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關(guān)鍵詞：生物質(zhì)發(fā)電；生物質(zhì)燃料；燃料輸送系統(tǒng)；適應(yīng)性

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.03.160

1 概述

生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)是上世紀(jì)七十年代以來(lái)，為了應(yīng)對(duì)國(guó)際石油危機(jī)逐步發(fā)展起來(lái)的，能夠?qū)⒋笞匀粡V泛存在的可再生生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化為電能的一種新型技術(shù)，主要采用農(nóng)作物秸稈和林業(yè)廢棄物作為發(fā)電燃料。到了21世紀(jì)，隨著化石燃料的進(jìn)一步緊張，生物質(zhì)能源利用也越發(fā)的重要起來(lái)，利用生物質(zhì)能源能夠有效地節(jié)約煤、石油、天然氣等一次不可再生能源，是目前國(guó)際國(guó)內(nèi)研究的前沿課題。

目前，世界各國(guó)尤其是發(fā)達(dá)國(guó)家，都在致力于開發(fā)高效、無(wú)污染的生物質(zhì)能利用技術(shù)，以達(dá)到保護(hù)礦產(chǎn)資源、保障國(guó)家能源安全、實(shí)現(xiàn)CO2減排、保持國(guó)家經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的目的。但是由于國(guó)內(nèi)生物質(zhì)直燃發(fā)電起步晚，沒(méi)有成熟的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)備制造水平低，而且我國(guó)的農(nóng)作物品種繁多，種植方式多樣，導(dǎo)致電廠燃料組成復(fù)雜，項(xiàng)目當(dāng)?shù)丶扔杏衩?、小麥秸稈等堆積比重較低的燃料，又有樹皮枝椏、木材下腳料、棉花秸稈等堆積比重較高的燃料，不同的燃料熱值、規(guī)格不一致，這就導(dǎo)致常規(guī)的燃料輸送系統(tǒng)難以適應(yīng)國(guó)內(nèi)多種類生物質(zhì)燃料的輸送要求，為了將不同種類的燃料安全可靠的輸運(yùn)至爐前料倉(cāng)，迫切需要開發(fā)適合于中國(guó)國(guó)情的燃料輸送系統(tǒng)。

2 輸送方式簡(jiǎn)介

生物質(zhì)燃料的物理特性與煤炭不同，因此燃料的輸送方案也有很大區(qū)別。通常情況下，從生物質(zhì)燃料性質(zhì)上來(lái)劃分有“黃色燃料”和“灰色燃料”兩種?！包S色燃料”主要是指玉米、小麥、水稻等輕質(zhì)秸稈燃料；“灰色燃料”又稱硬質(zhì)燃料，主要是指棉花秸稈、樹皮枝椏、荊條等木質(zhì)燃料。由于“黃色秸稈”與“灰色秸稈”的物理特性、燃燒特性不同，因此兩種燃料的輸送系統(tǒng)也有非常大的區(qū)別。

2.1 黃色燃料輸送系統(tǒng)

黃色燃料普遍密度較小，為了使收集和運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)合理，所以在收集輸送中一般采用打包壓縮增加單位體積重量的方式，以減少運(yùn)輸成本。所以在國(guó)內(nèi)黃色燃料輸送系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)一般考慮燃料采用打包形式進(jìn)行輸送。近年來(lái)黃色燃料輸送系統(tǒng)主要采用了秸稈捆抓斗起重機(jī)加鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)和解包機(jī)上料的方案，但是在什么地方進(jìn)行解包，現(xiàn)在常用的有兩種方案，一是將大包在上料系統(tǒng)中解包然后以散狀物料型式輸送至爐前，二是以包料型式輸送至爐前，在爐前解包方案。方案一的核心技術(shù)是大包在上料系統(tǒng)中解包，即設(shè)置新型大包解包機(jī)。方案二在爐前解包，需要在鍋爐爐前配有立式螺旋解包機(jī)，依靠不等徑螺旋葉片旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)對(duì)料包的破碎。

經(jīng)過(guò)對(duì)運(yùn)行的電廠調(diào)研發(fā)現(xiàn)，單一的黃色燃料輸送系統(tǒng)存在一些問(wèn)題：首先，由于解包機(jī)對(duì)料包加工尺寸及工藝要求都比較嚴(yán)格，但是在技術(shù)、成本等因素影響下，國(guó)內(nèi)燃料的包型尺寸或者密度上，大都不太合乎要求，所以經(jīng)常造成秸稈燃料在輸送中頻繁堵料或者掉包，導(dǎo)致電廠不得不在廠內(nèi)再利用打包機(jī)進(jìn)行二次打包，提高了電廠的運(yùn)行成本。其次大包上料系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)經(jīng)常會(huì)發(fā)生秸稈捆抓斗起重機(jī)抓取包料時(shí)，會(huì)發(fā)生掉包現(xiàn)象，了解后發(fā)現(xiàn)可能是因?yàn)榇虬灰?guī)格或者司機(jī)操作不熟練所致，在輸送大包時(shí)，鏈條輸送機(jī)上會(huì)發(fā)生卡包的現(xiàn)象，需要運(yùn)行人員進(jìn)行人工調(diào)整。

綜上所述，單一的黃色燃料輸送系統(tǒng)不僅存在以上難以解決的問(wèn)題，而且由于這種輸送系統(tǒng)只能夠輸送大包黃色秸稈燃料，一旦黃色燃料收購(gòu)出現(xiàn)困難，難以利用其它燃料進(jìn)行代替，適應(yīng)性較差。

2.2 灰色燃料輸送系統(tǒng)

由于灰色燃料粉碎后其物理特性與煤炭有些類似，可以部分參考燃煤電廠的輸送方案，但是又有所區(qū)別，生物質(zhì)電廠灰色燃料由于種類比較復(fù)雜，既有堆積比重較輕的樹皮等纖維燃料，也有板材下腳料、樹根等堆積比重較大的木質(zhì)燃料，既有有木片、樹皮及枝丫柴以切碎后的成品燃料進(jìn)廠，也有樹根、板材下腳料等大塊的燃料進(jìn)廠。灰色燃料的輸送常采用兩種布置方案：裝載機(jī)或者其他上料設(shè)備和地下料斗配合上料方案，橋式抓斗起重機(jī)和地下料斗上料方案。

經(jīng)過(guò)對(duì)電廠的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，單一的灰色燃料輸送系統(tǒng)同樣會(huì)存在一些問(wèn)題：在輸送燃料的過(guò)程中容易出現(xiàn)篷料、灑料問(wèn)題，而且由于輸送系統(tǒng)只能輸送散狀物料，如果在灰色燃料短缺時(shí)候使用黃色燃料，就需要對(duì)黃色大包秸稈燃料進(jìn)行人工或者利用其它設(shè)備解包，造成了運(yùn)行的不方便，對(duì)各種燃料的輸送適應(yīng)性一般。

2.3 黃色和灰色燃料輸送系統(tǒng)

我國(guó)國(guó)土面積遼闊，生物質(zhì)資源種類繁多，當(dāng)一個(gè)地區(qū)同時(shí)有黃色燃料和灰色燃料時(shí)，考慮到單一的一套黃色或者灰色燃料輸送系統(tǒng)無(wú)法滿足電廠燃料的輸送要求，這就極大的制約了電廠的燃料收購(gòu)，造成了電廠只能收購(gòu)有限的幾種燃料，提高了發(fā)電成本，也是對(duì)其它生物質(zhì)資源的一種浪費(fèi)。為了解決上料線功能單一的問(wèn)題和適應(yīng)多樣的生物質(zhì)來(lái)源，需要將黃色包狀燃料輸送和灰色散狀燃料輸送結(jié)合起來(lái)，不能簡(jiǎn)單設(shè)為兩套系統(tǒng)的疊加。根據(jù)現(xiàn)有電廠運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和兩種燃料的混合地點(diǎn)來(lái)看，現(xiàn)在大致有兩種布置方案：系統(tǒng)在爐前料倉(cāng)處進(jìn)行混合，也可以在系統(tǒng)中部進(jìn)行混合。

兩種方案均能實(shí)現(xiàn)散狀灰色燃料和包狀黃色燃料的輸送，其中方案一為單獨(dú)設(shè)置的兩套輸送系統(tǒng)，由于爐前料倉(cāng)位置較高，受皮帶機(jī)傾角的限制，散料輸送系統(tǒng)帶式輸送機(jī)的長(zhǎng)度較長(zhǎng)，初始投資較高。方案二散料輸送系統(tǒng)通過(guò)轉(zhuǎn)運(yùn)站與包狀燃料輸送系統(tǒng)融合，散料輸送系統(tǒng)帶式輸送機(jī)長(zhǎng)度短，初始投資相對(duì)較省。

方案二燃料輸送系統(tǒng)由大包線、散料線組成，大包線、散料線任意一條單獨(dú)運(yùn)行時(shí)均能能夠滿足機(jī)組滿負(fù)荷的需要。散料線皮帶輸送機(jī)尾部設(shè)置有一臺(tái)雙螺旋給料機(jī)（小解包機(jī)）和輔料螺旋料斗，與大包系統(tǒng)配合，使整套上料系統(tǒng)既能滿足上大包的需要，而且能夠上小包和散狀燃料，對(duì)燃料供應(yīng)形式的適應(yīng)性強(qiáng)。

3 總結(jié)

生物質(zhì)發(fā)電工程與燃煤、油、氣發(fā)電工程從原理上講所使用的技術(shù)是基本相同的，最大的不同點(diǎn)是燃料不一樣，生物質(zhì)發(fā)電工程的燃料是生物質(zhì)，其燃料流動(dòng)性差、比重輕、體積大、顆粒不規(guī)則、熱值低、熱值波動(dòng)大、化學(xué)成分變化大、自熱霉變快，降解快、易燃，在生物質(zhì)電廠中，從而導(dǎo)致燃料輸送系統(tǒng)設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，然而燃料輸送系統(tǒng)在生物質(zhì)電廠中又是一個(gè)極其重要的環(huán)節(jié)，針對(duì)各種

燃料的輸送適應(yīng)性，系統(tǒng)設(shè)計(jì)及設(shè)備選型均沒(méi)有成熟經(jīng)驗(yàn)可以借鑒，黃色、灰色兩種燃料共同輸送成功突破了國(guó)內(nèi)單一物料輸送的局限性，無(wú)論大小包、整散料、灰色還是黃色燃料，都能實(shí)現(xiàn)順利輸送，為生物質(zhì)電廠不受農(nóng)作物種類、大小等因素的限制，在全國(guó)大范圍的推廣奠定了基礎(chǔ)，解決了黃色包狀燃料和灰色散狀燃料的混和輸送問(wèn)題，增加了可供鍋爐燃燒的燃料種類，確保了電廠燃料來(lái)源的可靠性和穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)：

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中圖分類號(hào)： TK223文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

一、生物質(zhì)能的特點(diǎn)與發(fā)展生物質(zhì)能意義 

（一）生物質(zhì)能的特點(diǎn)

1、可再生性 

生物質(zhì)屬可再生資源,生物質(zhì)能由于通過(guò)植物的光合作用可以再生,與風(fēng)能、太陽(yáng)能等同屬可再生能源,資源豐富,可保證能源的永續(xù)利用； 

2、低污染性 

生物質(zhì)的硫含量、氮含量低、燃燒過(guò)程中生成的硫化物、氮氧化物較少；生物質(zhì)作為燃料時(shí)，由于它在生長(zhǎng)時(shí)需要的二氧化碳相當(dāng)于它排放的二氧化碳的量，因而對(duì)大氣的二氧化碳凈排放量近似于零，可有效地減輕溫室效應(yīng)；

3、廣泛分布性 

缺乏煤炭的地域，可充分利用生物質(zhì)能。 

4、生物質(zhì)燃料總量十分豐富 

根據(jù)生物學(xué)家估算,地球陸地每年生產(chǎn)1000～1250億噸生物質(zhì);海洋每年生產(chǎn)500億噸生物質(zhì)。生物質(zhì)能源的年生產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)全世界總能源需求量,相當(dāng)于目前世界總能耗的10倍。

（二）發(fā)展生物質(zhì)能意義

生物質(zhì)能源的開發(fā)利用早已引起世界各國(guó)政府和科學(xué)家的關(guān)注。國(guó)外生物質(zhì)能研究開發(fā)工作主要集中于氣化、液化、熱解、固化和直接燃燒等方面。許多國(guó)家都制定了相應(yīng)的開發(fā)研究計(jì)劃，如日本的陽(yáng)光計(jì)劃、印度的綠色能源工程、美國(guó)的能源農(nóng)場(chǎng)和巴西的酒精能源計(jì)劃等發(fā)展計(jì)劃。其它諸如加拿大、丹麥、荷蘭、德國(guó)、法國(guó)、芬蘭等國(guó)，多年來(lái)一直在進(jìn)行各自的研究與開發(fā)，并形成了各具特色的生物質(zhì)能源研究與開發(fā)體系，擁有各自的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。 

我國(guó)生物質(zhì)能研究開發(fā)工作，起步較晚。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，開始重視生物質(zhì)能利用研究工作，從八十年代起，將生物質(zhì)能研究開發(fā)列入國(guó)家攻關(guān)計(jì)劃，并投入大量的財(cái)力和人力。已經(jīng)建立起一支專業(yè)研究開發(fā)隊(duì)伍，并取得了一批高水平的研究成果，初步形成了我國(guó)的生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)。生物質(zhì)能是一個(gè)重要的能源，預(yù)計(jì)到下世紀(jì)，世界能源消費(fèi)的40%來(lái)自生物質(zhì)能，我國(guó)農(nóng)村能源的70%是生物質(zhì)，我國(guó)有豐富的生物質(zhì)能資源，僅農(nóng)村秸桿每年總量達(dá)6億多噸。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活水平的提高，環(huán)境保護(hù)意識(shí)的加強(qiáng)，對(duì)生物質(zhì)能的合理、高效開發(fā)利用，必然愈來(lái)愈受到人們的重視。因此，科學(xué)地利用生物質(zhì)能，加強(qiáng)其應(yīng)用技術(shù)的研究，具有十分重要的意義。 

二、生物質(zhì)能發(fā)電工藝 

生物質(zhì)鍋爐是將生物質(zhì)直接作為燃料燃燒,將燃燒產(chǎn)生的能量用于發(fā)電。當(dāng)今用于發(fā)電的生物質(zhì)鍋爐主要包括流化床生物質(zhì)鍋爐和層燃鍋爐。

（一）流化床燃燒技術(shù)

流化床燃燒與普通燃燒最大的區(qū)別在于燃料顆粒燃燒時(shí)的狀態(tài),流化床顆粒是處于流態(tài)化的燃燒反應(yīng)和熱交換過(guò)程。生物質(zhì)燃料水分比較高,采用流化床技術(shù),有利于生物質(zhì)的完全燃燒,提高鍋爐熱效率。生物質(zhì)流化床可以采用砂子、燃煤爐渣等作為流化介質(zhì),形成蓄熱量大、溫度高的密相床層,為高水分、低熱值的生物質(zhì)提供優(yōu)越的著火條件,依靠床層內(nèi)劇烈的傳熱傳質(zhì)過(guò)程和燃料在床內(nèi)較長(zhǎng)的停留時(shí)間,使難以燃盡的生物質(zhì)充分燃盡。另外,流化床鍋爐能夠維持在 850℃穩(wěn)定燃燒，可以有效遏制生物質(zhì)燃料燃燒中的沾污與腐蝕等問(wèn)題，且該溫度范圍燃燒NOx排放較低,具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。但是,流化床對(duì)入爐燃料顆粒尺寸要求嚴(yán)格,因此需對(duì)生物質(zhì)進(jìn)行篩選、干燥、粉碎等一系列預(yù)處理,使其尺寸、狀況均一化,以保證生物質(zhì)燃料的正常流化。對(duì)于類似稻殼、木屑等比重較小、結(jié)構(gòu)松散、蓄熱能力比較差的生物質(zhì),就必須不斷地添加石英砂等以維持正常燃燒所需的蓄熱床料,燃燒后產(chǎn)生的生物質(zhì)飛灰較硬,容易磨損鍋爐受熱面。此外,在燃用生物質(zhì)的流化床鍋爐中發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重的結(jié)塊現(xiàn)象，其形成的主要原因是生物質(zhì)本身含有的鉀、鈉等堿金屬元素與床料(通常是石英砂)發(fā)生反應(yīng)，形成K20·4Si02和Na20·2Si02的低溫共熔混合物，其熔點(diǎn)分別為870℃和760℃，這種粘性的共晶體附著在砂子表面相互粘結(jié)，形成結(jié)塊現(xiàn)象。為了維持一定的流化床床溫,鍋爐的耗電量較大,運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)較高。

（二）層燃燃燒技術(shù)

層燃燃燒是常見的燃燒方式,通常在燃燒過(guò)程中,沿著爐排上床層的高度分成不同的燃燒階段。層燃鍋爐的爐排主要有往復(fù)爐排、水冷振動(dòng)爐排及鏈條爐排等。采用層燃技術(shù)開發(fā)生物質(zhì)能,鍋爐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、投資與運(yùn)行費(fèi)用都相對(duì)較低。由于鍋爐的爐排面積較大,爐排速度可以調(diào)整,并且爐膛容積有足夠的懸浮空間,能延長(zhǎng)生物質(zhì)在爐內(nèi)燃燒的停留時(shí)間,有利于生物質(zhì)燃料的充分完全燃燒。但層燃鍋爐的爐內(nèi)溫度很高,可以達(dá)到1000℃以上,灰熔點(diǎn)較低的生物質(zhì)燃料很容易結(jié)渣。同時(shí),在燃燒過(guò)程中需要補(bǔ)充大量的空氣,對(duì)鍋爐配風(fēng)的要求比較高,難以保證生物質(zhì)燃料的充分燃燒,從而影響鍋爐的燃燒效率。

三、國(guó)內(nèi)外生物質(zhì)鍋爐的開發(fā)及應(yīng)用

生物質(zhì)發(fā)電在發(fā)達(dá)國(guó)家己受到廣泛重視，在奧地利、丹麥、芬蘭、法國(guó)、挪威、瑞典等歐洲國(guó)家和北美，生物質(zhì)能在總能源消耗中所占的比例增加相當(dāng)迅速。

