0、引言 能源問題已（yǐ）經成為中國乃至世界經濟生活中關注率最高的問題，尤其石油屬於（yú）不可再生（shēng）的戰略資源（yuán），是現代經濟社會賴以正常運轉的血液。隨著全（quán）球礦物能源的快速（sù）消（xiāo）耗，能源危機（jī）成為各國必須麵對（duì）的戰略挑戰。瑞典、德（dé）國、意大利等歐洲國家（jiā）在生物（wù）質（zhì）能開發利用政策措施、關鍵技術研究開發和市場運行模式等（děng）方麵已經走在世界前列，並取得了較大成果和成功經驗。在全麵考察（chá）上述三國生物質能開（kāi）發利（lì）用現狀的基礎上，本文重點介紹了瑞典、德國在生物質直燃發電、固體成型顆粒（lì）燃料（liào）、沼氣技術（shù）等方麵的利用（yòng）現狀與成功（gōng）經（jīng）驗（yàn），同（tóng）創新能（néng）源（yuán）生產銷售的（de）秸稈顆粒機、木屑顆粒機專業壓製生物質成型顆粒燃料。 1、生物質直燃發電技術 生物質直燃發電技術是在傳統的內燃（rán）機發電技術上進行設備改型而實現的、通過直接燃燒生物質原料作為（wéi）替代燃料進行發（fā）電的一種新技術。在瑞典，生（shēng）物質直燃發電技術已經基本成熟並得到規模（mó）化商業應（yīng）用。其技術路線為“鍋爐+汽輪機／斯特林發動機（通常為熱（rè）電聯產，即CHP）”，其中，汽輪機發電技術為常規技術（shù），一般應用（yòng）於中型以上發電（diàn）係統，斯特林發動機（jī）發電技術處（chù）於技術開發（fā）和產業化示範階段，是（shì）目前生物質利用方麵的重（chóng）點研發技術。利（lì）用斯特林發動機的熱電聯產技術已經滿足瑞典全國近一半的熱力需求。近（jìn）年來，生物質與（yǔ）礦物燃料（主要是煤）的混合燃燒發電得（dé）到許多研究和示範應用，研究結果指出，混燃可提高生物質發電的效率，且當（dāng）生物質的比重不高於20%時一般不（bú）需對（duì）現有設備作改動，是生物質燃燒發電的發展方向。 本文以瑞（ruì）典Enkoping的（de）一家熱電聯產廠ENAENERGI為例進行說明（míng），該廠發（fā）電裝機容量（liàng）24MW和50MW供熱能（néng）力（見圖1），能夠（gòu）為城市居民區域供熱，燃料（liào）來源於伐木副產品、木材廠鋸末和造紙廠（chǎng）廢棄物等生物質原料。 ENA ENERGI每年（nián）需要約350 GWh的（de）生物質燃料。其突出特（tè）點是所用燃料的10%為能源作物，全部由工廠自己種植，利用汙（wū）水處理廠的廢水（shuǐ）進行灌溉。專門的能源作物如柳之稷可以吸收氮，該工廠種植的能源作物每年（nián）能減少2 0噸的氮排放。 2、生物質固體成型燃料技術 所謂生物質固體成型燃料技術就是在一定溫度（dù）與壓力作用下，將各（gè）類原來分（fèn）散的、沒有一（yī）定（dìng）形狀的（de）秸稈、樹枝等生物質，經幹燥和粉碎後，壓製成具有一定（dìng）形狀的（de）、密度（dù）較大的各（gè）種成型燃料的新技術。其產（chǎn）品為棒狀、塊狀（zhuàng）和顆粒狀等各種成型燃料（見圖3），密度可達0.8～1.4克／立方厘米，熱（rè）值為16720千焦／千克左右。性能優於木材，相當於中質（zhì）煙煤，可（kě）直接燃燒，燃燒特性明顯改善。同時具有黑煙少、火力旺、燃燒充分、不飛灰（huī）、幹淨衛生等優點，NOX、SOX極微量排放（fàng），而且便於運輸和貯存，成為商（shāng）品。 瑞典的森林麵積廣闊，是世界聞名的“森林之國”，森林覆（fù）蓋率高達60%，高速公路的很多路段都從森林中（zhōng）間穿過。