隨著化石燃料的消耗殆盡，大力發(fā)展可再生能源是當(dāng)前的迫切要求。可再生能源主要包括風(fēng)能、太陽能、水能、生物質(zhì)能、地?zé)崮艿饶茉础ｏL(fēng)能、太陽能、水能等能源的穩(wěn)定性與地質(zhì)環(huán)境息息相關(guān)，因此，其不穩(wěn)定性也大大提高。

生物質(zhì)是有機(jī)物質(zhì)，具有一定能量、養(yǎng)分、機(jī)械強(qiáng)度。代表性生物質(zhì)包括動物糞便、農(nóng)作物廢棄物、木材、固體廢棄物等[1]。而作為一個農(nóng)業(yè)大國，我國年產(chǎn)農(nóng)作物秸稈約7億t，列世界之首[1]。因此，在多種可再生能源中，生物質(zhì)能由于其豐富的資源、低污染性以及廣泛的分布性越發(fā)受到眾多研究者的關(guān)注。在2016年我國發(fā)布的《能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》中，提到要“積極發(fā)展生物質(zhì)液體燃料、氣體燃料、固體成型燃料”。

生物質(zhì)能源的利用技術(shù)主要有沼氣技術(shù)、生物質(zhì)燃料酒精、生物質(zhì)發(fā)電、生物質(zhì)熱裂解液化技術(shù)等，其中生物質(zhì)發(fā)電對環(huán)境污染程度低[2]，前景廣闊。因此，生物質(zhì)能源的應(yīng)用符合國家能源戰(zhàn)略多元化和發(fā)展綠色低碳經(jīng)濟(jì)的需求。2013年我國的生物質(zhì)發(fā)電設(shè)備已經(jīng)達(dá)到750萬kW裝機(jī)容量。因此，大力發(fā)展生物質(zhì)發(fā)電，使之產(chǎn)業(yè)化，將進(jìn)一步優(yōu)化我國能源利用結(jié)構(gòu)，促進(jìn)可再生能源發(fā)展。

目前生物質(zhì)發(fā)電還存在許多挑戰(zhàn)，如原料易受到天氣、季節(jié)性的影響，原料分布不集中，且運(yùn)輸成本較高，產(chǎn)業(yè)鏈與行業(yè)規(guī)范不完善等，這些因素嚴(yán)重阻礙了我國生物質(zhì)能源的發(fā)展。本文針對生物質(zhì)發(fā)電與多種可再生能源聯(lián)合發(fā)電進(jìn)行綜合討論，以期發(fā)現(xiàn)生物質(zhì)發(fā)電利用的優(yōu)良方法，促進(jìn)生物質(zhì)發(fā)電的進(jìn)一步發(fā)展。

多種可再生能源中，太陽能是所有可再生能源發(fā)展的基礎(chǔ)，開發(fā)利用太陽能對節(jié)約常規(guī)能源、保護(hù)自然環(huán)境及減緩氣候變化均具有重要的意義，然而太陽能發(fā)電的弊端同樣不可忽視，其弊端之一在于太陽能的低能流密度，太陽能發(fā)電過程中需要大面積光學(xué)反射裝置和昂貴的接收裝置，這使得應(yīng)用成本大大增加；其次，獨(dú)立太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率低，年太陽能凈發(fā)電效率不超過15%；

最重要的是，由于受到晝夜、天氣等因素的影響，太陽能供應(yīng)具有間歇性與不連續(xù)性[3]。另外，由于受到地理環(huán)境的影響，不同地區(qū)的太陽能資源相差較大。根據(jù)國家氣象局風(fēng)能太陽能評估中心劃分標(biāo)準(zhǔn)，我國不同地區(qū)太陽能分布情況如表1所示。

表1，我國不同地區(qū)太陽能分布

從表1可知，地理因素對太陽能的供應(yīng)具有顯著影響。晝夜交替與天氣變化同樣會造成太陽能來源不穩(wěn)定。為降低太陽能發(fā)電對太陽能來源穩(wěn)定性的依賴程度，考慮采用將生物質(zhì)發(fā)電與太陽能發(fā)電聯(lián)合的方式來獲得穩(wěn)定的電量輸出。聯(lián)合發(fā)電可為用戶提供連續(xù)穩(wěn)定的電能，還能使生物質(zhì)能得到更合理的應(yīng)用。

太陽能發(fā)電方式包括槽式、塔式和碟式3種。

塔式太陽能發(fā)電系統(tǒng)目前處于商業(yè)示范階段，技術(shù)開發(fā)風(fēng)險較高；碟式太陽能發(fā)電系統(tǒng)則處于試驗階段，且運(yùn)行規(guī)模較小；槽式太陽能發(fā)電系統(tǒng)已實現(xiàn)商業(yè)化，電站規(guī)模較大。因此，槽式太陽能發(fā)電系統(tǒng)更適合與生物質(zhì)發(fā)電系統(tǒng)聯(lián)合應(yīng)用。

生物質(zhì)能太陽能聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)可分為3個部分：太陽能集熱裝置、循環(huán)流化床鍋爐以及汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)。當(dāng)太陽能來源穩(wěn)定時，可通過相關(guān)設(shè)置將太陽能集熱裝置與循環(huán)流化床鍋爐進(jìn)行聯(lián)合，以實現(xiàn)太陽能和生物質(zhì)能的共同發(fā)電。

在太陽能來源不穩(wěn)定或沒有太陽能來源的條件下，可單獨(dú)采用生物質(zhì)發(fā)電系統(tǒng)。槽式太陽能與生物質(zhì)聯(lián)合發(fā)電同樣采用該原理，其聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)由生物質(zhì)能輔助鍋爐、槽式太陽能輔助系統(tǒng)及動力系統(tǒng)組成。

太陽輻射條件較好時，太陽光線聚集到集熱裝置上，對集熱裝置中的導(dǎo)熱油進(jìn)行加熱。當(dāng)導(dǎo)熱油被加熱到一定溫度時，高溫導(dǎo)熱油依次流經(jīng)過熱器、蒸汽發(fā)生器以及預(yù)熱器，以熱交換方式將熱量傳遞給鍋爐循環(huán)水，對其進(jìn)行加熱，此時被冷卻的導(dǎo)熱油再次回到太陽能集熱器中，等待再次被加熱。

被加熱的鍋爐循環(huán)水受熱蒸發(fā)，形成水蒸汽，帶動汽輪機(jī)做功發(fā)電。如光照條件較差或在夜間，啟動生物質(zhì)輔助系統(tǒng)以維持對外電力輸出的穩(wěn)定。