（一）國(guó)外生物質(zhì)鍋爐的開發(fā)及應(yīng)用

生物質(zhì)鍋爐的技術(shù)研究工作最早在北歐一些國(guó)家得到重視，隨焉在美國(guó)也開展了大量研究開發(fā)，近幾年由于環(huán)境保護(hù)要求日益嚴(yán)格和能源短缺，我國(guó)生物質(zhì)燃燒鍋爐的研制工作也取得了進(jìn)展。生物質(zhì)

燃料鍋爐國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀示于表1。

美國(guó)在20世紀(jì)30年代就開始研究壓縮成型燃料技術(shù)及燃燒技術(shù)，并研制了螺旋壓縮機(jī)及相應(yīng)的燃燒設(shè)備；日本在20世紀(jì)30年代開始研究機(jī)械活塞式成型技術(shù)處理木材廢棄物，1954年研制成棒狀燃料成型機(jī)及相關(guān)的燃燒設(shè)備；70年代后期，西歐許多國(guó)家如芬蘭、比利時(shí)、法國(guó)、德國(guó)、意大利等國(guó)家也開始重視壓縮成型技術(shù)及燃燒技術(shù)的研究，各國(guó)先后有了各類成型機(jī)及配套的燃燒設(shè)備。

丹麥BWE公司秸桿直接燃燒技術(shù)的鍋爐采用振動(dòng)水冷爐排，自然循環(huán)的汽包鍋爐，過(guò)熱器分兩級(jí)布置在煙道中，煙道尾部布置省煤器和空氣預(yù)熱器。位于加拿大威廉斯湖的生物質(zhì)電廠以當(dāng)?shù)氐膹U木料為燃料，鍋爐采用設(shè)有BW“燃燒控制區(qū)”的雙拱形設(shè)計(jì)和底特律爐排廠生產(chǎn)的DSH水冷振動(dòng)爐排，使燃料燃燒完全，也有效地降低了煙氣的顆粒物排放量。同時(shí)，還在爐膛頂部引入熱空氣，從而在燃燒物向上運(yùn)動(dòng)后被再次誘入渾濁狀態(tài)，使固體顆粒充分燃燒，提高熱效率，減少附帶物及煙氣排放量。流化床技術(shù)以德國(guó)KARLBAY公司的低倍率差速床循環(huán)流化床生物質(zhì)燃燒鍋爐為代表。該鍋爐的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在燃燒技術(shù)上。高低差速燃燒技術(shù)的要點(diǎn)是改變現(xiàn)有常規(guī)流化床單一流化床，而采用不同流化風(fēng)速的多層床“差速流化床結(jié)構(gòu)”。瑞典也有以樹枝、樹葉等作為大型流化床鍋爐的燃料加以利用的實(shí)例。國(guó)內(nèi)無(wú)錫鍋爐廠、杭州鍋爐廠、濟(jì)南鍋爐廠等都有燃用生物質(zhì)的流化床鍋爐。

（二）我國(guó)生物質(zhì)鍋爐的開發(fā)及應(yīng)用

我國(guó)生物質(zhì)成型燃料技術(shù)在20世紀(jì)80年代中期開始，目前生物質(zhì)成型燃料的生產(chǎn)已達(dá)到了一定的工業(yè)化規(guī)模。成型燃料目前主要用于各種類型的家庭取暖爐(包括壁爐)、小型熱水鍋爐、熱風(fēng)爐，燃燒方式主要為固定爐排層燃爐。河南農(nóng)業(yè)大學(xué)副研制出雙層爐排生物質(zhì)成型燃料鍋爐，該燃燒設(shè)備采用雙層爐排結(jié)構(gòu)，雙層爐排的上爐門常開，作為燃料與空氣進(jìn)口；中爐門于調(diào)整下爐排上燃料的燃燒和清除灰渣，僅在點(diǎn)火及清渣時(shí)打開；下爐門用于排灰及供給少量空氣。上爐排以上的空間相當(dāng)于風(fēng)室，上下爐排之間的空間為爐膛，其后墻上設(shè)有煙氣出口。這種燃燒方式，實(shí)現(xiàn)了生物質(zhì)成型燃料的分步燃燒，緩解生物質(zhì)燃燒速度，達(dá)到燃燒需氧與供氧的匹配，使生物質(zhì)成型燃料穩(wěn)定、持續(xù)、完全燃燒，起到了消煙除塵作用。20世紀(jì)80年代末，我國(guó)哈爾濱工業(yè)大學(xué)與長(zhǎng)沙鍋爐廠等鍋爐制造企業(yè)合作，研制了多臺(tái)生物質(zhì)流化床鍋爐，可燃燒甘蔗渣、稻殼、碎木屑等多種生物質(zhì)燃料，鍋爐出力充分，低負(fù)荷運(yùn)行穩(wěn)定，熱效率高達(dá)80％以上。浙江大學(xué)等也開展了相關(guān)研究工作。下面介紹兩種國(guó)產(chǎn)的代表性鍋爐。

1、無(wú)錫華光鍋爐股份有限公司

鍋爐為單鍋筒、集中下降管、自然循環(huán)、四回程布置燃秸稈爐。爐膛采用膜式水冷壁,爐底布置為水冷振動(dòng)爐排。在冷卻室和過(guò)熱器室分別布置了高溫過(guò)熱器、中溫過(guò)熱器和低溫過(guò)熱器。尾部采用光管式省煤器及管式空氣預(yù)熱器。爐膛、冷卻室和過(guò)熱器室四周全為膜式水冷壁,為懸吊結(jié)構(gòu)。鍋筒中心線標(biāo)高為32100m。鍋爐按半露天。布置進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2、濟(jì)南鍋爐集團(tuán)有限公司

濟(jì)南鍋爐集團(tuán)有限公司在采用丹麥BWE技術(shù)生產(chǎn)生物質(zhì)鍋爐的同時(shí),也開發(fā)出循環(huán)流化床生物質(zhì)鍋爐,其燃料主要為生物質(zhì)顆粒。其燃料主要通過(guò)機(jī)械壓縮成型,一般不需添加劑,其顆粒密度可達(dá)到1～017t/m3,這樣就解決了生物質(zhì)散料因密度低造成的燃料運(yùn)輸量大的問(wèn)題。但顆粒燃料的生產(chǎn)電耗高,一般每生產(chǎn)1t顆粒燃料需耗電30～

55kW,因而成本較高,大約在300元/t。循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)一般需添加粘土、石英沙等作為底料已輔助燃燒。由于燃料呈顆粒狀,因而上料系統(tǒng)同輸煤系統(tǒng)一致,很適于中小型燃煤熱電廠的生物質(zhì)改造工程,在國(guó)家關(guān)停中小型燃煤(油)火力熱電政策和鼓勵(lì)生物質(zhì)能開發(fā)政策下有廣闊的市場(chǎng)前景。

四、我國(guó)生物質(zhì)直燃發(fā)電政策

我國(guó)具有豐富的新能源和可再生能源資源，近幾年在生物質(zhì)能開發(fā)利用方面取得了一些成績(jī)。2005年2月28日通過(guò)了《可再生能源法》，其中明確指出“國(guó)家鼓勵(lì)和支持可再生能源并網(wǎng)發(fā)電”，它的頒布和實(shí)施為我國(guó)可再生能源的發(fā)展提供了法律保證和發(fā)展根基。隨后，與之配套的一系列法律、法規(guī)、政策等陸續(xù)出臺(tái)，如《可再生能源發(fā)電有關(guān)管理規(guī)定》(發(fā)改能源[2006]13號(hào))、《可再生能源發(fā)電價(jià)

格和費(fèi)用分?jǐn)偣芾碓囆修k法》(發(fā)改價(jià)格[2006]7號(hào))、《可再生能源電價(jià)附加收入調(diào)配暫行辦法》(發(fā)改價(jià)格[2007]44號(hào))、《關(guān)于2006年度可再生能源電價(jià)補(bǔ)貼和配額交易方案的通知》(發(fā)改價(jià)格[2007]

2446號(hào))、《關(guān)于2007年1—9月可再生能源電價(jià)附加補(bǔ)貼和配額交易方案的通知》(發(fā)改價(jià)格[2008]640號(hào))等的。與此同時(shí)，國(guó)務(wù)院有關(guān)部門也相繼了涉及生物質(zhì)能的中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃，生物質(zhì)能的政策框架和目標(biāo)體系基本形成。2012年科技部日前就《生物質(zhì)能源科技發(fā)展"十二五 "重點(diǎn)專項(xiàng)規(guī)劃》、《生物基材料產(chǎn)業(yè)科技發(fā)展"十二五"專項(xiàng)規(guī)劃》、《生物種業(yè)科技發(fā)展"十二五"重點(diǎn)專項(xiàng)規(guī)劃》、《農(nóng)業(yè)生物藥物產(chǎn)業(yè)科技發(fā)展"十二五"重點(diǎn)專項(xiàng)規(guī)劃》等公開征求意見。表示將建立政府引導(dǎo)和大型生物質(zhì)能源企業(yè)集團(tuán)參與科技投入機(jī)制，推進(jìn)后補(bǔ)助支持方式向生物質(zhì)能源科技創(chuàng)新傾斜，形成政府引導(dǎo)下的多渠道投融資機(jī)制。這些政策的出臺(tái)為生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)在我國(guó)的推廣利用提供了有力的保障。

四、高效潔凈生物質(zhì)鍋爐的開發(fā)應(yīng)用建議

（一）重點(diǎn)開發(fā)適用于秸稈捆燒的燃燒設(shè)備

目前對(duì)生物質(zhì)直接燃燒的研究，比較多地集中在生物質(zhì)燃燒特性、燃燒方法和燃燒技術(shù)等方面，而對(duì)各種燃燒技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性研究較少，更缺乏對(duì)不同燃燒方法、燃燒技術(shù)經(jīng)濟(jì)性的比較分析。實(shí)際上，由于生物質(zhì)(尤其是農(nóng)作物秸稈)原料來(lái)源地分散，收集、運(yùn)輸、貯存都需要一定的成本，有些燃燒技術(shù)需先對(duì)生物質(zhì)燃料進(jìn)行干燥、破碎等前期加工處理，真正適用的、值得推廣的是能源化利用總成本最低、從收集到燃燒前期加工處理過(guò)程耗能最少、對(duì)環(huán)境影響最小的技術(shù)。例如，對(duì)于秸稈類生物質(zhì)，捆燒將會(huì)是最有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的燃燒方法，所以，應(yīng)針對(duì)我國(guó)農(nóng)村耕種集約化程度較低的現(xiàn)狀，開發(fā)各種秸稈的小型打捆機(jī)械，并重點(diǎn)開發(fā)適用于秸稈捆燒的燃燒設(shè)備。農(nóng)林加工剩余物(如甘蔗渣、稻殼、廢木料等)則宜就地或就近燃燒利用，如剩余物數(shù)量較大且能常年保證供應(yīng)，則可作為熱能中心或熱電聯(lián)產(chǎn)鍋爐燃料，熱電聯(lián)產(chǎn)的鍋爐型式應(yīng)優(yōu)先采用循環(huán)流化床鍋爐，數(shù)量較少或不能保證常年供應(yīng)的，則可采用能與煤混燒的燃燒設(shè)備。

（二）加大科技支撐力度,加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合,突破關(guān)鍵技術(shù)和核心裝備的制約

加大科技支撐力度,盡快將生物質(zhì)能源的研究開發(fā)納入重大專項(xiàng),開發(fā)低成本非糧原料生產(chǎn)燃料乙醇和高效酶水解及高效發(fā)酵工藝,研究可適用不同原料、節(jié)能環(huán)保的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的生物柴油綠色合成工藝,開發(fā)適宜中國(guó)不同區(qū)域特點(diǎn)的高效收集秸稈資源、發(fā)展成型燃料的關(guān)鍵生產(chǎn)技術(shù)與裝備。

（三）做好技術(shù)方面控制

生物質(zhì)鍋爐的開發(fā)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)克服以下技術(shù)問(wèn)題：

1、粉塵控制與防火防爆 

目前生物質(zhì)電廠的燃料儲(chǔ)運(yùn)是在常壓下進(jìn)行的，由于生物質(zhì)燃料自身的特點(diǎn)，在其粉碎過(guò)程中或者在運(yùn)輸過(guò)程中出現(xiàn)落差的情況下，會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵，導(dǎo)致了上料系統(tǒng)合鍋爐給料系統(tǒng)的粉塵含量高，粉塵濃度甚至進(jìn)入爆炸極限范圍，存在極大的安全隱患。 

針對(duì)這種情況，需要我們根據(jù)國(guó)內(nèi)燃料供應(yīng)情況，在燃料粉碎、運(yùn)輸及上料環(huán)節(jié)上對(duì)生產(chǎn)工藝做相應(yīng)修改，如采用封閉式負(fù)壓儲(chǔ)運(yùn)；在落差較大的位置設(shè)置除塵裝置；增設(shè)粉塵濃度傳感器對(duì)粉塵進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；保持料倉(cāng)的通風(fēng)性良好，監(jiān)測(cè)并控制料倉(cāng)的溫度、濕度。 

2、燃料輸送系統(tǒng)的簡(jiǎn)化 

目前燃料輸送系統(tǒng)和鍋爐給料系統(tǒng)環(huán)節(jié)較多，工藝復(fù)雜，螺旋和斗式提升機(jī)經(jīng)常堵塞的現(xiàn)象。燃料輸送系統(tǒng)故障會(huì)導(dǎo)致爐前料倉(cāng)斷料，不能滿足鍋爐負(fù)荷下的燃料供應(yīng)。 

為了避免這種現(xiàn)象發(fā)生，可以考慮改進(jìn)現(xiàn)有的給料工藝，減少給料環(huán)節(jié)，不采用斗式提升機(jī)，改用棧橋、皮帶，直接將料倉(cāng)的料輸送到爐前料倉(cāng)。同時(shí)嚴(yán)格控制燃料濕度和粒度，防止燃料結(jié)團(tuán)、纏繞，并改進(jìn)自動(dòng)化控制手段，保證輸料系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。 

3、結(jié)焦和腐蝕 

生物質(zhì)燃料的成分和煤粉存在極大差異，尤其灰分中含有大量堿金屬鹽，這些成分導(dǎo)致其灰熔點(diǎn)較煤粉的灰熔點(diǎn)低，容易產(chǎn)生沾污結(jié)焦和腐蝕。因而生物質(zhì)鍋爐產(chǎn)生結(jié)焦、腐蝕的工況參數(shù)與普通燃煤爐不同，應(yīng)該根據(jù)燃料性質(zhì)及燃燒特性的不同，對(duì)鍋爐及其輔助設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)提出不同要求，并改進(jìn)相關(guān)自動(dòng)化控制使工藝運(yùn)行環(huán)境符合現(xiàn)有設(shè)備要求。

隨著國(guó)家大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)的提高，因重視對(duì)廢氣排放的控制，爐內(nèi)脫硫技術(shù)是控制空氣污染的有效方法。循環(huán)流化床是我國(guó)燃煤發(fā)電重要的清潔煤技術(shù)。歷經(jīng)二十余年的發(fā)展，我國(guó)掌握了300MW亞臨界循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計(jì)制造運(yùn)行的系統(tǒng)技術(shù)，發(fā)展超臨界參數(shù)循環(huán)流化床鍋爐已經(jīng)勢(shì)在必行。國(guó)家發(fā)改委自主研發(fā)超臨界600MWCFB鍋爐是當(dāng)前技術(shù)的典范。

參考文獻(xiàn)

[1]劉強(qiáng),段遠(yuǎn)源,宋鴻偉.生物質(zhì)直燃有機(jī)朗肯循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的熱力性能分析[j].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào),2013年26期.

