能源緊張已經(jīng)成為世界各地普遍存在的問題，利用生物質(zhì)能氣化發(fā)電技術(shù)的研究與開發(fā)，已經(jīng)受到世界各國政府與科學(xué)家的普遍關(guān)注。我國發(fā)展生物質(zhì)能氣化技術(shù)，為農(nóng)村地區(qū)提供生活和生產(chǎn)用能，不僅有利于這些地區(qū)脫貧致富，實現(xiàn)小康社會的奮斗目標(biāo)，也有助于建立可持續(xù)的再生能源系統(tǒng)，促進國家節(jié)能減排和國民經(jīng)濟的健康發(fā)展。
一、農(nóng)林生物質(zhì)資源和發(fā)展前景
1.農(nóng)業(yè)資源構(gòu)成：農(nóng)業(yè)生物質(zhì)資源是指農(nóng)業(yè)作物(包括能源植物)，主要有以下兩個部分構(gòu)成：農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的廢棄物，如農(nóng)作物秸稈(玉米秸?高粱秸?麥秸?豆秸?棉稈和稻草等);農(nóng)業(yè)加工業(yè)的廢棄物，如稻殼、玉米芯、甘蔗渣、花生殼等。
2.林業(yè)資源的構(gòu)成：林業(yè)生物質(zhì)資源包括森林生長和林業(yè)生產(chǎn)加工資源中所提供的能源，主要有以下三個部分構(gòu)成：碳薪林、在森林撫育和間伐過程中的零散木材、殘留的樹枝、樹葉和木屑等;木材采運和加工過程中的枝丫、鋸末、木屑等;林業(yè)副產(chǎn)品的廢棄物(如果殼和果核等)。
3.生物質(zhì)發(fā)展前景：由于生物質(zhì)通過氣化、液化、固化可以轉(zhuǎn)化為二次能源，分別為熱量或電力、固體燃料(木炭或成型燃料)、液體燃料(生物柴油、生物原油、甲醇、乙醇和植物油等)和氣體燃料(氫氣、生物質(zhì)燃氣和沼氣等)。生物質(zhì)壓縮成型替代煤是利用木質(zhì)素充當(dāng)黏合劑將農(nóng)業(yè)和林業(yè)生產(chǎn)中的廢棄物壓縮為成型燃料，提高其能源密度，是生物質(zhì)預(yù)處理的一種方式。將松散的秸稈、樹枝和木屑等農(nóng)林廢棄物擠壓成固體燃料，能源密度相當(dāng)于中等煙煤，可明顯改善燃燒特性。在該領(lǐng)域中我國已擁有世界領(lǐng)先技術(shù)，為大規(guī)模燃燒利用生物質(zhì)打下基礎(chǔ)。
二、我國生物質(zhì)發(fā)電的發(fā)展趨勢
1.政府對生物質(zhì)發(fā)電的重視性：由于生物質(zhì)發(fā)電與煤電、水電等存在價格上的劣勢，缺乏市場競爭力，政府采取電價補貼政策支持生物質(zhì)發(fā)電的發(fā)展。生物質(zhì)發(fā)電廠上網(wǎng)電價為脫硫燃煤機組標(biāo)桿上網(wǎng)電價加0.25元/kW?h補貼電價。發(fā)電消耗熱量中常規(guī)能源超過20%的混燃發(fā)電項目不享受補貼電價。此外，生物質(zhì)發(fā)電可享受收入減計10%的所得稅優(yōu)惠，秸稈生物質(zhì)發(fā)電享受增值稅即征即退政策。
2.我國發(fā)展生物質(zhì)發(fā)電的一大動力是要通過發(fā)電避免農(nóng)民焚燒秸稈引起污染等社會問題，另一方面又要通過發(fā)電扶助農(nóng)民。隨著生物質(zhì)發(fā)電項目的增多，原料收購價格還在上升，虧損迫使部分生物質(zhì)發(fā)電廠停產(chǎn)，因此國家在稅收等政策上進一步加大扶持力度就顯得非常重要。
3.截至2011年底，國內(nèi)各級政府核準(zhǔn)的生物質(zhì)能發(fā)電項目累計超過了170個，投資總額超過600億元。可再生能源“十二五”規(guī)劃明確提出，到2015年國內(nèi)生物質(zhì)發(fā)電裝機規(guī)模不低于1300萬千瓦。國家在相關(guān)行業(yè)政策上給予了一系列的優(yōu)惠，隨著產(chǎn)業(yè)政策的逐步完善，生物質(zhì)能發(fā)電將進入快速發(fā)展期。
4.就國內(nèi)生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀來看，技術(shù)引進和自主開發(fā)已經(jīng)成為中國生物質(zhì)發(fā)電的主旋律。但是要清楚地認識到努力走自主開發(fā)之路才是最終出路，而且不斷完善的國產(chǎn)技術(shù)將最終主導(dǎo)中國市場。配套輔助系統(tǒng)的開發(fā)、成熟和完善是生物質(zhì)發(fā)電事業(yè)不斷發(fā)展關(guān)鍵。而國內(nèi)相關(guān)系統(tǒng)，比如收集、儲存、運輸、預(yù)處理和給料系統(tǒng)等，都存在一定問題。這些系統(tǒng)的完善成熟與否將決定著中國生物質(zhì)發(fā)電事業(yè)的發(fā)展方向。
