農(nóng)村清潔型新能源技術(shù)應(yīng)用研究

楊航 劉芮含 趙雨晴 張海旭 劉慧敏 孫梓航 王丹妮 榮亞威 曲劍巍

摘要：近年來，曾支撐20世紀(jì)人類文明高速發(fā)展的以石油、煤炭和天然氣為主的石化能源出現(xiàn)了前所未有的危機(jī)，除其儲(chǔ)藏量不斷減少外，更嚴(yán)重的是科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，石化能源在使用后產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w作為溫室效應(yīng)氣體排放到大氣中后，人為地導(dǎo)致了全球變暖，引發(fā)了人們對(duì)未來社會(huì)發(fā)展動(dòng)力來源的廣泛關(guān)注和思考。人們?cè)絹碓角宄谜J(rèn)識(shí)到能源危機(jī)的嚴(yán)重，以及能源危機(jī)帶來得經(jīng)濟(jì)問題和環(huán)境問題。面對(duì)不可再生資源的短缺，各國早已將目標(biāo)轉(zhuǎn)向新能源的開發(fā)及利用，對(duì)新能源的投資大幅度增長，新能源產(chǎn)能也急劇擴(kuò)大。不少國家的能源戰(zhàn)略都有一個(gè)明顯的政策導(dǎo)向——鼓勵(lì)開發(fā)新能源，這既是國際市場(chǎng)上石油等傳統(tǒng)能源產(chǎn)品價(jià)格高昂壓力所致（非常時(shí)期除外），也是人類可持續(xù)發(fā)展的客觀需要。

關(guān)鍵詞：能源危機(jī);新能源;可持續(xù)發(fā)展

目前我國的常規(guī)能源短缺，尤其是石油和天然氣資源儲(chǔ)量嚴(yán)重不足，成為影響經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要因素。新能源資源潛力大，環(huán)境污染低，可永久持續(xù)利用，是有利于人與自然和諧發(fā)展的重要能源。近年來，面對(duì)傳統(tǒng)能源日益供需失衡、全球氣候日益變暖的嚴(yán)峻局勢(shì)，世界各國紛紛加大對(duì)新能源和能源新技術(shù)開發(fā)與利用的力度。我國農(nóng)村的能源問題尤為嚴(yán)重，目前我國農(nóng)村人口占總?cè)丝诘?3.9%，農(nóng)村清潔型新能源的開發(fā)利用關(guān)系到我國能源革命和環(huán)境保護(hù)，是實(shí)現(xiàn)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要一環(huán)。

清潔型新能源開發(fā)有可能成為我國農(nóng)村未來最重要的經(jīng)濟(jì)增長引擎，成為最有創(chuàng)造就業(yè)和財(cái)富能力的新經(jīng)濟(jì)支柱。目前，全球投向新能源，特別是風(fēng)能、太陽能和生物質(zhì)能的資金數(shù)量激增。有一種共識(shí)正在世界范圍內(nèi)形成：只有在新能源技術(shù)革命中走在前面，才有可能在未來的世界經(jīng)濟(jì)格局中占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位。尤其在受金融危機(jī)的影響全球經(jīng)濟(jì)呈現(xiàn)不斷下滑嚴(yán)重局面的背景下，有專家認(rèn)為對(duì)新能源的開發(fā)與利用將是全球金融危機(jī)后世界經(jīng)濟(jì)的新一輪競(jìng)爭(zhēng)熱點(diǎn)，對(duì)傳統(tǒng)能源的改良以及新能源技術(shù)和產(chǎn)品的發(fā)展，將會(huì)催生一個(gè)巨大的市場(chǎng)，新能源產(chǎn)業(yè)必將成為世界各國培育新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)的一個(gè)重要突破口。

由于當(dāng)今化石能源日益減少，環(huán)境污染加劇，尋找新型可再生能源和提高能源燃燒效率尤為迫切。國內(nèi)外燃?xì)馊紵鳜F(xiàn)狀、歸納各種燃?xì)馊紵鞯奶攸c(diǎn)和應(yīng)用范圍的基礎(chǔ)上，結(jié)合生物質(zhì)燃?xì)鈨艋に?、燃?xì)獬煞旨疤匦?，分析了生物質(zhì)燃?xì)馊紵髟O(shè)計(jì)的基本思路與要求，詳細(xì)闡述幾種典型生物質(zhì)燃?xì)馊紵鞯慕Y(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，提出生物質(zhì)燃?xì)馊紵髟O(shè)計(jì)的不足及燃?xì)馊紵嬖诘膯栴}。為進(jìn)一步提高生物質(zhì)燃?xì)饫寐?，結(jié)合我國農(nóng)業(yè)與農(nóng)村生產(chǎn)，提出適宜我國生物質(zhì)燃?xì)獍l(fā)展的方向。