篇3

【關(guān)鍵詞】乙醇;生產(chǎn);性質(zhì)

0.前言

隨著人們對(duì)全球性能源危機(jī)認(rèn)識(shí)的不斷加深及環(huán)境保護(hù)意識(shí)的不斷加強(qiáng)，從20世紀(jì)70年代中期開始，利用生物技術(shù)和可再生資源進(jìn)行乙醇的工業(yè)化生產(chǎn)，并以此作為石油能源的替代物成為各國(guó)的研究熱點(diǎn)。更重要的是, 乙醇是太陽(yáng)能的一種表現(xiàn)形式，在整個(gè)自然界大系統(tǒng)中，乙醇的生產(chǎn)和消費(fèi)過(guò)程可形成無(wú)污染的閉路循環(huán)，永恒再生永不枯竭。

1.燃料乙醇在我國(guó)的發(fā)展情況[1]

早在20 世紀(jì)30 年代,美國(guó)就開始了燃料乙醇的研究及應(yīng)用工作[2]。我國(guó)以燃料乙醇為代表的生物質(zhì)液體燃料的發(fā)展始于20世紀(jì)90年代中期，經(jīng)歷了試點(diǎn)、擴(kuò)大試點(diǎn)兩大階段。由于燃料乙醇在中國(guó)的推廣使用還處在初級(jí)階段，產(chǎn)銷的各個(gè)環(huán)節(jié)政府行為色彩比較濃，離真正的市場(chǎng)化有很大距離。為了合理的利用資源，國(guó)家對(duì)燃料乙醇的立項(xiàng)投產(chǎn)非常謹(jǐn)慎，受到嚴(yán)格控制。2004年2月10日，八部委聯(lián)合下發(fā)《車用乙醇汽油擴(kuò)大試點(diǎn)方案》和《車用乙醇汽油擴(kuò)大試點(diǎn)工作實(shí)施細(xì)則》，在我國(guó)部分地區(qū)開展車用乙醇汽油擴(kuò)大試點(diǎn)工作。

根據(jù)統(tǒng)計(jì)，2007 年全球生物乙醇產(chǎn)量已達(dá)4500 萬(wàn)t，預(yù)計(jì)2020 年前后將發(fā)展到2 億t，相當(dāng)于現(xiàn)在世界石油生產(chǎn)量的5%。我國(guó)已有吉林燃料乙醇有限責(zé)任公司、河南天冠集團(tuán)、安徽豐原生物化學(xué)股份有限公司、黑龍江華潤(rùn)酒精有限公司4 家燃料生物乙醇生產(chǎn)企業(yè)，基礎(chǔ)產(chǎn)能132 萬(wàn)t/a。根據(jù)國(guó)家“可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃”，我國(guó)非糧燃料生物乙醇產(chǎn)量在2010 年將達(dá)200 萬(wàn)t/a，在2020 年將達(dá)1 000 萬(wàn)t/a。

2.燃料乙醇的理化性質(zhì)及其發(fā)展前景

乙醇的分子組成是C2H5OH，無(wú)限溶于水，而與烴類燃料的相溶性很差。乙醇的理化性質(zhì)見表1。乙醇可以單獨(dú)作為燃料使用，也可以和汽油等混合使用。使用乙醇體積分?jǐn)?shù)為85%與汽油體積分?jǐn)?shù)為15%的混合燃料，而不改變其他條件，與常規(guī)汽油相比， 碳?xì)浠衔锱欧沤档?%，氮氧化合物排放減少40%，CO增加約7%[3]。

乙醇的理化性質(zhì):

顏色：無(wú)色

氣味：特殊香味

揮發(fā)性：易揮發(fā)

溶解性：能與水互溶；也能溶解很多有機(jī)物

狀態(tài)：液體

乙醇熱值較低、汽化潛熱較高、抗爆性能好、氧含量高, 在少量水存在的情況下還容易產(chǎn)生相分離。

3.結(jié)束語(yǔ)

隨著乙醇技術(shù)的不斷完善及工業(yè)化的成功運(yùn)行，纖維素、木薯等將為燃料乙醇的生產(chǎn)提供幾乎無(wú)限的原料保障。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，目前，全國(guó)每年僅農(nóng)作物秸稈約有7億噸，其中作為農(nóng)村燃料消耗2億噸。若將其余5億噸用來(lái)生產(chǎn)乙醇，可產(chǎn)乙醇7000萬(wàn)噸。加上木材工業(yè)下腳料，制糖造紙工業(yè)下腳料和城市廢纖維垃圾，總計(jì)可得乙醇8500萬(wàn)噸，比全國(guó)汽油消耗總量還要多[4]。

雖然燃料乙醇在我過(guò)的生產(chǎn)水平還處于初級(jí)階段，相關(guān)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)還有待于完善。相信隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，科技的不斷創(chuàng)新，燃料乙醇的應(yīng)用范圍也將由車用乙醇汽油擴(kuò)展到車用乙醇柴油等更為廣泛的領(lǐng)域，從而保證人們?cè)谙硎芨咚缴钯|(zhì)量的同時(shí)，保護(hù)石油等不可再生能源保持可持續(xù)發(fā)展。■

【參考文獻(xiàn)】

［1］龔德詞.生物乙醇的生產(chǎn)與發(fā)展[J].當(dāng)代化,2009,(2)：178-181.

［2］張以祥,曹湘洪,史濟(jì)春.燃料乙醇與車用乙醇汽油[M].中國(guó)石油出版社,2004,8:13-15.

篇4

關(guān)鍵詞： 智能；耐熱；混凝土

前言

核能發(fā)電雖然已使用了約60年,但只在某些國(guó)家才得到了足夠的重視。核能發(fā)電會(huì)產(chǎn)生大量含有放射性物質(zhì)的乏燃料，這些放射性核燃料通過(guò)自然衰變釋放出大量熱能，可能導(dǎo)致普通水泥混凝土容器受高溫作用（最高達(dá)1000℃以上）而嚴(yán)重破裂和泄漏，從而造成重大安全事故。因此，研制出一種耐熱混凝土來(lái)存放此核燃料是非常有必要的。

但是，僅僅是耐熱還不能夠滿足要求。為了防止重大工程結(jié)構(gòu)發(fā)生突然破壞，除了耐熱，該混凝土最好要有智能的特點(diǎn)，其智能體現(xiàn)在利用表面粘貼的或植入的壓電片產(chǎn)生蘭姆波，并采集反射波，據(jù)此判定結(jié)構(gòu)的損傷程度。

據(jù)上分析，在高達(dá)1000℃以上高溫環(huán)境的作用下，普通混凝土?xí)跓o(wú)預(yù)警或預(yù)報(bào)條件下發(fā)生解體破壞，很容易導(dǎo)致核安全事故的發(fā)生。因此，研究一種具有智能自感知特性、可長(zhǎng)期耐高溫的新型混凝土材料是非常有必要的。

1、研究意義

人們?cè)缫岩庾R(shí)到不可再生資源總有一天會(huì)日漸耗竭，隨著緊缺的石油資源問(wèn)題日益突出，國(guó)際油價(jià)持續(xù)攀升，各國(guó)對(duì)能源資源安全關(guān)注程度也隨之普遍上升。維護(hù)國(guó)家能源安全是當(dāng)今世界各國(guó)面臨的重大課題，無(wú)論是發(fā)達(dá)國(guó)家，還是發(fā)展中國(guó)家都將保障能源安全作為國(guó)家能源戰(zhàn)略的首要目標(biāo)。因此，能源安全是當(dāng)前世界各國(guó)面臨的重大課題，而和平利用核能發(fā)電是緩和能源危機(jī)的一種經(jīng)濟(jì)有效的措施，在許多國(guó)家已得到大力發(fā)展和重視。從全球范圍來(lái)看，目前世界電力供應(yīng)的13%～15％來(lái)自核電。世界上的主要消費(fèi)能源大國(guó)對(duì)核能的依賴程度更高。各國(guó)核電占本國(guó)總電力的比例分別為：法國(guó)77%、韓國(guó)38%、德國(guó)32%、日本30%、美國(guó)20%、英國(guó)20%、俄羅斯16%。相比而言，中國(guó)核電在電力結(jié)構(gòu)中比重小很多，據(jù)網(wǎng)上資料報(bào)道，截止2011年3月，中國(guó)共有13臺(tái)投入運(yùn)行，裝機(jī)容量?jī)H占全國(guó)電力裝機(jī)總?cè)萘康?.8%左右。根據(jù)我國(guó)《核電中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》，到2020年，我國(guó)核電運(yùn)行裝機(jī)容量爭(zhēng)取達(dá)到4000萬(wàn)千瓦；到2050年，根據(jù)不同部門的估算，中國(guó)核電裝機(jī)容量可以分為高中低三種方案：高方案為3.6億千瓦（約占電力總裝機(jī)容量的30%），中方案為2.4億千瓦（約占電力總裝機(jī)容量的20%），低方案為1.2億千瓦（約占電力總裝機(jī)容量的10%）。2011年日本福島核電站事故的發(fā)生，引發(fā)全球?qū)四馨踩母叨汝P(guān)切，在歐洲掀起反核熱浪，德國(guó)、法國(guó)、意大利等國(guó)爆發(fā)反核示威游行。多個(gè)國(guó)家核電發(fā)展計(jì)劃緊急剎車，德國(guó)宣布關(guān)閉七座1980年以前投入運(yùn)營(yíng)的核電站，并暫停延長(zhǎng)核電站運(yùn)營(yíng)期限計(jì)劃，瑞士、韓國(guó)、印度和中國(guó)等都決定重審本國(guó)的核電發(fā)展計(jì)劃。但是美、法、英等國(guó)都已相繼明確表態(tài)，不會(huì)因?yàn)楹耸鹿实陌l(fā)生而放棄發(fā)展核能。根據(jù)聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署的《2010全球可持續(xù)能源投資趨勢(shì)》：2009年可再生能源發(fā)電約占全球發(fā)電總量18%，其中水電占了15%，風(fēng)能、太陽(yáng)能、生物質(zhì)能等發(fā)電量加起來(lái)僅占全球總發(fā)電量的3%。在中國(guó)，2009年煤電占電力總裝機(jī)容量的75%，水電裝機(jī)約占22.5%，風(fēng)電、太陽(yáng)能、生物質(zhì)能等發(fā)電所占比例不足1%。各種可再生能源的發(fā)展都有局限性，尚無(wú)法在電力結(jié)構(gòu)中替代核能的地位。因此，核能發(fā)電仍是未來(lái)世界新能源發(fā)展的重要方向之一。

但是，核能在發(fā)電的同時(shí)，會(huì)伴隨產(chǎn)生大量的核廢料或乏燃料。這些核廢料是強(qiáng)放射性物質(zhì)，會(huì)嚴(yán)重危害人類的生存和健康。據(jù)報(bào)道，一座100萬(wàn)千瓦的核電站一年能產(chǎn)生幾十噸放射性廢料，這些核廢料加工處理后將產(chǎn)生4立方米高輻射核廢料、20立方米中輻射核廢料、140立方米低輻射核廢料和200立方米非輻射核廢料。按照國(guó)家能源局規(guī)劃，2020年我國(guó)核電總裝機(jī)容量將超過(guò)5000萬(wàn)千瓦（新浪），每年產(chǎn)生的核乏燃料將達(dá)3000余噸。

2、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

（1）新型耐高溫混凝土材料

2008年，“5.12”汶川地震發(fā)生后，我國(guó)存放的核廢料面臨嚴(yán)峻形勢(shì)。因此，彭士祿院士了解了國(guó)內(nèi)在這方面已經(jīng)開展的工作，而且還重點(diǎn)調(diào)研了美國(guó)的核廢料水泥固化的進(jìn)展。上世紀(jì)九十年代初，以美國(guó)阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室為代表成功開發(fā)了一種處理核廢料的化學(xué)固結(jié)磷酸鹽陶瓷材料（Chemically bonded phosphate ceramic，CBPC)，這一發(fā)明在1996年被稱為世界上100項(xiàng)最偉大發(fā)明之一。

篇5

供暖、汽車“吃電”不用“喝油”、作燒飯……新正在不知不覺(jué)中滲透我們的生活。記者從市科技局了解到，新能源產(chǎn)業(yè)被列入《湖州市戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展“十二五”規(guī)劃（2011-2015年）》重點(diǎn)發(fā)展的三大產(chǎn)業(yè)之一，被列為湖州市六大重點(diǎn)特色產(chǎn)業(yè)之一。而湖州市也計(jì)劃在五年內(nèi)投入研發(fā)資金1.8個(gè)億，讓新能源早日走進(jìn)千家萬(wàn)戶，成為我們生活中的必需品。

無(wú)“辮子”的純電動(dòng)巴士上路

說(shuō)起電車，大家一定會(huì)想到我們?cè)陔娨曋锌吹降哪欠N大“辮子”公交車，它依靠一根根電線拉著才能在城市中前行。再過(guò)幾年，一種新型的不需要“辮子”的電動(dòng)公交將出現(xiàn)在我們的生活中。湖州市微宏動(dòng)力系統(tǒng)（湖州）有限公司的清潔城市交通，簡(jiǎn)稱CCT解決方案正在研究開發(fā)中。在這一方案中提到，只要在公交車的起點(diǎn)、終點(diǎn)或者轉(zhuǎn)成交叉點(diǎn)站場(chǎng)建設(shè)充，利用公交巴士在起點(diǎn)或者終點(diǎn)站場(chǎng)休息等待發(fā)車的間隙，對(duì)電動(dòng)公交巴士快速充電。僅需10分鐘，組就能充滿，而公交巴士只需配置50kWh左右的電池組，就能滿足單程或者一次往返的駕駛需要。

這樣的純電動(dòng)巴士，無(wú)須使用燃油。在燃格日益增長(zhǎng)的今天，運(yùn)行成本無(wú)疑將大大降低，而基于先進(jìn)的電池技術(shù)，電池組在巴士循環(huán)使用2萬(wàn)次之后仍可保留原始容量的70%。當(dāng)電池容量下降到70%，電池將被取出作為儲(chǔ)能或調(diào)節(jié)，進(jìn)行“二次利用”。

“純電動(dòng)巴士依托于微宏該項(xiàng)創(chuàng)新電池技術(shù)，解決了純電動(dòng)巴士產(chǎn)業(yè)鏈條上的諸多瓶頸?！痹摴臼袌?chǎng)部經(jīng)理宋寒告訴記者。CCT純電動(dòng)巴士相對(duì)普通巴士而言，攜帶的電池?cái)?shù)量少，意味著整車購(gòu)買成本的下降。因此，這一解決方案也使得純電動(dòng)巴士的購(gòu)置成本、運(yùn)行費(fèi)用大大降低，公交公司將不會(huì)增加額外的運(yùn)營(yíng)經(jīng)濟(jì)壓力。在保護(hù)環(huán)境、的同時(shí)，還能使各方面的經(jīng)濟(jì)收益最大化。

據(jù)了解，隨著城市公交巴士的全面電動(dòng)化，未來(lái)五年，一個(gè)依托城市公交網(wǎng)絡(luò)的充電站網(wǎng)絡(luò)將逐步形成，這將為個(gè)人乘用車電動(dòng)化提供重要的基礎(chǔ)設(shè)施保障，解決充電站“雞生蛋蛋生雞”的矛盾，最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)城市的交通電動(dòng)化。

LED光源走進(jìn)尋常百姓家

近幾年，LED漸漸成為各種大型演出晚會(huì)的寵兒，它帶來(lái)震撼的視覺(jué)光影效果。而LED燈也正在改變我們的生活，并逐漸擴(kuò)展到了通用領(lǐng)域，從證券行情到股票機(jī)，從筆記本電腦到數(shù)碼相機(jī)，從PDA到手機(jī)，從室內(nèi)照明到汽車車燈，LED無(wú)處不在。而LED在技術(shù)慢慢成熟的過(guò)程中，也開始走進(jìn)尋常百姓家，進(jìn)入家庭照明。

不少人對(duì)LED光源已經(jīng)耳熟能詳，但是，LED究竟能給我們的生活帶來(lái)多大改變，它是如何達(dá)到效果的？湖州市LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展得如何？據(jù)市科技局高新處相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，湖州市以“晶日照明”、“浙江求是”、“海振電子”、“德清新源科技”為代表的半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)已漸成雛形，并在大功率LED路燈上取得了關(guān)鍵技術(shù)的突破。

該負(fù)責(zé)人還告訴記者，因?yàn)長(zhǎng)ED的節(jié)果，越來(lái)越多的LED生產(chǎn)廠家開始將產(chǎn)品延伸到家庭照明領(lǐng)域。LED燈作為革命性的節(jié)能燈，具有改變以往節(jié)能燈含有重金屬毒素的污染，使用壽命更加長(zhǎng)等特點(diǎn)。但是由于價(jià)格較昂貴，目前還少有人問(wèn)津。隨著價(jià)格的下降，未來(lái)5年，LED燈將會(huì)快步進(jìn)入市民家居生活中。

究竟LED燈和普通燈具比起來(lái)有多節(jié)能，記者請(qǐng)“晶日照明”的相關(guān)負(fù)責(zé)人作了一個(gè)比較。在同等功率下，即瓦數(shù)相同時(shí)，高效節(jié)能燈比普通節(jié)能燈更亮。理論上，普通節(jié)能燈壽命約為5000小時(shí)，而室內(nèi)LED燈的壽命可達(dá)5萬(wàn)小時(shí)。以每天用電5小時(shí)計(jì)算，它的壽命可達(dá)27年。在正常耗損前提下，一般按節(jié)能60%來(lái)算，10瓦的LED燈相當(dāng)于普通直管熒光燈25瓦左右。

在未來(lái)幾年，如何讓LED光源在我們生活中發(fā)揮它的最大優(yōu)勢(shì)，在原有的基礎(chǔ)上更加節(jié)能?無(wú)動(dòng)力主動(dòng)散熱模塊是“晶日照明”自主研發(fā)的路燈散熱模塊裝置，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)外廣泛應(yīng)用的LED照明燈具帶來(lái)全新的散熱效果。簡(jiǎn)單地說(shuō)，這其實(shí)是一個(gè)利用散熱的裝置。通過(guò)燈具運(yùn)作過(guò)程中產(chǎn)生的熱量與周邊空氣產(chǎn)生溫差，形成空氣對(duì)流，主動(dòng)散熱模塊應(yīng)用產(chǎn)生的空氣對(duì)流經(jīng)行收縮擴(kuò)張，進(jìn)而產(chǎn)生高頻率上下震動(dòng)運(yùn)動(dòng)形式，形成高強(qiáng)度對(duì)流風(fēng)，對(duì)燈具散熱片經(jīng)行有效散熱?！安灰∏七@樣一個(gè)小小的裝置，它的成功應(yīng)用，可以在路燈、庭院燈、公園燈的使用中節(jié)約不少鋁材成本，省電又能使LED路燈的使用壽命更長(zhǎng)，減少LED光衰?！痹摴卷?xiàng)目負(fù)責(zé)人告訴記者。

垃圾年發(fā)電1.4億千瓦時(shí)

取之不盡，用之不竭的的開發(fā)利用一直是市民關(guān)注的熱點(diǎn)，可再生能源包括太陽(yáng)能、風(fēng)能、水能、、等。它們不僅對(duì)環(huán)境無(wú)害或危害極小，而且分布廣泛，適宜就地開發(fā)利用。

近年來(lái)，湖州市風(fēng)能、太陽(yáng)能利用進(jìn)展迅速。而能的利用主要有生物質(zhì)氣化發(fā)電、生物質(zhì)燃料制作和農(nóng)村使用四種方式。截至目前，全市已具有生物質(zhì)能發(fā)電35兆瓦以上。湖州市已建成垃圾焚燒發(fā)電工程3個(gè)，現(xiàn)均已投入發(fā)電，分別是湖州南太湖環(huán)保能源有限公司、長(zhǎng)興新城環(huán)保有限公司和德清佳能垃圾焚燒發(fā)電有限公司，總裝機(jī)容量達(dá)3萬(wàn)千瓦，垃圾日處理能力達(dá)1700噸，年超過(guò)1.4億千瓦時(shí)，另外每年可供熱40萬(wàn)吉焦，日均處理垃圾1500余噸，實(shí)現(xiàn)了垃圾無(wú)害化、減量化、資源化。

