分布式林电技术在林区的应用前景展望
2008-04-23 11:10:57 来源：
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电力18讯：
东北林业大学机电学院 陈铁 马岩
摘要：该文提出了分布式林电技术（Distributed Forest Generation，DFG）的概念并分析了其特点，对其在我国林区能源结构中的影响进行了定性分析，进而对分布式林电技术推动林区电力工业发展的前景给予展望，提出利用清育林和间伐剩余物开发林电改变我国传统能源工业的结构，扭转我国林业能源工业的落后局面，同时利用林电技术产生的经济效益促进清育林间伐工作和林区植被恢复，实现能源开发的最优价值，符合我国国情，具有明显的时代特征和推广前景。
关键词：可再生生物质能源；分布式林电；应用前景
中图分类号：TM619 文献标志码：A 文章编号:1003-0867(2006)09-0009-03
林电技术是指利用清林、育林、间伐和木材加工企业生产过程中产生的“次、小、薪、废”材，依靠专门的木材剩余物加工工艺及设备将这些剩余物制成木粉、压缩木球、木块、燃烧棒等加以利用，通过林业发电设备和相应的辅助技术把这些生物质能源转换成电能、热能、木煤气等能源。
1 可再生生物质能源的优势
动植物所衍生的能源称为生物质能，如牲畜的粪便、农作物的残渣、薪柴、制糖剩余物、城市垃圾、城市污水、水生植物等，生物质能是可再生能源。生物质能最基本的利用方式是直接燃烧获取能源，如木柴、干草等直接燃烧使用。第二种利用方式是用发酵方式，将生物质能制成酒精或是同类的液态燃料。也可以利用城市垃圾等废弃物，经过发酵过程产生沼气，取代部分能源消耗。第三种方式是利用气化、裂解的方式，将木屑、秸秆等有机物转变成氢气以及其它碳氢化合物等。
在可以预见的将来，化石类能源不可避免地要退出历史舞台。人类必须寻求新的替代能源，才能维持正常的生存条件，进入更加繁荣发达的未来社会。这一思潮和观念正在成为发展现代生物质能源工业的巨大推动力。事实上，基于能源植物的能源农业和能源林业等概念已经在国内外形成，并通过试验、示范逐步成熟。生物质发电在发达国家已受到广泛重视，主要工艺分三类：生物质锅炉直接燃烧发电、生物质―煤混合燃烧发电和生物质气化发电。
在英国、奥地利、丹麦、芬兰、法国、挪威、瑞典和美国等国家，生物质能在总能源消耗中所占的比例迅速增加。 奥地利成功地推行了建立燃烧木材剩余物的区域供电站的计划，该国已拥有装机容量为1～2 MW的区域供热站80～90座。 美国利用生物质发电的电站约有1000家，发电装机容量已达6500 MW，年发电4200 GWh，消耗45 Mt生物质燃料。美国还重视木质能源在林产品工业中的应用，绝大多数新建的林产品制造厂均从本身的剩余物中获得了所需的几乎全部的能源。瑞典是欧盟国家利用生物质发电最成功的国家之一，瑞典林区的多数地区都利用林电，林产工业废弃物每年提供的能源约为70 TWh。瑞典已有很多家庭采用燃烧木质燃料的锅炉代替燃油锅炉或电力锅炉，或采用木材、燃油两用锅炉，已实现自动控制。在德国进行了全镇的牛粪发电。英国林电发电已经达到450 MW的规模，工人人数达到2000多人。
在泰国Ratchasima建成了利用甘蔗剩余物发电的15 MW发电站，东南亚一些国家还利用棕榈树剩余物发电。在巴西等南美国家，利用木薯、甘薯、芭蕉芋和甘蔗生产乙醇。开发高效、无污染的生物质能源可以达到保护矿产资源和国家能源安全、减少CO2排放量、保持国家经济可持续发展的目的。生物质能源将成为未来能源重要部分，预计到2015年，全球总能耗将有40%来自生物质能源。
2 林业能源在现代能源工业中的重要地位
木材是生物质能源的一种，是四大基础材料中唯一可以再生的资源，又是生物质能源中燃烧值最高的材料（约为19000 kJ/kg左右），运输和储存都远远优于农业秸秆，而且没有季节性生产的问题。上世纪人们就尝试以木材为燃料发电，如今美国科学家对木材发电投以关注的目光，近年来为发展此项技术已投资上百亿元。自英国和瑞典科学家提出利用清育林产生的剩余物发电产生经济效益，进而进一步促进清育林和森林生态恢复的理论以来，北欧和英国一直在进行大规模的林电普及工作。林电的发展促进了清育林的发展，利用清林、育林和间伐产生的剩余物发电，解决了林区的用电问题，并为林区产生了经济效益。
木材能源被重视还出于环保方面的考虑，木材发电厂的烟筒虽然也排出浅灰色的烟，但其主要成分是水和草木灰，没有硫化物，不会污染环境，燃烧后的灰尘还可作为生产钾肥的原料。由于人们生活水平的不断提高，人类对回归自然和环境质量的要求越来越高, 对林间剩余物能源的利用开发可以促进森林的更新，美化环境。林电天然、无毒、环保的特性符合现代能源工业要求开发高性能新型可再生能源原料的发展趋势。
由于林业能源开发适合天然林保护林区、商品林和能源林林区、高山没电的林区等的地区，林电能源市场附加值大、综合效益高，避免了传统发电原料可再生利用率低、能源资源浪费大、远距离输送效益<
