設為首頁   收藏本站 

Tel:0771-2756856 / 0771-6315687 

        新聞資訊
        >> 首頁 >> 技術優勢 >> 技術展示 >> 生物質熱解“全氣化”技術--技術研發背景

        生物質熱解“全氣化”技術--技術研發背景

        作者:廣西中海發能源有限公司來源:廣西中海發能源有限公司 瀏覽次數: 日期:2018-11-16

        1、環境背景

            根據世界銀行定義,二氧化碳是最主要的溫室氣體,也是導致全球氣候變暖的元兇,主要由燃燒礦物燃料向大氣中排放。

            據世界銀行、全球碳計劃(Global Carbon Project)等數據顯示,自2006年以來,中國取代美國成為全球二氧化碳排放頭號大國,如今二氧化碳排放量占到了全球總量的30%左右。世界6大二氧化碳排放國的排放量占到了全球總排放量約60%。其中排名第一的中國和排名第二的美國更是占據了40%以上。從總量上來看,中國的二氧化碳排放量是美國的兩倍(但從人均水平看,中國的人均二氧化碳排放量僅為美國的44%)。

        由于固有的資源結構,我國發電長期嚴重依賴煤炭,雖然二氧化碳排放量增加的速度在減緩,但依然維持數量不斷增多的趨勢,為此我國承受著巨大的國際壓力。2014年在北京舉行的APEC會議期間,中美兩國領導人就氣候變化問題發表了《中美氣候變化聯合聲明》,我國首次正式提出在2030年左右二氧化碳排放達到峰值,且將努力早日達峰。

        與此同時,近年來京津冀頻繁的霧霾天氣,正日益加劇國內民眾對生存環境的擔憂,我國民眾對環境保護與生態治理的需求日益強烈。優良的環境對我國國民健康、永續生存的重要性日益彰顯。

        國家發改委十二五期末統計數據顯示,我國可利用未利用的農林廢棄物達9億噸,中海發生物質新氣化燃氣發電具有規模性減排二氧化碳的廣闊空間。

         

        2、秸稈利用技術困境與北方秸稈量大的難題

        早在1999年,國家環保部就出臺了《秸稈焚燒和綜合利用管理辦法》,對禁燒秸稈的范圍處罰做了具體規定,以及對秸稈的綜合利用提供了管理辦法。雖然環保部在2015年7月15日的時候,宣布廢止《秸稈禁燒和綜合利用管理辦法》等10件部門規章和121件規范性文件,但在后續發布的一些文件,如《大氣污染防治法》,指明秸稈禁燒和綜合利用等工作依舊繼續開展。

        盡管我國開展“秸稈禁燒”和“秸稈綜合利用”等工作迄今已有19年之久但北方九省由于米、小麥、水稻、棉花等作物種植面積廣、秸稈量大運輸距離長,收集較困難;緯度高、冬季漫長高寒,秸稈腐爛及發酵較慢;“秋整地”和春播時間較為緊迫;尤其是秸稈利用產業規模不大、布局不夠合理、消化能力不足等,導致北方九省秸稈綜合利用率普遍較低。據統計,2016年,哈爾濱市秸稈“五化”利用量達1086萬噸,利用率55.5%(按新谷草比測算),但相較于其每年2000萬噸左右的秸稈產生量來說,秸稈利用仍有很大的空間。

        目前,秸稈利用基本按照“五化”法進行肥料化、飼料化、能源化、工業化、基料化。雖然秸稈“五化”利用方式用途很廣,利用技術也相對比較成熟,包括破碎后就地還田、生產青貯飼料、成型燃料、生產沼氣,或直接進行發電供暖等,但這些技術或多或少都存在著一定的副作用和明顯不足,如秸稈還田消耗大量的土壤氮源,若氮肥不足,秸稈腐爛、發酵會變得很慢,影響“秋整地”和來年春播;沼氣、飼料青貯、成型燃料、熱解氣化多聯產等,因各種原因均無法全部完成北方每季伴隨農作物生長而產生的海量,以致秸稈主產區為此費盡心血,卻依然事倍功半。