此外，湖州市還將重點(diǎn)支持生物質(zhì)發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)電原料預(yù)處理技術(shù)及裝置，生物質(zhì)固體燃料致密加工技術(shù)、高效燃燒技術(shù)及裝置，生物質(zhì)氣化和液化技術(shù)與裝置，新型生產(chǎn)技術(shù)與裝置。在工廠、養(yǎng)殖場(chǎng)和種植場(chǎng)推廣太陽(yáng)能熱和生物質(zhì)能聯(lián)用的技術(shù)，養(yǎng)殖場(chǎng)等場(chǎng)合沼氣的大規(guī)模利用，農(nóng)林（竹）廢棄物的高效資源化和能源化利用等。

五年投資1.8個(gè)億

記者了解到，未來(lái)五年，湖州市將以構(gòu)筑長(zhǎng)三角地區(qū)新能源產(chǎn)業(yè)基地為目標(biāo)，擴(kuò)大新能源產(chǎn)業(yè)規(guī)模，預(yù)期通過(guò)太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、LED相關(guān)領(lǐng)域50項(xiàng)重點(diǎn)研究和優(yōu)選課題的實(shí)施，培養(yǎng)和扶持50家具有發(fā)展?jié)摿Φ母咝录夹g(shù)企業(yè)，使其核心產(chǎn)品和關(guān)鍵技術(shù)的自主創(chuàng)新能力達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，突破50項(xiàng)關(guān)鍵共性技術(shù)，形成50項(xiàng)具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品；獲得專利（軟件著作權(quán)和標(biāo)準(zhǔn)）50項(xiàng)以上，其中發(fā)明專利30項(xiàng)；培養(yǎng)各類人才1000名以上；使新產(chǎn)品貢獻(xiàn)率和市場(chǎng)占有率顯著提高，培育3家銷售收入超50億元的企業(yè)（集團(tuán)）。

重點(diǎn)支持可再生及相關(guān)產(chǎn)品、新型高效能量轉(zhuǎn)換與儲(chǔ)存技術(shù)和相關(guān)產(chǎn)品、LED相關(guān)高效節(jié)能技術(shù)和產(chǎn)品這三個(gè)方面的技術(shù)和相關(guān)領(lǐng)域。

根據(jù)實(shí)施方案，湖州市采用分批立項(xiàng)、重點(diǎn)支持的滾動(dòng)式發(fā)展方法，每年立項(xiàng)1至2個(gè)重大科技專項(xiàng)項(xiàng)目。

篇6

“杜邦211年的發(fā)展歷程就很好地詮釋了一家企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的理念和戰(zhàn)略。”杜邦可持續(xù)解決方案事業(yè)部市場(chǎng)總監(jiān)王辛說(shuō)。杜邦二百余年里的發(fā)展軌跡就是不斷地修正發(fā)展思路的歷程，以史為鑒，可以給人們提供諸多可持續(xù)發(fā)展的思考。

主動(dòng)應(yīng)對(duì)環(huán)保危機(jī)

杜邦從不回避自己所承擔(dān)的環(huán)保責(zé)任。當(dāng)一個(gè)產(chǎn)品一旦證明對(duì)環(huán)境有害，杜邦就會(huì)選擇縮短其生命周期并尋找替代品。20世紀(jì)80年代后期，杜邦對(duì)于環(huán)境問(wèn)題的關(guān)注越來(lái)越影響公司前沿業(yè)務(wù)。1988年，美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）的科學(xué)家證實(shí)氯氟烴對(duì)臭氧層有破壞作用。當(dāng)時(shí)杜邦生產(chǎn)的氯氟烴占全國(guó)銷量的一半，占世界氯氟烴供應(yīng)的25%。杜邦在NASA結(jié)果公布后的72小時(shí)就宣布停止生產(chǎn)該產(chǎn)品。杜邦一部分科學(xué)家對(duì)氯氟烴影響臭氧層的數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估，另一部分科學(xué)家則開始著手尋找氯氟烴的替代品。1989年底，杜邦為20多種不含氯氟烴的制冷劑申請(qǐng)了專利，并在1990年實(shí)現(xiàn)了相關(guān)替代品的商業(yè)生產(chǎn)。

從1990年開始，杜邦開始在企業(yè)內(nèi)部落實(shí)企業(yè)環(huán)境計(jì)劃管理流程，在生產(chǎn)鏈條中，通過(guò)減少生產(chǎn)過(guò)程中物料和能源的使用量來(lái)減少?gòu)U棄物和有毒物質(zhì)的排放，并對(duì)廢棄物進(jìn)行循環(huán)利用，將“循環(huán)經(jīng)濟(jì)三原則”即減量化原則（Reduce）、再使用原則（Reuse）和再循環(huán)原則（Recycle）創(chuàng)新地應(yīng)用到生產(chǎn)制造過(guò)程中。

減量化原則（Reduce）要求用較少的原料和能源投入來(lái)達(dá)到既定的生產(chǎn)和消費(fèi)目的，從經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的源頭節(jié)約資源和減少污染。杜邦色賓河工廠是杜邦能耗最高的工廠，為了降低能耗，工廠改造了關(guān)鍵的工藝設(shè)備，修復(fù)含有跑冒滴漏問(wèn)題的蒸汽閥門等，為工廠節(jié)約了5400億英國(guó)熱量單位的能源。從生產(chǎn)源頭節(jié)約能源，提升工廠的生產(chǎn)效率。

再使用原則（Reuse）指多次或以多種方式使用物品或材料。對(duì)于那些未來(lái)具有發(fā)展前景的產(chǎn)品，杜邦則會(huì)想辦法延長(zhǎng)其壽命，不斷開發(fā)它的多種應(yīng)用方式。比如將應(yīng)用在消防服領(lǐng)域的隔熱防火材料改變結(jié)構(gòu)后應(yīng)用到飛機(jī)上，之后再應(yīng)用到高速列車上。

再循環(huán)原則（Recycle）即要求生產(chǎn)出來(lái)的物品在完成其使用功能后能重新變成可以利用的資源，而不是垃圾。杜邦創(chuàng)新的建筑可對(duì)全球范圍杜邦15家工廠每年近4萬(wàn)噸的固體垃圾進(jìn)行處理和提取，由回收生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品可以為公司帶來(lái)220萬(wàn)美元的營(yíng)收。

“循環(huán)經(jīng)濟(jì)三原則”在生產(chǎn)流程中的應(yīng)用使得杜邦在面對(duì)環(huán)保危機(jī)的時(shí)候從被動(dòng)轉(zhuǎn)為主動(dòng)，有效地提升了生產(chǎn)效率并增加了營(yíng)收。

杜邦創(chuàng)新的建筑可對(duì)全球范圍杜邦15家工廠每年近4萬(wàn)噸的固體垃圾進(jìn)行處理和提取，由回收生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品可以為公司帶來(lái)220萬(wàn)美元的營(yíng)收。

發(fā)展綠色能源

杜邦從黑火藥起家，進(jìn)入化工領(lǐng)域，如今又在第三個(gè)百年開始向市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的科學(xué)公司轉(zhuǎn)型，從可持續(xù)發(fā)展的角度向生物質(zhì)能源和生物基材料領(lǐng)域進(jìn)軍。

談及生物燃料時(shí)，通常想到的農(nóng)作物是生產(chǎn)乙醇用的玉米，但杜邦已經(jīng)有技術(shù)通過(guò)利用玉米的穗軸、葉片和秸稈來(lái)生產(chǎn)乙醇，利用纖維質(zhì)材料提高每英畝的燃料產(chǎn)量，從而減少對(duì)食用農(nóng)作物的使用。而當(dāng)杜邦發(fā)現(xiàn)生物丁醇比乙醇更具發(fā)展前景時(shí)，2006年杜邦計(jì)劃與英國(guó)石油公司合作開發(fā)、生產(chǎn)和銷售新一代生物燃料丁醇，用作可再生的運(yùn)輸燃料。兩家公司于2007年底在英國(guó)市場(chǎng)上推出了生物丁醇，用來(lái)逐漸替代汽油作為車用燃料。起先生物丁醇是從糧食作物中制取的，比如谷物、小麥、甜菜、甘蔗和高粱，而杜邦的長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃則是以谷物秸稈這樣的纖維素為原料來(lái)制取生物丁醇。

此外，杜邦在“建設(shè)可持續(xù)的糧食體系”的目標(biāo)下承諾在全球范圍內(nèi)投入高達(dá)百億美元的研發(fā)資金，以滿足各地民眾在增強(qiáng)營(yíng)養(yǎng)、可持續(xù)發(fā)展和安全性方面的需求。對(duì)生物技術(shù)領(lǐng)域的投資是杜邦在中國(guó)農(nóng)業(yè)改革戰(zhàn)略的重要組成部分。2012年，杜邦在中國(guó)建立分子育種技術(shù)中心，該技術(shù)中心會(huì)利用杜邦先鋒稱之為高產(chǎn)技術(shù)體系（AYTTM） 的專有分子育種模型，可在育種過(guò)程中比只用傳統(tǒng)方法更早地發(fā)現(xiàn)高質(zhì)量的基因組合，以此開發(fā)更加優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的農(nóng)作物種子。

用管理支撐可持續(xù)發(fā)展

無(wú)論是應(yīng)對(duì)環(huán)保危機(jī)，還是應(yīng)對(duì)未來(lái)的發(fā)展，杜邦的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略得益于三方面的支持。

首先是強(qiáng)有力的領(lǐng)導(dǎo)力。公司領(lǐng)導(dǎo)親自推行組織變革，將可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)放在與生產(chǎn)、質(zhì)量、成本以及其他業(yè)務(wù)指標(biāo)同等重要的地位。在杜邦這被稱為“有感領(lǐng)導(dǎo)”。“科技能解決一部分問(wèn)題，但更要的是人的因素?！蓖跣寥缡钦f(shuō)。

其次是組織架構(gòu)。可持續(xù)發(fā)展是杜邦的一項(xiàng)直線責(zé)任，融入到每一個(gè)部門的績(jī)效指標(biāo)中。其中有代表性的就是杜邦的“能力中心”。以節(jié)能能力中心為例，這是一個(gè)虛擬的組織機(jī)構(gòu)，它由一名高層領(lǐng)導(dǎo)作為企業(yè)節(jié)能文化的倡導(dǎo)者居中協(xié)調(diào)，與各企業(yè)的節(jié)能項(xiàng)目負(fù)責(zé)人以及公司內(nèi)的能效專家建立明確的溝通渠道。能力中心是儲(chǔ)備、溝通、分享全企業(yè)的經(jīng)驗(yàn)和最佳實(shí)踐的有效載體，可以幫助高層管理人員快速評(píng)估各工廠的行動(dòng)的有效性。

篇7

一、重點(diǎn)整治范圍

（一）“三區(qū)”區(qū)域

1.集中供熱管網(wǎng)覆蓋區(qū)

（1）熱電廠（景源熱力）熱網(wǎng)覆蓋區(qū)：經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)獨(dú)黎公路以南區(qū)域、街道工業(yè)園區(qū)和景業(yè)園區(qū)。

（2）榮晟環(huán)保紙業(yè)股份有限公司熱網(wǎng)覆蓋區(qū)：經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)獨(dú)黎公路以北區(qū)域。

（3）虹霓供熱點(diǎn)（圣普新能源生物質(zhì)成型燃料鍋爐）熱網(wǎng)覆蓋區(qū)：虹霓供熱點(diǎn)周圍2公里區(qū)域內(nèi)。

2.天然氣管網(wǎng)覆蓋區(qū)

路以西、（經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)興平四路）以東、路以北、路以南。

3.中心城區(qū)

路以西、以東、路以北、路以南。

（二）“四路”兩側(cè)

公路、東西、公路和高速公路段等4條公路兩側(cè)各300米范圍內(nèi)。

二、重點(diǎn)整治對(duì)象

（一）“三區(qū)”區(qū)域內(nèi)的所有燃煤鍋爐（熱電聯(lián)供單位鍋爐除外，下同）。

（二）“四路”兩側(cè)煙塵煙色超標(biāo)排放的燃煤鍋爐。

三、整治目標(biāo)

在“三區(qū)”區(qū)域和“四路”兩側(cè)范圍內(nèi)，以淘汰和改造為手段，全面開展燃煤鍋爐環(huán)境污染整治工作，主要整治目標(biāo)：

（一）全面淘汰“三區(qū)”區(qū)域的燃煤鍋爐。到2012年底，“三區(qū)”區(qū)域內(nèi)燃煤鍋爐淘汰率達(dá)到60%；到2013年底，全面完成淘汰任務(wù)。

（二）建成“四路”兩側(cè)煙塵控制區(qū)。到2012年底，“四路”兩側(cè)煙塵控制區(qū)內(nèi)燃煤鍋爐煙氣治理設(shè)施配置率和煙塵煙色達(dá)標(biāo)率均達(dá)到95%；到2013年底，煙氣治理設(shè)施配置率和煙塵煙色達(dá)標(biāo)率達(dá)到100%。

四、整治要求

（一）“三區(qū)”區(qū)域：積極推進(jìn)集中供熱管網(wǎng)和天然氣管網(wǎng)建設(shè)，“三區(qū)”區(qū)域內(nèi)燃煤鍋爐一律拆除。2013年底前，集中供熱管網(wǎng)可通達(dá)的區(qū)域，拆除燃煤鍋爐后原則上須改用集中供熱；集中供熱管網(wǎng)未通達(dá)或因工藝要求需使用自備鍋爐的單位，須改用清潔能源。中心城區(qū)內(nèi)不得使用生物質(zhì)燃料。

（二）“四路”兩側(cè)：全面開展燃煤鍋爐煙氣凈化設(shè)施建設(shè)和改造，鼓勵(lì)開展清潔能源改造，加強(qiáng)鍋爐煙氣凈化處理設(shè)施運(yùn)行管理，確保煙塵煙色達(dá)標(biāo)排放。

（三）“三區(qū)”以外區(qū)域：鼓勵(lì)自備燃煤鍋爐的單位改造使用清潔能源，鼓勵(lì)各鎮(zhèn)街道和相關(guān)企業(yè)在供熱需求企業(yè)較為集中的區(qū)域建設(shè)清潔能源集中供熱點(diǎn)。

（四）“三區(qū)”區(qū)域和“四路”兩側(cè)范圍以外區(qū)域的燃煤鍋爐整治參照?qǐng)?zhí)行。

五、整治步驟

（一）下達(dá)任務(wù)。2012年4月底前，各鎮(zhèn)街道要做好宣傳動(dòng)員工作，將重點(diǎn)整治任務(wù)（見附件2）下達(dá)到整治單位，嚴(yán)格按照整治類型和完成期限落實(shí)有關(guān)政策措施。

（二）督查指導(dǎo)。各鎮(zhèn)街道開展經(jīng)常性督查行動(dòng)，及時(shí)掌握整治進(jìn)度，并做好指導(dǎo)服務(wù)工作，解決有關(guān)單位整治工作中的實(shí)際困難，每季將整治動(dòng)態(tài)進(jìn)度上報(bào)市環(huán)保局。市天然氣公司和供熱公司配合做好有關(guān)單位整治工作。

（三）組織驗(yàn)收。鍋爐使用單位在完成整治工作后，經(jīng)所在鎮(zhèn)街道預(yù)審后，向市環(huán)保局提出驗(yàn)收申請(qǐng)，由市環(huán)保局會(huì)同有關(guān)單位組織驗(yàn)收。

六、職責(zé)分工

燃煤鍋爐整治是一項(xiàng)涉及面廣、難度大的綜合性工作，各有關(guān)部門要密切配合，共同推進(jìn)。

（一）市環(huán)保局：負(fù)責(zé)對(duì)“四路”兩側(cè)鍋爐使用單位煙氣進(jìn)行執(zhí)法檢查，對(duì)煙塵煙色超標(biāo)排放單位依法立案查處；負(fù)責(zé)燃煤鍋爐拆除、煙氣凈化設(shè)施改造項(xiàng)目和清潔能源改用項(xiàng)目驗(yàn)收。

（二）市經(jīng)信局：負(fù)責(zé)推進(jìn)集中供熱管網(wǎng)建設(shè)和清潔能源替代使用工作。

（三）市質(zhì)監(jiān)局：負(fù)責(zé)對(duì)拆除的燃煤鍋爐辦理注銷使用登記手續(xù)，加強(qiáng)對(duì)燃煤鍋爐拆除、改造項(xiàng)目的技術(shù)指導(dǎo)。

（四）市規(guī)劃建設(shè)局：負(fù)責(zé)天然氣管網(wǎng)、集中供熱管網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)劃的編制，并督促有關(guān)單位實(shí)施。

（五）市天然氣公司和供熱公司：負(fù)責(zé)相應(yīng)管網(wǎng)建設(shè)，加快建設(shè)進(jìn)度，擴(kuò)大覆蓋范圍，滿足用戶需求，并積極配合有關(guān)用戶做好改造工作。

七、保障措施

（一）加強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)。為切實(shí)做好燃煤鍋爐環(huán)境污染整治工作，成立市燃煤鍋爐環(huán)境污染整治工作領(lǐng)導(dǎo)小組，由市政府分管領(lǐng)導(dǎo)任組長(zhǎng)，市環(huán)保局局長(zhǎng)任副組長(zhǎng)，有關(guān)部門負(fù)責(zé)人為成員。領(lǐng)導(dǎo)小組下設(shè)辦公室，負(fù)責(zé)每季度組織開展對(duì)整治單位的現(xiàn)場(chǎng)督查，通報(bào)整治進(jìn)度。同時(shí)，將整治工作列入市政府與各鎮(zhèn)街道簽訂的生態(tài)建設(shè)和環(huán)境保護(hù)目標(biāo)責(zé)任書。

