2017年中国生物质发电发展现状与前景展望【图】-第2页-北极星火力发电网

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2014年全球生物柴油产量近3000万吨，已建和在建生物柴油装置年产能接近5000万吨，生物柴油迅猛发展，成为21世纪正在崛起的新兴产业。我国目前生物柴油产量只有100多万吨，远远不能满足市场需求。每年需求从国外进口大量生物柴油。

当前，我国生物柴油原料的供应问题十分突出，资源没有得到合理的引导和配置。以地沟油为代表的废弃油脂原本是生物柴油的主要原料，却在高额利润的诱惑下，大量流向食用油市场。虽然国内餐饮废油每年潜在的供应量已达到1000万吨，生产生物柴油的企业已超过50家，但装置的开工率不到30%。中石化正在积极地推广生物柴油新技术，加快工业装置的建设速度，2013年在江苏建设一套10万吨/年生物柴油示范装置，同时还筹划在秦皇岛建设一套10万吨/年生物柴油示范装置。为了长远解决生物柴油的原料来源问题，中石化与中国科学院2010年启动了“微藻生物柴油成套技术的研发”项目。

2014年我国生物柴油行业销售市场规模约112.9亿元，同比2013年的68.37亿元增长了65.1%，近几年我国生物柴油行业市场规模情况如下图所示：

2005-2014年中国生物柴油行业市场规模情况

资料来源：Respect Marketing Research Inc

二、生物质能发电发展现状

(1)秸秆发电发展现状

2014年，我国秸秆资源量约为9亿吨。秸秆还田、饲料利用、工业原料约占60%，约40%可以能源化利用(含农村生活用能)。

一、秸秆是生物能源的重要组成部分之一

生物能源是仅次于煤炭、石油和天然气的第四大能源，在世界能源系统中占有重要地位。生物能源是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的可再生能源，是唯一可替代化石能源转化成气态、液态和固态燃料以及其他化工原料或者产品的资源。

生物能源主要来自三个方面：一是农业资源，包括农业作物、农作物收获时残留秸秆、农业加工业的废弃物等;二是林业资源，包括森林生长和林业生产过程提供的能源资源、木材采运和加工过程中的废弃物、林业副产品废弃物;三是城市生活餐厨垃圾和工业有机废弃物。

我国每年有0.8亿吨林业剩余物、30亿吨畜禽养殖粪便、1.5亿吨生活和有机垃圾、逾10亿吨农产品加工废弃物。

二、秸秆能源化利用方式

除作为农村生活能源外，秸秆能源化利用方式主要有秸秆固化、秸秆炭化、秸秆气化、秸秆发电、秸秆液化、秸秆沼气等。而适合产业化的方式主要是秸秆发电、秸秆液化、秸秆沼气。

第一，秸秆发电

秸秆发电是以农作物秸秆为原料的一种发电方式，根据秸秆利用方式的不同，主要有以下 2种技术路线: 秸秆直接燃烧发电和秸秆气化发电。

其一，秸秆直接燃烧发电是指把秸秆原料送入锅炉中直接燃烧产出高压水蒸汽，通过汽轮机的涡轮膨胀做功，驱动发电机发电。目前，秸秆直接燃烧发电技术主要有2类：水冷式振动炉排燃烧发电技术和流化床燃烧发电技术。

其二，秸秆气化发电，首先使生物质原料在缺氧状态下发生热化学反应转化为气体燃料(一氧化碳、氢气、甲烷)，然后将转化后的可燃气体由风机抽出，经冷却除尘去焦油和杂质后，供给内燃机或者小型燃气轮机，带动发电机发电。

第二，秸秆液化

秸秆液化是指通过物理化学或生物学方法，使秸秆中的木质素、纤维素等转化为醇类可燃性油或其他化工原料;主要分为直接液化、高温高压液化、微波液化3种形式。

其一，直接液化是指在中低温、高压并有催化剂参与情况下，将生物质转化为液体的热化学反应过程，通常有还原性气体(例如氢气、一氧化碳等)参与反应。

其二，高温高压液化是指在高压下发生热化学反应的过程，典型的液化工艺是在较高的压力和温度(33-500摄氏度)以及在催化剂存在下进行。

其三，微波液化是指利用微波辐射使小分子极性物质产生物理效应，从而加速反应改变反应机理或启通新的反应通道。

第三，秸秆沼气

秸秆沼气是指以秸秆为发酵原料，在隔绝空气并维持一定温度、湿度、酸碱度等条件下，经过特定细菌的发酵作用产生的气体。沼气是一种混合气体，主要成分是甲烷，其次为二氧化碳、氧气、氮气和硫化氢等，其中甲烷含量为55-70%，沼气热值为20-25兆焦/立方米。

三、秸秆能源化利用现状

第一，秸秆发电

2004年以来，我国先后核准批复了200多个秸秆直燃发电示范项目。截至2012年底，我国生物质发电累计并网容量为5819兆瓦，其中，直燃发电技术类型项目累计并网容量为3264兆瓦，占全国累计并网容量的55%;垃圾焚烧发电技术类型项目累计并网容量为2427兆瓦，占全国累计并网容量的41.71%;沼气发电技术类型项目并网容量为206兆瓦，占全国累计并网容量的3.54% 。《可再生能源“十二五”规划》明确规定，2015年我国生物质发电装机达到1.3万兆瓦，其中农林生物质发电8千兆瓦、沼气发电2千兆瓦、垃圾焚烧发电3千兆瓦。

我国目前建设、运行的生物质发电厂普遍采用二代技术。一代生物质发电厂机组规模一般为2×12兆瓦，采用中温中压技术，存在能耗较高、发电热效率偏低等问题;二代电厂机组规模一般为1×30兆瓦，采用高压和超高压技术，与一代技术相比，能耗显著下降，发电热效率显著提高，其锅炉热效率一般在85%-90%，发电热效率可达30.4%，年平均发电标准煤耗约404g/千瓦时。从当前生物质电厂的运行来看，主要是原料供应缺乏保障，100公里范围内布局了多家生物质电厂，大多电厂的原料收购经济半径超过30公里以上，收购成本较高。第二，秸秆液化(纤维素乙醇)

纤维素乙醇在我国仍处于产业化起步阶段，其关键技术主要是高效预处理技术与装备、低成本纤维素酶制剂的生产和戊糖发酵菌种技术。

2014年，我国燃料乙醇产量达到233.2万吨，混配E10乙醇汽油约2140万吨，接近当年汽油总消费量的四分之一，目前已在黑龙江、吉林、辽宁、河南、安徽、广西6 省区及湖北、山东、河北、江苏、内蒙古5 省区的30个市试点车用乙醇汽油，实现了乙醇汽油的封闭运行。纤维素非粮乙醇产量仅3.2万吨。国内已建成山东龙力5.15 万吨/ 年装置(以玉米芯废渣为原料)与河南天冠3万吨/年的乙醇-沼气联产示范装置，以上两套装置均未采用戊糖/己糖共发酵生产乙醇技术。在建及规划的项目包括中粮集团采用自主知识产权预处理工艺及戊糖/己糖共发酵技术的5万吨/年醇电联产项目、安徽国祯和意大利M&G公司的合资项目以及河南天冠的3万吨/年纤维素乙醇规划项目。

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