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木質生物能源利用動向與今后展望
發布日期:[2013-06-26] 共閱:[3264] 次  來源:中科新能源科技有限公司

    一、歐洲生物能源發展的20年歷史
在歐洲,瑞典、芬蘭的生物質能源占全部一次能源的比例已超過20%。然而,這些國家現在的高品位生物質能利用是在石油危機后的20年里實現的。
  以瑞典為例,瑞典與德國等國家相比,由于其國內沒有化石燃料資源,和日本一樣對進口石油的依賴程度很高,石油危機所產生的影響很深刻,從而探索了不依賴別人就能確保燃料供應的途徑。瑞典在二次大戰后,為確保水力以外的電力資源,將發電時產生的熱用于地區供熱,開始實行熱電聯供。20世紀70年代后,為防止大氣污染及利用小型鍋爐,擴大了地區供熱。
  實施地區供熱的主體是自治體。因為自治體擔負著供熱的重要責任,所以重點研究了確保能代替石油的自給燃料的供應。在這個過程中,木質生物作為候補燃料受到重視。當時木質生物并沒有像石油那樣作為燃料流通,而且在議會等場合也很擔心其作為燃料的可能性,但由于中東地區的政治不穩定,對中東石油的依賴程度將會降低的主張得到了認同。
  有人議論,碳稅的引進也許是生物質能源引進的決定性因素,然而,在20世紀80年代,生物質能就已鞏固了其作為地區供熱的有力供給源的地位。
  二、生物質能原料從草本轉向木本
  日本生物質利用發展緩慢,但是20世紀80年代初期,石油危機后不久,整個發達國家對生物質的認識還沒有發生如此深刻的變化。即使國際能源機構(IEA)的研究,考慮的也是芒等草本植物及3年生左右就可采伐的超短輪伐期林業。
  但是現在,經過各種試驗栽培表明,這些可以稱之為生物種植園的產業,其成本比想象的要高。這是關系到生物利用的根本問題,利用輪伐期90年的木材時,采伐作業,即生物質收集作業可一次完成,但是3年周期的柳樹等的收獲作業則需要30次、草本需要90 次以上。
  當初,特別是農業系統的生物質,大部分草本植物為稻科,但實踐表明,稻科植物中含有大量硅酸,鍋爐壁上附著有大量的玻璃狀成分,而且還認識到,木質以外的生物質中氮及硫磺等的含量很高,在燃燒氣體造成的大氣污染防治對策方面需要很高的成本。因此,一方面認識到了燃料的質量問題,另一方面在自治體引進地區供熱系統并取得成績的過程中,以往生物質的研究開發動向也發生了很大變化。即"來自原有林業的生物質"這一領域從其他的生物質中獨立出來。
  在歐盟,替代化石燃料的候補能源中,占有率最高的是生物質,但自1995年作為林業國家的瑞典、芬蘭、奧地利加入歐盟后,無論在數量上還是質量上,木質生物的存在都變得更加重要。
  三、生物量供應的成本削減
  在確立木質生物燃料地位的過程中,不可忽視的就是木質生物供應者的努力。例如,構造用材、紙漿用材等剩余物用做能源時,由于采伐后不久含水率高,不宜馬上作為燃料使用,因此可在林地放置一段時間使其干燥。最初,是把工廠廢材及枝條裸露放置,后來使用防水的強化牛皮紙覆蓋,使含水率大幅度降低。
在各個階段都有類似的改進,能源用木片的價格下降到實際價格的40%強。因此在課征碳稅之前,木片雖然不能與重油競爭,但可與煤油競爭。
  四、熱先行的需求開發
  地區供熱系統的引進,是以高效的熱電聯供的利用為目的,使能源的轉換走長期發展的道路。因此,應重視的是不要做違背熱力學的事。整個社會的熱和電的比率最高為2∶1,因此沒有必要僅供給電力。而且,按照現在的能源技術,只要不是100KW那樣的規模,要通過燃燒達到超過40%的發電效率是不可能的。而且,木質燃料不像煤炭那樣集中于礦山并以數萬噸的單位來供應,因此,為盡量控制木質生物量的運輸成本,應該以生物量的集結范圍為前提進行規模利用。首先應發展小規模的熱利用,隨著其占有率的擴大,技術的進步,再以擴大供電能力為目標。
  五、歐洲南部工業供熱和集落供熱的發展
  在歐洲,還有一些國家生物質能的開發利用和北歐一樣很興旺,它們是位于阿爾卑斯山周圍的法國、瑞士、奧地利、德國和意大利。這些國家地形陡峭,和北歐相比緯度低,在木材供應中農林戶所占比例很高。在這些國家,以生物質為能源實現了小規模村落一級的地區供熱以及中小企業的工業熱利用。以滑雪用品而出名的フイッシャ-公司,在其向波音(boeing)及空中客車(airbus)提供飛機用復合材料的制造廠,以木質生物為燃料提供全部的熱能及冷暖,作為環境效益最佳企業受到好評。在此須確認的是,木質生物用于鍋爐燃料的利用技術已達到在精密零件的制造廠也能安全使用的水平。


轉自:中國物資網

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