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文档简介
22/25生物质能发电技术在球场应用第一部分生物质能发电技术概述 2第二部分球场生物质能资源利用 4第三部分生物质能发电技术选型 7第四部分电力系统集成与优化 11第五部分环境影响评估 13第六部分经济效益分析 17第七部分社会效益与可持续性 20第八部分实施与示范项目总结 22
第一部分生物质能发电技术概述生物质能发电技术概述
定义
生物质能发电技术是一种利用生物质燃烧或分解产物作为燃料,生成热能或电能的技术。生物质是指来自植物、动物或其他有机体的可再生资源。
原理
生物质能发电一般遵循热力学循环,其原理如下:
*生物质在燃烧炉或反应器中燃烧,释放热能。
*热能被用来加热介质,产生蒸汽或热空气。
*蒸汽或热空气驱动涡轮机,将热能转化为机械能。
*机械能通过发电机转化成电能。
类型
生物质能发电技术根据生物质来源和转化方式的不同,可分为以下几种类型:
1.直接燃烧发电
*固定床炉排式:生物质直接在炉排上燃烧,产生热量。
*流化床炉排式:生物质在流态化空气中燃烧,热量传递效率更高。
2.气化发电
*固定床气化:生物质在受限氧气条件下气化,产生可燃气体。
*流化床气化:生物质在流态化空气中气化,气化效率更高。
3.热解发电
*高温热解:生物质在无氧或低氧条件下高温分解,产生气体和液体燃料。
*生物油发电:生物质在中等温度下热解,产生生物油,可作为燃料使用。
4.生物发酵发电
*厌氧消化:生物质(如农作物残渣、动物粪便)在厌氧条件下分解,产生沼气。
*生物甲烷化:二氧化碳与氢气在生物酶作用下转化为沼气。
优点
*可再生性:生物质是一种可再生资源,可持续利用。
*低碳排放:生物质能发电过程中释放的二氧化碳被植物在生长过程中吸收,实现碳中和。
*减少废物:利用生物质发电可以减少农业和林业废物的堆积,缓解环境压力。
*能源安全:生物质能发电可以减少对化石燃料的依赖,提高能源安全水平。
*经济效益:生物质能发电可以为农村地区创造就业机会和经济发展机会。
缺点
*能量密度低:生物质的能量密度较低,需要较大的体积才能获得足够的热值。
*燃料成本波动:生物质燃料价格受市场和自然因素影响,波动较大。
*污染物排放:生物质燃烧会产生粉尘、氮氧化物和二氧化硫等污染物,需要采取措施控制排放。
*土地利用:大规模生物质生产可能需要占用大量的土地,与粮食生产竞争。
*技术限制:某些生物质能发电技术还处于研发阶段,需要进一步完善和降低成本。
适用范围
生物质能发电技术广泛应用于以下领域:
*发电厂
*热电联产系统
*工业锅炉
*家庭取暖
*偏远地区供电第二部分球场生物质能资源利用关键词关键要点【球场草坪屑资源利用】
1.球场草坪屑是一种可再生的生物质资源,每年产生大量废弃物,可用于发电。
2.草坪屑通过干燥、燃烧或厌氧消化等工艺可转化为生物质燃料。
3.球场草坪屑发电可减少化石燃料消耗,降低球场碳排放。
【球场木材屑资源利用】
球场生物质能资源利用
球场作为绿地空间,拥有丰富的生物质资源,包括草坪废弃物、落叶、修剪枝等。这些生物质不仅可以作为土壤改良剂,还可以通过发电技术转化为可再生能源,实现资源再利用。
草坪废弃物
*来源:草坪修剪、高尔夫球场草坪更换
*数量:根据球场大小和维护频率而异,一般为每年每平方米100-500克
*特点:含水率高,有机质丰富,易于收集和运输
落叶
*来源:球场上的树木
*数量:因树种和气候条件而异,一般为每年每棵树0.5-2吨
*特点:含水率高,热值较低,收集难度相对较大
修剪枝
*来源:树木和灌木修剪
*数量:根据修剪规模和频率而异,一般为每年每棵树0.2-1吨
*特点:水分含量低,热值较高,收集难度低
生物质能发电技术
焚烧发电