东北林业大学机电学院 陈铁 马岩
摘要：该文提出了分布式林电技术（Distributed Forest Generation，DFG）的概念并分析了其特点，对其在我国林区能源结构中的影响进行了定性分析，进而对分布式林电技术推动林区电力工业发展的前景给予展望，提出利用清育林和间伐剩余物开发林电改变我国传统能源工业的结构，扭转我国林业能源工业的落后局面，同时利用林电技术产生的经济效益促进清育林间伐工作和林区植被恢复，实现能源开发的最优价值，符合我国国情，具有明显的时代特征和推广前景。
关键词：可再生生物质能源；分布式林电；应用前景
中图分类号：TM619 文献标志码：A 文章编号:1003-0867(2006)09-0009-03
林电技术是指利用清林、育林、间伐和木材加工企业生产过程中产生的“次、小、薪、废”材，依靠专门的木材剩余物加工工艺及设备将这些剩余物制成木粉、压缩木球、木块、燃烧棒等加以利用，通过林业发电设备和相应的辅助技术把这些生物质能源转换成电能、热能、木煤气等能源。
1 可再生生物质能源的优势
动植物所衍生的能源称为生物质能，如牲畜的粪便、农作物的残渣、薪柴、制糖剩余物、城市垃圾、城市污水、水生植物等，生物质能是可再生能源。生物质能最基本的利用方式是直接燃烧获取能源，如木柴、干草等直接燃烧使用。第二种利用方式是用发酵方式，将生物质能制成酒精或是同类的液态燃料。也可以利用城市垃圾等废弃物，经过发酵过程产生沼气，取代部分能源消耗。第三种方式是利用气化、裂解的方式，将木屑、秸秆等有机物转变成氢气以及其它碳氢化合物等。
在可以预见的将来，化石类能源不可避免地要退出历史舞台。人类必须寻求新的替代能源，才能维持正常的生存条件，进入更加繁荣发达的未来社会。这一思潮和观念正在成为发展现代生物质能源工业的巨大推动力。事实上，基于能源植物的能源农业和能源林业等概念已经在国内外形成，并通过试验、示范逐步成熟。生物质发电在发达国家已受到广泛重视，主要工艺分三类：生物质锅炉直接燃烧发电、生物质―煤混合燃烧发电和生物质气化发电。
在英国、奥地利、丹麦、芬兰、法国、挪威、瑞典和美国等国家，生物质能在总能源消耗中所占的比例迅速增加。 奥地利成功地推行了建立燃烧木材剩余物的区域供电站的计划，该国已拥有装机容量为1～2 MW的区域供热站80～90座。 美国利用生物质发电的电站约有1000家，发电装机容量已达6500 MW，年发电4200 GWh，消耗45 Mt生物质燃料。美国还重视木质能源在林产品工业中的应用，绝大多数新建的林产品制造厂均从本身的剩余物中获得了所需的几乎全部的能源。瑞典是欧盟国家利用生物质发电最成功的国家之一，瑞典林区的多数地区都利用林电，林产工业废弃物每年提供的能源约为70 TWh。瑞典已有很多家庭采用燃烧木质燃料的锅炉代替燃油锅炉或电力锅炉，或采用木材、燃油两用锅炉，已实现自动控制。在德国进行了全镇的牛粪发电。英国林电发电已经达到450 MW的规模，工人人数达到2000多人。
在泰国Ratchasima建成了利用甘蔗剩余物发电的15 MW发电站，东南亚一些国家还利用棕榈树剩余物发电。在巴西等南美国家，利用木薯、甘薯、芭蕉芋和甘蔗生产乙醇。开发高效、无污染的生物质能源可以达到保护矿产资源和国家能源安全、减少CO2排放量、保持国家经济可持续发展的目的。生物质能源将成为未来能源重要部分，预计到2015年，全球总能耗将有40%来自生物质能源。
2 林业能源在现代能源工业中的重要地位
木材是生物质能源的一种，是四大基础材料中唯一可以再生的资源，又是生物质能源中燃烧值最高的材料（约为19000 kJ/kg左右），运输和储存都远远优于农业秸秆，而且没有季节性生产的问题。上世纪人们就尝试以木材为燃料发电，如今美国科学家对木材发电投以关注的目光，近年来为发展此项技术已投资上百亿元。自英国和瑞典科学家提出利用清育林产生的剩余物发电产生经济效益，进而进一步促进清育林和森林生态恢复的理论以来，北欧和英国一直在进行大规模的林电普及工作。林电的发展促进了清育林的发展，利用清林、育林和间伐产生的剩余物发电，解决了林区的用电问题，并为林区产生了经济效益。
木材能源被重视还出于环保方面的考虑，木材发电厂的烟筒虽然也排出浅灰色的烟，但其主要成分是水和草木灰，没有硫化物，不会污染环境，燃烧后的灰尘还可作为生产钾肥的原料。由于人们生活水平的不断提高，人类对回归自然和环境质量的要求越来越高, 对林间剩余物能源的利用开发可以促进森林的更新，美化环境。林电天然、无毒、环保的特性符合现代能源工业要求开发高性能新型可再生能源原料的发展趋势。
由于林业能源开发适合天然林保护林区、商品林和能源林林区、高山没电的林区等的地区，林电能源市场附加值大、综合效益高，避免了传统发电原料可再生利用率低、能源资源浪费大、远距离输送效益<
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