（二）嚴(yán)格監(jiān)管。根據(jù)《大氣污染防治法》等有關(guān)規(guī)定，我市將“三區(qū)”區(qū)域和“四路”兩側(cè)范圍劃定為禁燃區(qū)，禁止使用高污染燃料。其中，“三區(qū)”區(qū)域禁止使用原（散）煤、煤矸石、粉煤、煤泥、燃料油（重油和渣油）、各種可燃廢物和直接燃用的生物質(zhì)燃料（樹木、秸桿、鋸末、稻殼、蔗渣等）以及燃料中污染物含量超過(guò)國(guó)家規(guī)定限值的固硫蜂窩型煤、輕柴油、煤油和人工煤氣；“四路”兩側(cè)范圍禁燃除原（散）煤以外的上述其他高污染燃料。市環(huán)保局要加強(qiáng)執(zhí)法，對(duì)屢勸不改，繼續(xù)使用高污染燃料和隨意焚燒邊角料及其他工業(yè)廢物、直接燃用生物質(zhì)燃料造成煙塵、煙色超標(biāo)排放的單位依法立案查處。對(duì)逾期未完成整治任務(wù)的單位，有關(guān)部門取消其一切評(píng)先評(píng)優(yōu)或補(bǔ)助資格。

（三）實(shí)行補(bǔ)助。鼓勵(lì)燃煤鍋爐使用單位積極開展整治工作，對(duì)按時(shí)完成整治任務(wù)的單位給予資金補(bǔ)助。

1.拆除燃煤鍋爐和煙囪的，按鍋爐蒸噸數(shù)實(shí)行補(bǔ)助。具體標(biāo)準(zhǔn)為：立式鍋爐每蒸噸2萬(wàn)元，其中，0.1蒸噸及以下鍋爐補(bǔ)助0.3萬(wàn)元；臥式鍋爐1蒸噸以下補(bǔ)助3萬(wàn)元，1蒸噸及以上鍋爐以4萬(wàn)元為補(bǔ)助基數(shù)，每增加1蒸噸再補(bǔ)助2萬(wàn)元。

2.因工藝要求或管網(wǎng)未到需使用自備鍋爐的，改用清潔能源按設(shè)備投資的10%給予補(bǔ)助，單個(gè)項(xiàng)目上限為10萬(wàn)元。

篇8

(一)現(xiàn)代化進(jìn)程中的能源需求

中國(guó)正處于工業(yè)化、城鎮(zhèn)化快速發(fā)展階段?？梢灶A(yù)期的是,在未來(lái)較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi),中國(guó)經(jīng)濟(jì)仍將會(huì)保持較快的發(fā)展速度,并逐步完成工業(yè)化和城市化,在2030年左右將達(dá)到中等發(fā)達(dá)國(guó)家的水平。

在這一過(guò)程中,公眾對(duì)生活質(zhì)量、居住環(huán)境、城市狀況等將提出越來(lái)越高的標(biāo)準(zhǔn),生活方式和消費(fèi)方式將會(huì)發(fā)生越來(lái)越顯著的變化。汽車保有量的持續(xù)增長(zhǎng)、住房面積的擴(kuò)大,以及在此基礎(chǔ)上形成的衍生需求將成為經(jīng)濟(jì)和社會(huì)持續(xù)發(fā)展的最主要?jiǎng)恿?。這將導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的一系列變化,也將帶來(lái)能源消費(fèi)總量的持續(xù)增長(zhǎng),特別是對(duì)石油和天然氣消費(fèi)的增長(zhǎng)。根據(jù)國(guó)內(nèi)外有關(guān)研究機(jī)構(gòu)的預(yù)測(cè),到2030年,我國(guó)的能源需求總量將會(huì)達(dá)到50―60億噸標(biāo)煤。

(二)以煤為主的能源戰(zhàn)略

從中國(guó)的資源條件和現(xiàn)有的技術(shù)發(fā)展看,能源自給率的保障只能來(lái)自于煤炭資源的大規(guī)模使用,以煤為主的能源戰(zhàn)略是不可避免的選擇。

首先,中國(guó)缺乏油氣資源是一個(gè)公認(rèn)的事實(shí)。至2007年末,剩余技術(shù)可開采儲(chǔ)量為石油28.32億噸,天然氣3.2萬(wàn)億立方米(2007年統(tǒng)計(jì)年鑒)。2007年的石油產(chǎn)量為1.86億噸,消費(fèi)量為3.66億噸。天然氣產(chǎn)量為692億立方米,消費(fèi)量為695億立方米(不包括液化石油氣)。以年產(chǎn)2億噸計(jì)算,石油的可開采年限為14年。

其次,中國(guó)的煤炭資源儲(chǔ)量相對(duì)豐富。根據(jù)第三次全國(guó)煤炭資源評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)(1999年),全國(guó)煤炭資源總量達(dá)到5.57萬(wàn)億噸,已發(fā)現(xiàn)煤炭?jī)?chǔ)量1.02萬(wàn)億噸,已查證煤炭?jī)?chǔ)量6769億噸,其中精詳查儲(chǔ)量4433億噸。隨著勘探工作的深入,煤炭資源精詳查儲(chǔ)量將會(huì)有較大幅度的增長(zhǎng)。從近年來(lái)內(nèi)蒙、新疆和陜西煤炭?jī)?chǔ)量迅速增長(zhǎng)的趨勢(shì)清晰地反映了資源的潛力。

第三,受技術(shù)、成本、資源量、可利用程度、實(shí)際運(yùn)行時(shí)間等多方面因素的制約,水電、太陽(yáng)能、生物質(zhì)能等新能源和可再生能源在能源的供應(yīng)總量中所占比重將是有限的,并在相當(dāng)大程度上取決于政府財(cái)政的補(bǔ)貼能力和數(shù)量。

盡管對(duì)煤炭?jī)?chǔ)量的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)、煤炭能否支持中國(guó)的能源需求、煤炭與溫室氣體的關(guān)系等存在較大的爭(zhēng)議。但煤炭是現(xiàn)有技術(shù)條件下中國(guó)儲(chǔ)量最多的一次能源資源,無(wú)論對(duì)煤炭資源量、應(yīng)用技術(shù)和環(huán)境問(wèn)題存在何種分歧,在新的、革命性能源供應(yīng)方式出現(xiàn)之前,中國(guó)只能主要依靠煤炭資源來(lái)保障未來(lái)能源供應(yīng)的可靠性,這是無(wú)法改變的事實(shí)。

二、替代油氣資源是國(guó)家能源戰(zhàn)略的基礎(chǔ)

(一)我國(guó)能源的關(guān)鍵問(wèn)題是油氣短缺

中國(guó)能源問(wèn)題的實(shí)質(zhì)是油氣資源短缺,關(guān)鍵問(wèn)題是對(duì)石油天然氣的需求遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)國(guó)內(nèi)資源可以承擔(dān)的程度。保障能源自給率的關(guān)鍵是在液體燃料、氣體燃料和化工原料等領(lǐng)域中實(shí)現(xiàn)煤炭對(duì)石油的可替代。

經(jīng)濟(jì)發(fā)展、城市化和現(xiàn)代化的一個(gè)必然結(jié)果是,液體和氣體燃料顯著地替代煤炭等固體燃料,其中最為突出的是汽車生產(chǎn)量和汽車擁有量的迅速增長(zhǎng)。1990年全國(guó)汽車產(chǎn)量?jī)H為51.4萬(wàn)輛,到2009年汽車產(chǎn)量已增加到1379萬(wàn)輛,18年間增長(zhǎng)了27倍,年均增長(zhǎng)率為19%。其中2000―2009年,汽車產(chǎn)量的增長(zhǎng)率23%以上。預(yù)計(jì)2010年汽車總產(chǎn)量將達(dá)到1700萬(wàn)輛以上。中國(guó)已迅速取代了美國(guó)成為全球最大的汽車生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)。到2020年,汽車保有量超過(guò)2億輛已成定局。

由此形成的直接后果是對(duì)油氣資源需求量的迅速增長(zhǎng)。IEA數(shù)據(jù)顯示,到2030年中國(guó)石油消費(fèi)量將達(dá)到10.5億噸標(biāo)油,天然氣消費(fèi)量將達(dá)到2.76億噸標(biāo)油(3340億方)1。即使中國(guó)石油產(chǎn)量能夠保持在現(xiàn)有的2億噸,石油的進(jìn)口量將可能高達(dá)9億噸,石油的自給率已不到20%。如在資源儲(chǔ)量方面沒(méi)有重大突破,天然氣的生產(chǎn)量也不可能有大的提升,天然氣的自給率大體將會(huì)和石油相當(dāng)?？紤]到這些預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)大多是在多年平均增長(zhǎng)率基礎(chǔ)上得出,如果實(shí)際的能源需求超過(guò)前述的預(yù)測(cè),油氣資源的自給率將會(huì)進(jìn)一步下降。

(二)以煤為主戰(zhàn)略的關(guān)鍵是煤的化工轉(zhuǎn)化

國(guó)家能源戰(zhàn)略的核心目標(biāo)是減少關(guān)鍵領(lǐng)域中對(duì)進(jìn)口資源的依賴,以保障國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的穩(wěn)定性和控制能源的總體成本。基于這些目標(biāo),在液體燃料、氣體燃料和化工原料領(lǐng)域中逐步擴(kuò)大煤炭資源對(duì)油氣資源的替代是不可避免的。煤化工產(chǎn)業(yè)是將煤炭轉(zhuǎn)換為液體燃料、氣體燃料和化工原料的基本途徑,因而也是在關(guān)鍵的能源領(lǐng)域中保障自給率,落實(shí)以煤為主能源戰(zhàn)略的基礎(chǔ)。

隨著液體燃料、氣體燃料和化工原料在能源消費(fèi)總量中比重的逐步提高,以煤炭的化工轉(zhuǎn)化保障關(guān)鍵能源領(lǐng)域中自給率的能源發(fā)展路線實(shí)質(zhì)上意味著對(duì)能源產(chǎn)業(yè)鏈的重新構(gòu)造:即將大部分由國(guó)外石油天然氣資源支持的新增能源需求逐步轉(zhuǎn)變到以國(guó)內(nèi)煤炭資源支持的方向上,并形成一組新型的能源產(chǎn)業(yè)。

盡管煤化工產(chǎn)業(yè)與煤炭的直接燃燒一樣存在著諸如二氧化碳排放、單位產(chǎn)品能耗較高、生產(chǎn)技術(shù)不盡完善、裝置規(guī)模小于油氣化工等問(wèn)題,盡管近期內(nèi)對(duì)煤化工產(chǎn)業(yè)存在多種質(zhì)疑,政策也在調(diào)整過(guò)程中,但發(fā)展煤化工是中國(guó)保持必要能源自給率的唯一選擇。隨著經(jīng)濟(jì)規(guī)模的進(jìn)一步擴(kuò)大和能源消費(fèi)的進(jìn)一步增長(zhǎng),發(fā)展煤化工產(chǎn)業(yè)的作用將更為突出。除非我們準(zhǔn)備承擔(dān)全球石油市場(chǎng)的急劇動(dòng)蕩對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的沖擊。

三、煤的轉(zhuǎn)化需要與能源的優(yōu)化使用相結(jié)合

(一)煤轉(zhuǎn)化技術(shù)的選擇需要服從經(jīng)濟(jì)發(fā)展全局

2000年以來(lái),我國(guó)的煤化工產(chǎn)業(yè)得到了迅速的發(fā)展。在“逢煤必化”的區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo)和巨大投資能力的推動(dòng)下,短短數(shù)年間,煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展重點(diǎn)經(jīng)歷了在煤基甲醇、煤基二甲醚、煤制油、煤基甲烷以及煤基烯烴等主要領(lǐng)域。受市場(chǎng)容量、技術(shù)發(fā)展成熟程度以及煤資源利用本身的特點(diǎn)制約,在上述各領(lǐng)域中,均在不同程度上出現(xiàn)了多方面的問(wèn)題,尤為突出的是生產(chǎn)能力的嚴(yán)重過(guò)剩、高能耗和溫室氣體排放。雖然這些問(wèn)題的出現(xiàn)并不能否定煤炭轉(zhuǎn)化液體燃料、氣體燃料和化工原料的必要性,但從另一個(gè)側(cè)面顯示了合理選擇煤轉(zhuǎn)化的技術(shù)路線和產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式是實(shí)現(xiàn)以煤為主戰(zhàn)略的重要基礎(chǔ)。

煤的分子結(jié)構(gòu)是以帶有側(cè)鏈和官能團(tuán)的縮合芳香環(huán)為基本結(jié)構(gòu)單元,結(jié)構(gòu)單元間通過(guò)各種橋鍵相連。在煤的結(jié)構(gòu)內(nèi),除了含有碳和氫元素外,還有氧、氮、硫等元素,這些元素大多以官能團(tuán)的形式存在于煤中。從元素組成看,煤的碳?xì)湓颖蕊@著地低于石油、天然氣以及生物質(zhì)。隨著成煤時(shí)間和煤化程度的提高,煤中的官能團(tuán)和烷基側(cè)鏈逐步減少,固定碳的比重逐步增加,氫比重逐步減少。

基于煤的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),從技術(shù)面看,煤的轉(zhuǎn)化必需解決三個(gè)基本問(wèn)題2:

一是將煤炭的大分子結(jié)構(gòu)分解為烴類、一氧化碳和氫等小分子,為潔凈化燃燒和化工轉(zhuǎn)化利用奠定基礎(chǔ)。二是調(diào)整煤炭中間產(chǎn)出物的碳?xì)湓颖?使其達(dá)到最終產(chǎn)品所需要的碳?xì)湓颖人?。三是脫除煤炭中氧、氮、硫等雜原子以及無(wú)機(jī)礦物質(zhì),使其達(dá)到最終產(chǎn)品需要的標(biāo)準(zhǔn)。

煤化工產(chǎn)業(yè)的技術(shù)路線,無(wú)論是熱解技術(shù)、氣化技術(shù)、直接液化技術(shù),以及超臨界水解技術(shù)均是圍繞這些問(wèn)題,通過(guò)對(duì)溫度、壓力、氧化劑、溶劑、催化劑等不同工作條件的選擇,采用不同形式的反應(yīng)器、罐、閥、管路、泵等技術(shù)手段組合,采用不同流程控制方式所形成的不同解決方案。

選用何種解決方案,或者何種解決方案更具有發(fā)展前景,需要權(quán)衡以下基本關(guān)系:

1、煤的轉(zhuǎn)化方式需要與煤的自身特點(diǎn)相結(jié)合

煤炭本身含有各類碳?xì)浠衔?、氫、一氧化碳和硫化氫等可燃的可揮發(fā)性組分。褐煤和長(zhǎng)焰煤中揮發(fā)性組分約占原煤干重的37%以上,不粘煤和弱粘煤中揮發(fā)性組分約占原煤干重的20―37%3。上述四大煤種約占我國(guó)煤炭資源儲(chǔ)量的50%,且隨新疆、內(nèi)蒙、陜西等地長(zhǎng)焰煤、不粘煤和弱粘煤新增儲(chǔ)量的大幅度增加,這些煤種在總儲(chǔ)量中的比重將會(huì)逐步增加。煤的轉(zhuǎn)化應(yīng)著力于采用低成本方式優(yōu)先提取煤炭中的高揮發(fā)性組分,充分發(fā)揮煤炭本身的潛在價(jià)值。

2、煤的轉(zhuǎn)化方式需要與能源的使用結(jié)構(gòu)相匹配

在我國(guó)的能源使用結(jié)構(gòu)中,煤約占能源消費(fèi)量的75%,其中的70%作為動(dòng)力煤供發(fā)電和工業(yè)鍋爐等的燃燒使用。結(jié)合煤炭的使用結(jié)構(gòu),在電煤和一般工業(yè)用煤等動(dòng)力煤進(jìn)行的優(yōu)化使用和潔凈化使用中尋求煤轉(zhuǎn)化的路線將可大幅度降低轉(zhuǎn)化成本和提高轉(zhuǎn)化價(jià)值。

3、煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要符合節(jié)能減排和資源循環(huán)利用的基本趨勢(shì)

轉(zhuǎn)化過(guò)程本身需要潔凈化和低碳化,需要盡可能控制和降低煤炭轉(zhuǎn)化利用中的能源消耗、溫室氣體排放和環(huán)境污染。

4、煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要充分考慮其他競(jìng)爭(zhēng)性技術(shù)和競(jìng)爭(zhēng)性資源開發(fā)的影響,以及新能源和可再生能源技術(shù)發(fā)展的影響

例如,來(lái)自中東的石油伴生氣制甲醇、合成氣和烯烴對(duì)煤氣化制甲醇和烯烴的成本優(yōu)勢(shì)。

在諸多解決方案中,相對(duì)而言,煤的熱解技術(shù)能夠更好地滿足上述這些要求,并可能為逐步解決煤化工產(chǎn)業(yè)現(xiàn)存的諸多問(wèn)題發(fā)揮重要作用。

(二)煤熱解技術(shù)和熱解產(chǎn)物

煤熱解是一類弱吸熱反應(yīng),反應(yīng)本身的能量消耗僅相當(dāng)于原料熱值的3―5%。在絕氧工作條件,溫度的增加將會(huì)導(dǎo)致煤的大分子逐步解構(gòu),通過(guò)氫轉(zhuǎn)移、脫氫和縮合反應(yīng),芳核逐步縮聚,從單環(huán)芳烴―稠環(huán)芳烴―多環(huán)芳烴―半焦,直至焦炭4。

煤的熱解過(guò)程通?？梢孕纬煽扇?xì)?、焦油和半?或焦炭)等三類產(chǎn)出物,熱解工藝的不同,三類產(chǎn)品的比例有著較大差別,并影響到最終的產(chǎn)品價(jià)值和對(duì)能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)的影響。

熱解焦油:煤熱解過(guò)程形成的焦油通過(guò)加氫可以轉(zhuǎn)換為汽油或柴油等輕質(zhì)油,焦油的產(chǎn)出率和品質(zhì)取決于熱解過(guò)程的控制。在理想的工藝條件下,焦油產(chǎn)出率可以達(dá)到原料煤干重的20%以上。焦油加氫過(guò)程與石油工業(yè)中的重油和渣油加氫過(guò)程大體相似,可以作為石油工業(yè)的煉油原料用以生產(chǎn)各類油品。

可燃性氣體:熱解形成的可燃性氣體的主要成份是甲烷、一氧化碳、氫和二氧化碳。在理想的工藝條件下,可燃性氣體的產(chǎn)出率也可以達(dá)到原料煤干重的20%以上。在控制二次熱解反應(yīng)的條件下,可燃?xì)鉄嶂导s50%來(lái)自其中的甲烷。其余部分經(jīng)過(guò)適當(dāng)變換工藝和合成工藝,可以進(jìn)一步轉(zhuǎn)換為合成甲烷,或?qū)⑵渲械臍錃庥糜诮褂偷木啤?/p>

