0、引言 能源問題已經成為中國乃至世界經濟生活中關注率最高的問題（tí），尤其石油屬於不可再生（shēng）的戰略資源（yuán），是現代經濟社會賴以正常（cháng）運轉的血液。隨（suí）著全球礦物能源的快速消耗，能（néng）源危機成為各國必須麵對的戰略（luè）挑戰。瑞典（diǎn）、德國、意大利等歐洲國家在生物質能開發利用政策措施、關鍵技術研究開發和市場運行模式（shì）等方麵已經走在世界前（qián）列，並取得（dé）了較大成果和（hé）成功經驗。在全麵考察上（shàng）述三國生物質能開發（fā）利用現狀的基礎上（shàng），本（běn）文重點（diǎn）介紹（shào）了瑞典、德國在生物質直燃發電、固體成（chéng）型顆粒燃料、沼氣技術等方麵的利用（yòng）現狀與成功經（jīng）驗，麻豆影视传媒文化新能源生（shēng）產銷售的秸稈顆粒機、木屑顆粒機（jī）專業壓製生物質成型顆粒（lì）燃料。 1、生物質直燃發電（diàn）技術 生物質直燃發電技術是（shì）在（zài）傳統的內燃機發電技術上進行設備改（gǎi）型而實現（xiàn）的（de）、通過（guò）直接燃燒生物質原料作為替代燃料進行發電的一種新技術。在瑞典，生物質直（zhí）燃發電技術已（yǐ）經基本成熟並（bìng）得到規模化商業應用。其技術路線為“鍋（guō）爐（lú）+汽輪機／斯特林發動機（jī）（通常為熱電聯產，即CHP）”，其中（zhōng），汽輪機發電技（jì）術為常規技術，一般應用於（yú）中型以上（shàng）發電係（xì）統，斯特林發動機發電技術處（chù）於技術（shù）開發和產業（yè）化示範階段，是目前生物質利用方麵的重點研發技術（shù）。利用（yòng）斯特（tè）林發動（dòng）機的熱電聯（lián）產技術已經滿足瑞典全國近一半的熱力需求。近年來，生物質與礦物燃料（主要是煤）的（de）混合燃燒發電得到許多研究和（hé）示範應用，研（yán）究結果指出，混燃可提高生物質發電的效率（lǜ），且當生物質的比重不高於20%時一般不需對現有設（shè）備作（zuò）改動，是生物質燃燒發電的發展方向。 本文以瑞典Enkoping的一家熱電聯（lián）產廠（chǎng）ENAENERGI為例進行說明，該廠發（fā）電裝機容量24MW和50MW供（gòng）熱能力（見圖1），能夠為城市居民區域供熱，燃料（liào）來源（yuán）於伐木副產品、木材（cái）廠鋸末和造紙（zhǐ）廠廢棄物（wù）等生物質原料。 ENA ENERGI每年需要約350 GWh的生物（wù）質燃（rán）料。其（qí）突出特點是（shì）所用燃料的10%為能源（yuán）作物，全部由工廠自己（jǐ）種（zhǒng）植，利（lì）用汙水（shuǐ）處理廠的廢（fèi）水進行灌溉。專門的能（néng）源（yuán）作物如柳之稷可以吸收氮，該工廠種植的（de）能（néng）源作物每年能減少2 0噸的氮排放。 2、生物質固（gù）體成型燃料技術 所謂生物質固體成型（xíng）燃料技術就是在（zài）一定溫度與壓力作用下，將各類原來分散的、沒有（yǒu）一定形狀（zhuàng）的秸稈、樹枝（zhī）等生物（wù）質，經幹燥和粉碎後，壓製成具有一定形狀的、密度較（jiào）大的各種成型燃料的新技術。其產品為棒狀、塊狀和顆粒狀等各種成型燃料（liào）（見圖3），密度（dù）可達0.8～1.4克／立（lì）方厘米，熱值為16720千焦／千（qiān）克（kè）左（zuǒ）右。性能優於木材，相當於中質煙煤，可直（zhí）接燃燒，燃燒特性明顯改善。同時具有（yǒu）黑煙少、火力旺、燃燒充分、不飛灰、幹淨衛（wèi）生等（děng）優（yōu）點，NOX、SOX極微（wēi）量排放，而且便於運輸和（hé）貯存，成為（wéi）商品。 瑞典的森林麵積廣闊，是世（shì）界聞名的“森林之國”，森林覆蓋率高達60%，高速（sù）公路的很多路段都從（cóng）森林中間穿過。