圖為德博能源專家團隊。

圖為燃煤生物質耦合發電技術獲得荊門市科技進步二等獎。

燃煤與生物質(含垃圾污泥)氣化耦合發電作為一種生物質綜合利用的有效手段，近年來在世界范圍內受到廣泛關注。根據《電力發展“十三五”規劃》，我國將鼓勵多元化能源利用，因地制宜試點示范：開展燃煤與生物質耦合發電，在東北等糧食主產區布局一批燃煤與農林廢棄殘余物耦合發電示范項目，在京津冀、長三角、珠三角布局一批燃煤與污泥耦合發電示范項目。

在此背景下，6月7日，由國際能源署潔凈煤中心主辦的第七屆燃煤生物質耦合發電國際會議在中國召開，表明中國燃煤與生物質耦合發電技術研發水平和市場發展已引起國際關注。據悉，本次會議將重點圍繞燃煤生物質耦合發電技術、工程經驗、生物質資源的供應儲存、生物質摻燒計量、產業政策、工程改造經驗和政策保障措施等方面內容進行廣泛交流。

在中國燃煤與生物質耦合發電技術研發的征程上，合肥德博生物能源科技有限公司(簡稱“德博能源”)書寫著濃墨重彩的華章。德博能源以院士領航，以科技呵護自然，十年磨一劍，重點以生物質氣化耦合、生物質氣化多聯產、生物質氣化合成天然氣為突破點，擁有80余項專利技術，成功運營近百項國內國際項目，創造了環保、高值、持續的運營模式，實現了社會效益、環保效益、經濟效益的三翼齊　 飛，努力營造藍天碧水凈土，造福子孫后代。

變廢為寶的“德博思考”

時光恒古，歲序更迭。中華五千年文明源遠流長，作為薪火相傳的農耕大國，各類生物質循環利用，在日常生活中發揮了極為重要的作用。然而，時至今日，生物質利用的污染問題，上升到影響國計民生的重大環保課題，特別是秸稈(垃圾)焚燒等農林廢棄物造成的二次污染，成為環保的重大隱患，如何循環利用、變廢為寶，成為燃眉之急。

安徽大別山有個將軍縣叫金寨，民風淳樸，勤勞務實，一向以驍勇善戰而聞名。

從2002年起，走出金寨的德博能源創始人張守軍，就把目光投向漫山遍野的農林廢棄物。怎樣變廢為寶，循環利用?這可是利國利民的百年大計呀!為此，他查閱了多篇中英文資料，與科研機構和產業界的有識之士在一起，歸納梳理了我國生物質資源利用的現狀和發展方向，認為生物質能源的高質化是創新創業的合適方向。于是，他放棄百萬年薪，披荊斬棘，創立了合肥德博生物能源科技有限公司，投入所有積蓄，從頭做起，以“鍥而不舍、金石可鏤”的精神，著手打造生物質氣化領域領先技術，一步一個腳印，留下一串串閃光的足跡。

“我國生物質能資源超過9億噸每　 年，但因缺乏大規模、高值化利用手段造成環境污染。”張守軍一直在關注和思考如何做好生物質利用的大文章。

“從目前情況來看，現有秸稈利用方式盡管主要依靠財政補貼和政府強力推進實現，但市場化程度及經濟效益仍然較低，造成該情況的根本原因在于未實現秸稈高值化利用。”張守軍向《中國電力報》記者分析道。

在張守軍看來，燃煤耦合農林生物質發電技術可破解秸稈田間直燃難題。燃煤耦合生物質發電技術是指秸稈經過簡單預處理之后，以熱解氣化的方式產生燃氣直接送入電站鍋爐，與煤粉進行混燒，利用原有燃煤發電系統實現高效發電。“燃煤電站耦合生物質發電建設周期、發電效率、工藝流程、環保特性、效益等多個方面優勢突出，代表了生物質發電的方向。”張守軍表示。

記者了解到，截至2016年10月底，我國60萬千瓦以上的火電廠裝機容量為10.3億千瓦，30萬千瓦以上發電機組數量約1500臺，而2016年火電利用小時數已經低于4200小時，這些大型燃煤發電機組為生物質氣化耦合提供了穩定高效的發電平臺，如果將這些發電機組全部利用，我國秸稈田間直燃的難題將迎刃而解。

100多種生物質特性庫的背后

十幾年來，張守軍和他的團隊已經將“生物質”從里到外研究得非常透徹。

在德博能源的實驗室內，記者看到了他們的生物質特性庫，儼然一個生物質的博物館。秸稈、稻殼、玉米芯、木塊、竹屑等等，涵蓋了一共100多種生物質。生物質灰成分分析、生物質灰熔點溫度、生物質理化特性、生物質熱化學轉換方式等等，一組組密密麻麻的數據，一個個貼著標簽的玻璃瓶，一張張內涵深奧的示意圖，讓我們越發想探究這個特性庫背后的故事。

“從理論上分析和工程實踐來看，生物質氣化耦合燃煤機組發電技術能夠實現高效發電，最成熟穩定且易于操作，代表了耦合發電產業趨勢。”張守軍在接受《中國電力報》記者采訪時表示，生物質氣化耦合燃煤機組發電成為燃煤與生物質耦合發電　 的主流技術。據他介紹，利用生物質氣化技術，制備生物質燃氣與燃煤混燃，進行生物質與燃煤機組耦合，充分利用機組富余發電負荷，實現生物質高效發電。