熱解半焦:半焦是一種優(yōu)質(zhì)燃料,其熱值在20―30MJ/kg。半焦內(nèi)部多孔隙結(jié)構(gòu),原煤中所賦存的硫、磷等化合物在半焦的生產(chǎn)過(guò)程中大部分已進(jìn)入熱解氣體,因而具有低污染特征。半焦可以通過(guò)氣化和直燃等方式應(yīng)用于發(fā)電、熱力以及其他工業(yè)用途。此外,半焦也可以替代無(wú)煙煤和焦炭用于工業(yè)造氣生產(chǎn)化肥和工業(yè)還原劑。

(三)熱解技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)

經(jīng)過(guò)多年的研究和大量的試驗(yàn)裝置運(yùn)行,基本的共識(shí)是煤炭資源使用的合理方式是根據(jù)煤在不同轉(zhuǎn)化階段反應(yīng)性的不同特點(diǎn),采用分級(jí)轉(zhuǎn)化、分組分利用的方式。熱解技術(shù)則是分級(jí)、分組分利用煤炭的基本途徑。通過(guò)熱解過(guò)程,可以優(yōu)先從煤炭析出焦油和可燃性氣體等高附加值組分,提高煤炭中高附加值組分的利用率和碳的利用率,使煤炭達(dá)到最有效的應(yīng)用,同時(shí)經(jīng)濟(jì)地解決煤炭利用過(guò)程中污染物的控制,實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)污染物的近零排放。

從經(jīng)濟(jì)發(fā)展和保障能源供應(yīng)的全局看,煤熱解技術(shù)的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化具有重要的作用:

1、為石油天然氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展開拓新的國(guó)內(nèi)資源

2007年我國(guó)發(fā)電熱力用原煤約15億噸,發(fā)電熱力用原煤總熱值34.5EJ5 。如將其中60%由半焦替代,按等熱值計(jì)算則需要半焦約8.3億噸6 。在采用較成熟先進(jìn)技術(shù)的條件下7,通過(guò)熱解過(guò)程,至少可以從每噸原煤中獲得20%左右的液體產(chǎn)品和可燃性氣體產(chǎn)品,以及50%的產(chǎn)品半焦(扣除了過(guò)程加熱用半焦)。換言之,每1億噸原煤大體上可以產(chǎn)出1800萬(wàn)噸焦油和可燃性氣體(原煤以10%含水量計(jì)),以及4500萬(wàn)噸左右的半焦(半焦含水量以5%計(jì))。8.3億噸半焦需要用原煤15.4億噸,同時(shí)聯(lián)產(chǎn)焦油和可燃性氣體3.1億噸。2007―2009年,我國(guó)的原油產(chǎn)量大體在1.8―1.9億噸左右,天然氣產(chǎn)量在692―851億方。僅從熱值計(jì)算,上述焦油和可燃性氣體的產(chǎn)量已與國(guó)內(nèi)原油和天然氣產(chǎn)量大體相當(dāng)。

2、提高油氣資源的自給率,降低對(duì)進(jìn)口原油和天然氣的依賴

受制于國(guó)內(nèi)油氣資源的限制,隨著國(guó)內(nèi)能源需求的增長(zhǎng),進(jìn)口原油和天然氣的比重將會(huì)持續(xù)上升,到2020年甚至可能上升到70%以上?？紤]到近年來(lái)國(guó)內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)的增長(zhǎng)極為迅速,屆時(shí)的實(shí)際比例可能將更大。對(duì)于中國(guó)來(lái)說(shuō),數(shù)量巨大的油氣產(chǎn)品進(jìn)口本身將會(huì)對(duì)全球油氣市場(chǎng)的供求平衡和價(jià)格帶來(lái)重大的沖擊,油氣產(chǎn)品供應(yīng)的穩(wěn)定性和價(jià)格的波動(dòng)也會(huì)對(duì)國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展和能源成本帶來(lái)重大的影響。如果中國(guó)的實(shí)際油氣需求規(guī)模進(jìn)一步增加,這種影響帶來(lái)的動(dòng)蕩將更為突出。通過(guò)熱解技術(shù)的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化,可以在保障發(fā)電、熱力等產(chǎn)業(yè)用煤的同時(shí),大幅度降低對(duì)進(jìn)口油氣資源的依賴。

3、顯著提高煤炭資源開發(fā)的綜合經(jīng)濟(jì)價(jià)值

在分級(jí)、分組的條件下,一方面通過(guò)對(duì)焦油和可燃性氣體的深度加工,可以獲得多種高附加值的化工產(chǎn)品、氣體燃料、液體燃料及其他產(chǎn)品。液體和氣體的綜合產(chǎn)出率越高,高附加值部分產(chǎn)出率越大,煤炭的綜合經(jīng)濟(jì)價(jià)值也越高。另一方面,熱解產(chǎn)出的半焦本身既是一種潔凈的燃料,也是一種優(yōu)良的工業(yè)還原劑,可廣泛應(yīng)用于冶金、有色、化工等多種領(lǐng)域,具有高于原煤的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

4、為全面治理環(huán)境污染提供技術(shù)手段和基礎(chǔ)

大規(guī)模使用煤炭的最突出問(wèn)題是煤的污染特征。熱解技術(shù)的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化可以全面提升治理環(huán)境污染的能力,較大幅度降低煤炭使用過(guò)程中二氧化硫等溫室氣體的排放量,推進(jìn)煤炭潔凈化利用的實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。一是半焦在生產(chǎn)過(guò)程中大部分硫已進(jìn)入液體和氣體產(chǎn)物中。以半焦替代煤炭作為燃料可以大幅度降低發(fā)電、熱力等產(chǎn)業(yè)的二氧化硫等等溫室氣體的排放量,并減少發(fā)電廠等燃燒裝置脫硫的投資和運(yùn)行成本。二是半焦本身是一種大空隙度、大比表面積的吸附材料,其功能大體類似于活性炭,但價(jià)格僅為后者的1/10至1/100。由于價(jià)格低廉,可以在污水處理、煙氣處理等領(lǐng)域中全面推廣半焦地應(yīng)用,顯著提高污染物的處理效率。三是用于煙氣處理和污水處理的半焦在失效后仍可作為鍋爐燃料和氣化原料繼續(xù)回收使用,進(jìn)一步降低污染物的處理成本。

5、生產(chǎn)過(guò)程能耗較低

從現(xiàn)有的大型熱解裝置的運(yùn)行實(shí)踐看,熱解工藝的能耗顯著的低于氣化方式。以產(chǎn)品熱值計(jì)算,在熱解方式下,半焦、焦油和可燃?xì)獾暮嫌?jì)熱值大體相當(dāng)于原料煤熱值的85%左右8。在氣化路線下,煤制油和煤制甲醇等產(chǎn)品的熱值僅相當(dāng)于原料煤熱值的40―50%9(以水煤漿氣化為龍頭,以2.5噸煤產(chǎn)1噸甲醇,4噸煤產(chǎn)1噸油計(jì))。

6、可以較大幅度降低煤炭轉(zhuǎn)化過(guò)程中的投資和成本

熱解的單位投資遠(yuǎn)低于氣化和直接液化路線。從榆林的實(shí)踐看,以原料煤計(jì)算,低溫干餾裝置的噸煤投資在200元左右。采用技術(shù)較為先進(jìn)的大連理工大學(xué)固體熱載體熱解裝置,年原煤轉(zhuǎn)化能力為60萬(wàn)噸,總投資僅為1.35億元。噸煤投資也僅為200元左右。比較而言10,煤氣化制甲醇、煤制油等裝置的噸煤轉(zhuǎn)化投資均在1000元以上。由于投資構(gòu)成了固定成本中最主要的部分,單位投資的顯著差距使熱解技術(shù)在生產(chǎn)成本和抵制市場(chǎng)波動(dòng)方面具有顯著的優(yōu)勢(shì)。

綜合上述討論,可以看出煤炭熱解產(chǎn)業(yè)在高油氣產(chǎn)率的技術(shù)路線支持下,通過(guò)與發(fā)電、熱力等用煤產(chǎn)業(yè)的協(xié)同發(fā)展,將可以發(fā)揮逐步重新構(gòu)造中國(guó)的能源產(chǎn)業(yè)鏈的作用,并替代進(jìn)口油氣資源,承擔(dān)起保障關(guān)鍵產(chǎn)品領(lǐng)域中能源安全的功能。

四、大規(guī)模應(yīng)用熱解技術(shù)需要解決的問(wèn)題

從上世紀(jì)90年代中期,特別是近年以來(lái),我國(guó)煤炭熱解產(chǎn)業(yè)和熱解技術(shù)得到較快的發(fā)展。從產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀看,大規(guī)模發(fā)展煤炭熱解產(chǎn)業(yè)需要解決三個(gè)基本問(wèn)題:第一是用先進(jìn)熱解技術(shù)逐步替代傳統(tǒng)技術(shù),提高熱解的油氣綜合產(chǎn)出率以充分挖掘煤炭的資源潛力。第二是改變煤炭的使用方式,逐步在下游發(fā)電等產(chǎn)業(yè)中以半焦替代煤炭作為燃料。第三是開發(fā)半焦凈化裝置替代現(xiàn)有的電廠脫硫和煙氣凈化裝置,以系統(tǒng)地降低煤炭使用過(guò)程形成的污染。

(一)煤熱解產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀

總結(jié)近年來(lái)我國(guó)煤炭熱解產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程,可以看到以下主要特點(diǎn):

第一,煤熱解產(chǎn)業(yè)已發(fā)展到相當(dāng)大的規(guī)模。到2009年,陜西榆林地區(qū)的熱解半焦(蘭炭)生產(chǎn)能力已達(dá)到4000萬(wàn)噸,內(nèi)蒙德鄂爾多斯地區(qū)生產(chǎn)能力1100萬(wàn)噸,寧夏的生產(chǎn)能力在500萬(wàn)噸左右,其他煤炭資源省區(qū)也有規(guī)模不等的發(fā)展。蘭炭產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對(duì)地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展發(fā)揮了重用的作用。

第二,煤熱解產(chǎn)業(yè)的主要產(chǎn)品方向仍局限在以半焦(蘭炭)為主要產(chǎn)品的發(fā)展階段,焦油、燃?xì)獾雀吒郊又诞a(chǎn)品的利用水平較低。半焦主要作為碳質(zhì)還原劑已廣泛應(yīng)用于高爐噴吹、鐵合金、電石以及合成氨等行業(yè)。由于這些市場(chǎng)的需求規(guī)模相對(duì)較小,在生產(chǎn)能力迅速發(fā)展的背景下,生產(chǎn)能力過(guò)剩狀況日漸突出。同時(shí)由于油氣產(chǎn)率低,半焦價(jià)格難以滿足發(fā)電產(chǎn)業(yè)對(duì)燃料價(jià)格的要求。

第三,熱解生產(chǎn)技術(shù)采取了由低向高逐步推進(jìn)的方式,主流生產(chǎn)技術(shù)已從土法煉焦發(fā)展到以榆林三江爐(內(nèi)燃內(nèi)熱式連續(xù)直立方型爐)為代表的具有較高熱效率的爐型11,資源綜合利用和環(huán)境保護(hù)的水平得到了一定程度的提高,但液體和氣體綜合產(chǎn)出率指標(biāo)仍較低。

第四,部分較為先進(jìn)的技術(shù)逐步進(jìn)入熱解產(chǎn)業(yè)。其中最具代表性的是榆林地區(qū)在2009年開始建設(shè)的半焦、焦油和煤氣百萬(wàn)噸級(jí)項(xiàng)目。該項(xiàng)目采用了大連理工大學(xué)固體熱載體工藝。單套裝置規(guī)模達(dá)到年利用原煤100萬(wàn)噸級(jí),在采用陜西神府煤的條件下,油氣綜合產(chǎn)率可達(dá)到20%。

第五,在研究領(lǐng)域中,國(guó)內(nèi)相關(guān)研究機(jī)構(gòu)和大學(xué)在廣泛借鑒國(guó)外已有的大型試驗(yàn)裝置和研究成果的基礎(chǔ)上,對(duì)先進(jìn)的煤熱解技術(shù)進(jìn)行了大量的探索和試驗(yàn),在試驗(yàn)裝置上取得了較為理想的成果,如液氣綜合產(chǎn)出率達(dá)到30―40%,加氫條件下半焦脫硫率達(dá)到90%等。

第六,由于缺乏足夠的資金支持,大量的試驗(yàn)是在遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于生產(chǎn)裝置規(guī)模的水平上進(jìn)行,進(jìn)入后期的工程化和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用時(shí),大量的工程技術(shù)問(wèn)題需要重新認(rèn)識(shí)和研究。

由于提高焦油和可燃性氣體的產(chǎn)出率是熱解產(chǎn)業(yè)提高綜合經(jīng)濟(jì)效益的基本途徑,逐步以先進(jìn)的熱解技術(shù)替代現(xiàn)有技術(shù),提高液體和氣體產(chǎn)品綜合產(chǎn)出率已成為煤炭熱解產(chǎn)業(yè)的基本共識(shí)。面臨的基本問(wèn)題與大多數(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程極為類似,即:如何使先進(jìn)技術(shù)盡快實(shí)現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化,以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)。

(二)先進(jìn)熱解技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化

綜合現(xiàn)有的研究成果,先進(jìn)的熱解技術(shù)應(yīng)當(dāng)具有以下基本特征:

第一,液體和氣體產(chǎn)出率達(dá)到原料煤干重的30%以上,對(duì)保障國(guó)家油氣需求形成實(shí)質(zhì)性貢獻(xiàn),并為提升熱解過(guò)程的經(jīng)濟(jì)效益奠定基礎(chǔ)。熱解技術(shù)逐步向中溫、快速熱解、小直徑煤粉、固體熱載體、生物質(zhì)共熱解加氫方向發(fā)展,反映了提高油氣綜合產(chǎn)率的基本要求。

第二,熱解半焦中的硫磷等雜質(zhì)脫除率達(dá)到90%以上,為后續(xù)發(fā)電、熱力等產(chǎn)業(yè)采用半焦替代原煤,實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)污染物12近零排放奠定基礎(chǔ)。在熱解工藝中采用加氫、生物質(zhì)共熱解和選擇適當(dāng)?shù)奶砑觿┘夹g(shù)可在提高油氣綜合產(chǎn)出率的同時(shí),較大幅度提高雜質(zhì)脫除率。

第三,熱解生產(chǎn)裝置的大型化、連續(xù)化和低能耗。單套裝置的年處理原煤能力達(dá)到200―500萬(wàn)噸,獨(dú)立熱解工藝的熱效率應(yīng)達(dá)到90%以上。這將導(dǎo)致大流量的自由落下式熱解反應(yīng)器逐步成為熱解的主流反應(yīng)裝置,同時(shí),需要強(qiáng)化對(duì)熱解反應(yīng)器和管路系統(tǒng)的保溫,減少裝置本身的熱容以降低熱解過(guò)程的熱損耗。

第四,煤的熱解過(guò)程與氣化、發(fā)電等后續(xù)利用過(guò)程實(shí)行聯(lián)合生產(chǎn),以進(jìn)一步降低系統(tǒng)能耗,特別是半焦直接進(jìn)入鍋爐或直接氣化。

從技術(shù)面看,先進(jìn)熱解技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化難度要遠(yuǎn)低于氣化和直接液化。

從熱解工藝特點(diǎn)看,以焦油和可燃性氣體制取為主要目標(biāo)的煤熱解裝置最高工作溫度在600―700度,在這一溫度條件下,絕大部分金屬結(jié)構(gòu)件和控制執(zhí)行器件可以可靠地工作。

快速熱解可以在數(shù)秒至數(shù)十秒間完成熱解反應(yīng),并且可采用連續(xù)通過(guò)型工藝流程使物料快速且連續(xù)地通過(guò)反應(yīng)器。因此,可使相同體積的反應(yīng)器的處理流量增加,從而在較少的投資和較低的能耗水平上實(shí)現(xiàn)較大規(guī)模的生產(chǎn)能力。

裝置流程短,系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單。與煤氣化工藝不同,煤炭熱解工藝采取絕氧加熱方式,生產(chǎn)流程不需要氧氣支持,因此生產(chǎn)系統(tǒng)不需要大型空分裝置。

在采用固體熱載體加熱的條件下,熱解產(chǎn)出氣體體積和產(chǎn)出氣體中粉塵數(shù)量顯著地少于氣化裝置。粉塵分離裝置和氣體凈化裝置的處理能力和處理難度均低于煤氣化工藝。但是,熱解焦油在管路系統(tǒng)中凝聚對(duì)裝置的穩(wěn)定運(yùn)行會(huì)形成不利的影響。

目前,先進(jìn)熱解技術(shù)尚未經(jīng)過(guò)大規(guī)模生產(chǎn)裝置的驗(yàn)證,相關(guān)的裝備制造業(yè)尚未形成。已有的裝置大多是由研究機(jī)構(gòu)自行設(shè)計(jì)和配套,相關(guān)產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗(yàn)嚴(yán)重不足,工作單元和功能模塊間的匹配性較差,將這些實(shí)驗(yàn)室技術(shù)轉(zhuǎn)變和集成為一個(gè)完整的生產(chǎn)體系仍將需要進(jìn)一步的工作。這些因素將會(huì)對(duì)于先進(jìn)熱解技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程帶來(lái)一定的制約作用。

(三)逐步推廣半焦在發(fā)電產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用

煤的熱解是一個(gè)多產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程,在獲得焦油和燃?xì)獾谋厝煌礁碑a(chǎn)大量的半焦。如果這些半焦不能得到有效的利用,焦油和燃?xì)獾纳a(chǎn)自然也無(wú)法進(jìn)行。由于工業(yè)還原和氣化領(lǐng)域,如高爐噴吹、鐵合金、電石行業(yè)以及合成氨等領(lǐng)域?qū)Π虢沟男枨罅渴怯邢薜?因此,熱解產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)模,以及可以產(chǎn)出的焦油和燃?xì)獾臄?shù)量是由半焦能夠替代原煤作為發(fā)電用煤、供熱用煤以及各類工業(yè)鍋爐用煤的規(guī)模所決定。換言之,未來(lái)國(guó)家的油氣資源自給率和能源安全在相當(dāng)大程度上取決于半焦對(duì)原煤的置換率。

