《3060零碳生物质发展潜力蓝皮书》显示,目前我国生物质资源年产生量34.94亿t,其作为能源利用的开发潜力为4.6亿t标准煤。
我国生物质资源以动物粪便、秸秆和林业剩余物、生活垃圾为主,还包括少量污水污泥和废弃油脂。
生活垃圾主要通过焚烧、热解、气化、生产沼气的方式进行资源化利用,年利用量约46%。
动物粪便主要用于沼气发酵和生产肥料饲料,废弃油脂则可用于生产生物柴油。秸秆和林业剩余物的能源化利用主要包括直燃和厌氧发酵,但目前我国秸秆燃料化利用量仅为10%,林业废弃物能源化利用量尚不足3%,存在较大资源浪费。由于多年农、林作物以及废弃物在自然分解时产生甲烷等气体,其温室效应比二氧化碳高22倍,推进农林生物质的能源化利用不仅可实现低碳发展,也可大力推动我国城乡各类有机废物无害化、减量化和资源化处理。据估计,到2060年,各类生物质资源化利用的碳减排能力将达到近21亿t,其中生物质发电路径下结合碳捕集技术的减排能力将达到9亿t。
农林生物质燃料的物理化学性质与煤差异显著。与煤相比,生物质的挥发分/固定碳比例更高,灰分相对较低,但碱金属含量显著高于煤,此外,生物质还普遍具有高水分、高氯含量(0.1%~1.5%)等特点。
上述差异使得生物质在热解、着火和燃烧阶段的特点与煤有显著区别:
① 与煤相比,生物质的热解温度和着火温度更低,因此生物质在热解和燃点都会提前,且生物质挥发分很高,挥发分燃烧的热量贡献比显著增加,导致生物质火焰更接近燃烧器;
② 生物质单位质量热值低,氧含量高,燃烧后火焰温度较低,同时由于生物质颗粒粒径普遍大于煤颗粒,因此生物质易出现残碳量偏高的问题,需要针对其特点充分考虑燃烧的组织;
③ 生物质灰分相对低,但其中含有更多的碱和碱土金属,易造成炉内腐蚀、沾污和结渣现象。
我国生物质燃料以农作物秸秆为主,其与木质颗粒燃料的物理化学性质存在差异,导致对燃料制备、燃烧技术、工艺参数的要求也不同。相较而言,木质颗粒燃料具有热值高、灰分低、含水率低、腐蚀性元素含量低、易大规模加工、燃烧后不易结渣等特点。当燃煤发电机组耦合少量生物质时(少于10%),大量煤可减轻生物质燃烧带来的积灰结渣问题,因此适合掺烧的生物质种类较多,也可燃用较高灰分、高碱金属含量和低熔点的生物质,如秸秆。当生物质耦合比例较高时,大规模掺烧更适合采用具有较低灰分、较高熔点的生物质,如木质颗粒。
我国生物质资源量和能源化利用量现状(亿吨)
转载本文须保留本网站注明的“来源/参考文献+中国煤炭行业知识服务平台”,侵权必究。
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司 中国煤炭学会学术期刊工作委员会