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　　CSPPLAZA光熱發電網報道：生物質發電目前面臨的問題主要有：由于生物質能低密度的特點，需大量采購原料，大量收購必然帶來長途搬運，運輸成本高昂，原料采集范圍大到幾十公里，其運輸規模龐大，甚至出現運輸業大于發電業的現象。長途搬運耗費大量燃料，使得這種發電方式的“綠色”受到質疑；抬高整體燃料價格。原本運距較短的近區燃料供不應求，必然會以遠區燃料的高位價碼為參照，從而抬高了近區燃料價格；另外，生物質原本存在多種用途，如：肥料、飼料、造紙等。而一旦發電企業介入收購，必然對其他產業已經形成的供應鏈和價格體系形成巨大沖擊，造成原料市場價格非理性化。有些地區甚至出現老鄉從燒秸稈改燒煤炭的情形，這與節能減排背道而行。

　　要規避上述問題，采用以村為單位的生物質能分布式發電的技術路線或是一條可行之道。一般觀點認為，生物質發電除了熱源不同外，與煤電十分類似，不可能走分布式離網型發電應用的路線。但斯特林發動機的出現為此提供了可行性。

　　斯特林發動機，即熱氣機，是由蘇格蘭牧師Robert Stirling在1816年發明的，是一種由外部向氣缸內的工質供熱，使工質氣體在不同溫度下作周期性壓縮和膨脹的閉式循環的往復式發動機，所以又稱斯特林發動機。其熱力循環由定溫壓縮過程、定容回熱過程、定溫膨脹過程、定容儲熱過程等四個過程組成。熱氣機因其燃料在氣缸外燃燒而區別于燃料在氣缸內燃燒的內燃機，所以熱氣機又被稱作外燃機。

   

　　熱氣機的工質可為氫、氮、氦或空氣等。已設計制造的熱氣機有多種結構，熱氣機的功率傳遞機構分為曲柄連桿傳動、菱形傳動、斜盤或擺盤傳動、液壓傳動和自由活塞傳動等。按缸內循環的組成形式分，熱氣機主要有配氣活塞式和雙作用式兩類。配氣活塞式熱氣機，在一個氣缸內有兩個活塞作規律的相對運動，冷腔與熱腔之間用冷卻器、回熱器和加熱器連接，配氣活塞推動工質在冷熱腔之間往返流動；雙作用式熱氣機，每個氣缸內只有一個活塞，兼起配氣活塞和動力活塞的作用。各缸的上部為熱腔，下部為冷腔。各熱腔經加熱器、回熱器和冷卻器與鄰缸的下部冷腔連接，組成一個動力單元。

  

　　與內燃機比較，熱氣機適用于各種能源，無論是液態的、氣態的或固態的燃料，當采用載熱系統，如熱管，進行間接加熱時，幾乎可以使用任何熱源，例如：生物質能、太陽能集熱、核反應等。同時熱氣機無需壓縮機增壓，使用一般風機即可滿足要求，因而自用能少。由于外燃，允許燃料具有較高的雜質含量。熱氣機在運行時，由于燃料在氣缸外的燃燒室內連續燃燒，獨立于燃氣的工質通過加熱器吸熱，并按斯特林循環對外做功，因此避免了類似內燃機的震爆做功和間歇燃燒過程，從而實現了高效、低噪和低排放運行。據中船重工集團711研究所介紹，熱氣機高效：總能效率達到80%以上；低噪：1米處裸機噪音底于68dBA；低排放：尾氣排放達到歐5標準。熱氣機單機容量可以因地制宜地增減，使用靈活性大。結構簡單，零件數比內燃機少40％，降價空間大，同時維護成本也較低。

  

　　雖然熱氣機原理早在1816年由斯特林發明。而且斯特林循環是活塞式熱氣發動機概括性卡諾循環，效率達到理想值。可是，長期以來，限于技術條件，未能商品化。只有一些模型和玩具產品。近30年來，由于相關條件的改變，斯特林引擎引起了相當的關注。國外已有用于哥特級潛艇。效率有高達50％。丹麥有35千瓦和75千瓦生物質能熱電聯產機組產品。

  

　　中船重工集團711研究所正在將熱氣機推向民用市場。當然，軍品向民品的轉化需要一個過程。據中船重工集團711研究所介紹眼下還只有50千瓦的氣體燃料機組，固體燃料機組還有待開發。其單位千瓦造價介于萬千瓦級的直燃式小火電和中等規模氣化發電機組之間，其熱效率則比二者略高。

 

　　直燃式熱氣機生物質能發電廠的特點可以歸納為：這種微型電廠分散座落在廣大農村，以農產品為原料，就業人員大多來自農村，屬于農村電力。電廠的投資、建設、經營、管理以農民為主。這是一項劃時代的改革-農民成為電力的主人。可以說，唯有廣大農村、農民的積極參與，這項事業才能成功。

 

　　直燃式熱氣機生物質能發電機組，需要足夠的水源，作為冷卻設備之用。電廠取水及水處理應與當地村、鎮水務建設和供熱統一規劃。該類設備的副產物是熱水，熱水可供生活、采暖等用途，最后提供給灌溉。由于電廠規模小，相應的供熱距離短，管網投資小，散熱和輸水功率小，易于解決。應該盡可能做成熱電聯供。還可能采用電廠以更多、更舒適的水暖、熱水串換老鄉燒坑、燒熱水的柴火，從而實現發電利用高溫能量，用做功后低溫能量供熱，來降低整體綜合能耗。

  

　　它可承擔電力高峰負荷以減輕國家電網調峰壓力，它在電網末端調整電壓可以提高電能質量，降低電網和線路電能損失。一旦大網出現偶發性問題，可以確保一方用電安全，甚至對鄰近地域作出支援。對供電安全乃至國防都有顯著效益。

    

　　這種電廠可以斷續運行。運行方式靈活多樣，還可以無電源啟動。它也可與小水電、太陽能、風力發電良性互補。機組做成半固定式，遇到農業轉產，可以輕松遷徙。這種百千瓦上下的小電廠的上網問題似乎給人們帶來困惑。但是，要知道，對于規模幾千瓦到幾千千瓦的眾多農村小水電廠而言，百千瓦的電廠已屬中等規模。有些電網有大批小水電站并網運行，它們已經積累了豐富的農村電源上網經驗。不論是規章制度還是調度通訊、保護、運行方式、各類裝置都很成熟，因此這種電廠上網模式，可以參照已經十分成熟的小水電廠上網模式，稍加改進即可運用。關于這方面的知識屬于農村電力范疇。

    

　　對于電網企業，眾多小型生物質能發電企業的并入，是一件不太麻煩而有諸多好處的新業務，也是一件政治和經濟效益都十分可觀的業務擴充。采用直燃式熱氣機生物質能發電機組的電廠的規模可大可小：單機容量靈活，機組數量也靈活。基本著眼于就地電力需求。分期規模隨著電力市場和原料供應增長而成長。

   

　　這種以直燃式熱氣機生物質能發電廠來發展以村為單位的可再生資源分布式電源的微型分布式生物質發電技術路線與碟式斯特林太陽能熱發電技術面臨的主要問題都是成本問題，目前，斯特林發動機依然以軍用為主導市場，民用的成本依然居高不下，推向民用市場尚需時日。但其仍不失為一條有價值的技術路線。我國目前在進行斯特林發動機技術研究的單位也為數不多，大連宏海新能源、上海711研究所、西航動力、湘電集團是目前在此領域做深入研發的主要企業。