社會其它相關論文-瑞典、德國、意大利等國生物質能技術利用現(xiàn)狀與經(jīng)驗.doc

社會其它相關論文-瑞典、德國、意大利等國生物質能技術利用現(xiàn)狀與經(jīng)驗摘要：可再生能源問題倍受世界各國關注。歐洲國家在生物質能開發(fā)利用政策措施、關鍵技術研究開發(fā)和市場運行模式等方面已走在世界前列，取得了顯著成果，積累了成功經(jīng)驗。在全面考察瑞典、德國、意大利三國生物質能開發(fā)利用現(xiàn)狀的基礎上，重點介紹了瑞典、德國在生物質直燃發(fā)電、固體成型燃料、沼氣技術等方面的利用現(xiàn)狀與成功經(jīng)驗，借鑒其成功經(jīng)驗并提出了政策建議。關鍵詞：生物質能；生物質直燃發(fā)電；固體成型燃料；沼氣技術；考察0引言能源問題已經(jīng)成為中國乃至世界經(jīng)濟生活中關注率最高的問題，尤其石油屬于不可再生的戰(zhàn)略資源，是現(xiàn)代經(jīng)濟社會賴以正常運轉的血液。隨著全球礦物能源的快速消耗，能源危機成為各國必須面對的戰(zhàn)略挑戰(zhàn)。瑞典、德國、意大利等歐洲國家在生物質能開發(fā)利用政策措施、關鍵技術研究開發(fā)和市場運行模式等方面已經(jīng)走在世界前列，并取得了較大成果和成功經(jīng)驗。在全面考察上述三國生物質能開發(fā)利用現(xiàn)狀的基礎上，本文重點介紹了瑞典、德國在生物質直燃發(fā)電、固體成型燃料、沼氣技術等方面的利用現(xiàn)狀與成功經(jīng)驗。1生物質直燃發(fā)電技術生物質直燃發(fā)電技術是在傳統(tǒng)的內(nèi)燃機發(fā)電技術上進行設備改型而實現(xiàn)的、通過直接燃燒生物質原料作為替代燃料進行發(fā)電的一種新技術。在瑞典，生物質直燃發(fā)電技術已經(jīng)基本成熟并得到規(guī)?；虡I(yè)應用。其技術路線為“鍋爐+汽輪機斯特林發(fā)動機(通常為熱電聯(lián)產(chǎn)，即CHP)”，其中，汽輪機發(fā)電技術為常規(guī)技術，一般應用于中型以上發(fā)電系統(tǒng)，斯特林發(fā)動機發(fā)電技術處于技術開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化示范階段，是目前生物質利用方面的重點研發(fā)技術。利用斯特林發(fā)動機的熱電聯(lián)產(chǎn)技術已經(jīng)滿足瑞典全國近一半的熱力需求。近年來，生物質與礦物燃料（主要是煤）的混合燃燒發(fā)電得到許多研究和示范應用，研究結果指出，混燃可提高生物質發(fā)電的效率，且當生物質的比重不高于20%時一般不需對現(xiàn)有設備作改動，是生物質燃燒發(fā)電的發(fā)展方向。本文以瑞典Enkoping的一家熱電聯(lián)產(chǎn)廠ENAENERGI為例進行說明，該廠發(fā)電裝機容量24MW和50MW供熱能力（見圖1），能夠為城市居民區(qū)域供熱，燃料來源于伐木副產(chǎn)品、木材廠鋸末和造紙廠廢棄物等生物質原料。ENAENERGI每年需要約350GWh的生物質燃料。其突出特點是所用燃料的10%為能源作物，全部由工廠自己種植，利用污水處理廠的廢水進行灌溉。專門的能源作物如柳之稷可以吸收氮，該工廠種植的能源作物每年能減少20噸的氮排放（見圖2）。2生物質固體成型燃料技術所謂生物質固體成型燃料技術就是在一定溫度與壓力作用下，將各類原來分散的、沒有一定形狀的秸稈、樹枝等生物質，經(jīng)干燥和粉碎后，壓制成具有一定形狀的、密度較大的各種成型燃料的新技術。其產(chǎn)品為棒狀、塊狀和顆粒狀等各種成型燃料（見圖3），密度可達0.81.4克/立方厘米，熱值為16720千焦/千克左右。性能優(yōu)于木材，相當于中質煙煤，可直接燃燒，燃燒特性明顯改善。同時具有黑煙少、火力旺、燃燒充分、不飛灰、干凈衛(wèi)生等優(yōu)點，NOX、SOX極微量排放，而且便于運輸和貯存，成為商品。瑞典的森林面積廣闊，是世界聞名的“森林之國”，森林覆蓋率高達60%，高速公路的很多路段都從森林中間穿過。