“生物質(zhì)氣化發(fā)電多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)”在剛剛過去的2018年可謂是名聲大噪，它是國家林業(yè)和草原局首屆科技成果發(fā)布會的五大成果之一，并獲得了2018年梁希林業(yè)科技進(jìn)步一等獎、江蘇省科技進(jìn)步一等獎等。南京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師周建斌先生為大家講述他率領(lǐng)的團(tuán)隊在國內(nèi)外首創(chuàng)研發(fā)的“生物質(zhì)氣化發(fā)電多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)”。
生物質(zhì)氣化多聯(lián)產(chǎn)的原理
生物質(zhì)氣化發(fā)電聯(lián)產(chǎn)炭、熱、肥技術(shù)”就是以農(nóng)業(yè)、林業(yè)加工剩余物(秸稈、稻殼、果殼、林業(yè)三剩物等)為原料，通過熱解氣化的技術(shù)同時轉(zhuǎn)化成可燃?xì)?、生物質(zhì)炭、生物質(zhì)肥，此技術(shù)在不需要外加能源和其他任何添加劑、化學(xué)藥品、助劑及催化劑的條件下，實現(xiàn)了生物質(zhì)的綠色、高效、高值化利用。氣體產(chǎn)物即可燃?xì)庵苯佑糜诎l(fā)電或替代煤燒鍋爐供熱、固體產(chǎn)物即生物質(zhì)炭根據(jù)原料不同可用于生產(chǎn)高附加值的活性炭、工業(yè)用炭、機制燒烤炭、炭基肥料等，生物質(zhì)提取液經(jīng)回收后用于生產(chǎn)液體肥料。
生物質(zhì)不如太陽能、風(fēng)能出名的原因
由于能源危機和環(huán)境污染問題，我國以及世界各國都重視清潔能源的發(fā)展，生物質(zhì)能源利用技術(shù)有了一定的發(fā)展，但是沒有達(dá)到預(yù)期的規(guī)模或是影響，有以下幾方面原因：
第一，大家對生物質(zhì)的認(rèn)識上不足或者錯誤，比如我國有18億畝耕地，每年有10億噸左右的秸稈，能源領(lǐng)導(dǎo)、學(xué)者和企業(yè)家都認(rèn)為生物質(zhì)太少，擔(dān)當(dāng)不起能源的重任，甚至認(rèn)為是不足掛齒的!可是中國有46億畝林地，60億畝草地。被遺忘的生物質(zhì)(城市木廢料)主要包括：建筑廢木材、舊城改造、大件廢家具、園林綠化枝椏材等，南京市5000噸/天。 據(jù)估算地球上每年生產(chǎn)的生物能總量達(dá)1600-1800億噸(干重)，相當(dāng)于目前世界總能耗的5倍以上。
第二，在國家層面(包括發(fā)達(dá)國家)，由于之前投入了大量資金，但沒有達(dá)到預(yù)期的收益，讓很多部門失去信心，相關(guān)政策實施的連續(xù)性不夠，導(dǎo)致生物質(zhì)能源整體的發(fā)展比較緩慢。
第三，對生物質(zhì)的特性，例如較為分散難以收集，秸稈類的季節(jié)性及能量密度低等認(rèn)識不足。
生物質(zhì)氣化多聯(lián)產(chǎn)的優(yōu)勢
針對傳統(tǒng)的生物質(zhì)氣化、生物質(zhì)炭等行業(yè)長期存在的產(chǎn)品單一、廢水廢渣污染(國內(nèi)外所有教科書、專著、文章和專利包括工程項目)、生產(chǎn)規(guī)模小且連續(xù)穩(wěn)定性差、經(jīng)濟效益不佳等突出共性問題，于2002年開始在世界上首創(chuàng)了生物質(zhì)氣化多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)并產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
這項技術(shù)得到了電力、能源、林化等多個行業(yè)內(nèi)多位院士的高度評價，改變了傳統(tǒng)生物質(zhì)氣化(能源)、生物質(zhì)炭、生物質(zhì)肥等行業(yè)的產(chǎn)品單一、經(jīng)濟效益不顯著、環(huán)境污染大等問題，在技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的顛覆性創(chuàng)新主要體現(xiàn)在以下四個方面：
(1)顛覆了傳統(tǒng)的生物質(zhì)氣化(能源)歷史，不僅有生物質(zhì)能源，還可以生產(chǎn)生物質(zhì)炭、肥料!
(2)采用生物質(zhì)氣化熱燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)，在國內(nèi)外首次解決了生物質(zhì)燃?xì)鈨艋徒褂吞幚淼膬纱髿饣夹g(shù)世界性難題，并有效地解決了氣化發(fā)電的經(jīng)濟性、規(guī)模性、自動化及系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性和標(biāo)準(zhǔn)化問題!
(3)開創(chuàng)了活性炭生產(chǎn)技術(shù)的新紀(jì)元，顛覆了傳統(tǒng)的活性炭生產(chǎn)歷史，不僅不需要外加能源，在生產(chǎn)活性炭過程中還可以發(fā)電、供熱、產(chǎn)肥料!
(4)顛覆了幾千年的世界燒炭的歷史，在生產(chǎn)炭的同時還可以發(fā)電、生產(chǎn)肥料!
(5)使用炭基肥和生物質(zhì)醋液肥助推國家肥料和農(nóng)藥的零增長，甚至可以直接減少肥料用量10-30%，同時修復(fù)退化、板結(jié)、酸化和污染的土壤，使我國山更青、水更綠、地更沃、食品更安全!
生物質(zhì)氣化多聯(lián)產(chǎn)的發(fā)展前景
這項技術(shù)使農(nóng)林廢棄物吃干榨凈，能夠產(chǎn)生發(fā)電、熱水、活性炭、工業(yè)用炭、機制燒烤炭、炭基肥、液體肥等多種產(chǎn)品，完全顛覆了直接燃燒發(fā)電、單一產(chǎn)出的模式，具有廣闊的發(fā)展前景：
第一本項技術(shù)的良好經(jīng)濟效益，是傳統(tǒng)生物質(zhì)能源、生物質(zhì)炭、生物質(zhì)肥效益的3倍。
第二同時具有優(yōu)越的環(huán)境效益，由于生物質(zhì)中的大部分碳、氮、硫元素保存在生物質(zhì)炭中沒有排放到大氣中，不僅實現(xiàn)了吃干榨凈和零排放，還可以生產(chǎn)多種有利于生態(tài)安全的綠色電能、綠色活性炭、綠色肥料。
第三對我國發(fā)展綠色能源和節(jié)能減排有重要作用，實現(xiàn)了能源(發(fā)電或者供暖)從高排放→低排放→零排放→負(fù)排放(CO2、NxOy、SO2固定在生物質(zhì)炭中)。這對我國節(jié)能減排、能源結(jié)構(gòu)調(diào)整將產(chǎn)生重要國際影響。
“生物質(zhì)氣化發(fā)電多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)”的實施和推廣，將使我們的天更藍(lán)、水更清、食品更安全，是實現(xiàn)國家肥料和農(nóng)藥的減量并助推國家綠色、循環(huán)、可持續(xù)發(fā)展的必經(jīng)之路。為世界開啟利用植物生物質(zhì)能源這一巨大的能源倉庫，提供了一條切實可行的發(fā)展之路，從此綠色清潔能源的獲得可以實現(xiàn)循環(huán)再生、高效穩(wěn)定，在生物質(zhì)能源利用這個領(lǐng)域具有劃時代的重大意義。
