生物质供应过程中需要注意什么 (生物质转化和利用的技术有哪些)

从生产到客户消费的传统电力分配方式类似于使用布满孔的水桶将水从一个池塘转移到另一个池塘。通过这种配电过程发生的不可避免的泄漏效率非常低,意味着潜在有用能量的损失。

生物质供应过程中需要注意什么,生物质生产加工技术

赫斯特锅炉和PRG在卡罗来纳州家禽项目中的生物质能源岛安装

正是出于这个原因,我们相信将生物质设施放在靠近电力最终最终用户的位置。此外,作为一个努力应对能源市场不确定性的社会,我们现在有令人信服的理由用我们周围丰富的多种替代品来补充几个世纪以来使用的传统燃料。这些新燃料包括农业废弃物、木材、树皮、龙舌兰纤维、稻壳、鸡粪、甘蔗渣、王草、城市固体废物、建筑垃圾、坚果、贝壳、外壳、纸张、纸/纸板产品、塑料、生猪燃料、锯末、刨花和污泥。

这些产品传统上被视为废物或垃圾,是丰富的、未开发的能源来源。旧的做事方式对我们周围的世界、我们的个人和公共卫生、环境和我们的钱包都做出了负面影响。赫斯特相信通过从需要处置的新型燃料来源生产能源来减少这种有害影响。简单地说,从我们周围普遍存在并不断生产的废物中为工业提供燃料是不费吹灰之力的。

从在集中式范式中运行的低效、有限的燃料源到具有分布式发电的高效燃料系统的过渡,现在是负担得起的。我们已经达到了价格平价的分水岭临界点,使这些新的燃料来源成为工业能源使用的下一个合理阶段。

生物质能转化为能源利用热量和氧气以蒸汽或热水的形式产生能量,然后用作位于同一地点的工业设施的电力。该系统采用极其强大、久经考验的排放技术,可最大限度地提高可用能源的产量,同时产生符合最严格环境法规的最小排放。作为额外的环境效益,使用特定的动物粪便作为生物质燃料还可以避免甲烷排放,如果这种材料不用作燃料,甲烷分解将不可避免地产生。可再生能源和碳基燃料之间的价格平价,一个历史上受到成熟技术和传统监管和金融结构阻碍的分水岭,现在已经到来。重新焕发的能源经济不再是对未来的充满希望的愿景,现在有望实现这种新范式。直到最近,使用废物流作为能源一直是这个难题中最具挑战性的部分。

总部位于美国佐治亚州的Hurst Boiler自1967年成立以来一直参与木材废料生物质项目,最近与电力资源集团(PRG)合作。他们共同在北卡罗来纳州(北卡罗来纳州)法姆维尔的PRG总部附近建造了一个价值3000万美元(2720万欧元),每天200吨(tpd)的家禽垃圾发电厂。使用相同技术的第二个站点以及位于北卡罗来纳州以外的另一个站点正在开发中。

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美国北卡罗来纳州法姆维尔的卡罗来纳州家禽项目生物质装置

卡罗来纳州家禽电力项目 (CPP)

北卡罗来纳州享有广泛的农业基础设施的经济效益。事实上,北卡罗来纳州东部的六个县生产了美国整个动物蛋白产量的六分之一。然而,结果是,NC也遭受了浪费,这是这种令人印象深刻的生产不可避免的副产品。这些废物,即使作为肥料重新使用,也会进入水道、河流和声音,产生大量的化学品超载,并造成许多环境和健康危害。

Hurst/PRG CPP是解决这个问题的一部分。利用公用事业、工业能源承购商和化肥供应商的各种长期收入来源,CPP 将 200 吨/天的家禽垃圾加工成优质燃料。使用高度监管的气化系统和强大的排放控制协议,这种燃料每年转化为大约165,000兆瓦时(MWh)的电力,并以热水的形式加热能源,供当地工业使用。

耗资 3000 万美元(2720 万欧元)的法姆维尔工厂于 2019 年 8 月上线,将火鸡废物转化为电力,出售给该州的公用事业公司。这是NC于2007年批准的步伐设定工作的结果,该努力要求公用事业公司从可再生能源中获得大量能源。这不是第一个或最大的此类家禽废物能源工厂,但这是一个令人印象深刻的坚持故事。

PRG首席执行官Rich Demming估计,该项目将消耗超过230吨/天的家禽垃圾,以产生足够的能量为大约13,000个家庭提供燃料。垃圾在北卡罗来纳州拉格朗日20英里外的一个农场处理。北卡罗来纳州是美国主要的家禽生产州之一,拥有超过 39,000 名员工。许多家禽粪便现在被农民用作肥料,这一过程以前引发了一些环境问题。这里的新工艺现在被认为是清洁、可再生的能源生产。

到目前为止,这些家禽粪便已被分配为肥料,这意味着植物不使用的化学成分最终进入沟渠,然后是小溪和溪流,然后是较大的水道。在该设施中,这些成分最终进入灰烬中,然后被化肥行业用于更严格控制的应用。几乎没有在水道中丢失。此外,大量的甲烷通过简单地不在外面堆肥而被转移。

在CPP,蒸汽是在一个巨大的容器中产生的,该容器转动涡轮机以产生电力。大约2兆瓦的电力被并入电网,用于附近地区的工业和住宅用途。能量通过蒸汽轮机后,热量被交换成干净的水,并送到隔壁的农业加工厂。该能量用于焯水蔬菜、对农产品进行消毒等。除了直接在这里创造的就业机会外,CPP还帮助其邻近行业大大扩展了业务。

这是一个三赢的局面:减少污染,提高电网的能源弹性,以及直接和间接的经济发展。“尽管这是一个漫长而艰巨的过程,但它证明了该系统在北卡罗来纳州确实有效,”Demming说。“该系统于2007年与参议院第3号法案一起建立。在各州中,北卡罗来纳州是独一无二的,它足够明智,在该法律中为家禽和猪污染作为能源原料提供了例外。

这是一个很难破解的坚果 - 这是一种将这种便便变成黄金的炼金术。但是由于可再生能源组合的标准,像我和我的合作伙伴这样的人已经经历了绞尽全力来完成它。现在,像PRG这样的北卡罗来纳州本土公司,与我们的佐治亚州邻居Hurst Boiler一起,已经吸引并部署了资金,到目前为止创造了20个新工作岗位,并准备在该州投入更多这些设施。可再生能源不仅对环境有益,而且是经济增长的巨大引擎。