目前，瑞典利用林業(yè)廢棄物如樹皮、樹枝、木屑以及能源作物等生產(chǎn)固體成型燃料已經(jīng)發(fā)展得相當成熟，形成了從原料種植、收集、到顆粒（或切片）生產(chǎn)再到配套應用和服務體系一個完整的產(chǎn)業(yè)鏈條。瑞典全國總能源消耗的30%為可再生能源，木質燃料占其中的46.7%。今后，瑞典固體成型燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點領域包括：（1）開發(fā)生物質顆粒燃料原材料基地；（2）開發(fā)經(jīng)濟性好、資源效率高的顆粒燃料生產(chǎn)（包括儲存）工藝；（3）開發(fā)分級的顆粒燃料以適應不同燃燒技術需求的用戶。其總體目標是：每年至少減少生產(chǎn)成本4%或2000萬克朗。3沼氣技術3.1車用沼氣技術在瑞典，利用畜禽糞便等廢棄物生產(chǎn)沼氣也非常成功。沼氣的年總產(chǎn)量約為1400GWh（1.4109kWh），主要產(chǎn)自于200多家市政污水處理廠的污泥消化池，其產(chǎn)量約占沼氣總產(chǎn)量的60%；其余為垃圾填埋場（產(chǎn)量約占總產(chǎn)量的30%）以及工業(yè)污水處理廠和混合消化廠產(chǎn)生的沼氣（產(chǎn)量約占總產(chǎn)量的10%）。有機廢物轉化成沼氣時產(chǎn)生的消化殘余物，還可作為生物肥料。近年來，瑞典成功地將沼氣用作汽車、火車燃料，技術已經(jīng)成熟，也形成了良好的運行模式。本文重點介紹Linkoping沼氣廠及其車用沼氣供氣站。瑞典Linkoping沼氣廠建于1992年，項目總投資900萬歐元，政府一次性投資補貼100萬歐元。該廠不僅處置了牲畜糞便和大量有機廢物，而且還通過混合消化產(chǎn)生了沼氣和生物肥料。自2001年開始，提純后的沼氣可以注入當?shù)氐奶烊粴馀錃夤?，以及專門的汽車供氣站。目前，Linkoping沼氣廠每年處理各種有機廢物約5.5萬t，產(chǎn)生的沼氣量約為2030GWh（75%CH4），相當于當?shù)靥烊粴庀牧康?5%，每年可減少CO2排放3700t。該廠每年收集并處理牲畜糞肥2.8萬t，其他有機廢物如廚余垃圾、農(nóng)產(chǎn)品加工廢棄物等2萬t（主要來自15家食品類工廠，其中包括屠宰場、海產(chǎn)品生產(chǎn)加工廠等）。原料通過進料池（800m3）、熱交換系統(tǒng)、消毒系統(tǒng)（巴氏殺菌，1h，70），進入傳統(tǒng)攪拌消化池（2250m3，停留時間2025d，70，含固率6%）。沼氣廠見和沼氣生產(chǎn)工藝流程如圖4、圖5所示。Linkoping沼氣廠生產(chǎn)的沼氣通過地下管線直接提供給2km外的供熱站，并能供作汽車燃料。該廠同時還在經(jīng)營車用沼氣供氣站，滿足當?shù)亟?00輛公共汽車的燃料需求（見圖6）。供熱和車用沼氣出廠前需要進行提純處理。該廠的沼氣提純能力為250m3/h，提純過程分為三個階段：（1）提純凈化：通過Sulfatrate工藝去除S利用Selexol去除CO2；（2）干燥；（3）壓縮（添加5%10%的丙烷，調整沃伯指數(shù)，使之等同于天然氣）。3.2?沼氣發(fā)電技術歐洲沼氣發(fā)電技術以德國為典型代表。目前，德國國內(nèi)沼氣發(fā)電工程的數(shù)量已由1992年的139家發(fā)展到2003年底超過2000家，發(fā)電裝機總量由1999年的50MW猛增到2002年的250MW。德國沼氣工程技術的要點主要包括：（1）發(fā)酵原料發(fā)酵原料以畜禽糞便、玉米青貯秸稈，青貯飼草為主，另外還有餐飲旅館的廚余垃圾、農(nóng)副產(chǎn)品加工的廢棄物，以及多余的糧食（如小麥、玉米）等。對有機垃圾有著嚴格的控制，必須在70的高溫下經(jīng)過1小時的處理才可以進入沼氣池發(fā)酵，由此產(chǎn)生的沼渣才能作為有機肥料施用到田地去。（2）發(fā)酵工藝較大型的沼氣發(fā)酵裝置以地上USR工藝為主，中