目前，瑞典（diǎn）利用林業廢棄物如樹皮、樹枝、木屑以及能源作物等生產固體成（chéng）型燃料已（yǐ）經發展得相當成熟（shú），形成了從原料種植（zhí）、收集、到顆粒（或切片）生產再到配（pèi）套應用和（hé）服務體係一個完整的產業鏈條。瑞（ruì）典（diǎn）全（quán）國總能源消耗（hào）的30%為可再生能源（yuán），木質燃料占其中的（de）46.7%，草莓污视频新能源生產銷售的秸稈顆粒機、木屑顆粒機專業壓製生物質成型燃料，生物質成型燃料主要工生物質鍋爐燃燒使用。 今後，瑞典固體成型燃料產業發展的重點領（lǐng）域包（bāo）括（kuò）： (1)開發生物（wù）質顆粒（lì）燃料原材料基（jī）地（dì）； (2)開發經濟性好、資源效率（lǜ）高的顆粒燃料生產（chǎn）（包括儲存）工藝； (3)開發分級的顆粒燃料（liào）以適應不同燃燒技術需求的用戶。 其總體目標是（shì）：每年至少減少（shǎo）生產成本4%或（huò）2000萬克朗。 3、沼（zhǎo）氣技（jì）術 3.1車用沼（zhǎo）氣技術在瑞（ruì）典，利用畜禽糞便等廢棄物生（shēng）產沼氣也非常成功（gōng）。沼氣的年總產量約為1400GWh (1.4×109kWh)，主要（yào）產自（zì）於200多家市政汙水處理廠的汙（wū）泥消化池，其產量約占沼氣總產（chǎn）量的60%；其餘（yú）為垃圾填埋場（產量約占總產量的30%）以及工業汙水（shuǐ）處理廠和混合消化廠產生的沼氣（產量約占總產量的10%）。有機廢物轉化成沼氣（qì）時產生的消化殘餘物，還可作為生物肥料（liào）。 近年來（lái），瑞典成功地將（jiāng）沼氣用作汽（qì）車、火車燃料，技術（shù）已經成熟（shú），也形成了良好的運行模式。本（běn）文重點介紹Linkoping沼氣廠（chǎng）及其車（chē）用沼氣供氣站。 瑞典Linkoping沼氣廠建（jiàn）於1992年，項目總投資900萬歐元，政府一次性（xìng）投資補貼1 00萬歐元。該廠不僅處置了牲畜（chù）糞便和大量有機廢物，而且還通（tōng）過混合消化產（chǎn）生了沼氣和生物肥料。自2001年開始，提純後的沼氣可以注入當地的天然氣配氣管，以及專門的汽車供氣站（zhàn）。 目前，Linkoping沼氣廠每年處理各種（zhǒng）有機廢物約5,5萬t，產生的沼氣量約為20—30GWh(75%CH。)，相當於當地天然氣（qì）消耗量的25%，每年可減少CO．排放（fàng）3700t。該廠（chǎng）每年收集並處理牲畜糞肥2.8萬t，其他（tā）有機廢物如廚餘垃圾、農產（chǎn）品加工廢棄物等2萬t（主要（yào）來自1 5家食（shí）品類工廠，其中包括屠（tú）宰場、海產品生產加工廠等）。原料通過進料池( 800m3)、熱交換係統、消毒（dú）係統（巴氏殺菌，1h，70），進（jìn）入傳統攪拌消化池(2250m3，停留時間20~25d，70，含固（gù）率（lǜ）6%)。沼氣廠見和沼（zhǎo）氣生產工藝流程如（rú）圖4、圖5所示。 Linkoping沼氣廠生產的沼氣通過地下（xià）管線（xiàn）直接提供給2km外的供熱站，並能供作汽（qì）車（chē）燃料。該廠同（tóng）時還在經營車用沼氣供氣站，滿足（zú）當地近400輛公共汽車的燃料（liào）需要。 供熱和車用沼（zhǎo）氣出廠前需要進行（háng）提純處理。該廠的沼氣提純能（néng）力為250m3／h，提純過程分為三（sān）個階段（duàn）： (1)提純淨化：通過Sulfatrate工藝去除s利用S elex ol去除CO2；(2)幹燥；(3)壓縮（添加（jiā）5%~10%的丙烷，調整沃伯（bó）指數（shù），使之等同於天然氣）。 3.2沼氣發電技術歐（ōu）洲沼氣發電技術以德國為典型代表。