2014年,我國秸稈資源量約為9億噸。秸稈還田、飼料利用、工業原料約占60%,約40%可以能源化利用(含農村生活用能)。
一、秸稈是生物能源的重要組成部分之一
生物能源是僅次于煤炭、石油和天然氣的第四大能源,在世界能源系統中占有重要地位。生物能源是太陽能以化學能形式貯存在生物質中的可再生能源,是唯一可替代化石能源轉化成氣態、液態和固態燃料以及其他化工原料或者產品的資源。
生物能源主要來自三個方面:一是農業資源,包括農業作物、農作物收獲時殘留秸稈、農業加工業的廢棄物等;二是林業資源,包括森林生長和林業生產過程提供的能源資源、木材采運和加工過程中的廢棄物、林業副產品廢棄物;三是城市生活餐廚垃圾和工業有機廢棄物。
我國每年有0.8億噸林業剩余物、30億噸畜禽養殖糞便、1.5億噸生活和有機垃圾、逾10億噸農產品加工廢棄物。
二、秸稈能源化利用方式
除作為農村生活能源外,秸稈能源化利用方式主要有秸稈固化、秸稈炭化、秸稈氣化、秸稈發電、秸稈液化、秸稈沼氣等。而適合產業化的方式主要是秸稈發電、秸稈液化、秸稈沼氣。
第一,秸稈發電
秸稈發電是以農作物秸稈為原料的一種發電方式,根據秸稈利用方式的不同,主要有以下2種技術路線:秸稈直接燃燒發電和秸稈氣化發電。
其一,秸稈直接燃燒發電是指把秸稈原料送入鍋爐中直接燃燒產出高壓水蒸汽,通過汽輪機的渦輪膨脹做功,驅動發電機發電。目前,秸稈直接燃燒發電技術主要有2類:水冷式振動爐排燃燒發電技術和流化床燃燒發電技術。
其二,秸稈氣化發電,首先使生物質原料在缺氧狀態下發生熱化學反應轉化為氣體燃料(一氧化碳、氫氣、甲烷),然后將轉化后的可燃氣體由風機抽出,經冷卻除塵去焦油和雜質后,供給內燃機或者小型燃氣輪機,帶動發電機發電。
第二,秸稈液化
秸稈液化是指通過物理化學或生物學方法,使秸稈中的木質素、纖維素等轉化為醇類可燃性油或其他化工原料;主要分為直接液化、高溫高壓液化、微波液化3種形式。
其一,直接液化是指在中低溫、高壓并有催化劑參與情況下,將生物質轉化為液體的熱化學反應過程,通常有還原性氣體(例如氫氣、一氧化碳等)參與反應。
其二,高溫高壓液化是指在高壓下發生熱化學反應的過程,典型的液化工藝是在較高的壓力和溫度(33-500攝氏度)以及在催化劑存在下進行。
其三,微波液化是指利用微波輻射使小分子極性物質產生物理效應,從而加速反應改變反應機理或啟通新的反應通道。
第三,秸稈沼氣
秸稈沼氣是指以秸稈為發酵原料,在隔絕空氣并維持一定溫度、濕度、酸堿度等條件下,經過特定細菌的發酵作用產生的氣體。沼氣是一種混合氣體,主要成分是甲烷,其次為二氧化碳、氧氣、氮氣和硫化氫等,其中甲烷含量為55-70%,沼氣熱值為20-25兆焦/立方米。更多最新信息,請直接訪問。
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