生物質(zhì)能高值化利用四大路徑解析：從熱電聯(lián)產(chǎn)到液體燃料

日前，國(guó)家電投與國(guó)家電網(wǎng)聯(lián)手打造的“國(guó)家電投集團(tuán)生物質(zhì)能源有限公司”正式注冊(cè)，注冊(cè)資本80億元，國(guó)家電投持股70%，意在打造“生物質(zhì)+”綜合能源生態(tài)，同時(shí)也將生物質(zhì)再次推向大眾視野。

我國(guó)生物質(zhì)資源豐富，能源化開發(fā)潛力長(zhǎng)期被低估。中國(guó)工程院院士杜祥琬指出：生物質(zhì)資源年生產(chǎn)量可達(dá)到35億噸，其能源開發(fā)潛力達(dá)4.6億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。然而，當(dāng)前實(shí)際轉(zhuǎn)化為能源的不足0.6億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。

生物質(zhì)是目前唯一能夠直接轉(zhuǎn)化為固體、液體和氣體燃料的可再生碳源，不僅可在電力系統(tǒng)中替代化石能源，還能在工業(yè)、建筑、交通等終端應(yīng)用領(lǐng)域提供清潔燃料和化工原料，實(shí)現(xiàn)能源生產(chǎn)與廢棄物處理的深度耦合，顯著提升資源環(huán)境效益。

目前來(lái)看，生物質(zhì)能高值化利用主流發(fā)展方向主要有以下幾種：

生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)

生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)是指通過(guò)燃燒農(nóng)林廢棄物等實(shí)現(xiàn)發(fā)電與供熱協(xié)同的清潔能源技術(shù)，與單一發(fā)電相比，系統(tǒng)效率可達(dá)60%-80%。該技術(shù)通過(guò)采用直接燃燒技術(shù)的爐排鍋爐、流化床鍋爐或采用氣化技術(shù)的固定床、流化床氣化器實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)化。目前典型案例有江蘇聯(lián)美生物能源為40余家藥企集中供熱，年發(fā)電收入超1.57億元；磐石宏日項(xiàng)目年減排CO?28.6萬(wàn)噸，創(chuàng)造700個(gè)就業(yè)崗位。

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生物質(zhì)摻燒發(fā)電

生物質(zhì)摻燒是經(jīng)粉碎、除雜、干燥、成型等處理的生物質(zhì)燃料，與煤按照一定比例混合燃燒，或通過(guò)氣化、蒸汽等形式與燃煤機(jī)組熱力系統(tǒng)耦合運(yùn)行。該方式在不大幅改造原有燃煤機(jī)組的前提下，可利用現(xiàn)有鍋爐、汽輪機(jī)及發(fā)電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)燃料多元化，從而降低煤耗，并減少二氧化碳及其他污染物的排放，是煤電低碳化改造的重要技術(shù)路徑。當(dāng)前，生物質(zhì)摻燒主要采用三種技術(shù)路線：直接耦合摻燒，無(wú)需新增復(fù)雜設(shè)備、改造成本低、操作簡(jiǎn)單；造粒耦合摻燒，造粒后燃料體積小，運(yùn)輸成本低，密度提升后熱值均勻，燃燒更均勻，流化床摻燒比例可提高到50%以上；生物質(zhì)氣化耦合，氣化過(guò)程可提前脫除硫、氮等雜質(zhì)，燃?xì)馊紵廴疚锱欧胚h(yuǎn)低于直接燃燒，且燃?xì)鉄嶂捣€(wěn)定，易精準(zhǔn)調(diào)控。

眾安環(huán)保摻燒發(fā)電工藝流程

生物質(zhì)天然氣

生物質(zhì)天然氣以農(nóng)作物秸稈、畜禽糞污、餐廚垃圾等城鄉(xiāng)有機(jī)廢棄物為原料，通過(guò)厭氧發(fā)酵和凈化提純制成的可再生天然氣，主要成分是甲烷，屬于清潔能源類別。

厭氧發(fā)酵的兩個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)就是生物質(zhì)預(yù)處理與凈化提純，生產(chǎn)后的生物質(zhì)天然氣可直接用于居民燃?xì)?、工業(yè)燃料或車用壓縮天然氣，也可提純后注入天然氣管網(wǎng)。湖南生物天然氣項(xiàng)目投產(chǎn)后每年可處理秸稈5萬(wàn)噸，年產(chǎn)生物天然氣800 萬(wàn)立方米，相當(dāng)于替代標(biāo)準(zhǔn)煤近6000噸。

眾安環(huán)保湖南天然氣項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)

液體生物燃料

液體生物燃料制備是指利用農(nóng)作物秸稈、廢棄油脂等可再生生物質(zhì)資源，通過(guò)生化、熱化學(xué)或油脂轉(zhuǎn)化等路徑，將其轉(zhuǎn)化為可完全或部分替代汽油、柴油和航空煤油的液體燃料。以生物質(zhì)制甲醇為例：針對(duì)高水分生物質(zhì)原料，先干燥至10%-20% 水分含量，經(jīng)專業(yè)篩分除雜后，通過(guò) “粗碎 + 細(xì)碎” 設(shè)備破碎至 5-10mm 以提升氣化效率。原料進(jìn)入氣化爐后，在欠氧高溫條件下發(fā)生多步反應(yīng)生成粗合成氣，經(jīng)凈化處理并調(diào)整氫碳比后，通過(guò)催化轉(zhuǎn)化得到甲醇粗品，最終經(jīng)分離提純產(chǎn)出高純度精甲醇。

 眾安環(huán)保甲醇制作預(yù)處理工藝

當(dāng)前，我國(guó)生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)正處在從政策驅(qū)動(dòng)向市場(chǎng)化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。在此進(jìn)程中，生物質(zhì)預(yù)處理技術(shù)（涵蓋破碎、分選、成型全鏈條）的創(chuàng)新突破與設(shè)備迭代升級(jí)，為產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展筑牢了核心支撐，發(fā)揮了不可替代的基礎(chǔ)保障作用。盡管目前仍面臨成本控制壓力、核心技術(shù)攻堅(jiān)等現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)，但隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)綠色低碳轉(zhuǎn)型的深入推進(jìn)、新型能源體系建設(shè)的加速落地以及關(guān)鍵能源技術(shù)的持續(xù)突破，生物質(zhì)預(yù)處理領(lǐng)域正迎來(lái)政策利好、市場(chǎng)擴(kuò)容、技術(shù)賦能的多重發(fā)展機(jī)遇，未來(lái)成長(zhǎng)空間廣闊。