生物質(zhì)能源的特性，優(yōu)缺點(diǎn)以及后續的產(chǎn)業(yè)展

生物質(zhì)作為一種燃料，其組成和特性的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)可以歸結為以下幾點(diǎn)：

　　1、主要優(yōu)點(diǎn)：

　?。?）生物質(zhì)和生物質(zhì)灰中結構性有機成分，揮發(fā)性物質(zhì)，提取物，水溶性營(yíng)養元素多，堿土元素含量高，生物質(zhì)反應活性高，生物質(zhì)灰的PH值高。

　?。?）生物質(zhì)和生物質(zhì)灰中C、固定碳、灰分、N、S、Si和生物質(zhì)的初始點(diǎn)火溫度和燃燒溫度以及其他多種微量元素（包括一些有害元素）的含量值都比較低。

　　2、主要缺點(diǎn)：

　?。?）生物質(zhì)中水分和氧含量較高，生物質(zhì)和生物質(zhì)灰中水溶性物質(zhì)，堿和鹵族元素，以及其它有害微量元素的含量較高。

　?。?）生物質(zhì)能量密度（堆積密度和熱值），pH值和粉塵熔化溫度較高，另外生物質(zhì)灰的堆積密度較高。

　?。?）生物質(zhì)和生物質(zhì)灰組成和性能的可變性比較高

　?。?）為生物燃料和化學(xué)品的生產(chǎn)提供了可無(wú)限次利用的生物質(zhì)資源

　　3、把自然生態(tài)系統中的生物質(zhì)資源轉化成能源會(huì )導致非常嚴重的環(huán)境問(wèn)題。要避免消耗自然資源來(lái)生產(chǎn)生物燃料。用于這一目的的潛在可用資源有：

　?。?）非食用農業(yè)，森林，飼料和食物殘渣；

　?。?）半生物質(zhì)資源（污染物和工業(yè)廢渣）；

　?。?）短輪伐期能源作物，如專(zhuān)門(mén)培育的森林，草地和藻類(lèi)種植園，并且只針對種植在低產(chǎn)，退化或污染的非耕地，廢水或受污染的池塘的此類(lèi)能源作物；

　?。?）動(dòng)物和人類(lèi)的廢物。生物燃料和生化生產(chǎn)的潛在生物質(zhì)資源應始終嚴格遵守規定的環(huán)境標準，初步分為可持續和不可持續的管理資源。

　　4、結果發(fā)現，生物質(zhì)的生物燃料和生物化學(xué)應用的缺點(diǎn)大于優(yōu)勢；但是，它產(chǎn)生的環(huán)境，經(jīng)濟和社會(huì )效益可以彌補由生物質(zhì)組成和性質(zhì)導致的技術(shù)性缺陷和其他缺點(diǎn)。

　　由此我們可以發(fā)現：

　?。?）生物質(zhì)顆粒燃料所需的點(diǎn)火時(shí)間與燃料的揮發(fā)份、含水率密切相關(guān)，揮發(fā)分越高，含水率越低，點(diǎn)火時(shí)間越短。

　?。?）生物質(zhì)顆粒燃料在燃燒器中正常燃燒時(shí)的 SO2、NOx等污染物排放濃度遠低于國家標準，但存在著(zhù)部分生物質(zhì)顆粒燃料灰分含量過(guò)大、結渣嚴重等問(wèn)題，從而導致燃燒器難以連續運行。

　?。?）燃料的灰熔融特性對其結渣率有較大影響，對大多數燃料來(lái)說(shuō)，軟化溫度越高，結渣率越低，當軟化溫度達到一定數值時(shí)，燃料不會(huì )發(fā)生結渣，如落葉松。

　?。?）影響生物質(zhì)顆粒燃料結渣趨勢的元素主要有 Si、堿金屬和堿土金屬。其中，Si元素含量越高，堿金屬含量越高，越易于結渣；堿土金屬含量越大，越抗結渣。添加適當的添加劑，可有效改善燃料的結渣性能。建議在生產(chǎn)生物質(zhì)顆粒燃料時(shí)添加適當的添加劑，以降低燃料的結渣率，改善運行工況；同時(shí)，建議對國外引進(jìn)的燃燒器進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，及時(shí)排出灰渣，保證其正常連續運行，以適應中國的國情。

　?。?）表格數據表明，生物質(zhì)的著(zhù)火溫度比煤低，生物質(zhì)在燃燒過(guò)程中有兩個(gè)明顯的失重階段，而煤只有一個(gè)明顯的失重階段。物質(zhì)燃料在純燒時(shí)，燃盡率較相同條件下的煤粉為低，這是由于生物質(zhì)成型燃料由表面著(zhù)火后，逐步向內部燃燒，隨著(zhù)揮發(fā)分的析出和氧分內部擴散阻力的增大，剩余焦炭并沒(méi)有完全燃盡；而煤粉粒徑較小，在同樣的燃燒條件下卻達到了相對較高的燃盡率。

　　隨著(zhù)炭化溫度升高，生物質(zhì)炭產(chǎn)率下降、揮發(fā)分產(chǎn)率下降、固定碳產(chǎn)率升高、燃燒特性下降，而發(fā)熱量先增后減。生物質(zhì)粒度對燃燒狀況也有影響，生物質(zhì)粒度越小，燃料與氧氣的接觸面積就較大，燃燒越充分。

　　通過(guò)摻燒可以使生物質(zhì)與煤的混合物著(zhù)火溫度降低，著(zhù)火時(shí)間縮短，延長(cháng)了整個(gè)燃燒的溫度區間，使煤能更好地燃盡，使燃料的燃燒特性得到了優(yōu)化。隨著(zhù)生物質(zhì)摻混比例的提高，摻混樣品著(zhù)火點(diǎn)溫度降低得更加明顯；生物質(zhì)的加入很好的改善了煤的燃燒特性，且當煤和生物質(zhì)按熱量比為 80%：20%時(shí)燃盡率較大，此混合比為較好燃料混合比，延長(cháng)燃燒時(shí)間，混合物的燃盡情況也有所改善。

后續展望

　　中國生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展空間廣闊，技術(shù)將不斷完善，它將改變中國現有的能源消費結構，凈化環(huán)境，并推動(dòng)農村經(jīng)濟發(fā)展。大力發(fā)展生物質(zhì)能源，對于緩解中國能源供給緊張狀況，保障國家能源安全、減少污染和優(yōu)化環(huán)境，促進(jìn)農村和農業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，這對于能源的有效利用和可持續發(fā)展都具有重要意義。

　　目前中國的生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)還處于起步探索階段，近20年來(lái),我國在生物質(zhì)能燃燒利用方面取得了長(cháng)足的進(jìn)步，但與發(fā)達國家相比,無(wú)論技術(shù)層面還是應用層面仍有很大差距。展望未來(lái)，發(fā)展空間十分廣闊，針對中國生物質(zhì)能源發(fā)展方向，為進(jìn)一步促進(jìn)我國生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,建議政府的有關(guān)部門(mén)制定優(yōu)惠政策,研究經(jīng)濟高效的燃燒技術(shù),促進(jìn)建立生物質(zhì)燃料收集、預處理和配送體系,鼓勵建設和使用生物質(zhì)發(fā)電系統,即與煤混合燃燒發(fā)電系統,這將對我國社會(huì )經(jīng)濟和環(huán)境持續協(xié)調發(fā)展起到重大深遠的影響。我們相信由于生物質(zhì)的可再生性、環(huán)境友好性及對全球氣候異常的抑制作用,大力發(fā)展生物質(zhì)能利用及燃燒發(fā)電技術(shù)前景良好且意義重大。