生物质发电类型

(1)降低生物质的发电成本
    要从原料来源、发电机组质量、发电规模大小、经营管理机制、生产人员素质等方面寻求降低生物质发电成本的途径。实践已经证明：只有降低生物质发电成本，气化发电技术才有竞争力和广阔的市场需求。
    (2)扩大发电规模 
    我国粮食加工厂规模大小不一，稻谷加工能力从50～300t／d不等，相应的谷壳发电功率应为160～2000kW。研制出较大功率的发电机组有许多好处。首先，可满足大型粮食加工厂(或木材加工厂)的耗能需要；其次，随着发电容量的加大，须用流化床气化炉代替固定床气化炉，生物质发电技术也须相应提高，从而可提高生物质发电系统的效率；再次，根据电力部门规定，上电网的机组功率不能小于500kW。因此，扩大发电规模，可使气化发电有较好的经济性与适用性。
    (3)提高去除燃气中焦油的技术 
    我国现行的焦油去除技术不先进，燃气中焦油含量较高，造成内燃机磨损严重，机组运行一段时问后，须停机清理积聚在系统内的焦油，降低了设备利用率，增加了气化发电成本。因此，应尽快探索使用催化裂解等先进方法，以提高燃气中焦油的去除率。
    (4)废水与灰分的处理
    在清除焦油与灰分过程中，须耗用大量的水。这些含有焦油与灰分的水，在排放前应进行处理，以减少二次污染，并尽可能循环使用。以稻草和稻壳为燃料的固定床气化炉，生成的灰分不仅数量较多，而且含有较多的炭，通过提高炉子的气化效率，并对灰分进行煅烧处理，将有助于问题的解决。若能将灰分加工成保温材料或提取高纯度的SiO2，既可收到经济效益，又有利于满足环保的要求

国外以生物质燃气进行发电和供热近年来有较快的发展，所有的发电机组基本上有三种类型：一是内燃机/发电机机组；二是汽轮机/发电机机组；三是燃气轮机/发电机机组。有的发电厂将前两者结合起来使用，有的则把后两者结合起来使用。比较这两种联合发电方式，后者前景较为广阔，尤其是大规模生产的情况下。
    巴西是世界上生物质能并发利用先进的国家之一。以前以甘蔗的利用为主，近期在巴西的东北部营造了大面积薪炭林，并以薪炭林木材为原料发电，其发展前景将不亚于对甘蔗的利用。巴西具有自己独特的生物质燃烧技术，已应用了近百年，但依然被采用，因为它运行可靠，并且能用各种各样的生物质原料。生物质在锅炉中燃烧，产出的高压过热蒸汽，通过汽轮机的涡轮膨胀做功，驱动发电机发电。由涡轮排出的蒸汽在冷凝器中凝结成水，由泵输给锅炉，在经过水预热器时，锅炉排出的高温烟气将其加热。由鼓风机送给锅炉的空气(供生物质燃烧用)，在空气预热器中被预热的烟气提高了温度。水预热器(也称省煤器)和空气预热器都属于锅炉预热回收装置。这种发电系统的缺点是：设备投资较高，热效率较低，即便是在将来，情况也难有明显改善。
    美国在利用生物质能发电方面处于世界领先地位。20世纪90年代初，有1000个左右燃木发电厂。这里简要介绍一下宾夕法尼亚州Viking木材发电厂的情况。此发电厂装机容量为18.2MW。锅炉主要燃用伐木场废木、鸡猪舍垫料等，日耗燃料量600t，它的汽轮机是采用背压式的，而不是凝汽式的。此系统除用于发出16MW左右的电力并入电网外，每小时还向食品厂供应10t蒸汽，从而提高了系统的热效率，预计6～9年可收回投资。