目前，瑞典利用林業廢棄物如（rú）樹皮、樹（shù）枝、木屑以及能源作物等生產固（gù）體成型燃（rán）料已經發展得（dé）相當成熟，形成了從（cóng）原（yuán）料種植（zhí）、收集、到顆粒（或切片）生產再到配套應用和服務體係一（yī）個完整的產業鏈條。瑞典全國總能源消耗的30%為可再生能源，木質燃料（liào）占其中的46.7%，同（tóng）創新能源生（shēng）產銷售的秸稈顆（kē）粒機、木屑顆粒機專業壓製（zhì）生物質成型燃料，生物質（zhì）成型（xíng）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域（yù）包括： (1)開發生物質（zhì）顆粒燃料原材料基（jī）地； (2)開發經濟性好、資源效率高的（de）顆粒燃料生產（包括儲存）工藝； (3)開發分級的顆粒燃料以適應不同燃燒技術（shù）需求的用（yòng）戶。 其總體目標是：每年至少減少生產成本4%或（huò）2000萬克朗。 3、沼氣技術（shù） 3.1車用沼氣技術在瑞典，利用（yòng）畜禽糞便等廢棄物生產（chǎn）沼（zhǎo）氣也非常成（chéng）功。沼氣的（de）年總產量約為1400GWh (1.4×109kWh)，主（zhǔ）要產自於200多（duō）家市（shì）政汙水處理廠的汙泥消化池，其產量約占沼氣總產量的60%；其餘為垃圾填（tián）埋場（產量約占總產量的（de）30%）以及工業汙水處理（lǐ）廠和（hé）混合消化廠產生的沼氣（qì）（產量（liàng）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。 近年來，瑞典成功地將沼氣用作汽（qì）車、火車燃料，技術已經成熟，也形成了（le）良好的運行模式。本文重點介紹Linkoping沼氣廠及其車用沼氣供氣站。 瑞典Linkoping沼氣廠（chǎng）建於1992年，項（xiàng）目總投資（zī）900萬歐元，政府一次性投資補貼1 00萬歐元。該廠不僅處（chù）置了牲畜糞便和大量有機（jī）廢物，而且（qiě）還通過混合消化產生了沼（zhǎo）氣（qì）和生物肥料（liào）。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。 目前，Linkoping沼氣廠每年處（chù）理各種有機廢物（wù）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（kě）減（jiǎn）少CO．排放3700t。該廠每（měi）年收集並（bìng）處理牲畜糞肥（féi）2.8萬（wàn）t，其他有機廢物如（rú）廚餘垃圾（jī）、農產品加工（gōng）廢棄物等2萬t（主要來自1 5家食品類工廠，其中包括屠宰場、海產品生產加工廠等）。原（yuán）料通過進料池( 800m3)、熱交換係統、消毒（dú）係統（巴氏殺菌，1h，70），進入傳統攪拌消化池(2250m3，停留時間20~25d，70，含固率6%)。沼（zhǎo）氣廠見和（hé）沼氣生產工藝流（liú）程如圖4、圖5所示。 Linkoping沼氣廠（chǎng）生產的沼氣通過地下管線直接提供給2km外的供熱站，並能（néng）供作汽車燃料。該廠同時還（hái）在經營車用沼（zhǎo）氣供氣站，滿（mǎn）足當地近400輛公共汽車的燃料需要。 供（gòng）熱和車用沼氣出廠前需要進行提純（chún）處理（lǐ）。該廠的沼氣提純能力為250m3／h，提純過程分（fèn）為三個階段： (1)提純（chún）淨化：通過Sulfatrate工藝去除s利用S elex ol去除（chú）CO2；(2)幹燥；(3)壓縮（添加5%~10%的丙烷，調整沃伯指（zhǐ）數，使之等同於天然氣）。 3.2沼氣發電技術歐洲沼氣發電技術以德國為典型代表。