生物質(zhì)燃料綜述

生物質(zhì)燃料綜述定義1.1生物質(zhì)生物質(zhì)：生物質(zhì)是指運(yùn)用大氣、水、土地等通過光合作用而產(chǎn)生的多個有機(jī)體，即一切有生命的能夠生長的有機(jī)物質(zhì)通稱為生物質(zhì)。它涉及植物、動物和微生物。特點(diǎn)：可再生、低污染、分布廣泛。表1生物質(zhì)分類表林業(yè)資源林業(yè)生物質(zhì)資源是指森林生長和林業(yè)生產(chǎn)過程提供的生物質(zhì)能源，涉及薪炭林、在森林撫育和間伐作業(yè)中的零碎木材、殘留的樹枝、樹葉和木屑等；木材采運(yùn)和加工過程中的枝丫、鋸末、木屑、梢頭、板皮和截頭等；林業(yè)副產(chǎn)品的廢棄物，如果殼和果核等。農(nóng)業(yè)資源農(nóng)業(yè)生物質(zhì)能資源是指農(nóng)業(yè)作物(涉及能源作物)；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的廢棄物，如農(nóng)作物收獲時殘留在農(nóng)田內(nèi)的農(nóng)作物秸稈（玉米秸、高粱秸、麥秸、稻草、豆秸和棉稈等）；農(nóng)業(yè)加工業(yè)的廢棄物，如農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中剩余的稻殼等。生活污水和工業(yè)有機(jī)廢水生活污水重要由城鄉(xiāng)居民生活、商業(yè)和服務(wù)業(yè)的多個排水構(gòu)成，如冷卻水、洗浴排水、盥洗排水、洗衣排水、廚房排水、糞便污水等。工業(yè)有機(jī)廢水重要是酒精、釀酒、制糖、食品、制藥、造紙及屠宰等行業(yè)生產(chǎn)過程中排出的廢水等，其中都富含有機(jī)物。都市固體廢物都市固體廢物重要是由城鄉(xiāng)居民生活垃圾，商業(yè)、服務(wù)業(yè)垃圾和少量建筑業(yè)垃圾等固體廢物構(gòu)成。畜禽糞便畜禽糞便是畜禽排泄物的總稱，它是其它形態(tài)生物質(zhì)（重要是糧食、農(nóng)作物秸稈和牧草等）的轉(zhuǎn)化形式，涉及畜禽排出的糞便、尿及其與墊草的混合物。1.2生物質(zhì)能生物質(zhì)能：就是太陽能以化學(xué)能形式貯存在生物質(zhì)中的能量形式，即以生物質(zhì)為載體的能量。它直接或間接地來源于綠色植物的光合作用，可轉(zhuǎn)化為常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料，取之不盡、用之不竭，是一種可再生能源，同時也是唯一一種可再生的碳源。生物質(zhì)能源的特點(diǎn)：（1）可再生性。（2）清潔、低碳。（3）替代優(yōu)勢。（4）原料豐富。運(yùn)用途徑：生物質(zhì)能的運(yùn)用重要有直接燃燒、熱化學(xué)轉(zhuǎn)換和生物化學(xué)轉(zhuǎn)換等3種途徑。生物質(zhì)的直接燃燒在此后相稱長的時間內(nèi)仍將是我國生物質(zhì)能運(yùn)用的重要方式。生物質(zhì)的熱化學(xué)轉(zhuǎn)換是指在一定的溫度和條件下，使生物質(zhì)汽化、炭化、熱解和催化液化，以生產(chǎn)氣態(tài)燃料、液態(tài)燃料和化學(xué)物質(zhì)的技術(shù)。生物質(zhì)的生物化學(xué)轉(zhuǎn)換涉及有生物質(zhì)-沼氣轉(zhuǎn)換和生物質(zhì)-乙醇轉(zhuǎn)換等。生物質(zhì)能國內(nèi)外運(yùn)用現(xiàn)狀現(xiàn)在，生物質(zhì)能是僅次于煤炭、石油和天然氣而居于世界能源消費(fèi)總量第四位的能源。生物質(zhì)能是重要的可再生能源資源，含有資源種類多、分布廣的特點(diǎn)，在當(dāng)今能源日趨緊張的狀況下，越來越引發(fā)人們的關(guān)注。生物質(zhì)中硫含量和灰分含量較低，運(yùn)用過程中對環(huán)境污染小，不會增加自然界碳的循環(huán)總量，對于將來的能源戰(zhàn)略含有深遠(yuǎn)意義。根據(jù)BP公司統(tǒng)計年鑒可知，世界生物燃料的產(chǎn)量由年的11830千噸油當(dāng)量增加到60286千噸油當(dāng)量。根據(jù)ELInsights于9月公布的報告，從到，全球生物制造市場預(yù)計將從5729億美元增加至6937億美元，相稱于在此期間的復(fù)合年增加率(CAGR)為3.9%。2.1國外生物質(zhì)能的運(yùn)用狀況美國國會于5月通過一項(xiàng)涉及加速開發(fā)生物質(zhì)能源的法案，規(guī)定到后，把從石油中提煉出來的燃油消費(fèi)量減少20%，代之以生物燃油。據(jù)《美國能源展望》，到2035年美國可用生物燃料滿足液體燃料總體需求量增加，乙醇占石油消費(fèi)量的17%，使美國對進(jìn)口原油的依賴在將來25年內(nèi)下降至45%。-2035年美國非水電可再生能源資源將占發(fā)電量增加的41%，其中生物質(zhì)發(fā)電占比最大為49.3%。美國還欲在中西部打造航空生物燃料基地，這將極大增進(jìn)美國航空行業(yè)的綠色發(fā)展據(jù)歐洲EurObserv公司于12月公布的統(tǒng)計報告，歐洲從固體生物質(zhì)生產(chǎn)的一次能源又創(chuàng)新高，再次達(dá)成7280萬噸油當(dāng)量，比增加3.6%。統(tǒng)計表明，歐洲組員國從固體生物質(zhì)生產(chǎn)的一次能源比增加2.3%，即增加達(dá)150萬噸油當(dāng)量。這一增加特別來自生物質(zhì)發(fā)電，比提高10.8%，增加5.6TWh。來自固體生物質(zhì)發(fā)電的增加尤為穩(wěn)定，自以明年均增加率為14.7%，從20.8TWh增加到62.2TWh。這一生產(chǎn)的大多數(shù)即62.5%，來自于聯(lián)產(chǎn)設(shè)施。