0、前言
    能源是現代社會賴以生存和發展的基礎，也是制約國民經濟發展的重要因素。人類正面臨著巨大的能源與環境壓力。從全球范圍看，化石能源正在日益耗盡，當今人類對于化石能源的極大依賴，不僅給環境帶來了嚴重的污染，而且由于這種能源逐漸匱乏，將成為未來社會的潛在危機。中國化石能源非常短缺，從環境保護和能源可持續發展方面看，發展可再生能源具有長遠意義。秸稈是農林生物質的一種，中國是典型的農業大國，秸稈資源豐富，秸稈產量約占全世界秸稈總量的30%，每年農作物秸稈資源量約占中國生物質能資源量的近一半。秸稈的大規模能源化利用是未來的發展趨勢。
1、生物質秸稈發電現狀及環保性能
1.1現狀
1.1.1  國際方面
    秸稈資源是重要的可再生能源，既可以通過鍋爐直接燃燒發電和供熱，也可以轉化為液體燃料代替汽油和柴油。因此，歐洲國家都把秸稈資源作為優先發展的可再生能源予以高度重視并給予政策和資金的大力支持。近幾年，世界各國開始高度重視秸稈發電項目的開發，將其作為21世紀發展可再生能源的戰略重點和具備發展潛力的戰略性產業。
    農作物秸稈其實也是一種很好的資源，如果可以其中回收經秸稈粉碎機粉碎然后再經過秸稈壓塊機、秸稈顆粒機、飼料顆粒機壓制成生物質燃料飼料供燃燒和牲畜食用不是也是一個兩全其美的方法么，而且，如果拿到外面銷售老百姓也可以增加收入。
    丹麥在農作物秸稈和農林廢棄物直燃發電方面成績顯著，對于農作物秸稈和農林廢棄物資源的利用則傾向于直燃熱電聯供。只有500萬人口、43萬km2土地的丹麥，秸稈發電等可再生能源占了全國能源消費的24%以上。丹麥于1988年建成了世界上第一座秸稈直接燃燒發電廠，BWE公司率先研發秸稈原料燃燒發電技術，迄今在這一領域仍保持世界最高水平。丹麥南部的洛蘭島馬里博秸稈發電廠就是一個直接燃燒發電很成功的例子，其裝機容量1.2萬kW。瑞典、芬蘭、西班牙等多個歐洲國家也建成了秸稈發電廠，其中位于英國坎貝斯的農作物秸稈和農林廢棄物發電廠是目前世界上最大的秸稈發電廠，裝機容量3.8萬kW。混合燃燒具有很大的潛力，可以迅速減少二氧化碳的排放量，該技術在斯堪的納維亞半島和北美地區使用相當普遍。在美國，有300多家發電廠采用生物質能與煤炭混燃技術，裝機容量達6 000 MWo對于氣化發電來說，小型生物質氣化發電主要集中在非洲的一些國家，以及印度和中國等東南亞國家，而在美國以及歐洲的一些發達國家只有少數供研究用的實驗裝置；中型生物質氣化發電目前在歐洲僅有少量幾個項目；大型生物質氣化發電技術在國際上遠未成熟，主要的應用仍停留在示范和研究階段。其中生物質聯合循環發電方式(IGCC)作為先進的生物質氣化發電技術，能耗比常規系統低，總體效率可達40%。
1.1.2國內方面
    中國對生物質能源利用極為重視，隨著《可再生能源法>的實施和與之配套的政策措施的出臺，已經催生一批秸稈發電項目。2004年國家發改委核準了江蘇如東、山東單縣和河北晉州3個秸稈發電項目，此后，全國各地如安徽、湖北、湖南、河南等省份的縣市也正積極調研籌備，積極申請秸稈發電項目。目前，在河北、山東、江蘇、安徽、貴州、河南、黑龍江等省份均有秸稈發電項目。
