生物质气化的优势和设备种类

生物质能源在我国绿色发展，构建安全高效能源体系，和“碳达峰”，“碳中和”方面将发挥重要作用。生物质能源经过生产加工后有固态，液态和气态三种燃烧方式。目前液态燃烧比较少，主要是固态和气态的利用。

生物质直接燃烧利用效率低，污染大，受到国家管理部门的限制和禁止。固态燃烧提高了燃烧效率，降低了污染，但生物质颗粒的加工成本较高，售价几乎是生物质原料的一倍以上，跟生物质燃气比较成本处于劣势。

生物质气化利用也有两种技术路线：一是沼气提纯天然气，称为生物天然气，其成分与天然气差不多，也是甲烷为主，应用范围比较广，但目前的成本高，难以大面积推广，除非国家持续补贴。二是生物质高温乏氧裂解气。

它是通过生物质气化设备将低值生物质原料分解为可燃气体。气体的成分与天然气差别比较大，以一氧化碳和氢气为主，也有少量的甲烷等烃类物质。目前商品化的生物质燃气氮气含量大，所以热值比较低，大概是天然气的七分之一左右。不过其以数量取胜，在同等热值条件下，相当于天然气1.5元/立方米。过去几乎与煤炭的成本差不多。现在煤炭涨价，又要“碳交易”，生物质燃气的成本已经低于煤炭。生物质燃气不但有清洁零排放优势，还具备经济优势，想不发展都难呢！此外生物质气化后还有大概相当于原料10%左右的生物炭，可以作为工业原料或肥料。

生物质气化设备主要分为固定床和流化床，区别是原料在固定床设备中是相对“固定”的，在流化床设备中原料则是“流动”的。固定床设备构造相对简单，成本低，但对原料的要求比较高，也不能做得太大；流化床设备（包括鼓泡流化床和循环流化床）结构比较复杂，造价高一些，但可以做得比较大，对原料的兼容性比较好。目前商业应用更多的是固定床。

固定床设备主要分为上吸式和下吸式，区别是上吸式设备可燃气体从气化设备的上部出来，下吸式设备可燃气体从设备的下面出来。下吸式的气化率比上吸式要高一点，焦油少，但能耗大，气体温度偏高。上吸式设备气体灰分少，温度相对低，能耗低，设备寿命更长。总体上看上吸式设备更适合商业化应用。

目前市场上还有一种半气化设备。半气化设备并没有将生物质气化，实际上是这样的：生物质直接燃烧时有一部分挥发份（可燃气体）没有得到利用，半气化设备就是通过二次送风，促进挥发份的燃烧。半气化设备提高了生物质能源的燃烧效率，其能源利用率大概在40%左右，与真正的气化设备比较依然低了30%左右。我们可以说所谓“半气化”就是生物质直接燃烧。这在政策上可能会遇到障碍，因为国家能源局规定生物质禁止直接燃烧（2016年520号文件）。

用户还可以合同能源管理的方式与投资运营商合作。用户不花钱买设备也比使用天然气节约成本约三分一左右。

附图：30吨锅炉的合同能源管理项目。