歐盟生物質(zhì)基電力生產(chǎn)自以來翻了二番，從20.3TWh增加到57.4TWh。歐洲委員會于5月表達(dá)，已采用主動環(huán)節(jié)來改善歐盟的生物廢棄物管理，并以此獲得大的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益。分析指出，歐盟運(yùn)輸業(yè)可再生能源目的約1/3將可望通過使用來自生物廢棄物的生物氣體來得以滿足。瑞典是世界上道路交通最不依賴于化石燃料的國家之一，據(jù)報道，，瑞典政府同意了一項(xiàng)計劃，到將使可再生能源達(dá)成該國能源消費(fèi)總量的50%。另外，該國旨在到2030年使其運(yùn)輸部門完全不依賴于進(jìn)口化石燃料。根據(jù)瑞典生物能源協(xié)會(SwedishBioenergyAssociation)統(tǒng)計，瑞典從生物質(zhì)產(chǎn)生的總的能源消費(fèi)在-期間已從88TWh增加至115TWh。而在此期間內(nèi)，基于石油產(chǎn)品的使用量已從142TWh減少至112TWh。至，生物質(zhì)已超出石油，成為第一位的能源來源，占瑞典能源消費(fèi)總量的32%。據(jù)預(yù)測，生物質(zhì)能的消費(fèi)在將繼續(xù)再增加10%。在瑞典，生物質(zhì)供熱發(fā)電1030億度，占全國能源消費(fèi)總量的16.5%，占供熱能源消費(fèi)總量的68.5%。瑞典首都斯德哥爾摩清潔能源轎車約10萬輛，涉及使用乙醇的車、使用生物燃?xì)廛嚭突旌蟿恿?，占轎車總量的11%。瑞典計劃到在交通領(lǐng)域全部使用生物燃料，率先進(jìn)入后石油時代。德國政府提出了生物經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略，提出通過大力發(fā)展生物經(jīng)濟(jì)，以擺脫對化石能源的依賴、增加就業(yè)機(jī)會、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展、提高德國在經(jīng)濟(jì)和科研領(lǐng)域的全球競爭力，且在，啟動了“2030年國家生物經(jīng)濟(jì)研究戰(zhàn)略通向生物經(jīng)濟(jì)之路”科研項(xiàng)目，計劃至間投入24億歐元用于生物經(jīng)濟(jì)的研發(fā)應(yīng)用。英國生物質(zhì)生產(chǎn)商和出口商公司非洲可再生能源公司(AfriRen)于12月宣布，進(jìn)軍非洲大陸開發(fā)生物質(zhì)能，該公司與非洲領(lǐng)先的農(nóng)業(yè)集團(tuán)SIFCA旗下的GRE公司訂立長久生物質(zhì)供應(yīng)合同，GRE公司擁有2.1萬人，營業(yè)收入為6億歐元。AfriRen公司與合作伙伴將早期投資1600萬美元，為歐洲生物質(zhì)購置商創(chuàng)立一種平臺。歐洲目邁進(jìn)口的幾乎全部生物質(zhì)都來自于美洲，AfriRen公司將采用最新的技術(shù)在非洲開發(fā)可再生能源項(xiàng)目。AfriRen公司旨在成為非洲最大的生物質(zhì)生產(chǎn)商，預(yù)計僅從其在加納的作業(yè)，自起每年就可出口12萬噸木屑，木屑符合歐洲生物質(zhì)規(guī)格和可持續(xù)性原則。這是AfriRen公司第一種項(xiàng)目，該公司已與SIFCA旗下的加納橡膠Estates公司簽約8年合同，從他們在Takoradi附近的橡膠樹種植區(qū)出口木屑生物質(zhì)。丹麥正準(zhǔn)備在全國前5大都市，逐步減少并裁減燃煤發(fā)電站，規(guī)定發(fā)電站進(jìn)行技術(shù)改造，使用生物燃料替代煤和燃油，作為都市生產(chǎn)和生活的重要能源來源。巴西全部汽油中都強(qiáng)制加入了25%的乙醇，起全部普通柴油中生物柴油的比例也達(dá)成5%，提前三年進(jìn)入B5時代。憑借生物能源這張王牌，巴西政府表達(dá)有信心實(shí)現(xiàn)到減排36%的目的。印度于開始了石油和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的“無聲革命”，制訂了全國運(yùn)輸燃料中必須添加10%乙醇的法令。2.2我國生物質(zhì)能的運(yùn)用狀況我國擁有豐富的生物質(zhì)能資源，據(jù)測算，我國理論生物質(zhì)能資源為50億噸左右原則煤，是現(xiàn)在中國總能耗的4倍左右。在可收集的條件下，中國現(xiàn)在可運(yùn)用的生物質(zhì)能資源重要是傳統(tǒng)生物質(zhì)，涉及農(nóng)作物秸稈、薪柴、禽畜糞便、生活垃圾、工業(yè)有機(jī)廢渣與廢水等。我國十八大報告中就明確提出“支持節(jié)能低碳產(chǎn)業(yè)和新能源、可再生能源發(fā)展，確保國家能源安全”?！吨腥A人民共和國可再生能源法》和《可再生能源中長久發(fā)展規(guī)劃》的制訂，以及國內(nèi)有關(guān)激勵政策的推行，加緊了我國生物質(zhì)運(yùn)用技術(shù)的發(fā)展。近年來我國生物質(zhì)能源行業(yè)發(fā)展快速，重要運(yùn)用方式有下列5種：（1）生物質(zhì)成型燃料現(xiàn)在國內(nèi)生物質(zhì)成型燃料重要用于發(fā)電廠和工業(yè)鍋爐的燃料等，仍處在市場發(fā)展早期，能實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)的公司不多。大部分公司的生產(chǎn)規(guī)模較小，公司生產(chǎn)工藝不穩(wěn)定、生產(chǎn)設(shè)備的技術(shù)不成熟，故障率比較高，對下游生物質(zhì)成型燃料應(yīng)用市場的開拓工作較為滯后。