    2006年底，由國家發改委和各省發改委核準的生物質發電項目近50個，總裝機容量超過1500 MW。其中2006年核準39個，總裝機容量為128.4萬kW，總投資100.3億元，7個建成并網發電。截至2008年底，國家發改委已審批170余項生物質發電項目，總裝機460萬kW;已投產50項，裝機110萬kW。考慮到中國的國情及耕作現實，在中國進行秸稈發電，一般裝機容量不宜超過30MW。
1.1.3江蘇省
    江蘇十分重視可再生能源的發展。近年來，在生物質能的開發利用及產業發展方面具有明顯的優勢，規模化發展形勢很好。在《江蘇沿海地區發展規劃>中明確制訂了江蘇沿海地區生物質能源發展工作目標：強化如東、射陽等秸稈發電項目的示范效應，到2020年，秸稈發電裝機容量達到40萬kW．建設一批生物質能成型燃料、生物質集中燃氣等示范工程。
    據不完全統計，全省各類農作物秸稈年產量近3 000萬t，按熱值折算約1 300—1400萬t標準煤；這一資源相當可觀，江蘇擬選用秸稈焚燒發電和生物質氣化發電為推進生物質能發電的主要形式。在年產農作物秸稈50萬t以上的縣或縣級市建設l一2個發電項目，30萬t以上的縣建設1個發電項目，30萬t以下的縣條件允許可建設適當規模的秸稈發電項。江蘇省已經投產或在建的生物質秸稈發電項目，大都引進了國外(丹麥BWE)秸稈直燃發電技術，采用了秸稈直燃發電的技術路線，主要分布在鹽城、連云港、宿遷、南通等蘇北農作物秸稈豐富的地區。據統計，2005年至2008年，江蘇省環保廳共批復秸稈發電項目36個，其中鹽城地區11個，連云港5個，淮安、南通、宿遷各4個，徐州3個，泰州2個，無錫、揚州、鎮江各1個。2006年以來，已有17家生物質發電項目獲得核準，總裝機容量415 MW。截止2010年，蘇北已有11家秸稈發電廠投產，總裝機容量達280 MW，其中淮安楚州秸稈電廠2009年年利用小時為6 036小時，超出環評報告里的6 000小時，運行狀況良好，是秸稈發電廠的典范。
1.2秸稈發電環保性能
1. 2.1  污染物控制技術分析
1.2.1.1煙塵
    依靠改善燃燒技術無法大幅度提高煙塵的脫除率，需要通過凈化裝置去除大部分煙塵。目前秸稈發電最常用的除塵器是袋式除塵器，對粒徑微米的細微塵粒除塵效率為99. 8%～99. 9%．具有適應性強、使用靈活、結構簡單、工作穩定等優點，但是它的應用范圍受濾料的耐溫、耐腐蝕等性能限制，也不宜用于粘性強或是吸濕性強的粉末。對于袋式除塵器，清灰系統非常重要，如果清灰不暢，則除塵器阻力上升，影響到系統阻力，給設備運行帶來障礙。

1.2.1.2 NOx
    秸稈燃燒過程中產生的NOx主要為NO和N02。對其控制方法一般有：燃燒控制和煙氣凈化，其中燃燒控制方法包括降低燃燒溫度，防止局部產生高溫；采用多級送風，低氧燃燒和流化床燃燒等。煙氣凈化則無需脫硫脫硝處理，只需除塵裝置。

1. 2.1.3  S02
    生物質秸稈中含硫量大多都少于0. 20%，所以燃燒時不必設置煙氣脫硫裝置。將秸稈與煤混燃能夠有效減少SO2的排放量，有關資料‘151表明SO：減排的效果因共燃秸稈和煤種硫含量的不同而不同。同時，多數秸稈灰分中含有大量堿金屬或堿土金屬的氧化物，能夠與S02反應生成硫酸鹽，起到固硫劑的作用。Spliethoft認為當生物質與煤混燒時，煙氣中S02的排放大大降低而被有效地吸附在顆粒物之中。Bengt和Johan等學者認為燃料中的硫元素更易與Ca、Mg等堿土金屬結合以硫酸鹽的形式通過汽化凝結富集在亞微米顆粒上。這些研究都表明燃燒秸稈排放S02相對于是傳統能源是很少的一部分。
