【行业分析】秸秆生物质能源的应用现状与前景

  秸秆生物质通过液化或固化等方式制造成燃料可直接供热，或是制造成秸秆清洁煤炭等等。秸秆煤炭是一种新型的生物质再次生产的能源，环保清洁，远远低于原煤的成本和市场行情报价，应用场景范围极为广泛，能代替木柴、原煤、液化气，大范围的使用在生活炉灶、取暖炉、热水锅炉、工业锅炉等。但是如何将生物质燃料像煤、煤气和天然气一样在老百姓的生活中普及，还需大力宣传和推广。

  秸秆的主要成分是碳、氢、氧等元素，有机成分以纤维素、半纤维素为主，其次为木质素、蛋白质、脂肪、灰分等，用秸秆转化的生物燃料如生物乙醇和生物柴油作为交通能源，同石油、天然气和煤等化石燃料相比，最大特点是可再生性和对环境更友好。国际上生物交通能源技术相对成熟，主要路线是：谷物、秸秆、其它植物等发酵生产乙醇-车用油、乙烯、无毒溶剂及上百种化工、原材料产品等;我国秸秆交通能源技术探讨研究虽然起步较晚，但日趋成熟，有些正形成小型规模和商品化。

  秸秆生物质能源化应用技术最重要的包含秸秆沼气(生物气化)、秸秆固化成型燃料、秸秆热解气化、直燃发电和秸秆干馏等方式。

  秸秆生物气化是秸秆在厌氧条件下经微生物发酵而产生沼气和有机肥料的技术工程，可利用稻草、麦秸、玉米秸等多种秸秆，并可与农村里的生活垃圾、果蔬废物、粪便等混合发酵，原料组合非常灵活，来源充足，有着广阔的发展空间和发展的潜在能力。秸秆沼气技术分为户用秸秆沼气和秸秆沼气集中供气两种形式。秸秆入池产气后产生的沼渣作肥料还田，提高了秸秆资源的利用效率，气化效率通常可达70%~80%。

  秸秆沼气技术的工艺流程为：秸秆预处理#堆沤#投料#加水封池#点火试气。由于秸秆中含有大量的纤维素、木质素，导致分解速度较慢，产气周期较长。若将秸秆直接入沼气池进行发酵产气慢、气量少、不经济、难以大面积推广应用。为了更好的提高产气量，主要应解决预处理技术和发酵菌种及适合秸秆物料特性的高效厌氧发酵反应器研制等问题。

  沼气发酵的优点：(1)菌种在适合的情况下，发酵及供能速度快;(2)原料简单易得，利用率较高;(3)前期投入少，不需要大型机械和复杂环境。

  沼气发酵的缺点：(1)建厂条件高，需要配套的小项目多，投资所需成本高，短期内效益低;(2)小型沼气工程存在产气不稳定及发酵速度慢、相对效率低的问题;(3)大型沼气工程技术方面的要求高，推广难度大。

  秸秆热解气化是以农作物秸秆、稻壳、木屑、树枝以及农村有机废弃物等为原料，在气化炉中缺氧的情况下进行燃烧，使秸秆在700~850∃的气化温度下发生热解气化反应，产生一氧化碳、氢气、甲烷等可燃气体用于工业发电、热电联产、液体燃料合成、居民集中供气、工业燃气锅炉、工业干燥和采暖供热等方面。

  秸秆热解气化的优点：(1)秸秆燃烧充分，基本没烟熏，残余灰烬少;(2)热值高，2t秸秆的热值相当于1t煤，燃烧温度高，火力强，节约时机;(3)燃烧的火焰温度、热能强度可控制调节，并实现开、关两位操作，使用起来更便捷;(4)不受季节约束，可实现不间断供气;(5)不需要辅助能源或化学添加剂。

  秸秆热解气化的缺点：(1)热解气化过程中挥发出多种有机物和焦油，若不加以回收利用，易造成环境污染和二次污染;(2)只利用了单一的可燃气，资源利用率低，且存在一定的安全隐患。

  经过近20年的努力，我国生物质热解气化技术日趋完善。我国自行研制的集中供气和户用气化炉产品已进入实用化试验及示范阶段，形成了多个系列的炉型，可满足多种物料的气化要求，在生产、生活用能、发电、干燥、供暖等领域得到利用。

  现已研发出突破性的生物质能源联产综合利用技术，即在气化炉内将生物质材料在限制供氧的条件下燃烧，发生一系列燃烧反应，同时回收产生的气、液、炭和热水。热解产生的气体主要含有甲烷、乙烯、一氧化碳、氢气等可燃性气体，可将其输入燃气轮机发电或直接向用户供气;产生的液体中含有酸类、醇类、酯类、醛类、酮类、酚类等多种化学成分，可用作家畜、家禽饲养中的消毒杀菌液、除臭剂，或用作促进作物生长的叶面肥，在有机农作物种植中施用;产生的固体生物质炭经过处理可作为工业用炭、生活用炭、有机复合肥、肥料缓释剂等;冷却炉体产生的热水可用于工业或民用，这项技术拥有非常良好的推广和应用前景。

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