中国生物燃气的发展情况
中国生物燃气的发展已有几十年的历史。
最早的技术路线是通过微生物发酵制沼气。20世纪20年代后期,罗国瑞在广东的潮梅地区建成了我国第一个有实际使用价值的混凝土沼气池,成立了“中国国瑞瓦斯总行”,专门建造沼气池和生产沼气灯具等,推广沼气实用技术。60年代未到70年代初,我国出现了兴建沼气的热潮,1979年,国务院成立全国沼气建设领导小组,2009年新增中央预算投资中安排42.8375亿元,用于农村沼气建设。但微生物发酵制沼气的技术路线没有能够实现大规模的工业化和产业化。
生物燃气的另一条技术路线是通过热裂解气化技术制取生物燃气。生物质热解气化技术已有100多年的历史, 七十年代以来,欧美等发达国家对生物质气化技术的研究十分重视,许多单位在进行此项技术的研究,并达到了较高的水平。
如德国鲁奇公司正在进行100MW生物质燃气联合循环(IGCC)的示范工程,美国可再生能源实验室(NREL)和夏威夷大学进行IGCC的蔗渣发电系统的研究,荷兰特温特(Twente)大学进行流化床气化器和焦油催化裂解装置的研究,推出了近于实用的无焦油气化系统,英国Aston大学和美国的诸多研究单位在生物质热解液化的研究方面也取得了一定的突破。总体来说,由于技术没有成熟,生物热解气化技术在世界范围内尚未实现产业化和大规模的工业化。
在热裂解气化制取生物燃气技术方面,中国后来居上,在工业化方面已经居于世界最先进水平。虽然与欧美一些国家相比,我国对生物质热解的研究起步较晚,但是,近十几年来,中国科学院广州能源研究所生物质能研究中心、浙江大学、东北林业大学等单位作出了杰出贡献,取得了突破性进展。其中广州能源所在技术开发和产业化方面代表了世界最先进水平和产业化发展方向。
在生物技术方面,人类经历了三个发展阶段,中国在每一个阶段都有不菲的成就:基因工程的医药生物技术阶段,中国研制了胰岛素;农业生物技术阶段,中国的杂交稻,在世界范围内实现了产业化,为解决世界粮食问题作出了杰出贡献;国际生物技术发展的“第三次浪潮” 工业生物技术阶段,以广州能源研究所为代表的生物气化技术的工业化和产业化发展,中国处于世界领先地位。
广州能源研究所生物质能研究中心,目前研究方向重点为生物质热化学转化过程的机理及热化学利用技术。其研究内容为:(1)高能环境下的热解机理研究:等离子体热解气化、超临界热解等;(2)气化新工艺研究:高温气化、富氧气化、水蒸汽气化等;(3)气化技术系统集成及应用:新型气化装置、气化发电系统等;(4)生物质气化燃烧与直接燃烧:气化燃烧技术、热解燃烧技术、直接燃烧等。
获奖项目“农业废弃物气化燃烧能源化利用技术与装置”是以气化为核心技术,配套自主开发的低热值气体燃料内燃发电机组,技术指标及设备规模两方面均取得了突破,形成了适合于我国国情的农业废弃物气化发电系统,设备已全部实现国产化,技术处于国际先进水平,投资不到国外同类技术的2/3, 运行成本也降低50%左右。已建设的生物质气化发电站装机容量占目前国内市场份额的70%,总装机容量40余MW,累计合同额金额1.5亿元。该项目的液化生物燃气分项目,5年前已在山东能源研究所建成了100吨/年生产装置,运行结果完全达到设计目标,目前,在广东博罗的1000吨/年生物燃气产业化中式基地最核心的部分:气化产气系统已经安装调试完毕并投入使用,生物燃气源源不断地生产出来,其合成、液化设备正在安装调试,8月以前,气化、液化、合成生物燃气系统将全部投入运行。
液化合成生物燃气项目是国家两项863计划项目和科技部知识创新工程项目的有机结合,中央财政已投入1800万元研究经费,作为国家科技支撑计划的重要组成部分,科技部已将生物燃气划分为三个专项:沼气、生物天然气(管道)和生物液化气(DME) (瓶装),广州能源所与瓶装液化气公司合作,共同实现生物液化气(DME)(瓶装)大规模的产业化。