自古以来，农牧民就直接燃烧生物质用来做饭和取暖，直到现在，包括我国在内的发展中国家广大农村，基本上还是沿用着这种传统的用能方式。旧式炉灶热效率很低，只有10 %～15％；经过一些改革(如变为省柴灶)，热效率也没超过25%，资源浪费严重。直接燃用秸秆、薪柴、干粪、野草，劳动强度大，不卫生，烟熏火燎，易感染呼吸道疾病。在一些燃料缺乏的地区，农民极力向大自然索取，砍伐林木，割搂野草，致使森林及草原植被破坏、土壤退化、水土流失、洪涝成灾，给生态环境造成了严重恶果。在生活燃料不缺乏的某些地区，夏季忙于换茬复种倒地，在田地中焚烧大量秸秆，火焰四起，浓烟滚滚，影响了交通和人们的健康，也浪费了资源。
    改革开放以来，随着农村经济的发展和农民生活水平的提高，农村对优质燃料的需要日益迫切，1991～1998年，农村使用液化石油气和电炊的农户由1578万户增至4937万户。生物质能传统利用方式与农村逐步实现现代化的发展形势很不适应，生物质能优质化转换利用势在必行。城镇的扩大，乡镇企业的崛起，有机垃圾和有机废水日渐增多，如不有效处理，不仅浪费能源，也会造成环境污染。   
面对上述情况，我国政府部门要求科研单位和有关组织，抓紧生物质能新技术的研究与应用，制定了许多相关政策与规划并付诸实施，在上下共同努力过程中，经过20年左右的时间，我国生物质能开发利用取得了长足的进步：
    (1)沼气
    20世纪90年代以来，我国沼气建设一直处于稳定发展的势态。到1998年底，全国户用沼气池发展到688万个；大中型沼气工程累计建成748处；城市污水净化沼气池累计49 300处；以沼气及沼气发酵液、沼渣在农业生产中的直接利用为主的沼气综合利用技术得到迅速应用，已达到339万户，其中北方的“四位一体”能源生态模式21万户，南方的“猪一沼一果”能源生态模式81万户。   
    (2)生物质气化
经过十几年的研究、试验、示范，生物质气化技术已基本成熟，气化设备已有系列产品，产气量由200～1000m3／h，气化效率达70％以上。到2000年底，全国已建成秸秆气化集中供气站388处，有79443个农户用生物质燃气作生活燃料，有的还用作干燥热源和发电。以前用固定床气化炉，以稻壳为原料进行气化发电，规模较小。现在国内已有数处用流化床气化炉，可以用稻壳、锯末乃至粉碎的秸秆为原料进行气化发电，“九五”期间气化发电站规模达1000kW，“十五”期间将建造4000kW左右的气化发电站。全国生物质气化发电站数量有望增至30个左右。   
    (3)薪炭林 
    自1981年起，我国开始有计划地建设薪炭林，到1995年，全国累计营造薪炭林494.8×104km2；其中“六五”完成205×104km2；“七五”完成183.3×104km2；“八五”完成103.5×104km2。年增产薪柴量(2000～2500)×104t，对缓解农村能源短缺起到了一定作用。   
    (4)生物质压缩成型及其他技术
    我国已研制出螺旋挤压式、活塞冲压式和环模滚压式等几种生物质压缩成型设备，其中螺旋挤压式压缩成型机推广应用较多，有关单位对挤压螺杆的耐磨性作了较深入的研究，延长了它的使用寿命。全国现有生物质压缩成型厂35个。生物质经压缩成型后可直接用作燃料，也可经炭化炉炭化，获得生物炭，用于烧烤和冶金工业；还可生产块状饲料。

（1）、按照原料的化学性质分，生物质能源原料可分为：糖类、淀粉和木质纤维素物质。
    （2）、按照原料的来源分，生物质能源原料可分为：农业生产废弃物，主要为农作物秸秆；薪柴和柴草；农林加工废弃物，木屑、谷壳和果壳；人畜粪便和生活有机垃圾等；工业有机废弃物，有机废水和废渣等；能源植物，包括所有可作为能源用途的农作物、林木和水生植物资源。

（1）、生物质能源在燃放过程中，对环境污染小。生物质能源在燃放过程中产生二氧化碳，排放的二氧化碳可被等量生长的植物光合作用吸收，实现二氧化碳零排放，这对减少大气中的二氧化碳含量及降低“温室效应”极为有利。
    （2）、生物质能源蕴含量巨大，而且属于可再生能源。只要有阳光存在，绿色植物的光合作用就不会停止，生物质能源就不会枯竭。大力提倡植树、种草等活动，不但植物会远远不断的供给生物质能源源材料，而且还能改善生态环境。
    （3）、生物质能源具有普遍性、易取性特点。生物质能源存在于世界上国有国家和地区，而且廉价、易取，生产过程十分简单。
    （4）、生物质能源可储存和运输。在可再生能源中，生物质能源是唯一可以储存与运输的能源，对其加工转换与连续使用提供方便。
    （5）、生物质能源挥发组分高，炭活性高，易燃。在400℃左右的温度下，生物质能源大部分挥发组分可释出，将其转化为气体燃料比较容易实现。生物质能源燃烧后灰分少，并且不易黏结，可简化除灰设备。