        因為秸稈主產區找不到更具有經濟效益的處理方法,農民為了不耽誤第二年的生產,哪怕當地鄉村干部通宵達旦地在田間蹲守,到了后半夜,仍有一些人冒著風險,偷偷焚燒秸稈甚至還有些人怕焚燒秸稈被懲罰,直接將秸稈丟進河里、溝渠里,而大量的秸稈堵住了部分水域,并在水中漚腐,造成局部地區環境污染加劇。

        綜上所述,要切實有效解決我國北方秸稈大省面臨的秸稈利用難題,需要經濟效益好、利用量大、切實可行的秸稈利用“顛覆性技術”出現,該類秸稈利用的“顛覆性技術”應具有可操作、可復制的突出特性。

         

        3、能源政策與能源結構背景

        我國政府正不斷采取實際行動改善環境。國家發改委、環保部和國家能源局聯合發布的《煤電節能減排升級與改造行動計劃 (2014-2020年)》,提出到2020年,我國煤炭占一次能源消費比重要下降到62%以內。2016年12月26日國家發展改革委、國家能源局印發《能源發展“十三五”規劃》,綜合考慮我國安全、資源、環境、技術、經濟等因素,設定2020 年能源發展主要目標是:全社會用電量預期為 6.8-7.2 萬億千瓦時;能源自給率保持在 80%以上;能源消費結構中非化石能源消費比重提高到 15%以上,煤電比重降低到60%左右。 

         

        以上數據顯示,在政策大力推動下,十年來,我國能源結構在逐年優化,除水電占比下降外,各種形式的清潔能源占比均在緩慢上升。

        但令人難以欣慰的是,據國家能源局統計,2015年煤炭在我國能源消費結構占比依然高達65%,遠高于30%的世界煤炭平均水平。近10年來,可再生能源自身增速頗為可觀,但縱觀其在我國能源結構中的占比增速卻十分緩慢,遠不能實現我國能源替代的強烈需求。

        4、可再生能源的發展困境

        在氣候日益變暖、環境破壞加劇、石油可能枯竭、煤炭儲量有限又污染嚴重的今天,既有的可再生能源技術被視為“重振人類大家庭的救命稻草......但事實上,可再生能源并沒有看上去那么‘綠’,而且利用效率還太低,根本無法滿足未來世界的龐大能源需求,它們的前景是否光明,還得看能不能改造基因,彌補先天缺陷。”國家能源局劉建平博士(兼任中國科學院城市環境研究所研究員)在與人合著的《智慧能源——我們這一萬年》中如此評述,并分別剖析了各類清潔能源的“先天缺陷”。

        風能太陽能  “近25年來,可再生能源的兩大旗幟——太陽能和風能的利用增幅(全球)分別達到41%和28%,無比光明的未來仿佛觸手可及。”劉建平博士指出,太陽能風能雖然儲量豐富、但存在密度實在太低的“先天缺陷”,同核能、碳氫燃料相比,相同單位面積的太陽能風能只能提供微不足道的能源。如果風能要生產150萬千瓦的能量需占地整整18700公頃——這是無法滿足的土地需求。

        圖一顯示,2015年我國風電光伏電裝機總量占比11.4%、發電量僅占我國全年發電量的3.75%,發電利用率僅32.89%;規劃至2020年風電光伏電裝機總量提升到16.75%,五年年均裝機增速僅1.07%。

        即使處于我國政策大力鼓勵的黃金發展時期,太陽能風能在我國能源機構的比重尚如此緩慢,充分佐證了劉建平博士關于風能太陽能存在轉化使用“先天缺陷”的深刻剖析。如果再加上風電光伏電的調峰技術瓶頸,風電光伏電要成為眾望所歸的替代性能源難以樂觀。

        水電、核電  我國水資源有限、條件好的河段大部分已被開發利用,水電裝機占比以處于下降通道,從2015年裝機實際占比21%降到2020年規劃占比19%;核電可大規模利用但核廢料處理是眾所周知的世界性難題、且存在前蘇聯與日本核泄漏的前車之鑒,我國處于謹慎發展利用狀態,僅從2015年裝機2%提升到2020年規劃裝機3%,十三五核電規劃裝機增速僅1%。

