本書從生物質產生的特性出發(fā),將生物質分為以人類主動種植生產的能源作物為代表的主動型生物質,以及以人類社會生產生活過程中產生的有機廢物為代表的被動型生物質兩大類,并依據其特點提出了相對應的能源利用方式,包括生物質直燃發(fā)電、生物質氣化發(fā)電耦合資源化利用、生物質厭氧發(fā)酵產電耦合資源化利用、生物質耦合燃煤發(fā)電、生物質制氫及氫能發(fā)電等技術。全書從每項生物質能利用技術的概況、理論、工藝、技術和典型案例等方面詳細闡述了如何實現生物質能的利用,以及未來的發(fā)展趨勢。同時提出了我國生物質發(fā)電技術的發(fā)展目標及路線圖,總結了現階段我國生物質能利用存在的問題,并提出了優(yōu)先發(fā)展被動型生物質等發(fā)展建議。
本書可作為能源系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、能源技術、能源政策以及能源金融等行業(yè)相關研究人員的參考用書。
(1)本書將生物質分為主動型生物質和被動型生物質兩類,提出優(yōu)先發(fā)展被動型生物質,主動型生物質作為戰(zhàn)略儲備的規(guī)劃。
(2)涵蓋了被動型生物質直燃發(fā)電技術、生物質氣化發(fā)電耦合資源化利用、生物質厭氧發(fā)酵發(fā)電耦合資源化利用、生物質耦合燃煤發(fā)電、生物質制氫及氫能發(fā)電等相關生物質發(fā)電技術的現狀與趨勢。
(3)內容源自中國工程院重大咨詢項目研究成果,凝聚生物質能源化領域眾多專家學者共識。
前言
生物質是指通過光合作用形成的各種有機體,而生物質能則是太陽能以化學能形式貯存在生物質中的能量形式,即以生物質為載體的能量,是一種潔凈且可再生的能源,也是可替代化石能源轉化成氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)燃料以及其他化工原料或者產品的可再生資源。根據是否是可主動控制、可規(guī)劃、可定量的正常資源,還是難以主動控制、難以規(guī)劃、難以定量的有機廢物,將生物質分為主動型生物質和被動型生物質兩類。于此,生物質能也可分為主動型生物質能和被動型生物質能兩類。
被動型生物質,產生于人類生產生活過程中排出的有機廢物,主要包括農林廢物、生活垃圾、畜禽糞便等。隨著經濟和社會的發(fā)展,被動型生物質的產生量巨大。據統(tǒng)計,我國每年產生的生活垃圾約4億t、畜禽糞便約45億t、農林廢物約16億t,這些生物質量大面廣,若不加以有效處置,將成為巨大的污染源。而若將其中的有機廢物進行“逆向生產”,通過一系列關鍵技術創(chuàng)新和集成,則可產生超過10億t標準煤、約7000萬t的有機肥、約1900億m3的沼氣等多種產品。由此可見,被動型生物質是巨大的能源庫和資源庫,是有待進一步挖掘的寶庫。目前,生物質綜合利用技術研究集中于好氧堆肥、飼料化、共炭化、熱解制生物柴油、發(fā)電等方面。而其中生物質發(fā)電技術是目前國際上發(fā)展規(guī)模也是為成熟的生物質能源化利用技術。因此,本書主要聚焦于生物質發(fā)電技術。
近年來,世界各國都致力于發(fā)展生物質發(fā)電技術,通過技術創(chuàng)新、裝備開發(fā)等,以實現生物質資源的高效、高值化利用,并紛紛將此類技術應用于實際的生產和生活中。其中,生物質直燃發(fā)電、耦合發(fā)電、氣化發(fā)電等發(fā)電方式已經實現了示范及產業(yè)化的大規(guī)模運用。世界許多國家為持續(xù)鼓勵生物質發(fā)電,頒布了各項補貼政策,生物質發(fā)電總體向好,市場規(guī)模巨大,生物質發(fā)電廠建設將保持持續(xù)快速增長。本書系統(tǒng)性地闡述了國內外生物質發(fā)電現有技術狀況及相關研究進展,重點描述了生物質直燃發(fā)電、生物質氣化發(fā)電耦合資源化利用、生物質厭氧發(fā)酵產電耦合資源化利用、生物質耦合燃煤發(fā)電、生物質制氫及氫能發(fā)電等相關生物質發(fā)電技術的國內外發(fā)展概況及其發(fā)電原理、特點、流程等理論,以及發(fā)電技術要點和典型工程等,以加強生物質發(fā)電技術方面的基礎研究,加大關鍵技術的攻關。此外,本書還進一步對我國生物質發(fā)電技術的發(fā)展目標及其線路圖進行了預測規(guī)劃,探究了我國生物質利用的現狀及問題,為生物質能技術的發(fā)展提出了相應的保障措施和建議。
