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木质生物能源利用动向与今后展望
发布日期:[2013-06-26] 共阅:[3333] 次  来源:中科新能源科技有限公司

    一、欧洲生物能源发展的20年历史
在欧洲,瑞典、芬兰的生物质能源占全部一次能源的比例已超过20%。然而,这些国家现在的高品位生物质能利用是在石油危机后的20年里实现的。
  以瑞典为例,瑞典与德国等国家相比,由于其国内没有化石燃料资源,和日本一样对进口石油的依赖程度很高,石油危机所产生的影响很深刻,从而探索了不依赖别人就能确保燃料供应的途径。瑞典在二次大战后,为确保水力以外的电力资源,将发电时产生的热用于地区供热,开始实行热电联供。20世纪70年代后,为防止大气污染及利用小型锅炉,扩大了地区供热。
  实施地区供热的主体是自治体。因为自治体担负着供热的重要责任,所以重点研究了确保能代替石油的自给燃料的供应。在这个过程中,木质生物作为候补燃料受到重视。当时木质生物并没有像石油那样作为燃料流通,而且在议会等场合也很担心其作为燃料的可能性,但由于中东地区的政治不稳定,对中东石油的依赖程度将会降低的主张得到了认同。
  有人议论,碳税的引进也许是生物质能源引进的决定性因素,然而,在20世纪80年代,生物质能就已巩固了其作为地区供热的有力供给源的地位。
  二、生物质能原料从草本转向木本
  日本生物质利用发展缓慢,但是20世纪80年代初期,石油危机后不久,整个发达国家对生物质的认识还没有发生如此深刻的变化。即使国际能源机构(IEA)的研究,考虑的也是芒等草本植物及3年生左右就可采伐的超短轮伐期林业。
  但是现在,经过各种试验栽培表明,这些可以称之为生物种植园的产业,其成本比想象的要高。这是关系到生物利用的根本问题,利用轮伐期90年的木材时,采伐作业,即生物质收集作业可一次完成,但是3年周期的柳树等的收获作业则需要30次、草本需要90 次以上。
  当初,特别是农业系统的生物质,大部分草本植物为稻科,但实践表明,稻科植物中含有大量硅酸,锅炉壁上附着有大量的玻璃状成分,而且还认识到,木质以外的生物质中氮及硫磺等的含量很高,在燃烧气体造成的大气污染防治对策方面需要很高的成本。因此,一方面认识到了燃料的质量问题,另一方面在自治体引进地区供热系统并取得成绩的过程中,以往生物质的研究开发动向也发生了很大变化。即"来自原有林业的生物质"这一领域从其他的生物质中独立出来。
  在欧盟,替代化石燃料的候补能源中,占有率最高的是生物质,但自1995年作为林业国家的瑞典、芬兰、奥地利加入欧盟后,无论在数量上还是质量上,木质生物的存在都变得更加重要。
  三、生物量供应的成本削减
  在确立木质生物燃料地位的过程中,不可忽视的就是木质生物供应者的努力。例如,构造用材、纸浆用材等剩余物用做能源时,由于采伐后不久含水率高,不宜马上作为燃料使用,因此可在林地放置一段时间使其干燥。最初,是把工厂废材及枝条裸露放置,后来使用防水的强化牛皮纸覆盖,使含水率大幅度降低。
在各个阶段都有类似的改进,能源用木片的价格下降到实际价格的40%强。因此在课征碳税之前,木片虽然不能与重油竞争,但可与煤油竞争。
  四、热先行的需求开发
  地区供热系统的引进,是以高效的热电联供的利用为目的,使能源的转换走长期发展的道路。因此,应重视的是不要做违背热力学的事。整个社会的热和电的比率最高为2∶1,因此没有必要仅供给电力。而且,按照现在的能源技术,只要不是100KW那样的规模,要通过燃烧达到超过40%的发电效率是不可能的。而且,木质燃料不像煤炭那样集中于矿山并以数万吨的单位来供应,因此,为尽量控制木质生物量的运输成本,应该以生物量的集结范围为前提进行规模利用。首先应发展小规模的热利用,随着其占有率的扩大,技术的进步,再以扩大供电能力为目标。
  五、欧洲南部工业供热和集落供热的发展
  在欧洲,还有一些国家生物质能的开发利用和北欧一样很兴旺,它们是位于阿尔卑斯山周围的法国、瑞士、奥地利、德国和意大利。这些国家地形陡峭,和北欧相比纬度低,在木材供应中农林户所占比例很高。在这些国家,以生物质为能源实现了小规模村落一级的地区供热以及中小企业的工业热利用。以滑雪用品而出名的フイッシャ-公司,在其向波音(boeing)及空中客车(airbus)提供飞机用复合材料的制造厂,以木质生物为燃料提供全部的热能及冷暖,作为环境效益最佳企业受到好评。在此须确认的是,木质生物用于锅炉燃料的利用技术已达到在精密零件的制造厂也能安全使用的水平。


转自:中国物资网

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