（2）生物質(zhì)氣體燃料

①沼氣

沼氣技術(shù)是我國發(fā)展最早、最普遍推廣的生物質(zhì)能源運(yùn)用技術(shù)。戶用沼氣在我國已有幾十年的發(fā)展歷史，現(xiàn)在已基本成熟。據(jù)農(nóng)業(yè)部統(tǒng)計，“十五”期間政府累計投資34億元用于農(nóng)村戶用沼氣的建設(shè)。至年，全國農(nóng)村戶用沼氣總數(shù)達(dá)成4,000萬戶，占適宜農(nóng)戶的30左右，年生產(chǎn)沼氣155億立方米。

②生物質(zhì)可燃?xì)猓˙GF）

在缺氧條件通過高溫氣化工藝，將固體生物質(zhì)原料轉(zhuǎn)化為清潔的燃?xì)?。瑞典、美國、意大利、德國在該領(lǐng)域處在領(lǐng)先水平。國外生物質(zhì)氣化妝置普通規(guī)模較大，自動化程度高，工藝較為復(fù)雜，以發(fā)電和供熱為主。近年來，我國生物質(zhì)氣化技術(shù)獲得了重要突破，發(fā)行人與中科院廣州能源所聯(lián)合開發(fā)了BGF代油/氣技術(shù)，并擁有這一技術(shù)的知識產(chǎn)權(quán)，該技術(shù)現(xiàn)在已成功應(yīng)用于華美鋼鐵60萬噸/年鋼鐵加熱爐生產(chǎn)線。

