我国获全球能源奖一等奖的一项利用秸秆能源发电项目，彻底解决了以往类似技术中难以解决的焦油污染问题。专家表示，该项技术中的发电模式适合我国国情，它的推广应用将为农民增收做出巨大贡献。
    －－新技术突破秸秆气化难点

    山东省科学院能源研究所1984年开始生物质能转换利用技术研究，将秸秆就地转化为农村生活用能，并在全国不少地方推广应用。原来各地的技术普遍存在一个很大的缺陷，即秸秆气化过程中会释放出一些有害物质焦油，易造成二次污染。焦油引起的堵塞和积炭还会严重影响发动机稳定运行，各种净化措施都难以完全解决，需要频繁拆缸检修，加上缺乏经济性等缺点，一些地方的秸秆气化项目因此停顿。

    由该所成功研制的“二步法生物质气化发电技术和装置”，可使秸秆气化过程中产生的焦油再次裂解，获得含一氧化碳、氢、甲烷等可燃成分的低热值燃气。燃气经过冷却净化后被送入燃气发动机，驱动发电机组产生电力。

    这一技术作为国家“十五”科技攻关课题已通过验收。验收专家组认为，课题针对生物质气化焦油含量高的特点，研制了具有强化裂解功能的二步法生物质气化器，在小型化生物质气化发电系统等关键技术方面取得实质性突破。在利用生物质资源补充农村电力供应、保护生态环境和促进农民增收等方面有良好的产业化前景。

    今年4月11日，这一“秸秆能源”项目因其减轻秸秆焚烧污染和替代化石能源的双重作用，获得了在比利时布鲁塞尔颁发的全球能源奖一等奖，是2006年度我国惟一的获奖项目。

    据山东省科学院能源研究所所长孙立介绍，该项技术优点突出表现在三个方面：

    第一，燃气清洁，提高了发动机的稳定性。通过燃烧区对焦油的强化裂解，产生了焦油含量极低的清洁燃气。经过简单滤尘、冷却后，燃气符合发动机及常规用气要求，提高了发电系统运行的可靠性。

    第二，消除了二次污染。

    为清除燃气中的焦油，过去的技术普遍采用水洗涤的方法，会产生有害的含焦油废水。尽管采用了各种废水处理和循环使用措施，也不能杜绝污泥和少量高浓度废水的排放。而二步法气化技术产生的燃气中焦油含量极低，可采用布袋过滤器完成净化，整个燃气系统完全不用水，消除了二次污染。

    第三，采用余热回收系统，提高了系统能源利用率。系统以发动机的排气余热作为热解反应器的热源，气化效率比其他固定床气化器提高8－10个百分点。

    －－秸秆能源项目适宜在我国推广

    生物质能是重要的可再生能源，且洁净环保，可以减少化石能源消耗带来的温室效应。我国生物质能资源样多量大，以其中资源最丰富的秸秆为例，全国每年可产生秸秆6.5亿吨，其中有3.9亿吨可用于能源用途。山东省每年生产秸秆近6000万吨，可用于能源用途的有3100万吨，折合标准煤1500万吨。若能高效应用将对改善我国能源结构和可持续发展起到重要作用。

    2005年，项目组在济南历城区董家镇柿子园村建成200千瓦的生物质气化发电示范工程。目前，示范区的气化机组和发电机组均已达到设计负荷并能稳定运转，正与供电部门协调并网问题，有望不久后对外正式供电。项目组认为，二步法生物质气化发电技术已基本成熟，具备推广应用的条件。

    被作为示范点的柿子园村，现有村民1607人、耕地2556亩，主要农作物为玉米和小麦，可利用的秸秆量约为每年1000吨。孙立介绍，一台与柿子园村相同的发电负荷为200千瓦的系统，需投资150.26万元。按全年发电7200小时计算，可消化秸秆2100吨（目前示范点还需从邻村购入部分秸秆），年发电量约为144万KWh，可替代720吨标煤，发电单位成本为441.51元／MWh。按每吨秸秆收购价150元计算，可为农民增收31.5万元。每个发电系统还可创造10－15个就业机会。