*将生物质直接焚烧,释放出的热能转化为蒸汽,驱动汽轮机发电。
*优点:技术成熟,能量转换效率高,废弃物处理能力强。
*缺点:产生烟雾和灰烬,可能造成空气污染。
热解发电
*将生物质在缺氧条件下热解,分解出可燃气体。
*将可燃气体送入内燃机或燃气轮机,转化为热能驱动发电机。
*优点:同时产生热能和电能,效率高,可用于分布式发电。
*缺点:设备投资较大,对生物质原料质量要求较高。
厌氧消化发电
*将生物质在厌氧条件下分解,产生沼气。
*将沼气送入内燃机或燃气轮机,转化为热能驱动发电机。
*优点:可以处理水分含量高的生物质,产生清洁能源,减少温室气体排放。
*缺点:发电效率较低,需要配套除臭设备。
球场生物质能发电应用案例
国际上,球场生物质能发电已有多个成功案例:
*英国温布利球场:采用焚烧发电技术,利用草坪废弃物和修剪枝发电,满足球场用电需求。
*美国奥林匹克高尔夫球场:使用热解发电技术,将修剪枝和落叶转化为可再生能源,减少化石燃料使用。
*荷兰阿姆斯特丹竞技场:建有厌氧消化发电系统,处理草坪废弃物和厨房垃圾,每年可产生约200万立方米的沼气,用于发电。
经济效益分析
球场生物质能发电不仅可以减少化石燃料使用,降低运营成本,还能创造新的收入来源。
*能源成本节省:根据球场规模和发电效率,每年可节省数十万至数百万人民币的能源成本。
*发电收入:余电可并网售电,增加球场收入。
*碳信用收入:生物质能发电属于可再生能源,可获得政府补贴或碳信用收入。
结论
球场生物质能发电具有资源丰富、技术成熟、经济效益显著等优势,是球场实现绿色可持续发展的有效途径。通过充分利用球场生物质资源,可以减少废弃物、降低运营成本、创造清洁能源,为球场带来多重效益。第三部分生物质能发电技术选型关键词关键要点技术成熟度
-优先选择商业化成熟的生物质能发电技术,如直接燃烧发电、气化发电和热解发电。
-评估技术可靠性、运营成本和环境影响,选择综合性能较优的技术。
燃料供应
-稳定可靠的生物质燃料供应是生物质能发电的可持续性的基础。
-评估当地生物质资源的可用性、质量和收集成本,确定可行的燃料来源。
-考虑多种燃料类型,如木材、农作物残留物和动物粪便,以提高供给弹性。
排放控制
-选择具有先进排放控制系统的技术,减少空气和水污染。
-采用脱硫、脱硝和除尘设施,满足环保法规要求。
-考虑碳捕集和封存技术,降低温室气体排放。
经济性
-评估投资成本、运营成本和发电收入,进行经济可行性分析。
-考虑政府补贴、税收优惠和碳信用交易等经济激励措施。
-优化发电效率和减少碳足迹,提高项目经济性。
环境影响
-选择对环境影响最小的技术,避免水资源消耗、空气污染和废物产生。
-采用可持续的生物质燃料来源,避免森林砍伐和土地退化。
-考虑技术的生物多样性影响,保护生态系统。
技术创新
-关注生物质能发电技术的最新进展,如高效率气化技术和生物质热解制氢技术。
-探索前沿技术,如藻类生物质发电和生物质太阳能混合发电。
-与研究机构和行业专家合作,推动技术创新和发展。生物质能发电技术选型
生物质能发电技术选型是至关重要的,需要考虑多项因素,包括:
燃料特性
*生物质性质(作物残留物、林业废料、城市固体废物)
*含水率、发热值、灰分含量、粒度和碱金属含量
发电规模
*电力需求、尖峰负荷和基础负荷要求
*可用生物质资源量
技术成熟度和可靠性
*技术的商业可用性、运行记录和维护成本
*燃料处理、燃烧、热回收和排放控制系统的性能
环境影响
*温室气体排放强度、空气污染物排放(氮氧化物、颗粒物、二氧化硫)
*废弃物处置和土地利用
经济可行性
*资本成本、运营成本(燃料、维护、人员)
*政府激励措施、碳信贷和电价
技术选项
生物质能发电技术有多种选择,每种技术都有其优点和缺点:
直接燃烧发电
*燃烧生物质(木片、秸秆)产生蒸汽,驱动蒸汽轮机发电。