我們小組目前正在申請(qǐng)一個(gè)能夠利用生物質(zhì)燃?xì)?，以及更多的新型清潔能源進(jìn)行為農(nóng)村城市冬季取暖能夠有較高的熱效率的一項(xiàng)偉大的專利，正在審批當(dāng)中。在2020年我們已經(jīng)進(jìn)入全面小康時(shí)代，我們把更加新型的能源利用到有用的地方去。首先必不可少的就是農(nóng)村。我們對(duì)農(nóng)村燃燒新能源取暖利用新能源發(fā)電的方法已經(jīng)發(fā)表了許多論文，目的就是把我們農(nóng)村建立的更加完善。在農(nóng)村大力推廣新能源供暖建設(shè)，可以促進(jìn)養(yǎng)殖業(yè)，帶動(dòng)種植業(yè)的發(fā)展，改善農(nóng)村生產(chǎn)生活的質(zhì)量，是我們一直堅(jiān)守的目標(biāo)。

經(jīng)過我們初步的創(chuàng)新實(shí)踐，現(xiàn)如今已經(jīng)取得了良好的成果，許多人們已經(jīng)認(rèn)可了我們的創(chuàng)新，在未來我們會(huì)不斷的創(chuàng)新應(yīng)用，發(fā)展其他的各種專利，發(fā)表更多的論文來支撐我們的創(chuàng)新總結(jié)。我們的發(fā)展項(xiàng)目我相信會(huì)很好的改變農(nóng)村的供熱取暖的問題，將有限的能源充分利用并且能夠很大的提高農(nóng)村的供熱的熱效率。推廣使用省柴灶、節(jié)能炕、節(jié)煤爐，并且還應(yīng)該大大宣傳沼氣池，加快新能源的開發(fā)與利用。

生物質(zhì)發(fā)電有很多種形式首先直接燃燒發(fā)電，直接燃燒發(fā)電是將生物質(zhì)在鍋爐中直接燃燒，生產(chǎn)蒸汽帶動(dòng)蒸汽輪機(jī)及發(fā)電機(jī)發(fā)電。生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)包括生物質(zhì)原料預(yù)處理、鍋爐防腐、鍋爐的原料適用性及燃料效率、蒸汽輪機(jī)效率等技術(shù)。混合發(fā)電，生物質(zhì)還可以與煤混合作為燃料發(fā)電，稱為生物質(zhì)混合燃燒發(fā)電技術(shù)。混合燃燒方式主要有兩種。一種是生物質(zhì)直接與煤混合后投入燃燒，該方式對(duì)于燃料處理和燃燒設(shè)備要求較高，不是所有燃煤發(fā)電廠都能采用;一種是生物質(zhì)氣化產(chǎn)生的燃?xì)馀c煤混合燃燒，這種混合燃燒系統(tǒng)中燃燒，產(chǎn)生的蒸汽一同送入汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組。氣化發(fā)電，生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)是指生物質(zhì)在氣化爐中轉(zhuǎn)化為氣體燃料，經(jīng)凈化后直接進(jìn)入燃?xì)鈾C(jī)中燃燒發(fā)電或者直接進(jìn)入燃料電池發(fā)電。氣化發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)之一是燃?xì)鈨艋瑲饣鰜淼娜細(xì)舛己幸欢ǖ碾s質(zhì)，包括灰分、焦炭和焦油等，需經(jīng)過凈化系統(tǒng)把雜質(zhì)除去，以保證發(fā)電設(shè)備的正常運(yùn)行。

我們主要介紹生物質(zhì)沼氣發(fā)電。我國農(nóng)村清潔新能源主要利用的就是沼氣發(fā)電。沼氣發(fā)電技術(shù)是集環(huán)保和節(jié)能于一體的能源綜合利用新技術(shù)。它是利用工業(yè)、農(nóng)業(yè)或城鎮(zhèn)生活中的大量有機(jī)廢棄物（例如酒糟液、禽畜糞、城市垃圾和污水等），經(jīng)厭氧發(fā)酵處理產(chǎn)生的沼氣，驅(qū)動(dòng)沼氣發(fā)電機(jī)組發(fā)電，并可充分將發(fā)電機(jī)組的余熱用于沼氣生產(chǎn)。沼氣發(fā)電熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目的熱效率，視發(fā)電設(shè)備的不同而有較大的區(qū)別，如使用燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)，其熱效率為70%～75%之間，而如使用燃?xì)馔钙胶陀酂徨仩t，在補(bǔ)燃的情況下，熱效率可以達(dá)到90%以上。沼氣發(fā)電技術(shù)本身提供的是清潔能源，不僅解決了沼氣工程中的環(huán)境問題、消耗了大量廢棄物、保護(hù)了環(huán)境、減少了溫室氣體的排放，而且變廢為寶，產(chǎn)生了大量的熱能和電能，符合能源再循環(huán)利用的環(huán)保理念，同時(shí)也帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

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