正文 第20章 新時代的引擎——生物質能(2)(1 / 2)

美國、日本以及西歐許多國家,如芬蘭、比利時、法國、德國、意大利等國家很早就開始了壓縮成型技術及燃燒技術的研究,各國根據本國的生物質結構特點先後有了各類成型機及配套的燃燒設備。但國產成型加工設備在引進及設計製造過程中,都不同程度地存在技術和工藝上的問題,有待深入研究。

清潔的生物質氣化發電

氣化發電就是把生物質秸稈通過機械裝置轉化為可燃氣體,再燃燒可燃氣體來推動發電設備發電。

由於把生物質內的可燃成分轉換成了氣體,相當於改變了燃料的形態,並提純了燃料,這就好比燒木材和燒天然氣一樣,使用氣體燃燒對設備的要求降低而燃燒效率並未降低。所以生物質氣化發電是生物質最有效、最潔淨的利用方法之一。

從發電效率來看,秸稈直燃發電效率在30%~40%,而氣化發電效率達到50%~60%,且燃燒清潔。與下文將要講到的秸稈發酵沼氣發電來比較,沼氣發電受氣候以及設備的限製,無法大型化、工廠化連續生產發電。因此,研究開發經濟上可行、效率較高的生物質氣化發電係統是我們這個農業大國有效利用生物質的關鍵。

四、變廢為寶——沼氣的利用

了解沼氣

沼氣是有機物質在一定的溫度、濕度、酸度條件下,隔絕空氣,經微生物作用而產生的可燃性氣體。沼氣技術主要用於處理畜禽糞便和高濃度工業有機廢水,所以在生物質能源豐富而其他能源短缺的農村和大型工業生產中運用十分廣泛。

沼氣是氣體的混合物,其中含甲烷60%~70%,此外還含有二氧化碳、硫化氫、氮氣和一氧化碳等。它含有少量硫化氫,所以略帶臭味。沼氣可以代替煤炭、薪柴用來煮飯、燒水,代替煤油用來點燈照明,還可以代替汽油開動內燃機以及發電等等,因此,沼氣是一種值得開發的能源。

不可小看的“沼氣發電”

沼氣發電是利用燃燒沼氣來發電。農村以小型沼氣發電為主,大型工業根據自己的工業生產具體境況而定。沼氣發電可以變廢為寶、減少溫室氣體的排放、減小環境汙染、為農村地區能源利用開辟新途徑。

2008年1月18日,蒙牛乳業集團的蒙牛生物質能沼氣發電廠正式投入運行。據了解,蒙牛澳亞國際牧場當時存欄奶牛10000頭,建成的沼氣發電廠可實現日處理牛糞280噸、牛尿54噸和衝洗水360噸。該項目可日生產沼氣1.2萬立方米,日發電3萬千瓦時,每年生產有機肥約20萬噸。此項目投入運行後每年可向國家電網提供1000萬千瓦時的電力。

現在很多工廠,主要是酒精廠、造紙廠、澱粉廠等的高濃有機汙水在處理過程中都能產生大量的沼氣,如果把這些沼氣資源用來發電不僅可以把甲烷轉化為二氧化碳排放掉,還能帶來很大的經濟收益,如:四川榮縣用酒糟廢水經厭氧消化產生沼氣發電,沼電能夠基本滿足該廠的生產用電;山東昌樂酒廠安裝2台沼氣發電機組,全年節約能源開支29萬元,工程運行一年收回全部成本。

五、燃料乙醇和生物柴油

生物燃料是指由生物質經工藝提取的可燃的固體、液體或氣體,現在應用最廣泛的是生物燃料乙醇和生物柴油。現在我們的汽車都是利用燒油和燒氣來提供動力,但是化石能源逐漸枯竭,生物燃料被認為是有效的替代燃料之一。

生物燃料乙醇

乙醇就是酒精,可用玉米、甘蔗、小麥、薯類、糖蜜等富含澱粉或纖維素的原料,經發酵、蒸餾而製成。酒精可分為工業酒精、食用酒精及醫用酒精。工業用酒精約含乙醇96%,醫用酒精含有75%的乙醇。含乙醇99.5%以上的酒精叫做無水酒精。燃料乙醇是通過對乙醇進一步脫水再加上適量變性劑而製成的。經適當調和,燃料乙醇可以製成乙醇汽油、乙醇柴油、乙醇潤滑油等用途廣泛的工業燃料。