    在此基础上，项目组与中科院广州能源所正在合作探索生物质气化合成二甲醚技术，已从秸秆中获得了成分比例合格且清洁的高品质合成气，用作罐装液化气，燃烧性能好，比石油液化气更加安全，无毒，易于商品化，可替代日益短缺的石油液化气资源。

    目前，这一技术也已经进入工业性试验阶段。

    据估算，以消化利用1000万吨秸秆计算，如用于发电，山东全省可装生物质气化发电机组1000MW以上，年发电超过70亿KWh，产值42亿元；用于二甲醚生产，可年产二甲醚180万吨，超过山东全省的年气体燃料供应量，产值90亿元。每消化利用1000万吨秸秆，预计可为农民增收15亿元。

    －－我国应大力推广中小型生物质气化发电系统

    生物质气化发电系统的基本流程为：生物质原料首先进入热解反应器，由外热源加热发生热解反应；热解后的产物（包括热解气和残碳）进入裂解气化器，在燃烧区与热空气发生强烈的氧化反应而使重烃类物质再次裂解；裂解后的气体通过下部的碳层，通过还原反应完成气化，得到含一氧化碳、氢、甲烷等可燃成分的低热值燃气，燃气的成分和性质与发生炉煤气相当。燃气经过冷却净化后被送入燃气发动机，燃气发动机做功驱动发电机组产生电力，送入电网。燃气发动机的高温排气返回气化系统，作为热解过程的热源重复利用。

    在这一技术基础上建设村镇规模的中小型分布式生物质气化发电系统适合我国国情。我国地域广阔，秸秆资源总量大，但土地复种指数高，收获时只能将秸秆置于田边，干燥后再行收集，不利于大型机械作业，且秸秆资源分散在千家万户，远距离收集、运输及贮存成本较高。据测算，当收集半径为5公里时，适合发展500千瓦以下发电系统，秸秆价格可控制在每吨150元以内；收集半径为10公里时，适合发展兆瓦级系统，秸秆价格将达到每吨200元；收集半径为30公里时，适合发展4兆－6兆瓦级系统，秸秆价格将超过每吨280元。因为秸秆热值只有煤的一半多，更远距离的收购将使秸秆比煤炭昂贵。因此，发展分散型电厂更为经济，可就近就地收购秸秆，就近满足村、镇和企业等电网终端用户的自用电和燃气需求。

    项目组计划在完善现有技术的基础上，根据农村资源现状和二步法气化技术的特点，以分布式电站为模式，研制500KW和1MW两种机型，分别适合于联村和镇级规模。争取尽快进行工程示范，建立推广服务体系，实现产业化。

    孙立提出，推广应用二步法生物气化发电技术，可在现有小电站基础上改造。

    我国存在数量可观的县级燃煤热电站和企业自备电站，担负着向县城居民和企业供热和发电的任务。在有限的热负荷下，中小型热电联产的电站有存在的合理性。与大型电厂相比，这些电站效率低、污染重、与大电厂争煤。但它们靠近农村的生物质资源产地，有秸秆收集成本低的优势。

    目前，山东省科学院能源研究所已开发出另一项较成熟的技术——循环流化床生物质气化与煤混燃发电技术。仅在现有火电系统前增加一套流化床气化装置，不改变原有系统的基本配置，即可在运行时灵活调整生物质原料和煤的比例，利用部分秸秆替代煤炭。项目组计划近期完成热负荷为20MW的循环流化床生物质气化器的研制，实现以县为单元的秸秆集中利用，建立示范工程，取得经验后推广使用。

    专家表示，目前生物质能等新能源发电项目，尤其是分散型小型发电系统推广应用面临的最大障碍是“上网”难。其立项审批程序与大型电站基本相同，十分复杂且费用较高。另外，新能源发电有不稳定性，上网后还将减少电网企业的售电量，影响了电网收购小发电的积极性。对于兆瓦级以下、不兼用煤炭、占地面积小、在用户侧接入对大电网影响较少的小型可再生能源发电系统，国家应简化其项目行政许可程序，减少项目立项成本。例如对定型生产的小风电、光电和生物质发电系统由企业自行投资建设，向政府和电网备案后即可上网，并享受相应优惠政策。