1.2.2與傳統能源對比分析秸稈發電環保性能
1.2. 2.1與燃煤對比
    表l是一般生物質燃料與煤炭的各成分對比分析，表2是具體的一個實例分析。如表1和表2所示：生物質燃料含碳量相對較少，由于其在燃燒過程中排放出的C02與其生長過程中所吸收的一樣多，燃燒過程中C02視為零排放；生物質燃料含氧量較高，含氫量稍多，揮發分也明顯較多；生物質燃料含硫量低，燃燒時不必設置煙氣脫硫裝置；而煤炭的熱值明顯大于生物質燃料。
    以某秸稈直燃（二臺爐）技改工程為例，以新建兩臺直燃秸稈燃燒爐燃燒產生的熱量為計算標準，如兩臺爐燃秸稈量為214 500 t/a，一年產生相同的熱量所需煤量與燃燒煤排放的污染物對比分析情況見表3。從表3中可以看出，相對于煤的燃燒，秸稈燃燒產生CO2的排放量為零，減排量為447 745 t/a．S02減排量為1885 t/a，同等熱值的秸稈燃燒產生的煙塵量比煤要少很多，減排量達22 654 t/a，灰渣減排量達39 098 t/a。表明采用秸稈作為燃料減少了污染物的實際排放量，不僅省去了脫硫裝置，降低成本，而且從根本上減輕了對環境的污染。
1.2.2.2技術改造前后對比
    對燃煤電廠進行技術改造，可以減輕對環境的污染。以中國山東十里泉發電廠為例‘19]，主要是對該電廠的5號機組(140 MW)進行秸稈發電技術改造，增加兩臺輸入熱量為30 MW的秸稈燃燒器，改造后鍋爐可單獨燃燒秸稈或單獨燃燒煤粉，也可以兩種燃料同時混燒。改造后對環境的影響主要表現在：秸稈燃燒改造項目投產后，5號爐S02排放量削減1197.3t/a；由于電廠采用的除塵器效率為99%，且秸稈灰分含量遠小于燃煤中灰分含量，因此也大幅度降低了煙塵排放量。又由于秸稈燃燒量只占鍋爐燃燒很小部分，秸稈燃燒后產生的炭灰在鍋爐灰中所占比例極低，因此秸稈灰對粉煤灰性能的影響較小。
    以某秸稈直燃（二臺爐）技術改造工程為例，該技改工程拆除原l號和2號JG75 -5.29/48> -M型次高壓循環流化床鍋爐，新建2臺75 t/h秸稈直燃水冷振動爐排鍋爐（次高溫次高壓）及相應輔助設施。技改后，新增的秸稈燃燒鍋爐在無需增加脫硫裝置的情況下，S02的排放量與經脫硫裝置脫硫后的燃煤鍋爐S02的排放量相當，省去了脫硫裝置的費用，而煙塵削減量為158 t/a，NOx削減量為92t/a。從實例中可以看出，秸稈發電相對于傳統能源發電有很明顯的環保優勢。
2、存在問題及發展前景
    雖然生物質資源具有很多方面的優勢，但是目前的發展現狀不是很樂觀，電廠虧損的現象普遍存在，也存在停運或改燒傳統能源的現象。目前存在的主要問題有：成本問題、核心技術問題和環保問題。
2.1成本問題