（3）生物質(zhì)發(fā)電

隨著《可再生能源法》和有關(guān)可再生能源財政補(bǔ)貼政策的出臺，特別是國家對生物質(zhì)發(fā)電廠的上網(wǎng)電價優(yōu)惠方法的實(shí)施，我國生物質(zhì)發(fā)電發(fā)展快速。截至年終，全國投產(chǎn)和在建的秸稈直燃發(fā)電項(xiàng)目170多個，總裝機(jī)容量約400萬千瓦，其中已投產(chǎn)的裝機(jī)容量約為150萬千瓦（資料來源：國家發(fā)展改革委有關(guān)負(fù)責(zé)人就《“十二五”農(nóng)作物秸稈綜合運(yùn)用實(shí)施方案》有關(guān)問題答記者問）?，F(xiàn)在,我國生物質(zhì)發(fā)電行業(yè)尚處在起步階段。

（4）生物質(zhì)液體燃料

①生物乙醇

我國生物乙醇生產(chǎn)規(guī)模相對較大，重要以糧食為原料。由于我國人均耕地面積局限性1.4畝，局限性世界平均水平的40%，使得我國以糧食為原料的生物乙醇發(fā)展?jié)摿τ邢蓿笠?guī)模運(yùn)用存在原料供應(yīng)的瓶頸。為了避免“與人爭糧、與糧爭地”，年9月，國家發(fā)改委公布《有關(guān)增進(jìn)玉米深加工健康發(fā)展的指導(dǎo)意見》指出，“十一五”期間我國原則上不再核準(zhǔn)新建玉米深加工項(xiàng)目，規(guī)定各地立刻停止備案玉米深加工項(xiàng)目，并且對在建、擬建項(xiàng)目進(jìn)行全方面清理，對已備案尚未建的項(xiàng)目全方面叫停，并大力激勵發(fā)展非糧食作物為原料開發(fā)生物乙醇。現(xiàn)在國內(nèi)數(shù)家公司和科研單位都在主動開展纖維素乙醇的研究及產(chǎn)業(yè)化嘗試。

②生物柴油

我國生物柴油產(chǎn)業(yè)化發(fā)展起步于本世紀(jì)初，隨著生物柴油產(chǎn)業(yè)日益受到國重視，近年來，我國生物柴油發(fā)展較快。根據(jù)《液態(tài)生物質(zhì)燃料發(fā)展的社會經(jīng)濟(jì)影響分析》統(tǒng)計，年全已建成的萬噸級生物柴油生產(chǎn)公司大概20家，年生產(chǎn)量約30多萬噸，重要原材料為油料作物、油料林木果實(shí)及多個植物油、廢棄油。

