CSPPLAZA光热发电网报道：生物质发电目前面临的问题主要有：由于生物质能低密度的特点，需大量采购原料，大量收购必然带来长途搬运，运输成本高昂，原料采集范围大到几十公里，其运输规模庞大，甚至出现运输业大于发电业的现象。长途搬运耗费大量燃料，使得这种发电方式的“绿色”受到质疑；抬高整体燃料价格。原本运距较短的近区燃料供不应求，必然会以远区燃料的高位价码为参照，从而抬高了近区燃料价格；另外，生物质原本存在多种用途，如：肥料、饲料、造纸等。而一旦发电企业介入收购，必然对其他产业已经形成的供应链和价格体系形成巨大冲击，造成原料市场价格非理性化。有些地区甚至出现老乡从烧秸秆改烧煤炭的情形，这与节能减排背道而行。

　　要规避上述问题，采用以村为单位的生物质能分布式发电的技术路线或是一条可行之道。一般观点认为，生物质发电除了热源不同外，与煤电十分类似，不可能走分布式离网型发电应用的路线。但斯特林发动机的出现为此提供了可行性。

　　斯特林发动机，即热气机，是由苏格兰牧师Robert Stirling在1816年发明的，是一种由外部向气缸内的工质供热，使工质气体在不同温度下作周期性压缩和膨胀的闭式循环的往复式发动机，所以又称斯特林发动机。其热力循环由定温压缩过程、定容回热过程、定温膨胀过程、定容储热过程等四个过程组成。热气机因其燃料在气缸外燃烧而区别于燃料在气缸内燃烧的内燃机，所以热气机又被称作外燃机。

   

　　热气机的工质可为氢、氮、氦或空气等。已设计制造的热气机有多种结构，热气机的功率传递机构分为曲柄连杆传动、菱形传动、斜盘或摆盘传动、液压传动和自由活塞传动等。按缸内循环的组成形式分，热气机主要有配气活塞式和双作用式两类。配气活塞式热气机，在一个气缸内有两个活塞作规律的相对运动，冷腔与热腔之间用冷却器、回热器和加热器连接，配气活塞推动工质在冷热腔之间往返流动；双作用式热气机，每个气缸内只有一个活塞，兼起配气活塞和动力活塞的作用。各缸的上部为热腔，下部为冷腔。各热腔经加热器、回热器和冷却器与邻缸的下部冷腔连接，组成一个动力单元。

  

　　与内燃机比较，热气机适用于各种能源，无论是液态的、气态的或固态的燃料，当采用载热系统，如热管，进行间接加热时，几乎可以使用任何热源，例如：生物质能、太阳能集热、核反应等。同时热气机无需压缩机增压，使用一般风机即可满足要求，因而自用能少。由于外燃，允许燃料具有较高的杂质含量。热气机在运行时，由于燃料在气缸外的燃烧室内连续燃烧，独立于燃气的工质通过加热器吸热，并按斯特林循环对外做功，因此避免了类似内燃机的震爆做功和间歇燃烧过程，从而实现了高效、低噪和低排放运行。据中船重工集团711研究所介绍，热气机高效：总能效率达到80%以上；低噪：1米处裸机噪音底于68dBA；低排放：尾气排放达到欧5标准。热气机单机容量可以因地制宜地增减，使用灵活性大。结构简单，零件数比内燃机少40％，降价空间大，同时维护成本也较低。

  

　　虽然热气机原理早在1816年由斯特林发明。而且斯特林循环是活塞式热气发动机概括性卡诺循环，效率达到理想值。可是，长期以来，限于技术条件，未能商品化。只有一些模型和玩具产品。近30年来，由于相关条件的改变，斯特林引擎引起了相当的关注。国外已有用于哥特级潜艇。效率有高达50％。丹麦有35千瓦和75千瓦生物质能热电联产机组产品。

  

　　中船重工集团711研究所正在将热气机推向民用市场。当然，军品向民品的转化需要一个过程。据中船重工集团711研究所介绍眼下还只有50千瓦的气体燃料机组，固体燃料机组还有待开发。其单位千瓦造价介于万千瓦级的直燃式小火电和中等规模气化发电机组之间，其热效率则比二者略高。

 

　　直燃式热气机生物质能发电厂的特点可以归纳为：这种微型电厂分散座落在广大农村，以农产品为原料，就业人员大多来自农村，属于农村电力。电厂的投资、建设、经营、管理以农民为主。这是一项划时代的改革-农民成为电力的主人。可以说，唯有广大农村、农民的积极参与，这项事业才能成功。

 

　　直燃式热气机生物质能发电机组，需要足够的水源，作为冷却设备之用。电厂取水及水处理应与当地村、镇水务建设和供热统一规划。该类设备的副产物是热水，热水可供生活、采暖等用途，最后提供给灌溉。由于电厂规模小，相应的供热距离短，管网投资小，散热和输水功率小，易于解决。应该尽可能做成热电联供。还可能采用电厂以更多、更舒适的水暖、热水串换老乡烧坑、烧热水的柴火，从而实现发电利用高温能量，用做功后低温能量供热，来降低整体综合能耗。

  

　　它可承担电力高峰负荷以减轻国家电网调峰压力，它在电网末端调整电压可以提高电能质量，降低电网和线路电能损失。一旦大网出现偶发性问题，可以确保一方用电安全，甚至对邻近地域作出支援。对供电安全乃至国防都有显著效益。

    

　　这种电厂可以断续运行。运行方式灵活多样，还可以无电源启动。它也可与小水电、太阳能、风力发电良性互补。机组做成半固定式，遇到农业转产，可以轻松迁徙。这种百千瓦上下的小电厂的上网问题似乎给人们带来困惑。但是，要知道，对于规模几千瓦到几千千瓦的众多农村小水电厂而言，百千瓦的电厂已属中等规模。有些电网有大批小水电站并网运行，它们已经积累了丰富的农村电源上网经验。不论是规章制度还是调度通讯、保护、运行方式、各类装置都很成熟，因此这种电厂上网模式，可以参照已经十分成熟的小水电厂上网模式，稍加改进即可运用。关于这方面的知识属于农村电力范畴。

    

　　对于电网企业，众多小型生物质能发电企业的并入，是一件不太麻烦而有诸多好处的新业务，也是一件政治和经济效益都十分可观的业务扩充。采用直燃式热气机生物质能发电机组的电厂的规模可大可小：单机容量灵活，机组数量也灵活。基本着眼于就地电力需求。分期规模随着电力市场和原料供应增长而成长。

   

　　这种以直燃式热气机生物质能发电厂来发展以村为单位的可再生资源分布式电源的微型分布式生物质发电技术路线与碟式斯特林太阳能热发电技术面临的主要问题都是成本问题，目前，斯特林发动机依然以军用为主导市场，民用的成本依然居高不下，推向民用市场尚需时日。但其仍不失为一条有价值的技术路线。我国目前在进行斯特林发动机技术研究的单位也为数不多，大连宏海新能源、上海711研究所、西航动力、湘电集团是目前在此领域做深入研发的主要企业。