    原材料成本問題主要是原材料和設備兩方面，主要由以下因素引起：周圍生物質發電廠家的競爭導致原材料日益緊缺并且供應時間不均衡；農戶的認識意識不強，積極性不高；土地養護保育需求影響秸稈的收購成本；缺少原料收購、運輸的專業經營者；原材料缺乏必要的質量保證機制等。缺乏專門制造燃用農林廢棄物的鍋爐，大量關鍵發電設備需靠進口和企業長期負擔接網設備的維護成本也加大了發電的成本。而且目前中國對可再生能源實行同樣的標桿電價、貸款、稅收等政策，這是不合理的；雖然有電價補貼政策，但也沒有落實到位；結合中國實際情況，秸稈發電廠春節期間普遍存在停產7—20天的現象，虧損在80～200萬，這些在無形中也是增加了發電成本，總體上看成本過高，不利于競價上網。2010年7月18日，發改委發布了《關于完善農林生物質發電價格政策的通知》，出臺了全國統一的農林生物質發電標桿上網電價標準，通知規定，未采用招標確定投資人的新建農林生物質發電項目，統一執行標桿上網電價每千瓦時0. 75元（含稅），降低發電成本會更好地推動秸稈發電的發展。
2.2核心技術問題
    核心技術的缺乏制約著秸稈發電的發展，下面從三種燃燒方式分別說明存在的一些技術問題：秸稈直燃發電的核心技術有秸稈的預處理，灰渣沉淀堵塞管道和煙氣高溫腐蝕鍋爐設備。從淮安楚州秸稈電廠實際情況看，秸稈粉碎混合過程中，人工機械混合優于設備自動混合，前期燃料混合設備處于閑置狀態。由于秸稈灰中K、Na等堿金屬的含量相對較高，煙氣在高溫時（450C以上）具有較高的腐蝕性。此外，秸稈的飛灰熔點較低，易產生結渣的問題，灰分變成固體和半流體，運行中很難清除，阻礙管道中從煙氣至蒸汽的熱量傳輸，嚴重時甚至會完全堵塞煙氣通道。秸稈／煤混燃發電的核心技術同樣有上述的問題，由于秸稈與煤的燃燒特性不同，可能造成鍋爐效率的下降，以及鍋爐運行的不穩定。一般，秸稈的熱輸入量不得超過鍋爐總熱輸入量的20%。從寶應協鑫生物質環保熱電有限公司摻燒秸稈的實踐情況來看，目前摻燒量可達30% ~40%，連續運行經熱力試驗，測試結果表明：秸稈摻燒量30%時，鍋爐各項運行參數基本正常，鍋爐效率為88. 93%，比純燃煤時鍋爐效率下降1.43%。雖然與傳統的燃煤電廠相比，混燃的大氣污染物（S02以及NOx）的排放量有所減少，但是其產生的污染排放物還是相當可觀，有必要進行脫硫處理。生物質氣化發電的核心技術包括：生物質預處理、可燃氣的除塵脫焦技術、燃氣發電技術以及廢水處理問題，這些都是推廣氣化發電技術的障礙。加大對核心技術的開發投資與研究，解決實際問題，推動秸稈發電的健康發展。
2.3環保問題
    雖然相對于傳統能源的燃燒發電，秸稈有很大的環境保護優勢，但是最終還是有污染物排放，雖然整體上C02零排放；秸稈單獨燃燒時，無需脫硫裝置，S02的排放也符合標準，但是混合燃燒時還是需要進行脫硫處理；秸稈切割過程中產生的粉塵和燃燒過程中產生的灰渣也不容忽視，對產生的灰渣進行綜合利用是解決問題的一個有效辦法，目前主要的處理方式有：用作建筑材料，也可作為廢棄礦山礦井的填充材料，還可以應用于交通工程，一般秸稈燃燒發電產生的灰渣中鈣質比較豐富，可以替代鈣肥施加于酸性土壤中，起到增產作用。淮安楚州秸稈電廠的灰主要由運輸秸稈的車輛直接返還給需要還田的農戶，渣則主要是作填埋處理。灰渣問題對秸稈發電發展十分重要，其綜合利用是一個世界性難題。
    三門峽富通新能源生產銷售顆粒機、飼料顆粒機、秸稈壓塊機等生物質燃料飼料成型機械設備。同時我們還有大量的生物質顆粒燃料出售。