生物質(zhì)能源應(yīng)用前景分析

生物質(zhì)能源應(yīng)用前景分析第1頁，共22頁，2023年，2月20日，星期六內(nèi)容

生物質(zhì)能源定義與范疇；中國能源需求預(yù)測；生物質(zhì)能源特點(diǎn)；生物質(zhì)能源經(jīng)濟(jì)評價(jià)；生物質(zhì)能源與現(xiàn)有能源結(jié)構(gòu)比較；BEU第2頁，共22頁，2023年，2月20日，星期六定義與范疇生物質(zhì)能源能是通過綠色植物的光合作用將太陽輻射的能量以一種生物質(zhì)形式固定下來的能源。是人類最重要的間接利用太陽能方式。包括：木材、農(nóng)作物（秸桿、稻草、麥桿、豆桿、棉花桿、谷殼等）、雜草、藻類、有機(jī)廢棄物等。海洋生物質(zhì)不在討論之內(nèi)。BEU第3頁，共22頁，2023年，2月20日，星期六能源問題與中國能源需求預(yù)測能源versus經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展能源危機(jī)的理解能源危機(jī)可能應(yīng)對的措施能源開發(fā)利用的經(jīng)濟(jì)性評價(jià)指標(biāo)－EROI指數(shù)

EROI:能源回報(bào)投資比。

EROI隨著原油品質(zhì)下降，環(huán)境立法日趨嚴(yán)格，下降比較快，1930sEROI:100:1;2000年:17:1.中國能源短缺：2001年，進(jìn)口石油6000萬噸，2020年，將達(dá)到石油總耗量的1/2，進(jìn)口石油不能保證能源安全。BEU第4頁，共22頁，2023年，2月20日，星期六生物質(zhì)能源特點(diǎn)儲(chǔ)量大，地球上每年生物質(zhì)能總量約1400-1800億噸(干重），相當(dāng)于目前每年總能耗的十倍；理論上不產(chǎn)生GHG，低含量的N，S化合物，可以大量減少NOx，SOx等有毒氣體排放，被稱為“綠色石油”；兼容性最好，同時(shí)是唯一的可儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)目稍偕茉?。?頁，共22頁，2023年，2月20日，星期六CO2以及SOx、NOx減少排放每利用一萬噸椐桿代替燃煤，可以減少CO2排放１.4萬t，SO240t，煙塵100t．第6頁，共22頁，2023年，2月20日，星期六生物質(zhì)轉(zhuǎn)化工藝項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評價(jià)模型采用成本-效果法計(jì)算公式：C---單位成本；CF---初始投資；CRF---資金回收因子；COM---年運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)；CRM---年原料費(fèi)用；NQ---年產(chǎn)品量。采用經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值（ENPV）估算：式中：Bt---t年以影子價(jià)格計(jì)算的項(xiàng)目收益；Ct---t年以影子價(jià)格計(jì)算的項(xiàng)目支出；re---經(jīng)濟(jì)貼現(xiàn)率；T---項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)壽命。第7頁，共22頁，2023年，2月20日，星期六生物質(zhì)能源經(jīng)濟(jì)性分析生物質(zhì)能源利用的經(jīng)濟(jì)性直接同生物質(zhì)轉(zhuǎn)化利用的過程相關(guān)。生物質(zhì)轉(zhuǎn)化利用的過程主要有：1生物質(zhì)氣化;2生物質(zhì)氫氣、合成氣，甲醇，熱電聯(lián)產(chǎn)；3生物質(zhì)乙醇；4生物質(zhì)油.第8頁，共22頁，2023年，2月20日，星期六生物質(zhì)汽化供熱個(gè)例分析200戶規(guī)模集中供氣系統(tǒng)初始投資和年運(yùn)行費(fèi)用費(fèi)用類別估計(jì)值/萬元所占比例%初始投資其中土地費(fèi)土建費(fèi)機(jī)組設(shè)備以及安裝氣柜管網(wǎng)及附件其他39.810.846.411.3127.621.651001.814.425.427.017.13.7年運(yùn)行費(fèi)用2.93平均用戶投資0.233燃?xì)鈨r(jià)格（元/m3）0.211$/GJ5.00第9頁，共22頁，2023年，2月20日，星期六生物質(zhì)汽化發(fā)電-規(guī)模與發(fā)電機(jī)選擇生物質(zhì)