*技术成熟、可靠,但热效率较低。
气化发电
*将生物质转化为合成气(氢气和一氧化碳混合物),然后在燃气轮机或内燃机中燃烧发电。
*热效率较高,但燃料处理和气化技术要求高。
厌氧消化发电
*将有机物质(沼液、农作物残留物)在缺氧条件下分解,产生沼气(主要成分为甲烷)。
*沼气可用于内燃机或燃气轮机发电。
*热效率较低,但可以产生生物肥料。
热解发电
*将生物质在高温缺氧条件下热解,产生焦油、木炭和合成气。
*焦油和木炭可用于发电,合成气可用于合成燃料或发电。
*技术尚在开发中,但具有高热效率的潜力。
其他考虑因素
*燃料供应链:确保稳定的生物质供应至关重要。
*土地利用:生物质生产可能需要大量的土地,因此需要考虑可持续性。
*社会接受度:当地社区可能对生物质能发电厂有疑虑,因此需要进行公开沟通和参与。
案例研究:
美国伊利诺伊州佩金生物质能发电厂
*技术:直接燃烧发电
*燃料:玉米秸秆
*发电能力:200兆瓦
*温室气体减排:每年100万吨二氧化碳当量
*经济效益:创造就业机会和促进地方经济发展
结论
生物质能发电技术的选型是一个复杂的过程,需要仔细考虑燃料特性、发电规模、技术成熟度、环境影响、经济可行性和其他因素。通过仔细的规划和分析,可以确定最适合特定应用的最佳技术,为可持续和低碳的能源未来做出贡献。第四部分电力系统集成与优化关键词关键要点电气系统集成
*电气系统协调控制:实时监控发电设施、电网和负荷情况,实现电能流、电压和频率的稳定,确保系统安全可靠运行。
*能量管理优化:综合考虑生物质能发电、储能和负荷需求,优化电能调度,最大化系统经济效益和环境效益。
*电网稳定性提升:利用生物质能发电灵活性,提供调频调压服务,增强电网稳定性和抗干扰能力。
电能转换优化
*发电机组效率优化:通过先进的控制策略和技术,提高发电机组的功率密度和电能转换效率,降低发电成本。
*储能系统集成:利用储能技术,平衡生物质能发电的间歇性和波动性,实现平稳供电和削峰填谷。
*电能质量保障:采用电力电子技术和滤波器,改善电能质量,消除谐波干扰,满足球场电气设备和照明设施的要求。电力系统集成与优化
生物质能发电技术在电网中的集成和优化至关重要,以确保稳定、可靠和高效的发电。以下是对电网集成与优化的全面分析:
电网集成
*并网要求:生物质能发电厂必须满足电网运营商的技术标准和要求,包括电气连接、频率和电压稳定性以及保护系统。
*电网稳定性:生物质能发电厂必须对电网的稳定性做出贡献,避免造成振荡或电压跌落等问题。
*功率因数控制:生物质能发电厂需要配备功率因数控制器,以调节功耗并保持系统稳定性。
*备用容量:生物质能发电厂应具备足够的备用容量,以应对负荷波动或设备故障。
电力系统优化
*负荷预测:准确的负荷预测对于优化生物质能发电厂的发电调度至关重要。
*调度优化:先进的调度算法可用于优化发电厂的运行,最大化发电效率并降低成本。
*储能整合:储能系统可与生物质能发电厂相结合,以平衡峰值负荷并提高系统灵活性。
*需求响应:生物质能发电厂可参与需求响应计划,根据电网需求调整发电量。
技术方案
有多种技术方案可用于优化生物质能发电厂的电网集成:
*可再生能源友好型变压器:这些变压器具有较高的短路阻抗,可减少并网时的冲击电流。
*谐波滤波器:谐波滤波器可减少谐波失真,提高电网稳定性。
*智能配电系统:智能配电系统可实现实时监控和控制,提高生物质能发电厂的电网适应性。
数据与分析
数据分析对于优化生物质能发电厂的电网集成至关重要:
*实时数据监测:持续监测发电量、电网参数和设备性能对于识别和解决问题至关重要。
*历史数据分析:历史数据的分析可用于改进负荷预测、调度优化和维护计划。
*仿真建模:仿真建模可用于评估不同的集成方案,并预测其对电网系统的影响。
案例研究