目前，德國國內沼氣發電工程的數量已（yǐ）由1992年的139家發展到2003年底（dǐ）超過2000家，發電裝機總（zǒng）量（liàng）由1999年的（de）50MW猛增到2002年的250MW。德國沼氣工程（chéng）技術的要點主要包括（kuò）： (1)發酵（jiào）原料發酵原料以畜禽糞便、玉米青貯秸稈，青（qīng）貯飼草為主，另外還有餐飲旅館的廚餘垃圾、農（nóng）副產品加工的廢棄（qì）物，以及多餘的糧食（如小麥、玉米）等（děng）。對有機垃圾有著嚴（yán）格的控製，必須在70的高溫下經過1小（xiǎo）時的處理才可以（yǐ）進入沼氣池發酵，由此產生的（de）沼渣才能（néng）作為有機肥料施用到田地去。 (2)發酵工藝較大型的沼氣發（fā）酵裝置以地上USR工藝為主，中型牧場以地下（xià）池的完全混（hún）合式為主，發酵形狀多數為圓柱體式，生（shēng）活有機垃圾和秸稈青（qīng）貯（zhù）料的幹發酵為地上和半地下箱式發酵裝置，均采用批量式發酵工藝。發酵滯留期一般為28~45天，少數發酵（jiào）達到56天。由於發酵池都采用發電餘（yú）熱進行加溫，發（fā）酵池內部溫度一般都控製在40一45之間。 (3)進料及攪拌沼氣發酵（jiào）原料根據形態的不同采取兩種進料方式：一（yī）種是利用泥漿泵將液態原料輸送到發酵池，一種是（shì）將固（gù）體原料，多數為切碎後（hòu）青貯的玉米秸稈或牧草通過螺旋式（shì）送料器輸送到發酵池內。為（wéi）了出料方便，進出（chū）料管道直徑都大於200毫米。為提（tí）高沼氣的氣量，除幹發酵（jiào）裝置以外，多數沼氣發（fā）酵池內（nèi）部一般都設（shè）有攪拌裝置。 (4)沼氣貯存與淨化由於產生的沼氣很快就（jiù）轉（zhuǎn）化為電力，沼氣工程一般都采用橡塑氣袋，有的為（wéi）單獨設置，有的直接設計在（zài）發酵罐的上部。這一點與我國的沼氣裝置不同，主要是因為對於發電機組來說不需要（yào）單獨設立有一定壓（yā）力的儲氣裝置。沼氣（qì）淨化係統廣泛應（yīng）用氧化定位法，少數工程采用活性（xìng）碳和生物菌去除（chú）沼氣中硫化氫工（gōng）藝（yì）（本文考察的Altenow大型（xíng）沼（zhǎo）氣工程發電廠采用FeC12脫硫，見圖8），有一部分未經淨化直接發電。大多數工程都未采取（qǔ）除水工藝。 (5)沼（zhǎo）氣發電係統大型（xíng）的沼氣發（fā）電機（jī）組均采（cǎi）用（yòng）純沼氣的內燃發動機，中小型的工程多數（shù）采用雙（shuāng）燃料（柴油+沼氣）的柴油發動機，少數采（cǎi）用純氣體內燃（rán）機發電（diàn）機機型（xíng）。一般沼氣（qì）發電工程（chéng）的發電裝置都能滿足當地上網要求，少數工程使（shǐ）用監控設（shè）備，檢測發電氣體含量、溫度（dù）、產量以及pH值（zhí），有的示範工程已采用（yòng）了（le）遠程（chéng）自動監控係統。發電產生的餘熱一部分用來加溫發酵池，剩餘部分用於區域供熱，實現熱電聯產。 (6)厭氧發酵的後（hòu）處理由於（yú）利用生物質生產的電（diàn）力可（kě）優先上（shàng）網並享受優惠價格，德國的沼氣工程生產的沼氣全部用作發電上網。發酵後的沼液經儲液池貯存後，直接由拖拉機罐車運到田間進行噴灑。少數畜牧場沼氣（qì）工程和大型沼氣工程采用固液分離，將沼渣與沼液分離，脫水後的沼渣經簡單堆放後可直接用作有機肥料，清液可再循環進入發酵池。 (7)沼氣工程的運行管理模式 德國農場主很多，農場養殖奶（nǎi）牛和豬占大多數，家禽和（hé）其它特種養殖的較少，一般沼氣工程都是為發電而建，大多數沼氣發電工程都由農場主（zhǔ）自己進行管理。