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能源问题已经成为世界各国普遍关注的焦点,由于一次能源的相对短缺,开发可再生能源已经成为世界各国能源战略的重要组成部分。生物质是唯一可储存的可再生能源,也属于绿色能源。高效利用生物质既可以节省化石能源,又可以减少污染物的排放,对环境保护具有重要意义。我国生物质资源极为丰富,开发生物质能高效利用技术是保证国家长期可持续发展的重要措施。本文的主要研究内容如下:
(1)分析了生物质发电过程中与环境效益相关的主要因素,建立了燃料消耗模型、CO2和SO2的减排量及排放偏差模型。在相同发电量情况下,对于不同的生物质发电方式,计算了对应的CO2和SO2的减排量及排放量偏差;分析了生物质气化与煤混燃发电方式下气化效率对CO2和SO2 排放量的影响。随着气化效率增大,CO2和SO2 排放量都相应减少。
(2)建立了生物质发电燃料成本计算模型,从收购和运输两个方面对不同生物质发电方式的燃料成本进行了分析和对比。计算了燃料价格变化、发电效率变化对生物质燃料成本的影响。随着燃料价格的增大,相应的燃料成本就会增加;随着发电效率的增大,燃料成本则降低。电厂要降低成本,就必须提高发电效率,并且认真规划生物质发电厂址和收储点的分配,在运输方面采取合理的方法。
(3)建立了农业生物质资源能源利用潜力分析模型。根据不同种类的农业生物质利用技术,对生物质资源的能源利用潜力进行了分析和计算。
结合河南省实际情况,讨论农业废弃物和禽畜废弃物两类农业生物质资源的供应潜力和能源利用潜力。河南省年产农业废弃物和禽畜废物能量折合成标煤约为2751.53 万t ·a-1,采用合理的生物质利用技术,年可发电486.17亿kWh·a-1,供热1.67×10 7 MJ·a-1,节省标煤2250.75 万t·a-1。
对于不同的生物质发电方式,生物质直燃发电的CO2和SO2 排放量和燃料成本都远大于其它发电方式;生物质气化发电环境效益与混燃发电相同,但发电效率低于混燃,因此发电成本高于混燃;混燃发电可以利用原有燃煤机组的设备,投资较小,总之,生物质混燃发电有很大优势。目前,我国的生物质资源还没有得到充分地利用,作为能源的利用量还不到生物质资源总量的1%,大多数生物质能源被浪费掉或者利用效率极低,可开发利用潜力相当大。在生物质能源开发利用中,尽量采用高效方便的生物质发电方式。