③生物質(zhì)裂解油

現(xiàn)在，我國在生物質(zhì)裂解油方面也獲得了某些進(jìn)展，但仍未達(dá)成大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的階段。表2我國生物質(zhì)能源上市公司及股票分類介紹有關(guān)公司和股票直接燃燒生物質(zhì)的直接燃燒和固化成型技術(shù)的研究開發(fā)重要著重于專用燃燒設(shè)備的設(shè)計和生物質(zhì)成型物的應(yīng)用。華西能源（002630）華光股份（600475）：垃圾焚燒爐制造。燃控科技（300152）：無煙點(diǎn)火、特種燃燒技術(shù)和設(shè)備的提供者。盛運(yùn)股份（300090）：焚燒爐設(shè)備。生物質(zhì)氣化生物質(zhì)氣化技術(shù)是將固體生物質(zhì)置于氣化爐內(nèi)加熱，同時通入空氣、氧氣或水蒸氣，來產(chǎn)生品位較高的可燃?xì)怏w。它的特點(diǎn)是氣化率可達(dá)70%以上，熱效率也可達(dá)85%。生物質(zhì)氣化生成的可燃?xì)馔ㄟ^解決可用于合成、取暖、發(fā)電等不同用途。迪森股份（300335）液體生物燃料由生物質(zhì)制成的液體燃料叫做生物燃料。生物燃料重要涉及生物乙醇、生物丁醇、生物柴油、生物甲醇等。生物乙醇是指通過微生物的發(fā)酵將多個生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為燃料酒精。它能夠單獨(dú)或與汽油混配制成乙醇汽油作為汽車燃料。龍力生物（002604）中糧生化（000930）海南椰島（600238）廣東甘化（000756）華資實(shí)業(yè)（600191）生物丁醇的蒸汽壓力低，與汽油混合時對雜質(zhì)水的寬容度大，并且腐蝕性較小，與現(xiàn)有的生物燃料相比，能夠與汽油達(dá)成更高的混合比威遠(yuǎn)生化（600803）：甲醇、二甲醚。北大荒（600598）：擁有甲醇項(xiàng)目生物柴油指以油料作物如大豆、油菜、棉、棕櫚等，野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以及動物油脂、餐飲垃圾油等為原料油通過酯交換工藝制成的可替代石化柴油的再生性柴油燃料。國際實(shí)業(yè)（000159）沼氣沼氣是多個有機(jī)物質(zhì)在隔絕空氣（還原）并且在適宜的溫度、濕度條件下，通過微生物的發(fā)酵作用產(chǎn)生的一種可燃燒氣體。沼氣的重要成分甲烷類似于天然氣，是一種抱負(fù)的氣體燃料，它無色無味，與適量空氣混合后即可燃燒。沼氣的傳統(tǒng)運(yùn)用和綜合運(yùn)用技術(shù)：通過沼氣發(fā)酵綜合運(yùn)用技術(shù)，沼氣用于農(nóng)戶生活用能和農(nóng)副產(chǎn)品生產(chǎn)加工，沼液用于飼料、生物農(nóng)藥、培養(yǎng)料液的生產(chǎn)，沼渣用于肥料的生產(chǎn)，建立起以農(nóng)業(yè)為龍頭，以沼氣為紐帶，對沼氣、沼液、沼渣的多層次運(yùn)用的生態(tài)農(nóng)業(yè)模式。華帝股份（002035）沼氣發(fā)電技術(shù)：沼氣燃燒發(fā)電時隨著大型沼氣池建設(shè)和沼氣綜合運(yùn)用的不停發(fā)展而出現(xiàn)的一項(xiàng)沼氣運(yùn)用技術(shù)，它將厭氧發(fā)酵解決產(chǎn)生的沼氣用于發(fā)動機(jī)上，并裝有綜合發(fā)電裝置，以產(chǎn)生電能和熱能。ST民和（002234）沼氣燃料電池技術(shù)：用沼氣（重要成分為CH4）作為燃料的電池，與氧化劑O2反映生成CO2和H2O.反映中得失電子就可產(chǎn)生電流從而發(fā)電。生物制氫生物質(zhì)通過氣化和微生物催化脫氫辦法制氫。但將其它物質(zhì)轉(zhuǎn)化為氫并不容易。生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)是將生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化為電能的一種技術(shù)，重要涉及農(nóng)林廢物發(fā)電、垃圾發(fā)電和沼氣發(fā)電等。燃燒發(fā)電：直接燃燒發(fā)電是將生物質(zhì)在鍋爐中直接燃燒，生產(chǎn)蒸汽帶動蒸汽輪機(jī)及發(fā)電機(jī)發(fā)電。長青集團(tuán)（002616）凱迪電力（000939）韶能股份（000601）泰達(dá)股份（000652）東湖高新（600133）哈投股份（600864）華電國際（600027）：涉足生物質(zhì)能運(yùn)行，即發(fā)電運(yùn)行混合發(fā)電：生物質(zhì)還能夠與煤混合作為燃料發(fā)電，稱為生物質(zhì)混合燃燒發(fā)電技術(shù)?