半焦本身是一種良好的固體燃料。與煤炭相比,有著多方面的優(yōu)點(diǎn):

一是半焦具有較高的熱值、更好的孔隙結(jié)構(gòu)、更好的可磨性,以及較低的含硫量及灰份。二是半焦可以通過(guò)氣化工藝轉(zhuǎn)變?yōu)橐砸谎趸己蜌錇橹鞯目扇夹詺怏w,用于燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合機(jī)組發(fā)電。三是由于半焦中揮發(fā)份比重較低,且再揮發(fā)的溫度較高,半焦的運(yùn)輸儲(chǔ)存過(guò)程中熱值損失極小。通常情況下,原煤在運(yùn)輸儲(chǔ)存過(guò)程中的熱值損失約占原煤熱值的5―7%。四是在煤的熱解過(guò)程中,較高的焦油和燃?xì)猱a(chǎn)出率已經(jīng)分擔(dān)了絕大部分原料成本,作為發(fā)電燃料,比原煤有著顯著的成本優(yōu)勢(shì)。

同時(shí),由于在熱解過(guò)程中原料煤中的揮發(fā)份大部分析出,從著火溫度、燃燒反應(yīng)活化能、最大燃燒失重速率、殘?zhí)悸实燃夹g(shù)分析指標(biāo)衡量,來(lái)自各類煤種的半焦燃燒特性要低于煙煤而好于無(wú)煙煤13。因此,將半焦用于現(xiàn)有的粉煤鍋爐或循環(huán)流化床鍋爐需要對(duì)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行必要的改造,并對(duì)控制程序進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整?；诎虢乖谌紵匦苑矫娴木窒?以及傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的半焦價(jià)格偏高,因而在現(xiàn)有發(fā)電行業(yè)中,尚無(wú)大規(guī)模采用半焦作為燃料的案例。

五、創(chuàng)造一種新的產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式

多年來(lái),每當(dāng)新的技術(shù)和新的產(chǎn)業(yè)機(jī)會(huì)出現(xiàn)時(shí),一哄而上,攻城掠地,重復(fù)建設(shè),而后問(wèn)題重重、破產(chǎn)淘汰、拖累銀行幾乎成為中國(guó)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本模式。煤熱解產(chǎn)業(yè)要避免重蹈覆轍,需要一種新的產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式。

結(jié)合熱解產(chǎn)業(yè)發(fā)展的特點(diǎn)、現(xiàn)狀和需要解決的主要問(wèn)題,可能的發(fā)展模式至少應(yīng)當(dāng)包括以下幾方面:

第一,以完善先進(jìn)熱解技術(shù)和半焦應(yīng)用技術(shù)體系為起步。優(yōu)先完善已有的先進(jìn)熱解技術(shù),解決現(xiàn)存的技術(shù)問(wèn)題,穩(wěn)定提高油氣綜合產(chǎn)率到20―25%,實(shí)現(xiàn)工藝流程和功能單元的合理化、模塊化。

第二,同步開發(fā)和研制焦油、燃?xì)夂桶虢沟戎虚g產(chǎn)品的應(yīng)用技術(shù),重點(diǎn)解決半焦用于粉煤鍋爐、循環(huán)流化床鍋爐和半焦氣化的相關(guān)技術(shù)問(wèn)題,以保障產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的展開。

第三,著力于相關(guān)生產(chǎn)裝置的大型化和國(guó)產(chǎn)化。新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵在于大型成套生產(chǎn)裝置的研制和大型成套裝置的批量化生產(chǎn),為避免前一階段煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展中過(guò)度依靠引進(jìn)技術(shù)的狀況重復(fù)發(fā)生,應(yīng)將生產(chǎn)裝置的大型化國(guó)產(chǎn)化作為產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵和基礎(chǔ)。

第四,以大型綜合性示范基地建設(shè)為依托。建設(shè)一組采用不同類型的先進(jìn)熱解技術(shù)和中間產(chǎn)品應(yīng)用技術(shù)的工業(yè)化中試基地和原煤轉(zhuǎn)化能力100萬(wàn)噸以上的樣板裝置,以取得這些大型裝置的設(shè)計(jì)、制造和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。同步建設(shè)配套的煤炭生產(chǎn)基地,保證工業(yè)化中試基地和多個(gè)大型樣板工廠的原料來(lái)源。

第五,以實(shí)體性產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟為載體。由大型煤炭生產(chǎn)企業(yè)、大型裝備制造企業(yè)和具有研究基礎(chǔ)的研究機(jī)構(gòu)共同組成實(shí)體性產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,共同承擔(dān)技術(shù)和裝置的研發(fā)、制造和大型綜合性示范基地建設(shè)。

第六,選擇具有產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗(yàn)和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)的地區(qū)為試驗(yàn)區(qū)。鑒于榆林地區(qū)的煤炭資源較適應(yīng)于熱解生產(chǎn)、煤炭熱解產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模最大,生產(chǎn)技術(shù)相對(duì)領(lǐng)先、中間產(chǎn)品加工初具規(guī)模,應(yīng)重點(diǎn)考慮在榆林地區(qū)建立大型綜合性示范基地。

第七,政策扶持與嚴(yán)格監(jiān)管相結(jié)合?？偨Y(jié)前一階段煤化工產(chǎn)業(yè)的經(jīng)驗(yàn),在熱解技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的初期階段,應(yīng)嚴(yán)格準(zhǔn)入管理,從嚴(yán)限制大型熱解項(xiàng)目的審批,尤其需要限制利用借機(jī)圈占煤炭資源的現(xiàn)象發(fā)生,包括前一階段中圈占了資源而不能履行承諾的煤化工項(xiàng)目借機(jī)拖延對(duì)資源的占用和轉(zhuǎn)向煤炭開發(fā)。

第八,在取得經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,同步制定相關(guān)的產(chǎn)業(yè)政策和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),包括準(zhǔn)入規(guī)則、行業(yè)監(jiān)管規(guī)則、工藝流程標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)等,為熱解產(chǎn)業(yè)后續(xù)的發(fā)展創(chuàng)造有序的產(chǎn)業(yè)環(huán)境。

注:

1、對(duì)國(guó)際能源署對(duì)中國(guó)能源需求的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)存在不同的觀點(diǎn)。但這一預(yù)測(cè)是分類數(shù)據(jù)較系統(tǒng)的預(yù)測(cè),僅供參考。

2、舒歌平主編,煤炭液化技術(shù),煤炭工業(yè)出版社,2003年。

3、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局,《中國(guó)煤炭分類國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》GB5751-86

4、本部分論述綜合自相關(guān)文獻(xiàn),由于作者的疏漏,未能查清出處,僅向相關(guān)文獻(xiàn)的作者致歉。

5、根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),1噸原煤的熱值為20.91GJ,10億噸原煤的總熱值為20.91EJ.

6、熱解工藝的熱效率可以達(dá)到85%左右,半焦、焦油和可燃性氣體的產(chǎn)出率和熱值因原料煤和熱解工藝不同,有較大差別。這里僅按原煤估算。半焦熱值每噸按25GJ,焦油熱值每噸按30GJ噸,可燃性氣體熱值按每噸20GJ估算。原煤以10%含水率計(jì),半焦含水率以5%計(jì),焦油和可燃性氣體忽略含水率。根據(jù)現(xiàn)有熱解生產(chǎn)裝置和實(shí)驗(yàn)室裝置的運(yùn)行和試驗(yàn)數(shù)據(jù)看,上述參數(shù)均屬于適度先進(jìn)水平。

7、以大連理工大學(xué)60萬(wàn)噸固體熱載體熱解裝置,采用陜北神府煤為例。

8、蘭新哲、尚文智等,陜北半焦炭化過(guò)程能耗分析,煤炭轉(zhuǎn)化,第32卷,第2期,2009年4月

9、數(shù)據(jù)來(lái)自文獻(xiàn)8唐宏青,科學(xué)發(fā)展煤化工的探索與建議,煤化工,2009年第1期(總第140期),2009年2月。

10、榆林發(fā)改委,轉(zhuǎn)變觀念 科學(xué)發(fā)展 做大做強(qiáng)蘭炭產(chǎn)業(yè),榆林蘭炭產(chǎn)業(yè)調(diào)研報(bào)告。2008年4月。研究報(bào)告中的數(shù)據(jù)是以陜西榆林地區(qū)各類投資項(xiàng)目的實(shí)際數(shù)據(jù)或可行性研究報(bào)告數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)整理。

11、榆林三江爐的熱解熱效率達(dá)到85―87%。蘭新哲、尚文智等,陜北半焦炭化過(guò)程能耗分析,煤炭轉(zhuǎn)化第32卷第2期2009年4月

12、傳統(tǒng)污染物是指在煤的利用過(guò)程中除二氧化碳以外的其他污染物質(zhì)。

篇9

【關(guān)鍵詞】生物質(zhì);直燃發(fā)電;大容量;電化聯(lián)產(chǎn)

1.背景

能源是人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)存在和發(fā)展的基礎(chǔ)，同時(shí)也是影響社會(huì)發(fā)展的主要因素。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，人類使用的能源特別是化石能源所占的比例越來(lái)越多，能源對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的制約日益突出，對(duì)賴以生存的自然環(huán)境的影響也越來(lái)越大。隨著化石能源不斷消耗造成的能源緊缺以及環(huán)境惡化等問(wèn)題逐漸被人們所認(rèn)識(shí)，世界各國(guó)越來(lái)越重視清潔能源技術(shù)的開發(fā)，其產(chǎn)業(yè)化利用比例也越來(lái)越大。在這其中，生物質(zhì)能是除化石能源之外的第四大能源，具有清潔環(huán)保、可再生、資源總量大且分布廣泛易獲取的特點(diǎn)，且與化石能源一樣可儲(chǔ)存、可運(yùn)輸，可以轉(zhuǎn)變?yōu)槎喾N產(chǎn)品滿足多種利用形式，是清潔能源的重要組成部分。當(dāng)前，生物質(zhì)直燃發(fā)電是生物質(zhì)能規(guī)?；玫闹饕绞?，具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，已受到世界各國(guó)政府的高度重視。

2.發(fā)展生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)意義重大

目前，世界能源發(fā)展已進(jìn)入新一輪戰(zhàn)略調(diào)整期，各發(fā)達(dá)國(guó)家和新興國(guó)家紛紛制定能源發(fā)展戰(zhàn)略，大力開發(fā)生物質(zhì)能，作為替代化石能源、保障國(guó)家能源安全和節(jié)能、減排的重要戰(zhàn)略措施。作為當(dāng)前生物質(zhì)能規(guī)?；玫闹饕绞?，生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)的意義也越來(lái)越被人們所重視。

2.1 生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)對(duì)“新四化”中“城鎮(zhèn)化”和“農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化”建設(shè)有促進(jìn)作用

我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，擁有豐富的生物質(zhì)能資源，而最大量的生物質(zhì)資源集中在農(nóng)村。目前，生物質(zhì)直燃發(fā)電項(xiàng)目一般都建設(shè)在糧食主產(chǎn)區(qū)如東北、華北、華中等地區(qū)，以充分利用當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)作物秸稈的生物質(zhì)資源。以裝機(jī)容量為2.5萬(wàn)千瓦的生物質(zhì)發(fā)電廠為例，年發(fā)電量可達(dá)1.5-2億千瓦時(shí)，新增產(chǎn)值超億元，同時(shí)，每年消耗各類農(nóng)作物秸稈約20-25萬(wàn)噸，按照250元/噸計(jì)算，可為當(dāng)?shù)剞r(nóng)民增加收入達(dá)5000-6000萬(wàn)元以上。另外，在農(nóng)作物秸稈的收、加、儲(chǔ)、運(yùn)過(guò)程中，還為當(dāng)?shù)剞r(nóng)民增加了各類就業(yè)機(jī)會(huì)。近幾年，隨著生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)的不斷完善、穩(wěn)定，各類農(nóng)作物秸稈的需求量越來(lái)越大，也間接推動(dòng)了農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備的發(fā)展，從而進(jìn)一步促進(jìn)農(nóng)業(yè)與農(nóng)村的發(fā)展。

2.2 生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)是替代化石能源和節(jié)能減排的有效載體

與常規(guī)火力發(fā)電項(xiàng)目相比，生物質(zhì)直燃發(fā)電項(xiàng)目普遍裝機(jī)容量較小，但是，生物質(zhì)直燃發(fā)電項(xiàng)目?jī)H有不到10年的發(fā)展時(shí)間，從目前的現(xiàn)狀和長(zhǎng)期的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，隨著生物質(zhì)原料收集體系的不斷成熟完善、人們清潔能源意識(shí)的不斷提高，生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)具有很大的替代化石能源的潛力，更重要的是，發(fā)展生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目，能夠有效處理原來(lái)被廢棄的各類生物質(zhì)原料，變無(wú)序處理為有效利用，在減少溫室氣體排放，降低城鄉(xiāng)因秸稈焚燒引起的大氣污染，改善環(huán)境方面等效果明顯，據(jù)測(cè)算，一臺(tái)裝機(jī)2.5萬(wàn)千瓦的生物質(zhì)直燃發(fā)電機(jī)組，與同類型火電機(jī)組相比，每年可減少二氧化碳排放約10-15萬(wàn)噸，且實(shí)現(xiàn)二氧化碳閉路循環(huán)，氮氧化物、硫氧化物以及粉塵的排放分別是化石燃料電廠排放標(biāo)準(zhǔn)的1/5、1/10 和1/28，節(jié)能減排效果突出。

3.生物質(zhì)直燃發(fā)電技術(shù)簡(jiǎn)介

生物質(zhì)能是太陽(yáng)能以化學(xué)能形式儲(chǔ)存在各類生物質(zhì)原料中的能量，生物質(zhì)直燃發(fā)電技術(shù)是將生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化為電能的一種技術(shù)。

生物質(zhì)直燃發(fā)電項(xiàng)目的生產(chǎn)系統(tǒng)主要由生物質(zhì)加工處理系統(tǒng)、輸送系統(tǒng)、鍋爐系統(tǒng)、汽輪機(jī)系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)系統(tǒng)、化學(xué)水處理系統(tǒng)及除灰、除渣系統(tǒng)等各部分組成，主要生產(chǎn)過(guò)程是將生物質(zhì)原料從附近各個(gè)收購(gòu)站點(diǎn)運(yùn)送至生物質(zhì)電廠，經(jīng)破碎、分選等加工處理后存放到原料倉(cāng)庫(kù)，然后由原料輸送裝置將其送入生物質(zhì)鍋爐燃燒，通過(guò)鍋爐換熱將生物質(zhì)燃燒后的熱能轉(zhuǎn)化為高溫、高壓蒸汽，推動(dòng)蒸汽輪機(jī)做功，最后帶動(dòng)發(fā)電機(jī)生產(chǎn)電能。生物質(zhì)原料燃燒后的灰渣落入除灰裝置，由輸灰機(jī)送到灰坑，進(jìn)行灰渣處理。煙氣經(jīng)過(guò)煙氣處理系統(tǒng)后由煙囪排放入大氣環(huán)境中。

生物質(zhì)直燃發(fā)電與常規(guī)火電廠相比，原理上是相同的，但是，在原料供給體系和鍋爐等方面存在一些差異。

4.生物質(zhì)直燃發(fā)電項(xiàng)目發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)

2006年12月1日投產(chǎn)的國(guó)能單縣1X30兆瓦生物質(zhì)直燃發(fā)電項(xiàng)目是我國(guó)第一個(gè)生物質(zhì)直燃發(fā)電項(xiàng)目，拉開了國(guó)內(nèi)生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的序幕，由此，我國(guó)的生物質(zhì)直燃發(fā)電項(xiàng)目開始進(jìn)入了高速發(fā)展階段。國(guó)家電網(wǎng)公司、華能集團(tuán)、大唐集團(tuán)、華電集團(tuán)、國(guó)電集團(tuán)、中電投集團(tuán)、中節(jié)能公司等企業(yè)紛紛參與生物質(zhì)直燃發(fā)電項(xiàng)目的投資、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)，國(guó)內(nèi)民營(yíng)企業(yè)及外資企業(yè)也紛紛進(jìn)入該領(lǐng)域，截至到2013年底，我國(guó)已成功投產(chǎn)運(yùn)營(yíng)生物質(zhì)直燃發(fā)電項(xiàng)目的約162個(gè)，裝機(jī)容量4070兆瓦。在我國(guó)的可再生能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃中，農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電利用規(guī)模將達(dá)到800萬(wàn)千瓦，可以預(yù)見，生物質(zhì)直燃發(fā)電項(xiàng)目發(fā)展空間仍然巨大。國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局、國(guó)家環(huán)保部聯(lián)合下發(fā)的《能源行業(yè)加強(qiáng)大氣污染防治工作方案》（發(fā)改能源（2014）506號(hào)）中提出：“促進(jìn)生物質(zhì)發(fā)電調(diào)整轉(zhuǎn)型，重點(diǎn)推動(dòng)生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)、醇電聯(lián)產(chǎn)綜合利用，加快生物質(zhì)能供熱應(yīng)用，繼續(xù)推動(dòng)非糧燃料乙醇試點(diǎn)、生物柴油和航空渦輪生物燃料產(chǎn)業(yè)化示范。2017年，實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī)1100萬(wàn)千瓦”，可以看出，生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目作為國(guó)家調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，緩解能源開發(fā)利用與生態(tài)環(huán)境保護(hù)矛盾的重要手段，越來(lái)越受到重視。

5.發(fā)展生物質(zhì)直燃發(fā)電項(xiàng)目的建議

從近幾年的實(shí)踐來(lái)看，我國(guó)生物質(zhì)直燃發(fā)電項(xiàng)目單個(gè)裝機(jī)規(guī)模普遍為12MW-30MW，裝機(jī)規(guī)模小、受原料限制大、抗風(fēng)險(xiǎn)能力弱，能量利用率不高，從長(zhǎng)期來(lái)看，生物質(zhì)直燃發(fā)電項(xiàng)目除去在現(xiàn)有裝機(jī)規(guī)模下發(fā)展生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)外，還可以發(fā)展大容量生物質(zhì)直燃發(fā)電機(jī)組和電化聯(lián)產(chǎn)等模式。

