生物質氣化存在的問題、解決方式及應用

2024年2月21日發(作者：虎跑公園)

生物質氣化技術存在的問題、解決方式及應用情況

一、生物質氣化技術存在的問題：

在一定的熱力學條件下，借助于氣化介質（空氣、氧氣或水蒸氣等），使生物質的高聚物發生熱解、重整、氧化和還原反應，熱解伴生的焦油進一步熱裂化或催化裂化成為小分子碳氫化合物，進一步生成CO、H2和CH4等混合燃氣。

生物質氣化利用可包括氣化供氣技術、氣化供熱技術、氣化發電技術和氣化制氫技術等。目前生物質氣化技術發展較快，主要以氣化供氣和供熱為主向氣化發電、冷熱電多聯產等方向發展。

生物質氣化利用雖然較廣闊，但生物質氣化還不能大量推廣，主要影響生物質氣化發展的因素有：

（一）燃料：

⑴生物質成型燃料（BMF）：①燃料原料。生物質原料多種多樣，有木質和草本類，城市有機垃圾和動物糞便等。原料不同，燃料的熱值、灰分和揮發分也不同，不同原料產生燃氣量也不同。②燃料其他物理性質。水分含量、燃料密度（顆粒密度和堆積密度）、顆粒大小等。水分含量過大或太小都不利于生物質氣化；在原料一定的條件下，燃料密度越高，氣化效果越好；小顆粒的燃料相對比大顆粒氣化效果好。在2013年及以前，BMF行業雖發展快速，但燃料參數多種多樣，沒有固定的規格。

⑵燃料供應：生物質原料（農業、林業資源）較豐富的地區,生物質成型燃料應用較廣泛的地方可以相應的降低燃料的收集成本，進而降低氣化過程中的成本。雖然中國可利用的生物質資源較豐富，但是燃料分布不均勻，目前出現生物質資源較豐富的地區生物質利用較少，而需生物質原料的地方需花費較高的運輸成本到其他地方購買生物質燃料，大大增加了生物質氣化過程的燃料成本，同時燃料供應不足制約著生物質氣化的發展，影響生物質氣化效果。

（二）凈化：

目前生物質氣化技術的凈化分為干式和濕式，干式主要去除其中的粉塵和顆粒，濕式主要去除焦油和少量的微細顆粒。

目前氣體凈化還不成熟，氣化效果不明顯，焦油去除難度較大，容易引起二次污染，凈化的成本還相對較高。

（三）國家政策：

雖然國家目前大力倡導節能節能減排，支持和引導生物質的發展，生物質利用十二五規劃和中長期規劃對生物質發展目標也做出了一定的分析和規劃，但是政策不到位制約了生物質能的發展。目前國家在生物質氣化發電項目上對上網電費有一定的財政補貼和稅收減免，而在生物質氣化供氣、供熱等利用技術還沒有出臺明細政策支持。

（四）生物質利用內部的競爭

目前生物質的利用越來越受到各個國家和地區的青睞，生物質向著多領域發展。較為成熟的有生物質厭氧發酵技術（沼氣技術）、城市有機垃圾焚燒發電技術、有機垃圾填埋技術、生物質柴油技術、生物質乙醇（甲醇、丁醇）技術、生物質氣化轉化（氣化供氣、氣化發電、氣化供熱、制氫）、木炭工藝、MEC產氫技術等等。因此生物質能利用將是未來能源重要產業之一，是新能源中唯一能大量代替石化能源的產品，具有清潔、可再生和方便運輸的等優點。然而就是因為生物質能技術應用很廣泛，容易導致其他技術與生物質氣化技術爭搶燃料原料的情況。如在用生物質顆粒來做生物質氣化供氣、供熱或發電的同時，生物質燃料又被用來供生物質蒸汽鍋爐所需燃料，亦或者秸稈類原料用來發酵產生沼氣，又或者用原料來制取纖維素乙醇等。在大范圍內生物質原料得到了既廣泛又充分的利用，但在小范圍內其他用途所用的生物質原料會與生物質氣化原料相爭，導致生物質氣化原料短缺，增加運營成本。

（五）居民對生物質及生物質產品認識不足

兩院院士石元春在回答《能源》記者提問時指出，生物質發展的瓶頸不是因為現在的技術不發達，而是在于公眾對生物質的理解與信任。居民對生物質的認識、理解和信任直接影響生物質及生物質產品的發展，生物燃油、生物燃氣的推廣依靠公眾對它的理解和信任。

二、解決措施

①目前國家在生物質技術應用方向投入大量的科研技術和優惠政策，今后生物質氣化供氣和供熱將會得到國家的政策。

②目前已經出臺了BMF分級標準，有助于提高BMF的競爭，提高BMF門檻。

③生物質氣化燃氣不被居民重視，生物質燃氣得不到推廣，多少人甚至不知道生物質是什么東西。增加居民對生物質及生物質燃氣的理解并獲得其支持有利于生物質氣化技術的發展。

三、目前生物質氣化廣泛應用

1、 葫蘆島市錦東村生物質氣化站 （葫蘆島市連山區錦效街道辦事處錦東村） 產量為：1000m3/小時 供200戶村民炊事，取暖，洗浴等使用。

2、遼寧省寬甸縣生物質氣化站 （丹東市寬甸縣雙山子鎮）該縣有生物質氣化站截止2010年有9處。 項目占地面積為2500㎡，為700戶提供炊事、取暖、洗浴等使用。

3、成都雙流縣秸稈燃氣氣化示范項目兩個項目 （成都雙流縣太平鎮二郎村

永興鎮丹土村） 占地面積為2400㎡，自愿入戶300戶/處，每戶繳納1500元入戶費。（屬于蒸汽發酵沼氣類型。）

4、山東省樂陵市秸稈生物質燃氣項目 2013年3月開工建設 年產秸稈生物

質燃氣1000萬立方米、食品級二氧化碳6600噸、有機肥3萬噸，可供11萬人用氣（山東省樂陵市楊安鎮省道248與高速路口交匯處東側）

5、湖北中凱新能源有限公司 年產生物質氣55萬m3、木炭550噸、木焦油 90

噸、木醋液450噸，（2012年7月和2013年6月兩次實地考察過）目前在建二期。該項目提供4個小區供氣和一家酒店用氣。

生物質氣化供氣技術在國內外備受推崇，生物質燃氣不僅安全清潔可再生，而且在廣泛的農村還可以改變原始的直接燃燒利用方式，對改變村容村貌有很大好處。生物質能源發展規劃到2015年生物質成型燃料年利用量達到1000萬噸，國家中長期發展規劃到2020年生物質成型燃料利用量到達1500萬噸，這些成型燃料將大量用于生物質氣化技術。

隨著國家對生物質燃氣倡導力度的加大，生物質氣化供氣技術將會蓬勃發展。