；旌先紵绞街匾袃煞N。一種是生物質(zhì)直接與煤混合后投入燃燒，該方式對于燃料解決和燃燒設(shè)備規(guī)定較高，不是全部燃煤發(fā)電廠都能采用；一種是生物質(zhì)氣化產(chǎn)生的燃?xì)馀c煤混合燃燒，這種混合燃燒系統(tǒng)中燃燒，產(chǎn)生的蒸汽一同送入汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組。垃圾發(fā)電：垃圾發(fā)電涉及垃圾焚燒發(fā)電和垃圾氣化發(fā)電，垃圾焚燒發(fā)電是運(yùn)用垃圾在焚燒鍋爐中燃燒放出的熱量將水加熱獲得過熱蒸汽，推動汽輪機(jī)帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。原電池通過化學(xué)反映時電子的轉(zhuǎn)移制成原電池，產(chǎn)物和直接燃燒相似但是能量能充足運(yùn)用。生物質(zhì)燃料的運(yùn)用技術(shù)生物質(zhì)燃料按其存在狀態(tài)可分為：固體生物質(zhì)燃料、液體生物質(zhì)燃料和氣體生物質(zhì)燃料，下面將從這三個方面對生物質(zhì)燃料的運(yùn)用技術(shù)進(jìn)行介紹。圖1生物質(zhì)能運(yùn)用途徑圖3.1固體生物質(zhì)燃料3.1.1直接燃燒直接燃燒所耗用的生物質(zhì)能源重要是農(nóng)作物秸稈和薪柴。在牧區(qū)也燃用少量的牲畜糞便。該辦法燃料運(yùn)用效率低，為5%～15%,使得生物質(zhì)燃料被認(rèn)為是“貧窮燃料”，節(jié)能爐灶的推廣將效率提高到了25%～30%。垃圾焚燒技術(shù)屬于直接燃燒，現(xiàn)在重要的燃燒方式是改善后的鏈條爐排和馬丁爐排等，循環(huán)流化床垃圾鍋爐等新技術(shù)的方式正處在發(fā)展階段,德國、法國、美國等國家在垃圾的能源運(yùn)用方面處在領(lǐng)先地位。燃燒技術(shù)即運(yùn)用燃燒設(shè)備（鍋爐和爐灶）直接燃燒生物質(zhì)燃料。爐灶燃燒的優(yōu)點(diǎn)是操作簡樸，投資小，但燃燒效率低10％～25％）、規(guī)模小，對生物質(zhì)資源運(yùn)用產(chǎn)生極大浪費(fèi)。鍋爐燃燒能夠通過使用先進(jìn)的鍋爐技術(shù)和燃燒技術(shù)，實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)的大規(guī)模高效燃燒，但投資大和操作復(fù)雜。鍋爐燃燒重要涉及層燃技術(shù)和流化床燃燒。（1）層燃技術(shù)。適于燃燒含水率較高和粒徑不勻的生物質(zhì)燃料，普通額定功率不高于20MW，廣泛應(yīng)用于各個行業(yè)，采用的鍋爐重要有往復(fù)推飼爐排爐和鏈條爐。在國外，丹麥ELSAM公司改造出含有耐磨損、耐腐蝕和燃燒效率高等特點(diǎn)的Ben-son型鍋爐；國內(nèi)，田宜水等研究設(shè)計雙燃燒室構(gòu)造的秸稈直燃熱水鍋爐，翟學(xué)民研制出閉式爐膛構(gòu)造的甘蔗渣鍋爐。（2）流化床技術(shù)。含有熱容大、燃燒效率高、傳熱傳質(zhì)性好、有害氣體排放少等優(yōu)勢，重要用于燃燒水分大和熱值低的生物質(zhì)燃料。在國外，美國的CE公司成功研制出大型燃廢木循環(huán)流化床發(fā)電鍋爐；瑞典研制的大型流化床鍋爐，熱效率可達(dá)成80%；芬蘭在Kelionlahti市建造的泥煤與生物質(zhì)混燒流化床鍋爐，燃料為泥煤和碎木屑。該鍋爐容量為200MW電功率，熱功率為240WM，向Jvvaskv-lan市供熱。3.1.2固化成型固化成型技術(shù)，可將低品位生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為便于儲存、運(yùn)輸和運(yùn)用的高端生物質(zhì)燃料。在固化成型的過程中往往需要加入粘結(jié)劑來增加其表觀密度和抗破損能力。生物質(zhì)制品的重要原料為農(nóng)林類廢棄物，如秸稈、木屑和玉米芯等。成型技術(shù)現(xiàn)在普遍使用的固體生物質(zhì)燃料生產(chǎn)技術(shù)工藝流程如圖2所示。首先需對生物原材料進(jìn)行收集解決，去除水分多、灰分高、污染高、熱值低和不易燃燒的生物原材料后進(jìn)行干燥解決，使其既便于燃燒也便于運(yùn)輸和成型解決；然后進(jìn)行粉碎和壓縮解決，在壓縮的過程中普通需加入黏結(jié)劑，也可在這一過程中加入助燃劑，若黏結(jié)劑與助燃劑兩者合二為一效果更佳；最后形成便于燃燒、運(yùn)輸和存儲的固體生物質(zhì)燃料。圖2固體生物質(zhì)燃料生產(chǎn)流程固體生物質(zhì)燃料生產(chǎn)技術(shù)按生產(chǎn)條件的不同，可分為常溫濕壓成型、熱壓成型、冷壓成型和炭化成型技術(shù)。