        生物質能  圖一顯示,我國生物質發電(目前主要為直燃技術應用)2015年統計數據幾乎忽略不計,2020年生物質發電裝機規劃為我國總裝機的1%,整個十三五期間規劃年均增速僅僅0.2%。生物質發電技術目前主要以直燃方式為主,每座電廠數萬千瓦裝機規模帶來其秸稈需求量大、運輸半徑大、運輸成本高;直燃技術需要成型顆粒又為每公斤生物質燃料增加了約0.2元的電耗與人工成本......大大制約了生物質能的推廣應用。   

        綜上所述,可再生能源要成為我國大規模替代性能源面臨明顯阻礙。

         

        5、可再生能源資源背景

        要成為大規模替代性能源的首要前提是其資源量足夠大!

        生物質是地球上最廣泛存在的物質,它包括所有動物、植物和微生物以及由這些有生命物質派生、排泄和代謝的許多有機質。各種生物質都具有一定能量。以生物質為載體、由生物質產生的能量便是生物質能。

        生物質能是太陽能以化學能形式貯存在生物中的一種能量形式,直接或間接來源于植物的光合作用。地球上的植物進行光合作用所消費的能量,占太陽照射到地球總輻射量的0.2%。這個比例雖不大,但絕對值很驚人:經由光合作用轉化的太陽能是目前人類能源消 生物質能的主要來源有薪柴、木質廢棄物、農業秸稈、牲畜糞便、制糖作物廢渣、城市垃圾和污水、水生植物等,其特點是可再生、低污染、分布廣泛。據估計,作為植物生物質的主要成份--木質素和纖維素每年以約1640億噸的速度再生,如以能量換算相當于目前世界石油年產量的15-20倍!如果生物質資源得到好的利用,人類相當于擁有一個取之不盡的資源寶庫。生物質是地球上唯一一種可再生的碳源,但目前的利用率不到3%!  

        隨著科技的發達,生物質利用技術日益繁多。生物質能源可以以沼氣、壓縮成型固體燃料、氣化生產燃氣、氣化發電、生產燃料酒精、熱裂解生產生物柴油等形式存在,應用在國民經濟的各個領域。

         

        生物質能研究與開發已經成為世界重大熱門課題之一,受到世界各國政府與科學家的關注。許多國家都制定了相應的開發研究計劃,如日本的陽光計劃、印度的綠色能源工程、美國的能源農場和巴西的酒精能源計劃等,其中生物質能源的開發利用占有相當的比例。國外的生物質能技術和裝置多已達到商業化應用程度,實現了規模化產業經營,以美國、瑞典和奧地利三國為例。生物質轉化為高品位能源利用已經具有相當可觀的規模,分別占該國一次能源消耗的4%,6%和10%。    

        表二: 我國清潔能源資源量及占比排序

                      資源類別    折算成標煤(噸)    占比(%)

                      生物質       11.71億噸          54.5%

                      水  電        5.84億噸          27.2%

                      風  電        3.35億噸          15.5%

         

        上表中的統計數據顯示,我國生物質資源量超過水電和風電資源量的總和!

        我國近十年來,政府亦高度重視生物質產業發展,出臺政策大規模補貼農村沼氣入戶、生物質乙醇與生物質直燃發電等,但發展結果令人嘆惜:農村沼氣入戶工程建造的家用沼氣池因各種原因絕大部分已被廢棄不用;生物質直燃的發電量如統計數據所顯示2015年僅為我國電能消耗總量的0.59%!

        我國可利用生物質資源量高達11.72噸標煤,在各類可再生資源量中高居第一,具備了大規模發展的資源條件,但利用率極其低下。據國家發改委發布的統計數據,截止十二五末,我國可利用而未利用的秸稈總量達9億噸!

        究其原因,首先在于技術。

         

            中海發氣化技術的超低排放、高氣化率等特點與我國生物質資源巨大的儲量結合,為實現我國能源結構的戰略調整提供了極大可能性,有望成為我國生物質能利用領域的“顛覆性技術”。故本項目自開始即得到了相關政府各級主管部門的高度重視和大力支持。

        所屬類別: 技術展示

        該資訊的關鍵詞為:技術研發背景 

        内蒙古快3走势图带连线