生物質新能源裝備能否解決分布式難題？

作者： 2016年07月28日來源：瀏覽量：

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人們熟知分布式光伏發電。其實，分布式生物質發電，經濟和環境效益顯著。以一個人口1000人的村莊估算，利用該村的生物質能源作為燃料，可保證200千瓦生物質發電系統的運行，年發電量73萬千瓦時，滿足該村日常生產生

　　人們熟知分布式光伏發電。其實，分布式生物質發電，經濟和環境效益顯著。以一個人口1000人的村莊估算，利用該村的生物質能源作為燃料，可保證200千瓦生物質發電系統的運行，年發電量73萬千瓦時，滿足該村日常生產生活用電，每年節約標準煤750噸，減少co2排放510噸。同時，可以與太陽能等其它可再生能源結合，構建分布式綜合能源供應站……

　　綠藍白色相間，整套裝置清清爽爽……7月22日，我市在衢州學院召開生物質新能源裝備現場發布會，由開山集團和衢州學院聯手推出的幾臺生物質發電裝備，受到了百余名省內外與會者的關注。

　　“這就是生物質有機朗肯發電系統的試驗版。”來自清華大學的博士應振根，現供職于衢州學院教授、博士研發團隊，他自豪地相告，這一名為“生物質新能源裝備關鍵技術聯合攻關”的項目，已獲得“浙江省自然科學基金項目”“省科技廳公益技術應用研究計劃項目”的資助支持。

　　新裝備優點多多

　　生物質發電可分直接燃燒發電、氣化發電、混合燃燒發電、沼氣發電等。生物質直接燃燒發電利用鍋爐燃燒生物質加熱產生水蒸氣，過熱蒸汽推動汽輪機組發電。該技術在我國發展較快，在大規模生產條件下（10-50mw）具有較高的效率，要求生物質資源集中，且數量巨大，但生物質原料收集、運輸、存儲的成本較高。雖然我國擁有巨大的生物質原料總量，因分布十分分散，特別是在邊遠地區、海島等交通不方便的地方，并不適合大規模利用，因此要采取就近吸收原料、規模較小的分布式發電系統。

　　生物質新能源裝備關鍵技術聯合攻關項目采用有機朗肯循環，即以低沸點的有機工質代替水蒸氣推動膨脹機做功，在吸收顯熱方面具有更高的效率，受負荷變化的影響較小，且結構緊湊、啟停方便、維護周期長，特別適用于中低溫余熱、生物質能、太陽能等能源的開發利用。

　　分布式大勢所趨

　　分布式發電直接面向用戶，按用戶的需求就地生產并供應能量，可實現能源梯級高效利用，是一大發展趨勢。能不能解決生物質發電分布式難題？就近吸收、利用生物質原料，實現小規模、維護簡單、運行成本低的生物質發電站，為農村、廠區、海島等提高生產和生活用電，是一大新興課題；

　　衢州學院研發團隊認為，開山集團的蒸汽型螺桿膨脹發電機、orc螺桿膨脹發電機，不僅在我市元立集團，已應用在徐州、天津以至國外等多個項目中，具有獨特的優勢：

　　orc螺桿膨脹發電機主機等熵效率85%，機組效率8%-20%；變工況能力十分優越，適應熱源10%-120%范圍的波動；規模靈活、結構簡單，占地面積小，設備緊湊，安裝調試方便，運行維護簡單。蒸汽型螺桿膨脹發電機主機等熵效率70%以上；低流量、低壓的飽和蒸汽就可高效利用；可靠性高，變工況能力強。

　　專家介紹，生物質有機朗肯發電系統就是將生物質直燃與有機朗肯循環相結合，主要包括生物質導熱油鍋爐、循環泵、有機朗肯循環（蒸發器、膨脹機、冷凝器、儲液罐、工質泵）、發電機等部分組成。

　　該發電系統含有導熱油循環和有機朗肯循環兩個熱力循環。為方便實驗操作和控制，另配置一套導熱油循環溫度控制機模擬生物質導熱油鍋爐，導熱油的加熱功率、出口溫度、流量等量均可調節，既加快實驗進程，又提高實驗安全性。

　　目前，該發電系統已經完成聯調聯試，進入試運行階段。

　　六大攻關重點

　　有機朗肯循環發電是一項針對中低溫熱源進行有效利用的技術。由于中低溫熱源具有溫度低、能量密度小、不易收集等特點，通過有機朗肯循環將其轉變為電能，相比于內燃機、斯特林發動機等小型化熱力發電系統，具有更大的吸引力。特別是針對生物質能、太陽能、地熱能、工業余熱等能源，具有較大優勢。

　　有機朗肯循環發電系統是目前國內外能源領域研究的一個重要方面。對于將有機朗肯循環應用于工業余熱等中低溫熱源的研究已經比較廣泛，但將有機朗肯循環應用于生物質發電的研究還比較少，英國諾丁漢大學、中國清華大學等對這項技術有所研究，但并沒有開發成套的發電裝備，因此，生物質有機朗肯發電系統值得深入研究。

　　應振根介紹，學院和企業的攻關項目，已經明確六個研發重點：即生物質有機朗肯發電用有機工質（制冷劑）的優選技術；有機朗肯循環構件之間的優化匹配技術；生物質燃料燃燒技術；生物質直燃與有機朗肯循環發電集成、匹配技術；系統發電效率的優化技術；生物質能與太陽能等其它可再生能源聯合分布式發電技術。

　　據悉，目前該項目除了開發成套生物質有機朗肯發電裝備之外，已經申請國家發明專利1項，發表相關學術論文4篇，并正在積極爭取國家自然科學基金的資助支持。

　　背景鏈接

　　我國2006年頒布《可再生能源法》以來，初步確立了可再生能源的政策支持框架，并出臺一系列配套政策和細則，可再生能源取得突飛猛進的發展，各類可再生能源增長迅速。到2020年，可再生能源年利用量要達到6億噸標準煤，占能源消費總量的15%。其中，生物質能源已經成為僅次于煤、石油和天然氣的第四大能源，截至2015年，我國生物質能發電裝機為1300萬千瓦，發電量為650億千瓦時。

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