常溫濕壓成型技術(shù)指將纖維素原料置于常溫下浸泡水解解決，使纖維軟化、皺裂、濕潤、水解后壓縮成型。該技術(shù)設(shè)備簡樸，操作簡便，但部件磨損較快，烘干成本高昂，燃燒特性較差，不利于推廣使用。熱壓成型技術(shù)根據(jù)加熱部位分為非預(yù)熱成型技術(shù)與預(yù)熱成型技術(shù)。非預(yù)熱成型技術(shù)只對成型部位進(jìn)行加熱，而預(yù)熱成型技術(shù)不僅對成型部位加熱，并且在原料進(jìn)入成型機(jī)之前也需加熱。預(yù)熱成型技術(shù)通過減低成型壓力，使成型部件壽命大幅提高。冷壓成型技術(shù)指在常溫下將生物質(zhì)顆粒高壓擠壓成型。該技術(shù)需要很大的成型壓力，可在壓縮過程中添加一定量粘結(jié)劑減少擠壓壓力。炭化成型技術(shù)根據(jù)炭化階段的先后可分為先炭化后成型與先成型后炭化。該技術(shù)將生物質(zhì)原料炭化成粉末狀木炭后，添加一定量粘結(jié)劑，用壓縮成型機(jī)壓成一定規(guī)格與形狀的成品木炭。該技術(shù)可有效減低成型部件磨損及擠壓過程中的能量消耗，但不利于貯存運(yùn)輸。圖3生物質(zhì)固體顆粒燃料燃燒技術(shù)成型生物質(zhì)燃料因含有體積小、密度大、儲運(yùn)方便、燃料致密、無碎屑飛揚(yáng)、燃燒持續(xù)穩(wěn)定、燃燒效率高、燃燒后的灰渣和煙氣中污染物含量小等優(yōu)勢，受到越來越多的研究和應(yīng)用。另外，由于生物質(zhì)成型燃料燃燒設(shè)備生產(chǎn)技術(shù)成熟，推動了固體生物質(zhì)燃料燃燒技術(shù)在各領(lǐng)域中的普遍使用。成型生物質(zhì)燃料燃燒研究在國內(nèi)即使獲得了一定的成果，但技術(shù)遠(yuǎn)落后于國外，因此，開發(fā)含有我國自主知識產(chǎn)權(quán)和符合我國國情的成型生物質(zhì)燃料燃燒技術(shù)是我國將來發(fā)展的一種目的。3.1.3與煤混燃(生物煤)由于成型生物質(zhì)燃料熱值低、水分多、易受季節(jié)及區(qū)域影響，較難滿足持續(xù)穩(wěn)定燃燒與供應(yīng)規(guī)定，而煤是一種非再生的、不清潔的能源。將煤與生物質(zhì)混合燃燒不僅能夠克服各自的缺點(diǎn)，并且對原有的燃燒設(shè)備變化不大。低品位的煤炭和農(nóng)林產(chǎn)業(yè)廢棄物(3∶1左右配比)制成的復(fù)合固體燃料,被稱為生物煤。煤炭、農(nóng)林產(chǎn)業(yè)廢棄物(生物質(zhì))通過干燥、粉碎,連同脫硫固化劑(消石灰)同時加入混合攪拌機(jī),接著送入輥式壓力機(jī)持續(xù)制壓成型。脫硫劑的加入使燃燒灰固定了大部分的硫磺,生物質(zhì)又提高了煤炭的燃盡性。國外，生物質(zhì)與煤混合燃燒技術(shù)已進(jìn)入商業(yè)示范階段，美國和歐盟等發(fā)達(dá)國家已建成一定數(shù)量生物質(zhì)與煤混合燃燒發(fā)電示范工程，電站裝機(jī)容量普通在50～700MW，少數(shù)系統(tǒng)在5～50MW，燃料涉及農(nóng)作物秸稈、廢木材、都市同體廢物以及淤泥等。國內(nèi)，對生物質(zhì)與煤混合燃燒的研究較多，但大部分都停留在生物質(zhì)與煤燃燒的排放特性上，而對先進(jìn)設(shè)備與技術(shù)研究相對滯后。3.2液體生物質(zhì)燃料液體生物質(zhì)燃料因含有資源豐富、價格低廉、可再生、零排放等優(yōu)勢而作為石油替代燃料最為抱負(fù)，受到越來越多人的青睞。液體生物質(zhì)燃料重要涉及燃料乙醇和生物柴油，其中燃料乙醇是被看好的石油替代燃料。3.2.1燃料乙醇20世紀(jì)初葉，燃料乙醇因石油可大規(guī)模、低成本開發(fā)而被裁減，而如今，因燃料乙醇含有低廉、安全、環(huán)保、清潔和可再生等優(yōu)點(diǎn)而作為最佳石油替代燃料，被越來越多的人關(guān)注。國外，燃料乙醇在燃料市場中所占的比例逐年增加，巴西的乙醇出口量由的24.3億升增加到的80億升；-，美國燃料乙醇產(chǎn)業(yè)為聯(lián)邦政府增加稅收19億美元，減少石油進(jìn)口1.7億桶、減少外匯支出87億美元；，美國環(huán)保署宣布同意將美國汽油中的乙醇含量上限由現(xiàn)在10%提高到15%，但只推薦后來生產(chǎn)的汽車使用。我國在這方面也獲得了令人矚目的成就，自宣布推廣車用乙醇汽油以來，底，成為世界第三大燃料乙醇生產(chǎn)國，僅汽油添加燃料乙醇就達(dá)成550萬噸。生產(chǎn)技術(shù)燃料乙醇的乙醇含量普通為99.5％以上，高于無水乙醇（95％），生產(chǎn)過程對脫水解決規(guī)定更加嚴(yán)格，其脫水辦法重要有萃取精餾法、共沸精餾法、吸附分離法和離子交換樹脂法等。