日前,国家电投与国家电网联手打造的“国家电投集团生物质能源有限公司”正式注册,注册资本80亿元,国家电投持股70%,意在打造“生物质+”综合能源生态,同时也将生物质再次推向大众视野。
我国生物质资源丰富,能源化开发潜力长期被低估。中国工程院院士杜祥琬指出:生物质资源年生产量可达到35亿吨,其能源开发潜力达4.6亿吨标准煤。然而,当前实际转化为能源的不足0.6亿吨标准煤。
生物质是目前唯一能够直接转化为固体、液体和气体燃料的可再生碳源,不仅可在电力系统中替代化石能源,还能在工业、建筑、交通等终端应用领域提供清洁燃料和化工原料,实现能源生产与废弃物处理的深度耦合,显著提升资源环境效益。
目前来看,生物质能高值化利用主流发展方向主要有以下几种:
生物质热电联产
生物质热电联产是指通过燃烧农林废弃物等实现发电与供热协同的清洁能源技术,与单一发电相比,系统效率可达60%-80%。该技术通过采用直接燃烧技术的炉排锅炉、流化床锅炉或采用气化技术的固定床、流化床气化器实现能源转化。目前典型案例有江苏联美生物能源为40余家药企集中供热,年发电收入超1.57亿元;磐石宏日项目年减排CO₂28.6万吨,创造700个就业岗位。

生物质掺烧发电
生物质掺烧是经粉碎、除杂、干燥、成型等处理的生物质燃料,与煤按照一定比例混合燃烧,或通过气化、蒸汽等形式与燃煤机组热力系统耦合运行。该方式在不大幅改造原有燃煤机组的前提下,可利用现有锅炉、汽轮机及发电系统实现燃料多元化,从而降低煤耗,并减少二氧化碳及其他污染物的排放,是煤电低碳化改造的重要技术路径。当前,生物质掺烧主要采用三种技术路线:直接耦合掺烧,无需新增复杂设备、改造成本低、操作简单;造粒耦合掺烧,造粒后燃料体积小,运输成本低,密度提升后热值均匀,燃烧更均匀,流化床掺烧比例可提高到50%以上;生物质气化耦合,气化过程可提前脱除硫、氮等杂质,燃气燃烧污染物排放远低于直接燃烧,且燃气热值稳定,易精准调控。

众安环保掺烧发电工艺流程
生物质天然气
生物质天然气以农作物秸秆、畜禽粪污、餐厨垃圾等城乡有机废弃物为原料,通过厌氧发酵和净化提纯制成的可再生天然气,主要成分是甲烷,属于清洁能源类别。
厌氧发酵的两个关键环节就是生物质预处理与净化提纯,生产后的生物质天然气可直接用于居民燃气、工业燃料或车用压缩天然气,也可提纯后注入天然气管网。湖南生物天然气项目投产后每年可处理秸秆5万吨,年产生物天然气800 万立方米,相当于替代标准煤近6000吨。

众安环保湖南天然气项目现场
液体生物燃料
液体生物燃料制备是指利用农作物秸秆、废弃油脂等可再生生物质资源,通过生化、热化学或油脂转化等路径,将其转化为可完全或部分替代汽油、柴油和航空煤油的液体燃料。以生物质制甲醇为例:针对高水分生物质原料,先干燥至10%-20% 水分含量,经专业筛分除杂后,通过 “粗碎 + 细碎” 设备破碎至 5-10mm 以提升气化效率。原料进入气化炉后,在欠氧高温条件下发生多步反应生成粗合成气,经净化处理并调整氢碳比后,通过催化转化得到甲醇粗品,最终经分离提纯产出高纯度精甲醇。
众安环保甲醇制作预处理工艺
当前,我国生物质能产业正处在从政策驱动向市场化转型的关键节点。在此进程中,生物质预处理技术(涵盖破碎、分选、成型全链条)的创新突破与设备迭代升级,为产业高质量发展筑牢了核心支撑,发挥了不可替代的基础保障作用。尽管目前仍面临成本控制压力、核心技术攻坚等现实挑战,但随着经济社会绿色低碳转型的深入推进、新型能源体系建设的加速落地以及关键能源技术的持续突破,生物质预处理领域正迎来政策利好、市场扩容、技术赋能的多重发展机遇,未来成长空间广阔。


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