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课件:生物质能-中国农民的机遇?.pdf
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1、Bio energy-Options for Chinese farmers?生物质能一中国农民的机遇?Chinese Academy of Agricultural Engineering,MOA 农业部规划设计研究院 目录一.背景二.开发利用生物质能源的战略意次/三.中国生物质能产业初具规模四.中国具有丰富的生物质能资源五.中国生物质能发展前景广阔2一、背景Background生物质Biomass是指通过光合作用而形成 的各种有机体,包括所有 的动植物和微生物。主要分为农业生物质资源、畜禽粪便、林业生物质资 源、工业废水、城市固体 废物等。光 氧光反应二氧化碳暗反应葡萄糖4生物质能Bioe
2、nergy是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式,以生 物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光 合作用,可转化为常规的固态、液态和气态燃料,取之不 尽、用之不竭,是一种可再生能源。按照中华人民共和国可再生能源法,生物质能则是指 自然界的植物、粪便以及农产品加工业的有机废弃物等,是可循环和再生利用的有机物质。5Biomass to BioenergypaperFiber lumbercottonblack BquorConsumersMSW clean fraction construction&demolition wood yard trlmmlngg non-recycl
3、able organicsProcess residuesEnergyag stalks&stmws p.forest tops&branches reea-|Orc small diameter culls Stocks forest energy harvest perennial cropselectricityBioenergy BioproductsBiofuelsethanol biotas charcoal生物质能转换技术路径Conversion technology route of biomassCombustionGasificationPyrolysis liquifac
4、tionExtraction(oil seeds)PelletizationFermentationupgradingSteam turbineGas turbine,engine,combined CycleMethanol/Hydrocarbons Hydrogen synthesissteamFuel celloil charcoalpelletsDigestiondieselesterificationGas engineVDistilationBiodieselEthanol7二、开发利用生物质能的战略意义 Strategic significance of developing b
5、ioenergy1、缓解能源供应紧张局面,促进经济社 会可持续发展A我国是世界第二大能源生产国和消费国,2006年能源消费 总量达到24.6亿吨标准煤;A 2006年我国进口石油1.8亿吨,进口依存度达47%;人均能源资源拥有量较低,煤炭人均探明储量仅占世界平 均水平的50%左右,石油、天然气人均资源量仅为世界平 均水平的7.7%和7.1%;能源短缺正成为制约我国经济社会发展的瓶颈问题之一。开发利用生物质能,对于调整能源结构,缓解化石能 源供应的紧张局面,保障国家能源安全,建立可持续发展 的能源供应体系,促进经济社会可持续发展具有重大意义。9在本世纪生物可再生能源将是能源 利用的主体之一。10
6、2、改善农民生产生活条件,推进社会主 义新农村建设A尚有1000多万无电人口;A50%以上农村居民生活用能采用 秸秆、薪柴等低效燃烧的方式,利用效率低,室内外环境污染严 重,危害人体健康;A大量的人畜粪便得不到及时有效 处理,造成了严重的面源污染,导致了疾病和疫病的传播。A有效处理农业生产和农村生活产 生的废弃物,有助于减轻环境污 染,改善农村卫生状况和农民生 产生活条件,促进农村和谐社会 发展。it3、拓展农业功能,转变农业增长方式当前,中国农村面临一些亟须解决的矛盾和问题,农业和农村发展仍处在艰 稚的型哪介度促谯农彘技绘稳定增收的长效机制时先形成,农民收入水平 彳氐,表利经和社会夔展滞后的
7、局面还没益落蓟也于淡表。极大拓宽农业生产领域和农业的内涵,延长了农业产业链;农业不仅能提供食品和纤维,而且还提供能源,促进了农业和工业的协调发124、保护生态环境,减少温室气体排放化石能源的生产和消费造成了严重的环境污染和生态破坏。农林埴单去曩便用新柴等作为生造燃料,使森林资源被过度砍伐,也 会造成严重南生态破坏和水土流失。生物质能在种植一收获一转化利用的生命循环周期中,可以实现二氧 化碳零排放,替代化石能源可减少温室气体排放。睡着生物质能源产业的发展,将有利于保护生态科感,缓解气候变 化。CLOSED CIRCLE:、我国生物能源产业初具规模Bioenergy industry taking