較大的沼氣工程獨立運營管理。 (8)沼氣工程的建設德國農場主建（jiàn）設沼（zhǎo）氣（qì）池，其工程設計（jì）報告需要（yào）得（dé）到有關行政主管部門，如環保（bǎo）、農（nóng）業、消防（fáng）等（děng）部門的審查批準，一般這些工作都是由專門的技術服務公司或（huò）服務組（zǔ）織來完成。有的技術及設（shè）備公司采用的是“交鑰匙工程”的方式為（wéi）農場主建設沼氣發電工程。大電網的廣泛區域分布由電力公司負責完成，農場主建設（shè）沼氣工程隻負責連接到電網部分（fèn）的投資。 4、結論與建議 4.1結論瑞典、德（dé）國等歐洲國家為了減少（shǎo）能源的對外依賴、提高能源供應安全，生物質能開發利用非常重視。瑞典、德國（guó）以及意大利等國（guó）均有明確的生物質能發展目標、政策（cè）和保障措施。對生物（wù）質能是重要的可再生能源，既可以轉（zhuǎn）化為液體燃料或沼氣等氣體燃（rán）料代替汽油和柴油（yóu），也可（kě）以通過鍋爐直接燃燒發電和（hé）供（gòng）熱，特別（bié）是生物質能資源分布廣泛，品種多樣，因此（cǐ），瑞典、德國和意大利等國家都把（bǎ）生物質能作為（wéi）優先發展的可再生能源予以高度重視。各國扶持政策到位，生物質能（néng）利用技術先進，經驗成熟，生物質（zhì）能開發利用已成為重要的新型產業，對保障能源安全、增加就業機會、促進（jìn）農業發展，以及確保能源與環境的協調發展等發揮（huī）著重（chóng）要的作用。 4.2建議中國生物質能開發（fā）利用工作尚處於產業化發展初（chū）期，需要借鑒歐洲各國的成功經驗和先進（jìn）技術，縮（suō）短關鍵技術研發周期，加快產業化進程，著重要做好（hǎo）以下（xià）幾點： (1)製定優惠政策措施，引導生物質能產（chǎn）業（yè）形成 瑞典、德國生物質能迅速發展的（de）一個重要原因，是國家製定了使生物質發電或燃料化應用有利可圖的價格，並以法律法規形式頒布，長期保持不變。中國要開（kāi）發利用生物質能，首先有關部門（mén）應（yīng）協調配合，製定明確的促進（jìn）生物質能開發與利用的政策和（hé）措施，並保障已（yǐ）有法律和政策措（cuò）施能夠有效實施。目前應重點在設備製造和生物質能利用市場開拓方麵予以大力扶持。 (2)加大（dà）技術研發（fā）和試點示範力度，培育生物質能新型產業 國外生物質固體顆粒燃料技術、生物（wù）質直接燃燒發（fā）電（diàn）技術、沼氣供熱和發（fā）電技術都是成熟的。目（mù）前，國內生物質固體（tǐ）顆粒成型技術尚處於起步階段，固體成型技術和（hé）燃燒生物（wù）質顆粒的爐具技術（shù）良莠不齊，還麵臨市場（chǎng）需求問題。因此（cǐ），建議（yì）加大研發力度（dù），盡快實施試（shì）點示範，解決技術瓶頸問題，探（tàn）索產業化經驗。 (3)培養專業人才和產業服務體係，保障生物質能（néng）產業可持（chí）續發展 從國內外能源發展的經驗來看，任何能源產業的發展必（bì）須有人才（cái）作為基礎（chǔ）。目前，發達國家都建立了比較完善的可再生能源技術研究開發機構，形成了比（bǐ）較完善的產業服務體係。如美國的可再生（shēng）能源（yuán）實驗室，歐盟的聯合研究中心，都是（shì）政府專門負責可再生能（néng）源研究和開發的（de）機（jī）構。目前（qián），我國在生物質能（néng）方（fāng）麵專門的研究機構較少，也缺乏生（shēng）物質能專業人才（cái），設計、谘詢等產業服務體係極不健全。因此，建議重視（shì）我國（guó）生物質能領域的人才培養（yǎng）和產業體係建（jiàn）設，為（wéi）我國生物質能產業可持續發展（zhǎn）提供保障。