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生物質氣化發電多聯產技術在生物質能領域意義重大

中國產業競爭情報網  2019-03-01  瀏覽:


  “生物質氣化發電多聯產技術”在剛剛過去的2018年可謂是名聲大噪,它是國家林業和草原局首屆科技成果發布會的五大成果之一,并獲得了2018年梁希林業科技進步一等獎、江蘇省科技進步一等獎等。南京林業大學材料科學與工程學院教授、博士生導師周建斌先生為大家講述他率領的團隊在國內外首創研發的“生物質氣化發電多聯產技術”。


  生物質氣化多聯產的原理


  生物質氣化發電聯產炭、熱、肥技術”就是以農業、林業加工剩余物(秸稈、稻殼、果殼、林業三剩物等)為原料,通過熱解氣化的技術同時轉化成可燃氣、生物質炭、生物質肥,此技術在不需要外加能源和其他任何添加劑、化學藥品、助劑及催化劑的條件下,實現了生物質的綠色、高效、高值化利用。氣體產物即可燃氣直接用于發電或替代煤燒鍋爐供熱、固體產物即生物質炭根據原料不同可用于生產高附加值的活性炭、工業用炭、機制燒烤炭、炭基肥料等,生物質提取液經回收后用于生產液體肥料。


  生物質不如太陽能、風能出名的原因


  由于能源危機和環境污染問題,我國以及世界各國都重視清潔能源的發展,生物質能源利用技術有了一定的發展,但是沒有達到預期的規模或是影響,有以下幾方面原因:


  第一,大家對生物質的認識上不足或者錯誤,比如我國有18億畝耕地,每年有10億噸左右的秸稈,能源領導、學者和企業家都認為生物質太少,擔當不起能源的重任,甚至認為是不足掛齒的!可是中國有46億畝林地,60億畝草地。被遺忘的生物質(城市木廢料)主要包括:建筑廢木材、舊城改造、大件廢家具、園林綠化枝椏材等,南京市5000噸/天。 據估算地球上每年生產的生物能總量達1600-1800億噸(干重),相當于目前世界總能耗的5倍以上。


  第二,在國家層面(包括發達國家),由于之前投入了大量資金,但沒有達到預期的收益,讓很多部門失去信心,相關政策實施的連續性不夠,導致生物質能源整體的發展比較緩慢。


  第三,對生物質的特性,例如較為分散難以收集,秸稈類的季節性及能量密度低等認識不足。


  生物質氣化多聯產的優勢


  針對傳統的生物質氣化、生物質炭等行業長期存在的產品單一、廢水廢渣污染(國內外所有教科書、專著、文章和專利包括工程項目)、生產規模小且連續穩定性差、經濟效益不佳等突出共性問題,于2002年開始在世界上首創了生物質氣化多聯產技術并產業化應用。


  這項技術得到了電力、能源、林化等多個行業內多位院士的高度評價,改變了傳統生物質氣化(能源)、生物質炭、生物質肥等行業的產品單一、經濟效益不顯著、環境污染大等問題,在技術和產業的顛覆性創新主要體現在以下四個方面:


  (1)顛覆了傳統的生物質氣化(能源)歷史,不僅有生物質能源,還可以生產生物質炭、肥料!


  (2)采用生物質氣化熱燃氣-蒸汽聯合循環發電關鍵技術,在國內外首次解決了生物質燃氣凈化和焦油處理的兩大氣化技術世界性難題,并有效地解決了氣化發電的經濟性、規模性、自動化及系統的可靠性、穩定性和標準化問題!


  (3)開創了活性炭生產技術的新紀元,顛覆了傳統的活性炭生產歷史,不僅不需要外加能源,在生產活性炭過程中還可以發電、供熱、產肥料!


  (4)顛覆了幾千年的世界燒炭的歷史,在生產炭的同時還可以發電、生產肥料!


  (5)使用炭基肥和生物質醋液肥助推國家肥料和農藥的零增長,甚至可以直接減少肥料用量10-30%,同時修復退化、板結、酸化和污染的土壤,使我國山更青、水更綠、地更沃、食品更安全!


  生物質氣化多聯產的發展前景


  這項技術使農林廢棄物吃干榨凈,能夠產生發電、熱水、活性炭、工業用炭、機制燒烤炭、炭基肥、液體肥等多種產品,完全顛覆了直接燃燒發電、單一產出的模式,具有廣闊的發展前景:


  第一本項技術的良好經濟效益,是傳統生物質能源、生物質炭、生物質肥效益的3倍。


  第二同時具有優越的環境效益,由于生物質中的大部分碳、氮、硫元素保存在生物質炭中沒有排放到大氣中,不僅實現了吃干榨凈和零排放,還可以生產多種有利于生態安全的綠色電能、綠色活性炭、綠色肥料。


  第三對我國發展綠色能源和節能減排有重要作用,實現了能源(發電或者供暖)從高排放→低排放→零排放→負排放(CO2、NxOy、SO2固定在生物質炭中)。這對我國節能減排、能源結構調整將產生重要國際影響。


  “生物質氣化發電多聯產技術”的實施和推廣,將使我們的天更藍、水更清、食品更安全,是實現國家肥料和農藥的減量并助推國家綠色、循環、可持續發展的必經之路。為世界開啟利用植物生物質能源這一巨大的能源倉庫,提供了一條切實可行的發展之路,從此綠色清潔能源的獲得可以實現循環再生、高效穩定,在生物質能源利用這個領域具有劃時代的重大意義。

 

 

 

 

 

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