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国内外生物质能概况

国内外生物质能应用技术的研究开发现状

摘要：本文概述国内外生物质能应用技术的研

究开发现状，并从我国实际情况出发，提出了研

究开发的前景，以及在今后的工作中应重视的几

个问题。

关键词：生物质、能源、气化、液化、成型、燃

料

1、前言

生物质能是人类用火以来，最早直接应用的

能源。随着人类文明的发展，生物质能的应用研

究开发几经波折，最终人们深刻认识到，石油、

煤、天然气等化石能源的有限性，同时无节制地

使用化石能源，大量增加CO2、粉尘、SO2等

废弃物的排放，污染了环境，给人类赖以生存的

星球，造成十分严重的后果。而使用大自然馈赠

2、生物质能应用技术的研究开发现状

2.1国外研究开发简介

在发达国家中，生物质能研究开发工作主要

集中于气化、液化、热解、固化和直接燃烧等方

面。

生物质能气化是在高温条件下，利用部份氧化

法，使有机物转化成可燃气体的过程。产生的气

体可直接作为燃料，用于发动机、锅炉、民用炉

灶等场合。气化技术应用在二战期间达到高峰。

随着人们对生物质能源开发利用的关注，对气化

技术应用研究重又引起人们的重视。目前研究主

要用途是利用气化发电和合成甲醇以及产生蒸

汽。奥地利成功地推行建立燃烧木材剩余物的区

域供电计划，目前已有容量为1000~2000kw的

80~90个区域供热站，年供应10×109MJ能量。

加拿大有12个实验室和大学开展了生物质的气

化技术研究。1998年8月发布了由Freel,Barry

A.申请的生物质循环流化床快速热解技术和设

备。瑞典和丹麦正在实行利用生物质进行热电联

产的计划，使生物质能在提供高品位电能的同时

满足供热的要求。1999年，瑞典地区供热和热

电联产所消耗的能源中，26%是生物质。

美国在利用生物质能方面，处于世界领先地

位，据报道，目前美国有350多座生物质发电站，

主要分布在纸浆、纸产品加工厂和其它林产品加

工厂，这些工厂大都位于郊区。装机容量达

7000MW，提供了大约66000个工作岗位，根据

有关科学家预测，到2010年，生物质发电将达

到13000MW装机容量，届时有4000000英亩的

能源农作物和生物质剩余物用作气化发电的原

料，同时，可按排170000个以上的就业人员，

对繁荣乡村经济起到积极的推动作用。

流化床气化技术由于具有床内气固接触均

匀、反应面积大、反应温度均匀、单位截面积气

化强度大。反应温度较固定床低等优点，从1975

年以来一直是科学家们关注的热点。包括循环流

化床、加压流化床和常规流化床。印度Anna大

学新能源和可再生能源中心最近开发研究用流

化床气化农业剩余物如稻壳、甘蔗渣等，建立了

一个中试规模的流化床系统，气体用于柴油发电

机发电。1995年美国Hawaii大学和Vermont

大学在国家能源部的资助下开展了流化床气化

发电的工作。Hawaii大学建立了处理生物质量

为100T/d的工化压力气化系统，1997年已经完

成了设计，建造和试运行达到预定生产能力。

Vermont大学建立了气化工业装置，其生产能力

达200T/d，发电能力为50MW。目前已进入正

常运行阶段。

生物质的直接燃烧和固化成型技术的研究开发，

主要着重于专用燃烧设备的设计和生物质成型

物的应用。目前，已开发的技术有：林产品加工

厂的废料（如造纸厂的树皮、家具厂的边角料等）

的专用燃烧蒸汽锅炉，国外造纸厂几乎都有专门

的设备，用来处理废弃物。由于生物质形状各异，

堆积密度小较松散，给运输和贮存以及使用带来

了较大困难，影响生物质的使用。因此，从四十

年代开始了生物质的成型技术研究开发。现已成

功开发的成型技术按成型物形状分主要有三大

类：以日本为代表开发的螺旋挤压生产棒状成型

物技术，欧洲各国开发的活塞式挤压制得园柱块

状成型技术，以及美国开发研究的内压滚筒颗粒

状成型技术和设备。美国颗粒成型燃料年产量

达80万吨。

成型燃料应用于二个方面：其一：进一步炭

化加工制成木炭棒或木炭块，作为民用烧栲木炭

或工业用木炭原料；其次是作为燃料直接燃烧，

用于家庭或暧房取暧用燃料。日本、美国、加拿

大等国家，开发了专用炉灶。在北美有50万户

以上家庭使用这种专用炉灶作为取暧炉。

将生物质能进行正常化学加工，制取液体燃料如

乙醇、甲醇、液化油等；是一个热门的研究领域。

利用生物发酵或酸水解技术，在一定条件下，将

生物质转化加工成