生物质能源基础及技术发展

    瑞典的 Stockholm Energy 公司 1970 年代末首先将 3 座 100MW 燃油锅炉改为使用生物
质颗粒燃料；Kraft 热电工厂在世界上首先开发热、电、颗粒燃料联产技术并投入商业化生
产，能效高达 86%。瑞典的生物质成型燃料已广泛应用于供热和工业锅炉，其中集中供热
的 20%是由颗粒燃料提供。瑞典的人均燃料占有量为 130kg，居世界第一位。
    2)生物质直接燃烧技术
    生物质水分较高(有的高达 60％左右)，热值较低，燃烧过程还要考虑结渣和腐蚀问题。
芬兰从 1970 年就开始开发流化床锅炉技术，现在这项技术已经成熟，并成为生物质燃烧
供热发电工艺的基本技术。这种技术大规模条件下效率较高，单位投资也较合理。但它要
求生物质集中，数量巨大。如果考虑生物质大规模收集或运输，成本也较高，适于现代化

 

大农场或大型加工厂的废物处理，对生物质较分散的发展中国家可能不适合。
一般生物质直接燃烧发电的过程包括：生物质与过量空气在锅炉中燃烧，产生的热烟气
和锅炉的热交换部件换热，产生出的高温高压蒸汽在蒸汽轮机中膨胀做功发出电能根据
不同的技术路线，分为气轮机、蒸气机和斯特林发动机等。意大利开发了适合村镇使用的
小型生物质发电（Village power plant）技术，燃烧秸杆或木屑生热，锅炉中的介质是油
而不是通常的水，再通过油加热有机硅油产生蒸汽驱动透平机发电，该系统热能利用率
比普通系统高 5%以上，已在德国使用。
    3)生物质与煤混烧技术
    现有电厂利用木材或农作物的残余物与煤的混合燃烧是比较现实的技术，除了能够提
高农林废物利用率外，还可以降低燃煤电厂 NOx 的排放。从 20 世纪 90 年代起，丹麦、奥
地利等欧洲国家开始对生物质能发电技术进行开发和研究。经过多年的努力，已研制出用
于木屑、秸秆、谷壳等发电的锅炉。在美国，有 300 多家发电厂采用生物质能与煤炭混合燃
烧技术，装机容量达 6000 ＭＷ。国内已有多家锅炉厂家生产生物质和煤混烧的链条炉和
流化床炉，分别在东南亚国家和我国广东等省运行。
2、液体生物燃料
    1973 年第一次石油危机后，人类就在寻找可以替代石油的燃料。而生物液体燃料正是
理想的选择-来源于可再生资源、温室气体净排放几乎为零、还可以替代石油生产人类所需
的化学品。目前液体生物燃料主要被用于替代化石然油作为运输燃料，如替代汽油的燃料
乙醇和替代石油基柴油的生物柴油。而生物柴油又分从植物油得到生物柴油，和通过气化
或液化得到的 BtL。BtL 技术被认为是最有前途的生物液体燃料技术。欧盟委员会积极推进
生物燃料发展，制定了到 2010 年生物燃料占运输燃料 5%的目标；美国正在运筹通过法
律手段强制在运输燃料中添加生物燃料，具体比例是柴油中添加 2%生物柴油，汽油中添
加 5%燃料乙醇；英国政府计划从 2006 年起要求生产运输燃油的能源企业必须有 3%的原
料是来自可再生资源，并且比例将逐年提高。
1) 燃料乙醇
    从 1970 年代起，巴西首先开始用燃料乙醇部分替代汽油，已经成为当今世界上最大的
燃料乙醇生产和消费国，也是唯一不使用纯汽油燃料的国家。美国在 20 世纪 70 年代末，

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制定了 乙醇发展计划 ，开始大力推广车用乙醇汽油，2004 年美国的燃料乙醇产量达到
35 亿加仑，还进口了 1.3 亿加仑；到 2005 年全国已有 500 万辆以燃料乙醇为燃料的灵活
燃料汽车（Flexible Fuel Vehicles，VFFs）。目前，中国的燃料乙醇产量仅次于巴西、美国，
居世界第 3 位，为 102 万吨/年。2004 年世界乙醇产量已达到 2760 万吨，大部分作为燃料
乙醇使用。燃料乙醇是目前最现实可行的替代石油燃料，进入新世纪以来各国都积极发展
燃料乙醇产业。在美国 2005 年 8 月颁布的《能源法案》中宣布，美国计划到 2012 年生产
2200 万吨燃料乙醇，到 2025 年以减少从中东地区进口石油的 75%。