三、現(xiàn)階段我國的生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)
農(nóng)作物秸稈發(fā)電在發(fā)達國家己受到廣泛重視，在奧地利、丹麥、芬蘭、法國、挪威、瑞典、美國、加拿大等國。目前我國秸稈發(fā)電主要工藝分三類：秸稈鍋爐直接燃燒發(fā)電、秸稈～煤混合燃燒發(fā)電和生物質(zhì)氣化發(fā)電。
1.生物質(zhì)鍋爐直接燃燒發(fā)電
根據(jù)生物質(zhì)燃料性質(zhì)可分為兩類：一是歐美國家針對木質(zhì)生物質(zhì)燃料的燃燒技術(shù)。我國早期的蔗渣爐和稻殼爐屬于這類。另一類是秸稈燃燒技術(shù)，我國生物質(zhì)資源以秸稈為主體，因此國內(nèi)生物質(zhì)燃燒技術(shù)的研究主要集中在秸稈燃燒技術(shù)上。國內(nèi)鍋爐廠家根據(jù)我國生物質(zhì)發(fā)電實際情況對引進的丹麥技術(shù)進行改進后制造生產(chǎn)。國內(nèi)自主開發(fā)了燃料預(yù)處理系統(tǒng)、給料系統(tǒng)以及排渣系統(tǒng)。多家國內(nèi)科研機構(gòu)和鍋爐生產(chǎn)廠家研制了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的流化床鍋爐，技術(shù)比較成熟。
2. 生物質(zhì)、煤混合燃燒發(fā)電
混合燃料發(fā)電方式主要有兩種。一種是生物質(zhì)直接與煤混合后投入燃燒，該方式對于燃料處理和燃燒設(shè)備要求較高;一種是生物質(zhì)氣化產(chǎn)生的燃氣與煤混合燃燒，產(chǎn)生的蒸汽一同送入汽輪機發(fā)電機組。混合燃料發(fā)電主要也是引進丹麥技術(shù)加以改造。我國南方利用甘蔗渣摻燒發(fā)電早有先例。僅需對現(xiàn)有煤炭發(fā)電廠鍋爐爐膛稍加改造，再增加輸料和袋式除塵裝置即可。直接在傳統(tǒng)燃煤鍋爐中混燃小于總熱值20%的生物質(zhì)，技術(shù)上已基本成熟。
3.生物質(zhì)氣化發(fā)電
在生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)的分類上，由于其燃氣產(chǎn)生的機理不同而將其分為反應(yīng)性氣化與熱解氣化。在反應(yīng)性氣化上，大多又分為水蒸氣氣化、等離子氣化等方式。在實際的運用當(dāng)中，我們又通常根據(jù)發(fā)電需求的不同而分為大型的流化床氣化和相對較小的固定床氣化兩種。下面將分別對流化床氣化和固定床氣化以及水蒸氣氣化和等離子氣化作出說明。
①流化床氣化發(fā)電：大型的發(fā)電裝置一般采用流化床氣化系統(tǒng)，因為流化床氣化在使用的過程中氣化的能力大，而且其轉(zhuǎn)化效率非常高，在需求電量比較大的情況下，采取并聯(lián)方式將發(fā)電機連接起來，其實際工作將能很好的滿足。同時，在發(fā)電過程中，我們也需建立相對應(yīng)的凈化系統(tǒng)和安全系統(tǒng)等。
②固定床氣化發(fā)電：作為傳統(tǒng)的氣化方式，固定床氣化通常有兩種模式：上吸式固定床氣化和下吸式固定床氣化。它們兩種方式的運行流程基本相同，只是在氣化介質(zhì)的流動方向以及加料的位置上有所不同。
③水蒸氣氣化：水蒸汽氣化就是首先將生物質(zhì)粉碎后投入到氣化室，然后將蒸汽也注入其中，在高溫的條件下，多種混合物進行化學(xué)反應(yīng)，最后產(chǎn)生可燃性的混合氣體，再送入內(nèi)燃機等發(fā)電設(shè)備中。這中氣化方式在反應(yīng)容器上有著特別的要求，尤其是在氣化爐中，其控制的溫度、壓力等因素都非常重要。
④等離子氣化：等離子氣化即采用等離子技術(shù)，把生物質(zhì)原料加入到等離子氣化室中，使得他們在超高的溫度下氣化，在這種環(huán)境下，碳的轉(zhuǎn)化率非常之高，氣化得到的氣體經(jīng)過一定的凈化設(shè)備和過濾設(shè)備，就能通入到相應(yīng)的發(fā)電設(shè)備之中，從而得到我們需要的電能。
結(jié)語：生物質(zhì)能源在未來將成為可持續(xù)能源重要部分。我國幅員遼闊，但化石能源資源有限，生物質(zhì)資源豐富，發(fā)展生物質(zhì)能源具有重要的戰(zhàn)略意義和現(xiàn)實意義。合理開發(fā)生物質(zhì)能源將涉及農(nóng)村發(fā)展、能源開發(fā)、環(huán)境保護、資源保護、國家安全和生態(tài)平衡等諸多利益。隨著我國國民經(jīng)濟的高速發(fā)展和城鄉(xiāng)人民生活水平的不斷提高，既有經(jīng)濟、社會效益，又能保護環(huán)境的生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)的利用前景將會越來越廣闊。