以下案例研究说明了电力系统集成与优化在生物质能发电厂中的实际应用:
*英国德文郡生物质能发电厂:该发电厂使用智能配电系统,优化发电调度并提高电网稳定性。
*美国伊利诺伊州木质生物质能发电厂:该发电厂通过与需求响应计划相结合,增加收入并提高发电灵活性。
*中国广东省甘蔗生物质能发电厂:该发电厂采用谐波滤波器和可再生能源友好型变压器,改善电网质量并增强系统集成。
结论
电力系统集成与优化对于生物质能发电技术的成功至关重要。通过采用先进的技术、数据分析和优化策略,生物质能发电厂可以安全、可靠和高效地并入电网,同时为电网稳定性和可持续发展做出贡献。随着生物质能技术的不断发展,集成和优化技术也在不断进步,为生物质能发电厂在全球能源格局中的作用铺平了道路。第五部分环境影响评估关键词关键要点环境影响评估
主题名称:大气排放
*生物质能发电过程中会产生二氧化碳、一氧化碳、氮氧化物和颗粒物等大气污染物。
*通过采用高效燃烧和烟气净化技术,可有效降低大气排放量,符合国家相关排放标准。
*与化石燃料发电相比,生物质能发电产生的温室气体排放量更低,有助于应对气候变化。
主题名称:水资源利用
生物质能发电技术在球场应用中的环境影响评估
#1.空气质量影响
1.1主要污染物排放
生物质能发电过程中会排放多种空气污染物,包括:
*颗粒物(PM):PM包括灰分、飞灰和黑碳,可引起呼吸道疾病。
*二氧化碳(CO2):CO2是温室气体,会加剧气候变化。
*氮氧化物(NOx):NOx会形成光化学烟雾,引起呼吸道刺激和哮喘。
*二氧化硫(SO2):SO2会形成酸雨,伤害植物和水生生物。
1.2排放量和影响因素
排放量取决于生物质类型、燃烧技术和污染控制措施。例如:
*湿燃料比干燃料排放更多的PM。
*流化床燃烧器比炉排锅炉排放更少的NOx。
*安装了烟气净化装置可以有效减少PM、SO2和NOx的排放。
#2.水资源影响
2.1水消耗
生物质能发电需要大量的水用于冷却、蒸汽产生和灰渣处理。例如:
*一个50MW的生物质能发电厂每天可能消耗1000至2000立方米的水。
*干燥的生物质原料需要更多的水,而湿润的生物质原料则需要更少的水。
2.2水污染
生物质能发电过程中产生的灰渣和废水含有污染物,包括:
*重金属:铅、汞和砷等重金属会污染水体,危害水生生物和人类健康。
*酸性物质:烟气净化后产生的废水是酸性的,会降低水体pH值,影响水生生物。
#3.土地利用影响
3.1生物质原料种植
生物质能发电需要大量的生物质原料,如木屑、农作物残茬和能源作物。
*扩大生物质种植面积可能会导致森林砍伐或农业用地转化。
*生物质原料的种植需要使用化肥和农药,可能造成土壤污染和水体富营养化。
3.2灰渣处理
生物质能发电产生的灰渣需要妥善处理,以免造成环境污染。
*灰渣可以填埋或用作建筑材料。
*灰渣中可能含有重金属和二恶英等有害物质,需要采取适当的管理措施。
#4.噪音和振动影响
4.1噪音
生物质能发电厂在运行过程中会产生噪音,包括:
*燃料输送和燃烧产生的机械噪音。
*冷却塔和排气系统产生的气流噪音。
4.2振动
生物质能发电厂的机械设备运行会产生振动,可能影响周边社区。
#5.视觉影响
生物质能发电厂通常高大明显,可能影响周边景观的视觉美观。
#6.环境影响评估方法
环境影响评估(EIA)是评估生物质能发电项目对环境影响的过程。EIA通常包括以下步骤:
*范围界定:确定需要评估的环境影响范围。
*现状调查:收集项目场址和周边环境的基线数据。
*影响预测:预测项目建设和运营对空气、水、土壤、生物多样性和社会经济的影响。
*影响减缓:制定措施减轻或消除负面影响。
*公众参与:征求公众对项目环境影响的意见。
#7.评估结果和决策
EIA的结果将帮助决策者了解项目的潜在环境影响,并决定是否批准项目。决策因素可能包括:
*环境影响的性质和严重程度。
