一、立项背景：

（一）、生物质能经济效益差。生物质能的利用可实现二氧化碳零排放，是替代煤、石油和天然气等矿物燃料的重要能源。通过各种能源转换技术，将生物质转化为高品位的电能，既可以满足农村紧迫的电力需求，又可以改善农民居住环境。目前，国内以3万千瓦直燃生物质电厂为主导，年燃料消耗达到25万吨以上，受原料转运成本、投资建设成本、热效率偏低的影响，只能选择在燃料非常集中的地区建设，且经济效益较差，企业经营困难，大大制约了生物质能发电应用和行业发展。

（二）、生物质燃煤耦合效率高。湖北华电襄阳发电有限公司周边有大量农业秸秆被遗弃，通过对现有生物质发电技术的分析研究，结合企业煤电现状，依托大型燃煤机组的高效性，融合生物质气化技术，开展了生物质气化与燃煤锅炉耦合发电技术研究工作，生物质气化耦合发电系统，是通过将生物质高温气化，产生的高温燃气通过增压风机送至大型燃煤锅炉参与燃烧发电，借助大型火电机组高效率和超净排放系统，其电转换效率＞35%，单位投资约5500元每千瓦。

二、主要做法及创新亮点：

（一）、开发适应宽理化特性混合生物质原料的高效气化大型生物质循环流化床气化装置。

针对现有生物质气化装置中无法适应混合原料的问题，研制了一种新型的生物质循环流化床气化装置，通过采用双路进料的方式，实现了包括秸秆、稻壳、木质原料、成型压块在内的多种生物质燃料的同步进料。该气化装置燃料消耗量为8吨每小时，气化热效率>85%，实现了工业化应用。

（二）、适应电站锅炉变负荷特性的生物质混合燃料气化耦合发电系统。

1、通过集成了生物质原料制备系统、进料系统、气化系统、冷却系统、燃气输送系统等研究成果，实现了生物质混合燃料气化耦合发电系统。

2、研发了生物质气化与燃煤机组耦合发电连锁保护控制系统，实现了电站锅炉变负荷运行时，生物质气化系统的灵活匹配。

（生物质混合燃料气化耦合发电流程图）

（三）、开发了生物质耦合发电系统中生物质电量在线自动计量装置

1、 本项目研制并集成了生物质电量在线自动计量装置，实现了气化耦合发电中生物质电量实时计量和上传。

2、制定了企业标准《生物质循环流化床气化耦合发电供电量计算》

（生物质耦合发电系统中生物质电量在线自动计量流程图）

三、实施应用效果（益）情况：

（一）、解决了生物质燃煤耦合发电应用技术。通过生物质气化与燃煤机组耦合发电的方式，实现生物质发电效率>35%,高于国内所有现有生物质发电项目；该项目具有规模大、投资运行费用低、运行灵活、集成度高、易复制、低排放的特点。解决了生物质气化与燃煤锅炉耦合发电技术的应用问题，实现了可靠、高效、经济地利用生物质能发电的目的。

（二）、完成了科技项目成果鉴定。2019年4月22日，中国电力企业联合会在北京组织召开了“生物质气化与燃煤锅炉耦合发电技术研究及应用”项目科技成果鉴定会，专家组认为：该项目“自主研发了首台适应宽理化特性混合生物质原料的大型高效生物质循环流化床气化装置”，“率先开发了适应电站锅炉负荷特性的生物质混合燃料气化耦合发电技术”，“项目在生物质气化与燃煤机组耦合发电技术方面达到国际先进水平，具有推广应用价值”。本项目共攻克了5项关键技术，形成了一套完整的工艺体系，研制了1项关键产品，已获得国家授权专利7项，受理专利6项，编制企业标准1项，发表论文3篇。

（三）、生态、经济效益突出。对比经济效益成果生物质气化与燃煤锅炉耦合发电技术已在湖北华电襄阳发电有限公司成功应用，取得了良好的效果。其生物质原料处理量8吨/小时，折合电功率1.08万千瓦，按年运行6000小时计，每年供电量达6480万度，相当于节省标煤约2.7万吨，减排二氧化硫约238吨，减排二氧化碳约7.3万吨等。按秸秆平均价格350元每吨，上网电价0.75元每千瓦时（含增值税）计算，项目资本金内部收益率为43.83%，投资回收期为3.07年，明显增强了生物质发电项目的经济性。

四、可推广应用：

随着中国能源结构的不断调整，因生物质气化与燃煤锅炉耦合发电显著的社会效益和环保效益，本项目被国家高度重视。2018年6月21日《国家能源局生态环境部关于燃煤耦合生物质发电技改试点项目建设的通知》国能发电力〔2018〕53文共批复84个项目用作该类项目的试点。2019年4月3日，电力规划设计总院在襄阳对项目进行了示范项目评估。项目既可以满足国家建设清洁低碳、安全高效的现代能源体系的要求，又可以改善生态环境，有利于当地政府推进“禁烧”工作，对于提高我国农业资源综合利用水平，加快农业循环经济和低碳能源发展具有重要意义。

本研究成果是实现优化资源配置、促进生态文明建设、推动经济社会绿色发展的重要举措，具有广阔的推广应用前景。