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农村新能源系统:分布式革命的第一步

发布日期:2020-04-29 14:51来源:未知 编辑:admin生物质能源

目前,中国农村地区(以农、林、牧为主要经济活动的村庄)建筑总能耗为3.1亿吨标准煤,约占中国建筑总能耗的1/3。其中,煤炭、天然气和电力占农村能源消耗总量的70%。虽然目前农村居民的商品能源平均消费量低于城市居民,但农村居民的能源总平均消费量高于城市居民。此外,生物质能的比重逐年下降,煤、电、气的平均消耗量不断增加。

为了提高农民的生活水平,消除散烧煤炭造成的空气污染,中国从2016年开始提倡“清洁供暖”。中国北方农村和周边“2 26”城市开展了大规模清洁供暖项目,以消除散落的煤炭。该工艺改变了能源类型,推广了多种供暖方式,有效提高了农民冬季室内供暖水平,大大减少了污染物排放,改善了室内外空气质量。

清洁供暖只是农村能源革命的开始。全国农村地区正面临着能源分布和使用模式的变化。目前,电力部门正在积极扩大农村电网,燃气部门正在积极铺设燃气管道。未来农村能源革命将走向何方?我们应该根据城市规模来发展农村能源系统吗?

  生物质材料将成首要燃料起原

在各种可再生能源中,生物质能是目前唯一的零碳燃料。据不完全统计,不包括城市垃圾的生物质材料和尚未在中国使用的生物质材料包括2.8亿吨农业秸秆、1.9亿吨森林枝叶和25亿吨畜禽粪便(湿)。根据它们的性质,这些生物质材料可以被粉碎并压缩成成型的颗粒燃料,或者可以大规模生产沼气,并且CO2可以从恒星释放,从而成为甲烷含量超过95%的沼气。

采用“一村一厂、来料加工”的方式,可以在经济可行的前提下实现干生物质原料的造粒。然而,以10,000亩农田为管理单位的大型生物质气站也可以处理大量湿生物质材料。目前,生物质气的生产成本可能与普通天然气相同。据初步估计,中国国内利用农牧森林中的生物质材料生产的固体和气体燃料可供应相当于7.5亿吨标准煤。

传统秸秆炉的热效率不到15%,而现在开发和批量生产的生物质型煤灶的热效率可超过35%,采暖炉的热效率可提高80%,同样的食物和取暖效果只需要原秸秆的1/3。同时,这些新炉灶的污染物排放基本符合燃气灶的排放标准,但氮氧化物排放略高。然而,由于氮氧化物与煤和天然气燃烧排放物之间的差异,对空气污染的贡献非常小。生物法制备的生物气完全可以像天然气一样运行,可以作为汽车燃料或压缩后进入燃气管道。因为各种燃气设备的热效率可以达到90%以上,所以燃气法从生物质材料热值到最终热锻炼效率的转换效率要高40%。沼气生产中产生的沼渣和沼液可作为优质有机肥替代绿肥和秸秆直接还田。从沼气中分离出的CO2可以再利用或填埋,从而实现CO2的负排放。

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