*所需的减缓措施的可行性和成本。
*公众的意见和担忧。
#8.环境监测和管理
一旦生物质能发电厂建成并投入运营,应进行持续的环境监测以确保项目符合环境标准。环境管理计划应包括:
*定期排放监测。
*水质和土壤监测。
*噪音和振动监测。
*灰渣管理计划。第六部分经济效益分析关键词关键要点【经济效益分析】
1.投资成本估算:
-评估生物质能发电厂的初始投资,包括设备采购、工程施工和安装。
-考虑可再生能源激励措施和政府补贴的可用性。
-对项目生命周期内的维护和运营成本进行预算。
2.运营成本分析:
-计算生物质燃料的采购成本和供应链管理费用。
-确定人工、维护和维修的持续运营费用。
-评估生物质能发电的排放控制和环境合规要求。
3.能源收入预测:
-预测生物质能发电产生的电量和小时数。
-根据市场电价或签订的购电协议估计电力收入。
-考虑电网中断和计划外停机的潜在收入损失。
4.财务模型开发:
-使用财务建模工具,例如净现值(NPV)、内部收益率(IRR)和投资回收期,评估项目的经济可行性。
-考虑现金流、折现率和风险因素。
-进行情景分析以评估市场波动和燃料成本变化的影响。
5.敏感性分析:
-确定影响项目经济效益的关键不确定性因素。
-通过改变关键参数,评估项目对这些因素变化的敏感性。
-识别需要额外研究和改进的参数。
6.多标准决策分析:
-除了经济效益外,还考虑环境和社会因素。
-使用加权平均或其他决策分析技术对替代方案进行排名。
-综合考虑项目对可持续性、就业机会和社区影响的贡献。经济效益分析
资本成本
生物质能发电厂的初始资本成本通常高于化石燃料发电厂。然而,由于生物质燃料来源广泛且价格相对较低,运营成本会随着时间的推移而降低。
燃料成本
生物质燃料的成本因地区、燃料类型和可用性而异。与化石燃料相比,生物质燃料通常具有较低的燃料成本,因为它们不依赖进口或有限的资源。
运营和维护成本
生物质能发电厂的运营和维护成本通常高于化石燃料发电厂。这是因为生物质燃料具有较高的水分含量和灰分,需要特殊的设备和维护程序。
环境效益
生物质能发电是碳中和的,因为燃烧过程中释放的二氧化碳被植物吸收。此外,生物质能发电可以减少空气污染,因为生物质燃料燃烧产生的温室气体排放量低于化石燃料。
政府激励措施
许多国家和地区政府都通过税收抵免、补贴和优惠政策来鼓励生物质能发电的发展。这些激励措施有助于降低生物质能发电厂的成本并提高其投资回报率。
投资回报率
生物质能发电厂的投资回报率因项目的规模、地点和燃料来源而异。然而,在政府激励措施和低燃料成本的推动下,许多生物质能发电厂都能够实现有利可图的投资回报。
具体案例
*英国:德拉克斯电站是世界上最大的生物质能发电厂,其发电能力为3.8吉瓦。该电厂使用可持续采购的木屑作为燃料,并享受政府补贴。
*美国:韦斯特菲尔德生物质能发电厂是美国最大的生物质能发电厂之一,其发电能力为1.5吉瓦。该电厂使用林业残留物和农业废弃物作为燃料。
*中国:张北生物质能发电厂是世界上最大的单机组生物质能发电厂,其发电能力为600兆瓦。该电厂使用农作物秸秆和林业废弃物作为燃料。
结论
生物质能发电技术具有显著的经济效益潜力。虽然初始资本成本可能较高,但由于较低的燃料成本和政府激励措施,许多生物质能发电厂都能够实现有利可图的投资回报。此外,生物质能发电是一种可持续的能源来源,因为它可以减少碳排放和空气污染。第七部分社会效益与可持续性关键词关键要点【社会效益与可持续性】
主题名称:就业机会
1.生物质能发电厂的建设和运营可创造大量新的工作岗位,包括技术人员、维护人员和管理人员。
2.这些工作岗位为当地社区提供经济机会,有助于缓解失业问题和提高生活水平。
3.此外,生物质能发电厂还可通过创造供应链,为农民和木材供应商等相关行业提供间接就业机会。
主题名称:健康和环境效益
