朱鹏飞，郭磊磊，尧兢，杨福胜，张早校，3，吴震

（1 西安交通大学化学工程与技术学院，陕西西安710049； 2 陕西省能源化工过程强化重点实验室，陕西西安710049；3动力工程多相流国家重点实验室，陕西西安710049）

引 言

以可再生能源为原料的高效、清洁、低成本能源转换技术有助于缓解化石能源短缺和环境污染问题。生物质作为一种可再生能源，其利用转化过程可以实现CO2循环，有助于降低CO2排放。而且生物质能被誉为继煤炭、石油、天然气之外的“第四大能源”[1]，是一种理想的替代能源。气化作为一种生物质利用方式，可以将生物质转变为合成气，再经过重整变换反应为高温燃料电池提供燃料进行发电[2]。基于上述考虑，将生物质气化与高温燃料电池相结合有望实现高效、清洁的能源转化。

考虑到生物质气化与燃料电池相结合的突出优势，相关学者已经对生物质气化与固体氧化物燃料电池（solid oxide fuel cell,SOFC）的耦合系统从能量转化、分析、经济性分析等角度进行了研究与评价。Sigurjonsson 等[3]提出了基于生物质的SOFC发电系统的新概念，以处理消化风能和太阳能等间歇性能源，并且对系统进行了技术经济性分析。de Lorenzo 等[4]设计了一个以生物质气化气为燃料，同时产生电能和热能的SOFC 系统，并且对系统的能量转换效率进行了研究，结果表明在最佳条件下，该系统的能量转换效率可以达到88.9%。Shayan等[5]对以蒸汽和空气为气化剂的生物质SOFC 系统进行了比较经济评价和优化。结果表明，在最佳运行条件下，蒸汽作为气化剂可使机组净输出功率提高14.8%，效率提高24.9%，单位产品成本降低8.9%。……