牛物质资源还将越来越多2) 生物质能源具有多功能性,兼容性最好,既是可再生能源,也能生产出上千 种的化工产品,是太阳能、风能、水能等可再生能源不可比拟的,同时也是唯一可 存储和运输的可再生能源这给对其加工转换与连续使用带来一定的方便3) 生物质能因其主要成分为碳水化合物,在牛产及使用过程中与环境友好性 又胜煤炭、石油等化石能源一筹。
而且是对资源进行的循环利用,将有机物转化成 燃料,可减少对环境的污染,如垃圾燃料产牛的二氧化碳又可被等量牛长的植物 光合作用所吸收,这就是人们常说的实现二氧化碳”零”排放,这对减少大气中的 二氧化碳含量从而降低”温室效应”极为有利4) 牛物质含硫量和灰分都比煤低,因此牛物质利用过程中NOx的排放较少,明 显减少空气污染和酸雨现象,这也是开发利用生物质能的主要优势之一5) 普遍性、易取性,几乎不分国家地区,它到处存在而且廉价易取生产,过程 极为简单,应用技术上的难题较少6) 对生物质能的利用是农业生产的一部分,可以发展农村经济,增加农民收入, 促进农业的工业化中小城镇建设,富余劳动力转移以及缩小工农和城乡差别产燃 料酒精、热裂解牛产牛物柴油等形式存在,应用在国民经济的各个领域生物质能源也有其弱点:1) 牛物质能的加工转化刚刚起步,规模小,技术不成熟,加之原料分散等因素 使其成木居高不下其质量轻,体积大,给运输带来一定难度并H风、雨、雪、 火等外界因素,对它的保存带来不利条件2) 由于技术上不完善,牛物质能的热值及热效率低,直接燃烧生物质的热效率 仅为10%-20%,是低效而不经济的3) 从质量密度的角度来看,作为燃料与矿物能源相比不具优势,它是能量密度 较低的低品位能源,有机物的水分偏多50%为5%,如下表图2. 1中一些常见生物质燃 料工业分析与低位热值:种类工业分析成分%低位热值KJ/Kg水分灰分挥发分固定炭杂草5.439.468.2716.4016204豆秸5.103.1374.5617.1216157稻草3.6112.2067.8046.3917636稻壳5.6217.8262.6113.9516017玉米秸6.104.7076.0013.2017746玉米芯4,875.9371.9517.2517730高梁秸4.718.9168.9017.4815066棉秸6.783.9768.5420.7118089麦秸4.398.9067.3619.32?18532花生壳7.881.6068.1022.4221417马粪6.4321.8558.9912.8214022牛粪6.4632.4048.7212.5211627图2.1 一-些生物质燃料的工业分析与低位热值4) 缺乏适合栽种植物的土地,且单位土地面积的有机物能量偏低。
5) 生物质能发展也可能对生物多样性产生影响如果用生产生物质能。
