目前生物质是最重要的可再生能源。欧盟在 2014 年应用生物质生产了相当于 1.23 亿吨价值的能源,这几乎等同于天然气在能源行业的占比,并略高于石油在能源行业的占比。然而在全球范围,化石能源的生产占比仍然处于大约 81%的水平,作为主导性的首要能源。根据世界生物质协会 2015 年的报告指出,全球可再生能源占比大约占 14%。在 2010 年和 2012 年之间,全球能源生产量大约上升了 3.6%,其中大约 10%是生物质能源生产量的增长。在所有可再生能源产业种类中,生物质对增长的贡献是最大的。生物质主要被应用在发电、制热和制冷上,较少被应用在运输上。能源行业使用的生物质大部分原料由森林供应(87%),其次是由农业产品供应(10%)。根据世界生物质协会 2015 年的报告指出,像芦竹这样的能源业用植物类的应用率仅为 3%,不过预测到 2035 年从生物质中产出的能源量在全球范围内将增长两倍。
应用生物质的最大环保理由,是生物质不造成二氧化碳排放,最大的顾虑,是将大量粮食用于能源生产。
-芦竹不属于粮食,可以在所谓的边缘土地上耕种,因此耕种并将其用于能源业生产几乎完全不会对食品生产业造成影响。
-芦竹在投入能源制造之前需要将其干化,并加工成各种形状以便使用:碎屑状、小球状、颗粒状、烧烤过碎屑等形状。
-芦竹作为原料运输的距离不宜超过 100 公里,因为其体积重量比重较低 (116-140 kg/m3)
-比树木更高的氮、矽酸盐和灰分含量,因此将造成较高的氮氧化物排放量。
-其发热量与树木相等:17-18 MJ/kg (干燥物数值)
个别芦竹使用形态的数值表格:
芦竹在能源制造业上最主要的两种使用方法是发电站焚烧和家用焚烧取暖。
芦竹可以用在传统生物质焚烧发电站中。除此之外,还可以和各种木制和非木制生物质碳共同焚烧,或者在单独的火炉中焚烧。
因此芦竹在发电站焚烧中主要起到辅助作用。除此之外,所有用来焚烧巨芒的火炉都可以用来焚烧芦竹。
堆积的灰分可以通过加入消石灰或者在焚烧处理。
这样的发电站比如有:
PannonPower 发电站-匈牙利佩奇市
应用芦竹的发电案例:
美国俄勒冈州的 Boardman 发电站可以说是该国最大的生物质发电站,其中波特兰通用电力公司正在实施数千公顷的芦竹种植项目。目前该项目正在等待审批结果。该发电站的产量为 585 MW 碳发电站,为了减少二氧化碳的排放量将在 2020 年停用。然而波特兰市的公司希望在那之前能够将发电站成功改造成生物质焚烧。2011 年以来该公司进行了众多芦竹种植试验,并计划以此来实现发电站的转型。
波特兰通用电力公司根据以下几点理由决定利用芦竹作为主要生物质原料:
-多年生草类植物,对水和肥料的需求少。
-生长时间大约为 25 年,不需要重新播种,根据当地的环境每年可以收割两次。
· -高生物质产量:华盛顿州大学的一个为时 6 年的项目中,每公顷产量为 57-72 干燥公吨,除此之外在北纬 46 度的半干燥气候区域达到了 7-10 米的高度。
· -与当地的其他作物相比具有竞争力。
-应用烧烤后的芦竹和碳化芦竹制成的生物碳的话,几乎不需要在目前的发电站技术上做任何改动。
-生物碳所含的能量值高,约为 23.25 kJ/kg
-公司于 2015 年进行的测试宣告成功 (http://www.reed.edu/es/assets/ES300-BiomassToBoardman-2014.pdf)
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