5.1 發(fā)展大容量生物質(zhì)直燃發(fā)電機(jī)組

隨著生物質(zhì)直燃發(fā)電技術(shù)特別是生物質(zhì)鍋爐技術(shù)的不斷進(jìn)步以及世界范圍生物質(zhì)原料收、加、儲(chǔ)、運(yùn)體系的不斷完善，發(fā)展建設(shè)大容量生物質(zhì)直燃發(fā)電機(jī)組的條件逐漸成熟，大容量生物質(zhì)發(fā)電機(jī)組在能量利用率、機(jī)組穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性和節(jié)能減排方面的優(yōu)勢(shì)將會(huì)逐漸被認(rèn)識(shí)。

5.2 電化聯(lián)產(chǎn)

電化聯(lián)產(chǎn)指的是生物質(zhì)發(fā)電與生物質(zhì)綜合利用相結(jié)合一種生產(chǎn)模式，生物質(zhì)發(fā)電系統(tǒng)提供各類能源，生物質(zhì)綜合利用系統(tǒng)提供各類深加工產(chǎn)品，二者有機(jī)結(jié)合，是生物質(zhì)直燃發(fā)電產(chǎn)業(yè)調(diào)整轉(zhuǎn)型的一個(gè)方向。如醇電聯(lián)產(chǎn)生產(chǎn)方式就是通過(guò)纖維素乙醇系統(tǒng)和生物質(zhì)發(fā)電系統(tǒng)將農(nóng)林生物質(zhì)資源的物質(zhì)轉(zhuǎn)化和能量轉(zhuǎn)化結(jié)合起來(lái)進(jìn)行耦合生產(chǎn)，可以進(jìn)一步提高生物質(zhì)原料的利用效率，較大程度實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)的能源化利用，實(shí)現(xiàn)了物質(zhì)和能量的“分級(jí)轉(zhuǎn)化-梯級(jí)利用”。

參考文獻(xiàn)

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不久的將來(lái)，石油大亨們面臨的厄運(yùn)遠(yuǎn)比昔日捕鯨者的處境更悲慘。其原因：一方面是全球的石油資源正在枯竭；另一方面是正在開發(fā)利用綠色與環(huán)保的新型能源。目前，各國(guó)的科學(xué)家們正在研究與開發(fā)的新型能源有：

植物光合能源

植物擁有的光合作用，使它們能有效地利用太陽(yáng)光來(lái)合成養(yǎng)料，并將這些養(yǎng)料儲(chǔ)存下來(lái)。鑒于植物的這一特性，科學(xué)家們希望在未來(lái)能夠有效地利用植物的光合作用，幫助人類獲取更多的太陽(yáng)能，甚至再將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)化為電能。

據(jù)悉，科學(xué)家未來(lái)研究的重點(diǎn)，是利用植物的特性，制造出一種新型的植物太陽(yáng)能面板，以代替目前硅制的面板。據(jù)報(bào)道，美國(guó)桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室開展的這項(xiàng)研究前景相當(dāng)誘人，科學(xué)家將從植物中提取有效成分，制造出一種特殊材料，并將其嵌入金屬制的面板內(nèi)。這種植物性材料一旦暴露在陽(yáng)光下，就可以高效地吸收太陽(yáng)能，并將所吸收的能量自動(dòng)轉(zhuǎn)化為電能。

微生物功能能源

早在1910年，英國(guó)植物學(xué)家邁科普·波捷爾就指出，如果對(duì)某些功能微生物提供一定的能量，那么這些微生物將釋放出電流。如今在當(dāng)捷拉·貝涅托領(lǐng)導(dǎo)下的一個(gè)英國(guó)專家小組正在繼續(xù)進(jìn)行這個(gè)課題的研究。他們所分離出的1ml功能微生物培養(yǎng)物為基礎(chǔ)，用密度達(dá)每毫升1000億個(gè)細(xì)胞的微生物構(gòu)成發(fā)電組，終于釋放出了大約0.2～1w的電能。當(dāng)然，讓功能微生物發(fā)電需要提供糖料作能源，因此這樣的電池組的體積達(dá)10m3，假若每小時(shí)提供200kg的糖料作能源，那么該電池組所產(chǎn)生的電力將可以滿足一個(gè)小鎮(zhèn)居民的用電需要。如果一輛電動(dòng)汽車以這樣的微生物電池組作動(dòng)力，那么汽車行駛100km所消耗的能源為4kg食糖。

日本一所工業(yè)大學(xué)和三菱公司合作，新近研制出一種微生物電池。這是將兩種功能細(xì)菌放入糖漿中，一種細(xì)菌能吞食糖漿而產(chǎn)生氫，同時(shí)也產(chǎn)生醋酸和其他有機(jī)酸；另一種細(xì)菌則使這些酸類再次產(chǎn)生氫。當(dāng)這些氫氣被送入磷酸燃料電池時(shí)，便可發(fā)出電來(lái)。目前，這種微生物電池已在臨床化驗(yàn)、科研、航天與探索宇宙等方面嶄露頭角。

今年，美國(guó)汽車制造商將向市場(chǎng)投放100萬(wàn)輛可變?nèi)剂宪?，提供乙醇的加油站也將增?3%。麻煩在于，目前美國(guó)生產(chǎn)的乙醇多數(shù)來(lái)自玉米，其生產(chǎn)過(guò)程需要消耗大量礦物燃料。伯克利的丹尼爾·卡門認(rèn)為，以玉米為原料的乙醇是一種“過(guò)渡”性燃料。他說(shuō)：“要想讓乙醇對(duì)減少汽油消耗和緩解全球變暖等問(wèn)題發(fā)揮作用，我們開始在大范圍內(nèi)從玉米乙醇轉(zhuǎn)向纖維素乙醇。”纖維素乙醇由柳枝稷、木屑和玉米穗軸一類的農(nóng)業(yè)廢料制成。

今天，用于制造這種燃料的酶價(jià)格昂貴。但是，解決辦法將“很巧妙”。能源部聯(lián)合基因組研究所所長(zhǎng)埃迪·魯賓說(shuō)：“白蟻尾腸中的微生物能把植物纖維素轉(zhuǎn)化為碳水化合物。我們正在對(duì)這些微生物的DNA進(jìn)行排序，以便最終考慮通過(guò)生物工程培育出新的有機(jī)體以分泌這些酶?！睋Q句話，從本質(zhì)上說(shuō)，我們的汽車不久將由蟲子的功能體液來(lái)提供動(dòng)能。

藻類生物質(zhì)能源

既不消耗煤、石油等不可再生能源，又不會(huì)向大氣釋放導(dǎo)致全球變暖的二氧化碳的海藻生物質(zhì)能源利用已經(jīng)試驗(yàn)成功。英國(guó)西英格蘭大學(xué)已研制成一臺(tái)可發(fā)50～100kw電能的實(shí)用型樣機(jī)。

人類早就產(chǎn)生了利用燃料海藻發(fā)電的設(shè)想，只是有兩大難題沒(méi)有解決：高效培植海藻和提供給引擎燃燒的方法。西英格蘭大學(xué)的科研人員通過(guò)以下三個(gè)方面的革新，解決了上述難題。第一，是建造了海藻生長(zhǎng)容器——生長(zhǎng)室，海藻在里面比在自然界生長(zhǎng)的效率高三倍多，利用太陽(yáng)能的效率也比自然界高出三倍。第二，是把海藻磨成細(xì)粉，使海藻能像傳統(tǒng)引擎內(nèi)噴入的油料一樣高效燃燒，而燃燒產(chǎn)生的二氧化碳，被送至海藻生長(zhǎng)室，通過(guò)光合作用生成氫氣。在高濃度二氧化碳作用下，海藻生長(zhǎng)得更快。第三，海藻生長(zhǎng)過(guò)程與引擎結(jié)合為一個(gè)整體。

藻類是前景最為看好的新一代生物能源的材料。它生長(zhǎng)速度快，能消耗二氧化碳。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1英畝藻類每年生成的生物燃料可以超過(guò)5000加侖，而1英畝玉米每年生產(chǎn)的乙醇僅為350加侖。藻類燃料的另外一種優(yōu)勢(shì)是，可以直接添加到當(dāng)前的提煉和分銷系統(tǒng)里。而且，藻類生物質(zhì)能源是可再生循環(huán)過(guò)程，不污染環(huán)境，其發(fā)電成本與火力發(fā)電差不多，有較高的利用價(jià)值。

塑料光生能源

塑料光生能源是把光生伏打電池嵌入塑料薄膜的表面，制成太陽(yáng)能發(fā)電薄膜或模塊。這種太陽(yáng)能發(fā)電薄膜廉價(jià)、轉(zhuǎn)換效率高，可以有多種用途，這種光生能源可最終使太陽(yáng)能發(fā)電具有普及化的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。在美國(guó)馬薩諸塞州有個(gè)Konarka技術(shù)公司，該公司正在開發(fā)把二氧化鈦及一種吸收光的染料涂覆在塑料薄膜的表面，染料分子吸收的光子激發(fā)二氧化鈦的電子從而發(fā)電：西門子的開發(fā)則是把一種納米級(jí)的碳60分子同導(dǎo)電的聚合物熔融在一起制成塑料太陽(yáng)能電池；而美國(guó)通用電氣公司的新課題是利用一種有機(jī)發(fā)光二極管作為吸光材料來(lái)制造塑料光電池。在未來(lái)，塑料光生能源產(chǎn)生的效益將是巨大的，它可以貼在筆記本電腦外壁，隨時(shí)在光照條件下對(duì)電腦充電；也可以裝在電動(dòng)汽車車身為電動(dòng)機(jī)供電；住宅、廠房與辦公大樓的屋頂更可以覆蓋塑料光電池，以供應(yīng)日常用電。

納米型光電能源

加州大學(xué)柏克利分校的化學(xué)家保羅·阿利維賽多正在研究使用超微（7nm×60nm）的化學(xué)物質(zhì)cadmium telluride，以通過(guò)太陽(yáng)光的光子能量吸收來(lái)引發(fā)電能。這種超微物質(zhì)可以系統(tǒng)地鋪成一面200nm厚的光電能量控。

這樣的納米型光電能量控就可以輕易地應(yīng)用到建筑物上，很有效地把巨大的太陽(yáng)能以電力方式儲(chǔ)存起來(lái)。保羅·阿利維賽多的發(fā)明成為現(xiàn)實(shí)后，能夠很大程度地減少我們對(duì)石油的依賴。

光聚液體能源

太陽(yáng)每一個(gè)小時(shí)照射到地球上的能量，就比人類一年消耗的能量還多。如果科學(xué)家能夠?qū)⑦^(guò)剩太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為光聚液體燃料，哪怕只是一小部分，就能解決我們對(duì)化石燃料的依賴，以及由此帶來(lái)的種種問(wèn)題。其中美國(guó)桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室開展的一項(xiàng)嘗試非常吸引人。

該實(shí)驗(yàn)室在新墨西哥州的沙漠中安裝了一些直徑6m的圓盤狀鏡面，能將太陽(yáng)光聚集照射到里面12個(gè)以每分鐘一圈的速度旋轉(zhuǎn)的同軸圓環(huán)上。旋轉(zhuǎn)的同軸圓環(huán)溫度高達(dá)200～800℃，如此高的溫度能驅(qū)出鐵銹里的氧。當(dāng)如此高溫的同軸圓環(huán)轉(zhuǎn)到反應(yīng)室較冷的暗處時(shí)，它們又能從注入反應(yīng)室里的水蒸氣或二氧化碳中把氧吸回去，剩下富含能量的氫氣和一氧化碳——光聚液體燃料。

這種液體能源系統(tǒng)“可謂一石四鳥”，即帶給我們更清潔的能源供應(yīng)，又有更高的能源保障，還有更低的二氧化碳排放和更小的氣候變化影響。

熱電子能源

目前市場(chǎng)上的太陽(yáng)能電池，只能將接收到的陽(yáng)光能量的10%至15%轉(zhuǎn)化為電能，以致發(fā)電成本居高不下。原因之一是單層硅吸收陽(yáng)光的效率，理論上限大約是31%（實(shí)驗(yàn)室中最好的光電池可以達(dá)到26%）。但是，英國(guó)皇家能源研究所對(duì)半導(dǎo)體晶體（或稱為“量子點(diǎn)”）的最新研究表明，這一理論上限可以提高到60%以上，這為開發(fā)低成本發(fā)電設(shè)備帶來(lái)了希望。

在傳統(tǒng)光電池中，硅中的電子被射入的光子擊出而成為自由電子，能夠自由地流入導(dǎo)線，從而產(chǎn)生電流。不幸的是，陽(yáng)光中許多光子能量太高，當(dāng)它們擊打到硅上時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一種“熱電子”，它們會(huì)以熱的形式迅速損失能量，在被導(dǎo)線捕捉到之前又重新回到初始狀態(tài)。如果能在熱電子冷卻前就捕捉到它們，那么光電池的效率上限就會(huì)翻一番。這也是英國(guó)皇家能源研究所計(jì)劃在十年內(nèi)實(shí)現(xiàn)的科研目標(biāo)。

廢熱再生能源

形狀記憶合金利用廢熱帶來(lái)額外能量

在美國(guó)，人們消費(fèi)的能源中，有60%白白浪費(fèi)掉了，其中大部分以熱的形式從汽車排氣管和發(fā)電廠的煙囪中逃走。美國(guó)聯(lián)邦新能源研究所的科學(xué)家正試圖利用一種被稱為“形狀記憶合金”的新型材料，來(lái)捕捉這些寶貴的能量。形狀記憶合金能將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，進(jìn)而產(chǎn)生電力。該研究所的第一個(gè)目標(biāo)是，回收汽車排氣系統(tǒng)中散發(fā)的熱能，驅(qū)動(dòng)車載空調(diào)或音響系統(tǒng)。

該研究所的研究課題并不復(fù)雜，但離實(shí)用仍很遙遠(yuǎn)。形狀記憶合金容易疲勞，會(huì)變得脆而易碎；需要連續(xù)處理3個(gè)月才能重新回到“本態(tài)”的形狀記憶；合金線很難組合成帶；如何解決利用空氣來(lái)有效加熱和冷卻合金帶也是一個(gè)挑戰(zhàn)。但是，科學(xué)家們認(rèn)為：如果解決這些難題之后，廢熱再生能源將會(huì)推動(dòng)地球環(huán)保的文明程度。

人造龍卷風(fēng)能源

龍卷風(fēng)和地震、火山一樣，是一種巨大的自然災(zāi)害。它威力無(wú)比，一場(chǎng)龍卷風(fēng)所釋放出的能量，相當(dāng)于幾顆原子彈。它在一分鐘內(nèi)所產(chǎn)生的能量，用以發(fā)電，足夠美國(guó)用上50年。目前，人類尚不能控制龍卷風(fēng)使它趨利避害為人們服務(wù)。但已有科學(xué)家根據(jù)龍卷風(fēng)形成原理，制造人造龍卷風(fēng)，用來(lái)發(fā)電。

美國(guó)空氣動(dòng)力學(xué)家伊約粵森研制了一種龍卷風(fēng)模型，是將一塔形建筑四周全用板條間隔成方格小窗，朝風(fēng)的一面開著，背風(fēng)的一面關(guān)著，風(fēng)吹進(jìn)塔內(nèi)開始旋轉(zhuǎn)，形成小龍卷風(fēng)。塔內(nèi)裝有螺旋風(fēng)轉(zhuǎn)動(dòng)葉輪，當(dāng)龍卷風(fēng)將下方的空氣吸入塔時(shí)，葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，推動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。這種龍卷風(fēng)比裝有同樣大小口十輪的風(fēng)車，功率高10倍。

科學(xué)家還提出了太陽(yáng)能龍卷風(fēng)發(fā)電站的設(shè)想：鋪設(shè)一個(gè)大面積的，完全透明的圓形塑料薄膜頂棚，棚四周向中心逐漸升高，并與中心的煙筒塔相連。當(dāng)塑料棚內(nèi)的空氣溫度，因吸收了由太陽(yáng)輻射轉(zhuǎn)換成的地面輻射后，上升到20～50℃時(shí)，空氣便流向筒狀高塔，再沿高塔上升，于是帶動(dòng)塔中葉輪。就是外界無(wú)風(fēng)，塔內(nèi)的氣流速度也能達(dá)到每秒60m，即龍卷風(fēng)速，這種電站的功率可達(dá)70～100萬(wàn)kw。

核聚變能源

自然界中，太陽(yáng)的光和熱源自核聚變；氫彈的能量也來(lái)自核聚變。物理學(xué)家和工程師數(shù)十年來(lái)也一直在努力研究如何通過(guò)核聚變發(fā)電?，F(xiàn)在，研究人員能夠輕松制造出可控核聚變反應(yīng)——只要讓氫原子核足夠猛烈地碰撞壓縮到一起，它們就會(huì)融合，并釋放出中子和能量。然而，要讓核聚變用于發(fā)電，就必須做到更高效，以使反應(yīng)所釋放的能量大于觸發(fā)反應(yīng)（被稱為“點(diǎn)火”）所需的能量，這是科學(xué)界的一道難題。

核聚變發(fā)電是21世紀(jì)正在研究中的重要技術(shù)，主要是把聚變?nèi)剂霞訜岬?億度以上高溫，讓它產(chǎn)生核聚變，然后利用熱能。因此，美國(guó)利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室國(guó)家點(diǎn)火裝置（National lgnition Facility）的科學(xué)家設(shè)計(jì)出一套新方案：用核聚變來(lái)驅(qū)動(dòng)裂變，利用原子分裂產(chǎn)生的能量來(lái)驅(qū)動(dòng)傳統(tǒng)核反應(yīng)堆，有望利用這一機(jī)制運(yùn)作的實(shí)驗(yàn)性核電站有望在20年內(nèi)建成。