社会效益
生物质能发电作为一种可再生能源技术,在体育场馆应用中具有显着的社会效益:
*减少温室气体排放:生物质能发电产生的二氧化碳在生长过程中已被植物吸收,因此不会增加大气中的净二氧化碳排放量。据估算,与化石燃料发电相比,生物质能发电可减少高达90%的温室气体排放。
*改善空气质量:生物质能发电不产生硫氧化物和氮氧化物等有害空气污染物,有助于改善体育场馆及周边地区的空气质量。
*创造就业机会:生物质能发电产业涉及原料种植、采集、加工和发电等多个环节,可创造大量就业机会。
*促进区域经济发展:生物质能发电利用当地资源,可促进区域经济发展,带动相关产业链发展。
*提升体育场馆形象:采用生物质能发电技术的体育场馆可展示其环保意识和可持续发展理念,提升公众形象,吸引更多观众和合作伙伴。
可持续性
生物质能发电技术在体育场馆应用中的可持续性主要体现在以下方面:
*可再生能源来源:生物质能源来自植物等可再生资源,不会耗尽。在确保原料可持续种植和采集的前提下,生物质能发电可长期为体育场馆提供能源。
*减少资源消耗:生物质能发电可利用未利用的农业和林业废弃物,减少这些废弃物的焚烧和填埋,避免资源浪费。
*提高能源效率:通过优化发电系统,生物质能发电技术可提高能源利用效率,减少化石燃料消耗。
*碳中和:如果生物质能原料的种植和采集遵循可持续原则,生物质能发电可以实现碳中和,即二氧化碳排放量与吸收量达到平衡。
*水资源消耗低:与化石燃料发电相比,生物质能发电的水资源消耗量较低,有助于缓解体育场馆的用水压力。
数据佐证
*根据国际可再生能源机构(IRENA),全球生物质能发电装机容量已从2010年的93吉瓦增长到2020年的133吉瓦,年均增长率为4.5%。
*据估计,到2050年,生物质能发电可满足全球电力需求的14%至26%。
*世界领先的照明和能源管理公司飞利浦在阿姆斯特丹阿瑞纳球场安装了生物质锅炉,该锅炉每年可减少3,000吨二氧化碳排放量。
*美国国家橄榄球联盟(NFL)的洛杉矶公羊队在SoFi体育场采用了生物质能发电系统,每年可节省60万美元的能源成本。
*英国温布利体育场的生物质能发电厂每年可产生1兆瓦电力,满足体育场约10%的用电需求。第八部分实施与示范项目总结关键词关键要点实施与示范项目总结
1.项目概况:
*引入相关生物质能发电项目的实施情况和进展。
*阐述项目的主要目标、规模和时间表。
*分析项目所涉及的利益相关者和合作伙伴。
2.技术选择和配置:
*概述用于生物质能发电的特定技术,例如热解、气化或燃烧。
*探讨了影响技术选择的因素,例如燃料类型、容量和发电效率。
*详细介绍项目中的设备配置和系统设计。
3.燃料供应链:
*描述了生物质燃料的来源、运输和储存过程。
*分析了可持续燃料采购策略,以确保可靠的燃料供应。
*讨论了燃料质量控制措施以及对发电性能的影响。
4.环境影响评估:
*评估项目对空气质量、水资源和土地利用的潜在环境影响。
*描述了实施减缓措施以最小化环境足迹的策略。
*审查了项目符合相关环境法规和标准的情况。
5.经济可行性:
*计算项目的发电成本、收益和投资回报率。
*考虑了影响项目经济性的因素,例如燃料价格、补贴和碳信用。
*分析了项目如何促进当地经济发展和创造就业机会。
6.政策支持和监管框架:
*概述了支持生物质能发电发展的政府政策和激励措施。
*分析了监管框架和环境法规对项目实施的影响。
*探索了持续政策支持的必要性以确保项目的成功和可持续性。实施与示范项目总结
英国Drax发电厂
Drax发电厂是英国最大的生物质能发电厂,拥有六个发电机组,总装机容量超过4吉瓦。该发电厂使用可持续采购的木质生物质(主要是木屑)作为
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