總之,通過生物質的應用,尤其是被動型生物質的廣泛應用,結合高效的生物質發(fā)電技術研發(fā),創(chuàng)新性地開發(fā)高效、低耗的生物質發(fā)電系統(tǒng)技術和裝備,可以實現生物質的高效轉化及應用,支撐雙碳目標實現,助力美麗鄉(xiāng)村建設。
由于編者水平有限,書中難免存在不妥之處,敬請廣大讀者批評指正。
前言
第1章生物質簡介
11生物質分類
111主動型生物質
112被動型生物質
113優(yōu)先發(fā)展被動型生物質
12生物質綜合利用技術
121生物質好氧堆肥技術
122生物質飼料化技術
123生物質共炭化技術
124生物質熱解制生物柴油技術
125生物質制乙醇技術
126生物質環(huán)保材料技術
127生物質發(fā)電技術
第2章生物質發(fā)電技術發(fā)展現狀與趨勢
21國外生物質發(fā)電技術發(fā)展現狀與趨勢
22國內生物質發(fā)電技術發(fā)展現狀與趨勢
第3章生物質直燃發(fā)電
31生物質直燃發(fā)電概述
311生物質直燃技術國內發(fā)展概況
312生物質直燃技術國外發(fā)展概況
32生物質直燃發(fā)電相關理論
321生物質直燃發(fā)電定義
322生物質直燃發(fā)電原理
323生物質直燃發(fā)電特點
33生物質直燃發(fā)電技術
331生物質燃料收儲運系統(tǒng)
332生物質直燃發(fā)電鍋爐系統(tǒng)
34生物質直燃發(fā)電技術發(fā)展趨勢與展望
341我國發(fā)展生物質直燃發(fā)電的必然性
342我國生物質直燃發(fā)電技術面臨的問題
343應對措施
35典型工程
第4章生物質氣化發(fā)電耦合資源化利用
41生物質氣化發(fā)電概述
411生物質氣化發(fā)電國內發(fā)展概況
412生物質氣化發(fā)電國外發(fā)展概況
42生物質氣化發(fā)電相關理論
421生物質氣化發(fā)電定義
422生物質氣化發(fā)電工作原理
423生物質氣化發(fā)電特點
43生物質氣化發(fā)電工藝
431生物質氣化發(fā)電原料
432生物質氣化過程
433生物質氣化分類
434生物質氣化發(fā)電分類
435生物質氣化發(fā)電評價方法
44生物質氣化發(fā)電技術
441生物質氣化反應器
442生物質氣化發(fā)電燃氣凈化
443生物質氣化發(fā)電系統(tǒng)
444信息技術在生物質氣化發(fā)電系統(tǒng)中的應用
445計算機模擬在生物質氣化發(fā)電發(fā)展中的作用
45生物質氣化多聯產技術
451生物質氣化熱電聯用技術
452生物質氣化發(fā)電多聯產技術
453生物質氣化灰渣的資源化利用
46典型工程
第5章生物質厭氧發(fā)酵產電耦合資源化利用
51生物質厭氧發(fā)酵技術
511厭氧發(fā)酵技術概述
512生物質厭氧發(fā)酵預處理技術
513生物質厭氧發(fā)酵原理
514生物質厭氧發(fā)酵影響因素
515生物質厭氧發(fā)酵工藝類型分類
516厭氧發(fā)酵中微生物群落結構
517生物質厭氧發(fā)酵反應器
52生物質厭氧發(fā)酵沼氣凈化與提純
521沼氣凈化與提純概述
522沼氣脫水技術簡介
523沼氣脫硫技術簡介
524沼氣脫碳技術簡介
525沼氣脫氧技術簡介
53沼氣發(fā)電技術
531沼氣資源化利用概述
532沼氣發(fā)電技術研究進展
533沼氣發(fā)電相關理論
534沼氣發(fā)電設備簡介
535沼氣發(fā)電技術的開發(fā)方向
54典型工程
541典型沼氣工程
542典型沼氣凈化工程
543典型沼氣發(fā)電工程
第6章生物質耦合燃煤發(fā)電
61生物質耦合燃煤發(fā)電概述
611生物質耦合燃煤發(fā)電國內發(fā)展概況
612生物質耦合燃煤發(fā)電國外發(fā)展概況
62生物質耦合燃煤發(fā)電原理
63生物質耦合燃煤發(fā)電技術
631生物質耦合燃煤發(fā)電工藝流程
632生物質耦合燃煤發(fā)電工藝特點
633生物質耦合燃煤發(fā)電裝備
64典型工程
第7章生物質制氫及氫能發(fā)電
71生物質制氫
711生物質制氫概述
712生物質制氫分類及原理
713生物質制氫工藝
714生物質制氫的發(fā)展?jié)摿?br>72氫能發(fā)電技術
721氫能發(fā)電分類及相關原理
722氫能發(fā)電技術應用
73氫能發(fā)電的發(fā)展?jié)摿?br>第8章我國生物質發(fā)電技術發(fā)展目標及其路線圖
81總體目標
82具體目標
83技術路線圖
第9章結論與建議
91我國生物質發(fā)電現狀及問題
92政策保障及建議
參考文獻