目前，德國國（guó）內沼氣（qì）發電工程的數量已由1992年的139家發展（zhǎn）到2003年底超過2000家（jiā），發電裝機總量由1999年（nián）的50MW猛增到2002年的（de）250MW。德國沼氣工（gōng）程技術的要點主要包括： (1)發（fā）酵原料發酵（jiào）原（yuán）料以畜禽糞便、玉米（mǐ）青貯秸稈，青貯飼草為主（zhǔ），另外還有（yǒu）餐飲旅館的廚餘垃圾、農副（fù）產品加工的廢棄物，以及多餘的糧食（如小麥（mài）、玉米）等。對（duì）有機（jī）垃圾有著嚴格的控製，必須在70的高溫下（xià）經過（guò）1小時的處理才可以進（jìn）入沼氣池發酵，由此產（chǎn）生的沼渣才能作為有機肥料施用到田地去。 (2)發酵工藝較大型的沼氣（qì）發酵裝置以地（dì）上USR工藝為主（zhǔ），中型牧場以地下池的完全混（hún）合（hé）式為（wéi）主，發酵形狀多數為圓柱體（tǐ）式，生活有機垃圾和秸稈青貯料的幹發酵為地上（shàng）和半地下箱式發酵裝置，均（jun1）采用（yòng）批量式發酵工藝。發酵滯留期（qī）一般（bān）為28~45天，少（shǎo）數發酵達到56天。由於發酵池（chí）都采用（yòng）發電餘熱進行加溫，發酵池內部（bù）溫度一般都控製在40一45之間。 (3)進料及攪（jiǎo）拌沼氣發酵原料根據形態的不同采取（qǔ）兩種進料方式：一種是利用泥漿泵將液態原料輸送到發酵池，一種是將固體原料，多數（shù）為（wéi）切碎後（hòu）青貯的玉米秸稈或牧草（cǎo）通過螺旋式（shì）送料器輸（shū）送到發酵池內。為了出料方便，進出（chū）料管（guǎn）道直徑都大於200毫（háo）米。為提高沼氣的（de）氣量，除（chú）幹發酵裝置以外，多數沼（zhǎo）氣發酵池內部一般都設有攪拌裝（zhuāng）置。 (4)沼氣貯（zhù）存與淨化由（yóu）於產生的沼氣很快就轉化為電力，沼（zhǎo）氣工程一般（bān）都采用橡塑氣袋，有的（de）為單（dān）獨設置，有的直接設計在發酵罐的上部。這一點（diǎn）與我國的（de）沼氣裝（zhuāng）置不（bú）同，主要是因為對於發電機組來說不需要單獨設立有一定壓力的儲氣裝置。沼氣淨化係統廣泛（fàn）應（yīng）用氧化（huà）定位（wèi）法，少數工（gōng）程采用活性碳和生物菌去除沼氣中硫化氫工藝（本文考察（chá）的Altenow大型沼氣工（gōng）程發電廠采用（yòng）FeC12脫硫，見（jiàn）圖8），有一部分未經淨化直接發電。大多數工程都未采取除水工藝。 (5)沼氣發電係統大（dà）型的沼氣發電機組均采用純沼氣的內燃發（fā）動機，中小型的工程多（duō）數采用雙燃（rán）料（柴油+沼氣）的柴油發動機，少數采（cǎi）用純氣（qì）體內燃機發電機機型。一般沼氣（qì）發電工程（chéng）的發電裝置都能滿足當地（dì）上網要求（qiú），少數工程使用監控設備，檢測發電氣體含量、溫度、產量以及pH值，有的示範工程（chéng）已采用（yòng）了遠程自動監控係統。發電產生的餘熱（rè）一部分用來加溫發（fā）酵池，剩餘部分（fèn）用於區域供熱，實現熱電聯產（chǎn）。 (6)厭氧發酵的後處理由（yóu）於利用生物質生產的電力可優先上網並享受優惠價格，德國的沼氣工程生產的沼氣全（quán）部用（yòng）作發電上網。發酵後的沼（zhǎo）液經儲（chǔ）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（chéng）和大型沼氣工程采用固液分離（lí），將沼渣與沼液分離，脫（tuō）水（shuǐ）後（hòu）的沼渣經簡單堆放後可直接用作有機肥料（liào），清液可（kě）再循環進入（rù）發酵池。 (7)沼氣工（gōng）程的運行管理模式 德國農場主很多，農（nóng）場養殖奶牛和豬占大（dà）多數，家禽和其它特種養殖的較少，一般沼氣工程（chéng）都是為發電而建，大多數沼氣發電（diàn）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（dé）國農場主建設沼氣池，其工程設計報（bào）告需要得到（dào）有關行政主管部門，如環保、農業、消防等（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服務組織來完成。有的技術及設備公司采（cǎi）用的是“交鑰匙工程”的方式為農場主建（jiàn）設沼氣發電工（gōng）程。大電網的廣泛區域分布由電力公司負責完成，農（nóng）場主建（jiàn）設沼氣工程隻（zhī）負責連接到電網部分（fèn）的投（tóu）資。 4、結論（lùn）與建議 4.1結論瑞典、德國等歐洲國家為（wéi）了減（jiǎn）少能源的對外依賴、提高能源供應安全，生物質能開發利用非常重視。瑞（ruì）典、德國以及意大利等國均有明確的（de）生物質能發展目標、政策和保障措施。對（duì）生物質能是重要的可再（zài）生能源，既可以轉化為液體燃料或沼氣等氣體燃料代替汽油和柴油，也可以通過鍋爐直接燃燒發電和供熱，特別是生物質能資源分布廣泛，品種多樣，因此，瑞典、德國和意大利等國家都把生物質能作為優先發展（zhǎn）的可再生能源予以高度重視（shì）。各國扶持政策到位，生物質能利用技術先進，經驗成熟，生物質能開發（fā）利用已（yǐ）成為重（chóng）要的新型（xíng）產業，對保障能（néng）源安全、增加就業機會、促進農業發（fā）展，以及確保能源與環境的（de）協（xié）調發展等發揮著重要的作用。 4.2建議中國生物質能開發利用工作（zuò）尚（shàng）處（chù）於產業化發展初期，需要借鑒歐洲各國的成功經驗和（hé）先進技術，縮短關鍵技術研發周期，加快產業化進程，著重要做好以下幾（jǐ）點： (1)製定優惠政策措施，引導生物質能產業形成（chéng） 瑞典、德國生物質能迅速發展的一個重要原因（yīn），是國家製定了使生物質發電或燃料化應用（yòng）有利可圖的（de）價格，並以法律法規形式頒布，長（zhǎng）期保持不（bú）變。中國要開發（fā）利用生物質能（néng），首先有關部門（mén）應協調配合，製定明（míng）確的促進生物質能（néng）開發與利（lì）用的政策和措施（shī），並保障已有法律和（hé）政策措（cuò）施能夠有效（xiào）實施。目前應重點在設備（bèi）製造和生物質能利用市場開拓方麵予以大力（lì）扶持。 (2)加大技術研發和試點示範力度（dù），培育生物質能新型產業 國外生物質固（gù）體顆粒燃料技術、生（shēng）物質直接燃燒（shāo）發電技術（shù）、沼氣供熱和發電技術（shù）都（dōu）是成熟的。目前，國內生物質固體顆（kē）粒成（chéng）型（xíng）技術尚處於起（qǐ）步階（jiē）段，固體成型技（jì）術和燃燒生物質顆粒的爐具技術良莠不（bú）齊，還麵臨市場需求問題。因此，建（jiàn）議加（jiā）大研發力度（dù），盡快實施試點示（shì）範，解決（jué）技術瓶頸問題，探索產業化經驗。 (3)培養專業人（rén）才和產業服務體（tǐ）係，保障生物質能產業可持續（xù）發（fā）展 從國（guó）內外能源發展的經驗來看，任何能源產業的發展必須有人才作為基礎。目前，發達國家都建立了比較完善的（de）可再生能源技術研究開發機構，形成了比較完善的產業服務體係。如美國的可再生能源實驗室，歐盟（méng）的聯合（hé）研究中心，都是政府（fǔ）專門（mén）負（fù）責可再生能（néng）源研究和開發的機構。目前，我國在生物質能方（fāng）麵專門（mén）的研究機構較少，也缺乏生（shēng）物質（zhì）能專業人才，設計、谘（zī）詢等產業服務體係極（jí）不健全。因此，建議重視我國生物質能領域的人才培養和（hé）產（chǎn）業體係建設，為我國生物（wù）質能產（chǎn）業可持續發展提供保障。