8、 shape in china 0我国生物质能源开发利用现状Biomass energy development and utilization in china近几年来,中国政府非常重视生物质能开发利用 工作,作出了一系列战略部署。全国人大颁布了中华人民共和国可再生能源法。国家有关部 门出台了相应政策措施,中国生物厦能两用取得 了一定的成绩。-沼气工程建设初见成效,2005年沼气利用量达到80亿立 方米;-生物质能发电迈出了重要步伐;-生物液体燃料生产取得明显进展,全国燃料乙醇生产 能力达到102万吨,已在河南等9个省的车用燃料中推广 使用乙醇汽油。15农村户用沼气Rural househo
9、lds Biogas“十五”期间,中央投资34亿元专项支持沼气建设,直接受益农户达374万户。截至到2005年底,全国农村户用沼气池已发展到 1807万户,年产沼气总量约70亿立方米,折合标 准煤约500万吨,可以替代1540万吨原煤。沼气产业规模发展不断扩大,沼气灶具及其配套 产品年生产能力已达到500万套,沼气产品基本实 现了标准化生产,工程实现了规范化设计和专业 化施工。农村沼气产业建设已进入一个新的发展阶段。162000180016001400120010008006004002000户用沼气发展历史17养殖场大中型沼气工程 Mid-to-large Biogas Plants养殖场沼
10、气工程的功能已开始从单纯获取 沼气能源和简单的污染物治理逐步转向以 保护和改善生态环境为主。截至到2005年底,全国建成养殖场沼气工程 3556处,年产沼气总量约2.3亿立方米,可 替代标准煤约17万吨。19大型沼气工程工艺流程图Technics Flow Chart for Mid-to-large Biogas Plants1干化维 颗粒机生物质发电技术Biomass Power Generation Technology到2004年底,我国生物质发电装机容量约为 2000MWo-蔗渣发电约1700MW,主要集中在广东、广西和云南等 地区,多为糖厂自备电厂。-垃圾发电约200MW。-其余为
11、稻壳等生物质气化发电和沼气发电。截至2006年底,国家和地方发改委核准生物质发 电项目近50处,其中2006年核准38处,装机 1284MWo两个秸秆直燃示范项目竣工投产:-国能单县生物质直燃项目-中节能(宿迁)秸秆直燃发电项目21部分在建生物质燃烧发电厂一 览表建设地点装机容量燃料类型主要技术工艺完成时间山东单县25MW主要燃料为棉秆,辅以果木枝条。锅炉米用丹麦技术,委托济 南锅炉厂生产的130t/h高温 高压水冷振动炉排炉。2006.9江苏宿迁2 X12MW稻秆和麦秆。浙江大学研制的循环森化床 燃烧锅炉。2006.12河北晋州2 X 12.5M W主要燃料为玉米 秸、麦秆,辅以 果木枝条。
12、锅炉为无锡华光锅炉股份有 限公司研制的2X75t/h中温 中压水冷振动炉排炉。江苏如东25MW稻草和麦秸。锅炉拟采用UOt/h高温高压 锅炉。内蒙古奈 曼旗2X12MW以二北防护林平 茬复壮的灌木黄 柳、锦鸡儿为主 要原料。拟引进国夕卜2X75t/h中温中 压锅炉。22建设中的山东单县秸秆发电厂/项目总投资3亿多元。/按照年运行6000小时计算,项目设计年发电量约156000kWh/年消耗秸秆15-20万吨,减少二氧化孽排放10万吨/每年可为当地农民增收3000-4000万元。23生物质混和燃烧发电技术Co-firing generation technology国内相关机构也正在开展 生物质
13、与煤混合燃烧项目O-我国首台煤粉秸秆混燃发电 机组在山东枣庄华电国际十 里泉发电厂成功投产。该厂 从丹麦BWE公司引进秸秆发 电技术,对5号机组进行了 技术改造,改造后的机组按 年运行7236小时计算,每年 将燃用10.5万多吨秸秆,相 当于减少7.56万吨原煤消耗。24生物质发电技术Biomass Power Generation Technology中国正在运行的生物质气化发 电站有20余座。已研制的中不 型生物质气化发电设备功率从 IkW 到2000kW。中科院广州能源所承担了国家 863计划“3MW生物质气化发电 工程技术”项目已经通过科技 部的验收,在江苏兴化建设的 示范电站装机容量
14、为6MW,气 化效率最高达78%,燃气机组发 电效率为29.8%,系统发电效率 27.8%三甩站总投量约3200万元,系统运行成本0.40元/kW。25固体成型燃料技术 Pellet technology用模有产、。要活式。棒 应规也生究头主、压式、和的备量做备机辐形粒 产定设批成好设型模种颗 生一料行也型成压几有 的了燃进商成式饕寸要 机成型已,发体压姐主 型形成家化开固挤型型料 成步质厂场、质旋成成燃。国初物少市产物螺式粒S 我已生不和生生有塞颗成状26燃料乙醇Fuel Ethanol“十五”期间,在河南、安徽、吉林和黑龙江 分别建设了以陈化粮 为原料的燃料乙醇生 产厂,总产能达到与 年1
15、02万吨,按国家标 准8%12%的添加比例,在9个省(5个省全部,4个省的27个地市)开 展车用乙醇汽油销售。公司名称 生产规模黑龙江华润酒精吉林燃料乙醇公60万吨(一期30司 万)河南天冠企业集 30万吨团公司安徽丰原集团 32万吨总计132万吨27甜高粱Sweet Sorghum甜高粱具有耐干旱、耐水涝、重抗逆性,素有”之称。抗盐飒等秀“图能作物甜高粱除获得亩产300400公斤 粮食外,还亩产茎杆4吨以上,汁液含糖量1620%左右,每 1618帏茎秆可生产1吨燃料乙 醇。目前在我国种植规模不大,且 比较分散,北京、天津、河北、内蒙古、河南、山东、辽宁、膏机K磊猛、陕西、新疆等我国已培育出适
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