現(xiàn)在燃料乙醇的生產(chǎn)成本較高，重要涉及原料成本和能耗成本，因此，如何減少成本提高其在燃料市場中的競爭力成為該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。圖4運(yùn)用木薯等淀粉質(zhì)原料生產(chǎn)乙醇的工藝流程圖應(yīng)用領(lǐng)域作為最佳石油替代燃料的燃料乙醇，其應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，可應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)和交通運(yùn)輸行業(yè)等。隨著各國碳排放體系的建立，燃料乙醇迎來了更加光明的前景，特別是在航空運(yùn)輸行業(yè)，通過使用燃料乙醇能夠減少大量的碳稅，減少成本，提高競爭力。3.2.2生物柴油生物柴油是運(yùn)用動植物油脂生產(chǎn)出來的一種分子量與柴油靠近的長鏈脂肪酸單烷基酯，含有十六烷值高、潤滑性好、無毒、VOC低、高閃點(diǎn)和可生物降解等優(yōu)點(diǎn)，可被用來替代柴油和作為化工產(chǎn)品原料使用。國外，生物柴油已經(jīng)被廣泛使用，德國耕地面積為1180萬公頃，其中90萬公頃種植了能源植物，已擁有1800多個生物柴油加油站；美國生物柴油的產(chǎn)量自起快速增加，預(yù)計到產(chǎn)量將達(dá)650萬噸。近年來我國生物柴油發(fā)展快速，并獲得令人矚目的成就，但因其原料短缺、成本較高、政策扶持不到位而屢屢受阻。表3為世界部分國家生物柴油發(fā)展目的及重要原材料，由表3可見，各國對將來生物柴油的發(fā)展非常重視，并制訂了具體的目的。表3部分國家生物柴油發(fā)展目的及重要原材料生產(chǎn)技術(shù)生物柴油生產(chǎn)技術(shù)重要有直接混正當(dāng)、微乳化法、高溫?zé)崃呀夥?、酯交換法、酶催化法。其中直接混正當(dāng)和微乳化法屬于物理辦法，高溫?zé)崃呀夥?、酶催化法和酯交換法屬于化學(xué)法。表4羅列了4種重要生產(chǎn)技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，由表可知，各技術(shù)所需原料不盡相似，優(yōu)缺點(diǎn)也不相似。現(xiàn)在，制備生物柴油最多的辦法是酯交換法，酯交換法以甘油三酸酯與甲醇在堿催化下通過酯交換制得。該辦法含有原料廣泛、工藝簡樸、產(chǎn)品性質(zhì)穩(wěn)定等特點(diǎn)而廣泛使用。同時，也存在某些局限性，如生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量堿性廢水、催化劑不易分離回收、設(shè)備腐蝕嚴(yán)重而制約其進(jìn)一步發(fā)展。表4生物柴油各生產(chǎn)技術(shù)的對比應(yīng)用領(lǐng)域生物柴油的制備原料來源十分廣闊，不僅能夠變地溝油為寶，并且還能夠通過富油、易繁殖和易喂養(yǎng)的微藻生物制得。通過微藻生物制備生物柴油，能夠提高生物柴油的質(zhì)量，還有望減少生物柴油的成本，含有非常光明的前景。因生物柴油成本低廉、清潔和可再生，而被應(yīng)用于各個領(lǐng)域中。3.3氣體生物質(zhì)燃料將生物質(zhì)制成氣體燃料是實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)高效清潔運(yùn)用的另外一種形式，重要涉及生物質(zhì)發(fā)酵（沼氣）運(yùn)用、生物質(zhì)氣化運(yùn)用、生物質(zhì)制氫運(yùn)用。其中生物質(zhì)制氫技術(shù)是現(xiàn)在研究的熱點(diǎn)，可用于諸多領(lǐng)域，特別是燃料電池、汽車燃料方面。3.3.1生物質(zhì)發(fā)酵技術(shù)沼氣是指生物質(zhì)通過厭氧微生物分解代謝后生成的以甲烷為主的氣體，還涉及少量的硫化氫、氫氣、二氧化碳。沼氣發(fā)酵涉及3個階段，即水解液化階段、酸化階段和產(chǎn)甲烷階段。隨著生物技術(shù)不停發(fā)展，增進(jìn)了高效厭氧微生物的挖掘使用，增進(jìn)了沼氣運(yùn)用的發(fā)展。我國很重視這一領(lǐng)域的研究應(yīng)用，年以來，我國密集出臺了一系列規(guī)范、激勵沼氣發(fā)展的政策法規(guī)，其中《可再生能源中長久發(fā)展規(guī)劃》的頒布，更是將沼氣列為中國重點(diǎn)發(fā)展的生物質(zhì)能源；根據(jù)《中國農(nóng)村能源年鑒》統(tǒng)計，-年中央政府對沼氣建設(shè)的累計投資達(dá)196.1億元，累計補(bǔ)貼農(nóng)戶1453.4萬戶，占建池戶數(shù)的41.4%。中國是世界上最大的沼氣生產(chǎn)國，年全國各地新增解決農(nóng)業(yè)廢棄物沼氣工程1.36萬處，年增38.9%，總池容達(dá)4