生物质原料供应需要多元化发展。要走出“与民争粮、与粮争地”的困境,利用非粮原料生产生物燃料。发展生物质能具争议的是影响食物供应。欧洲提出,2020年前,可再生能源要站交通运输能源使用量的10%,但这些燃料必须是基于废弃物或者其他不涉及粮食生产的作物制备而成的更加先进的产物。当前,在全世界范围内,第二代生物质燃料技术研发及产业化的发展已渐入佳境,这也对生物质原料供应的多元化提出了更高的要求。
燃烧发电
直接燃烧发电是将生物质在锅炉中直接燃烧,生产蒸汽带动蒸汽轮机及发电机发电。生物质直接燃烧发电的关键技术包括生物质原料预处理、锅炉防腐、锅炉的原料适用性及燃料效率、蒸汽轮机效率等技术。
混合发电
生物质还可以与煤混合作为燃料发电,称为生物质混合燃烧发电技术。混合燃烧方式主要有两种。一种是生物质直接与煤混合后投入燃烧,该方式对于燃料处理和燃烧设备要求较高,不是所有燃煤发电厂都能采用;一种是生物质气化产生的燃气与煤混合燃烧,这种混合燃烧系统中燃烧,产生的蒸汽一同送入汽轮机发电机组。
生物质气化发电机组气化产生的燃气出口温度随气化炉型式的不同,在350℃~650℃之间,并且燃气中含有未完全裂解的焦油及灰尘等杂质,为满足内燃机长期可靠工作的要求,需要对燃气进行冷却和净化处理,使燃气温度降到40℃以下、焦油灰尘含量控制在50mg/Nm3以内,燃气经过净化后,再进入内燃机发电。在内燃机内,燃气混合空气燃烧做功,驱动主轴高速转动,主轴再带动发电机进行发电。
生物质气化发电是指生物质在气化炉中转化为气体燃料,经净化后进入燃气机中燃烧发电或者进入燃料电池发电。我国应用到工程中的气化发电技术主要是由中科院广州能源所研发的生物质循环流化床气化技术。
现有的燃气内燃机的效率低、装机容量小,普遍存在着发电转化效率低(一般只有12~18%),不能满足大工业规模应用的需求。燃气热值低、气化气体中的焦油含量高、二次污染严重。因此需要进一步研究开发合适的规模化设备和技术。