DirectCombustion內(nèi)燃機(jī)電能生物質(zhì)IGCC燃?xì)廨啓C(jī)電能生物質(zhì)蒸汽輪機(jī)電能IGCCη=10-15％η=３０-３5％η=３５-４５％規(guī)模<200KW200KW<規(guī)模<1MW1MW<規(guī)模第10頁，共22頁，2023年，2月20日，星期六生物質(zhì)發(fā)電經(jīng)濟(jì)性分析研究發(fā)展?fàn)顩r：美國；總生物質(zhì)發(fā)電量：6GW.美國，英國、芬蘭：籌建6-60MWBIGCC示范工程。第11頁，共22頁，2023年，2月20日，星期六國內(nèi)學(xué)者對生物質(zhì)發(fā)電的經(jīng)濟(jì)評估基本假定：生物質(zhì)原料價(jià)格：110-120￥/T,1$/GJ。工人工資：6,000￥/人·年以煤IGCC發(fā)電：15000KW：0.197￥/KW·h。電價(jià)超過0.5￥/KW·h，值得投資。國內(nèi)：60KW,160KW,200KW，中型：600KW，800KW,1000KW大型：沒有第12頁，共22頁，2023年，2月20日，星期六生物質(zhì)發(fā)電主要技術(shù)障礙之一

---燃?xì)獬辜夹g(shù)電機(jī)要求焦油含量：0.02-0.05g/m3；H2<15%汽化后焦油含量：2-50g/m3；除焦技術(shù)：1燃?xì)飧邷剡^濾；2水洗除焦；3靜電除焦；4熱裂解法,溫度過高，產(chǎn)生NOx;5催化裂解法，最理想，技術(shù)不成熟。第13頁，共22頁，2023年，2月20日，星期六生物質(zhì)制氫經(jīng)濟(jì)分析

生物質(zhì)制氫與其它化石資源制氫技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性比較:SMR:6.26$/GJ；Coalgas:11.57$/GJ；NCPO:9.87$/GJ；Biomassgas:10.03$/GJDatasource:DOENRELReport.2002

第14頁，共22頁，2023年，2月20日，星期六生物質(zhì)甲醇、氫氣以及發(fā)電工藝過程第15頁，共22頁，2023年，2月20日，星期六經(jīng)濟(jì)評價(jià)的結(jié)果基本假設(shè)：生物質(zhì)原料價(jià)格：US$2/GJ，400MWth

結(jié)果：H2

生產(chǎn)成本8-11US$/GJ，Methanol:9-12US$/GJCurrentgasolinebasedEnergyprice:4-6US$/GJPrediction:resourcecostreduction，scalingup，processoptimization，targetachievable:5-7US$/GJ---competitive.第16頁，共22頁，2023年，2月20日，星期六生物質(zhì)乙醇工藝傳統(tǒng)成熟工藝---采用糖類，糧食類作物發(fā)酵法制備乙醇，60%價(jià)格---成本傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)項(xiàng)目的評價(jià):

成本為汽油的1.5-2倍左右，6-12$/GJ.

原料:蔗糖，木薯，甜菜，甜高粱，玉米，小麥，稻谷等。第17頁，共22頁，2023年，2月20日，星期六非糧食類生物質(zhì)酶水解乙醇經(jīng)濟(jì)預(yù)測第18頁，共22頁，2023年，2月20日，星期六生物質(zhì)油－技術(shù)R&D階段

生物質(zhì)熱裂解是生物質(zhì)在完全缺氧和有限氧的條件下,熱降解為液體生物油、可燃?xì)怏w和固體生物質(zhì)碳三個(gè)組分?，F(xiàn)在主要集中在研究和示范階段，商業(yè)運(yùn)作的幾乎沒有。生物質(zhì)熱裂解液化生產(chǎn)工藝的研發(fā)情況第19頁，共22頁，2023年，2月20日，星期六生物質(zhì)能源與現(xiàn)有化石能源比較第20頁，共22頁，2023年，2月20日，星期六結(jié)論：種植燃油-加速碳循環(huán)

---解決能源危機(jī)的可能之路第21頁，