2003~2010年，德博能源經過七年的研究，開發出了從15~3000千克每小時生物質循環流化床氣化裝置。2010年12月，德博能源與國電長源簽署合同，共同開發以稻殼等為原料的氣化耦合發電項目，項目連續穩定運行近五年。2012年12月至今，德博能源與華電、大唐、華能等大型發電集團合作開發以各類秸稈、農林廢棄物、垃圾為原料的12~30噸每小時生物質氣化耦合發電項目。

生物質氣化耦合發電項目有諸多優點。生物質氣化耦合發電效率35~40%;生物質氣化發電部分與電網單獨結算，可精準計量，接受第三方監督，享受生物質電價補貼，目前運行項目已享受0.75元每千瓦時電價補貼;根據電價不同，靈活調整氣化產品，保障項目高收益;生物質灰分進電站鍋爐前被收集，避免了對電站鍋爐受熱面的腐蝕;高溫燃氣輸送和燃燒過程無焦油析出;生物質氣化耦合發電充分利用燃煤機組的煙氣超低排放處理裝置，實現超低排放，清潔發電;電力行業已納入碳減排交易市場，每增加1兆瓦生物質耦合發電裝機，減排二氧化碳0.826噸每小時。

張守軍還為記者算了一筆環保賬。以60萬千瓦的燃煤機組為例，耦合3萬千瓦的生物質量，按生物質發電每年運行5000小時計算，每年可以減少12.39萬噸的二氧化碳排放，按照我國碳交易平均價格50元每噸，單二氧化碳減排就可以創造619.5萬元的效益。

生物質氣化耦合發電破解了秸稈的社會治理難題，做好燃煤與生物質耦合發電的大文章是張守軍在生物質利用方面給自己確定的重頭戲。

從“耦合”到“高值化氣化利用”

當然，“耦合發電”只是德博能源生物質“高值化氣化利用”技術研發的一部分。

張守軍向《中國電力報》記者介紹：“生物質高值化氣化是指生物質在高溫無氧或缺氧條件下，發生分解產生可燃氣體及高品　 質生物炭的過程，是固定碳的氧化反應和揮發分熱解的耦合;通過調整固定碳的氧化程度，實現高效氣化或高品質生物炭及燃氣的同時輸出，提升生物質價值。”十多年來，德博能源不斷加大研發投入，加強生物質高值化氣化利用技術研究和開發。結合生物質主要成分為揮發分、水分、固定碳和灰分的特點，通過熱解氣化，使生物質分別實現了多聯產、耦合發電、制備天然氣。

德博能源與張齊生院士團隊率先提出生物質氣化多聯產的技術理念。根據生物質多組分價值梯級利用原則，采用熱解氣化技術實現生物質組分解耦，固定碳轉化成生物炭，揮發分轉化成燃氣，繼而可得到高品質炭、電、熱、液、肥。多聯產技術具有能源利用靈活的特點，項目規模100千瓦~12兆瓦，真正實現了生物質能源的分布式利用。開發的新型肥料炭基肥、生物質液肥等產品應用于農業，減少20%以上的化肥用量，修復退化、污染的土壤和水體。

我國天然氣資源日益緊張，迫切需要綠色天然氣制備技術。生物質作為一種物質型可再生能源，氮、硫含量低，利用生物質制備天然氣前景廣闊。德博能源研發的雙流化床生物質氣化技術，通過燃燒爐燃燒半焦產生能量加熱循環灰，高溫循環灰進入氣化爐為生物質熱解氣化提供能量，實現能量傳遞并避免煙氣竄入氣化爐，得　 到高品質熱解氣(合成原料氣)，進而通過凈化、變換、合成單元制備高純度天然氣。

德博能源已經成為集生物質氣化產品研發、生產、銷售和運營于一體的國家高新技術企業。與南京林業大學、浙江大學、中國科學院、中國科學技術大學等多家研究機構進行了緊密合作，經安徽省科技廳批準成立“安徽省生物質氣化院士工作站”。燃煤機組耦合生物質氣化發電技術榮獲湖北省荊門市科技發明二等獎，生物質氣化多聯產技術榮獲安徽省合肥市科技進步二等獎;在行業內開創多個第一，目前國內外已有近百套成功案例，產品遠銷東南亞及歐美。

德博能源以合肥德博生物能源科技有限公司為中心，合資經營國電長源湖北生物質氣化科技有限公司，并成立國能德博(北京)能源科技有限公司，以科技研發、產品銷售、技術支持、合作經營、獨立運營等多元化項目運營，創造了環保、高值、持續的發展模式。充分發揮了固定床、循環床的安全、經濟、穩定功能，立足合肥，輻射國內國際，成功實現了秸稈、稻殼、木竹等農林廢棄物循環利用的產學研合作開發，具備生物質氣化的領先技術，產生良好的社會、經濟、環保效益。該公司利用生物質高值化氣化技術，累計處理生物質近千萬噸，減少二氧化碳排放量約九百萬噸，為我國節能減排作出了突出貢獻。