摘 要:我國(guó)生物質(zhì)能資源豐富,隨著國(guó)家對(duì)可再生能源開發(fā)利用的重視,我國(guó)的生物質(zhì)能發(fā)展取得了較大的進(jìn)展,初步形成了我國(guó)的生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)。本文著重對(duì)生物質(zhì)能概念、生物質(zhì)能特點(diǎn)、生物質(zhì)能的利用、我國(guó)生物質(zhì)能資源現(xiàn)狀以及生物質(zhì)能等方面進(jìn)行了分析和研究。
關(guān)鍵詞:資源豐富;生物質(zhì)能;可再生能源;生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè);
中圖分類號(hào):TK6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-3520(2014)-05-00141-01
一、概念
什么叫生物技能呢?就是太陽(yáng)能通過綠色植物將化學(xué)能形式貯存在綠色植物中的能量,叫做生物質(zhì)能。生物質(zhì)也是指通過光合作用而形成的各種有機(jī)體,包括所有的動(dòng)植物和微生物。這些有機(jī)體形成是直接或間接地來源于綠色植物的光合作用,在綠色植物中再轉(zhuǎn)化為常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)的燃料。生物質(zhì)能具有取之不盡、用之不竭的特點(diǎn),是一種可再生能源。
二、特點(diǎn)
a.可再生性。生物質(zhì)能屬可再生資源,屬可再生能源。植物通過光合作用可以再生資源豐富的生物質(zhì)能,具有可保證能源的永續(xù)利用,與風(fēng)能、太陽(yáng)能等同。b.低污染性。生物質(zhì)在燃燒過程中生成的SO、NO較少,原因是硫含量、氮含量低,;因而對(duì)大氣的二氧化碳凈排放量近似于零,可有效地減輕溫室效應(yīng),由于它在生長(zhǎng)時(shí)需要的二氧化碳相當(dāng)于它排放的二氧化碳的量。c.廣泛分布性??沙浞掷蒙镔|(zhì)能,如缺乏煤炭的地域。d.生物質(zhì)燃料總量十分豐富。僅次于煤炭、石油和天然氣,生物質(zhì)能是世界第四大能源。生物質(zhì)能源的年生產(chǎn)量相當(dāng)于目前世界總能耗的10倍,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過全世界總能源需求量。生物學(xué)家估算,地球中海洋年生產(chǎn)生物質(zhì)能約500億t生物質(zhì);陸地每年生產(chǎn)是海洋的2至3倍的生物質(zhì);同時(shí)隨著農(nóng)林業(yè)的發(fā)展,特別是炭薪林的推廣,生物質(zhì)資源還將越來越多。有望到2020年我國(guó)可開發(fā)成能源的生物質(zhì)資源有望可達(dá)8億T。
三、現(xiàn)狀
農(nóng)作物秸稈、生活產(chǎn)生的垃圾、森林自身的能源、禽畜產(chǎn)生的糞便、能源植物等這幾種是目前以屬于可開發(fā)的生物質(zhì)能資源。
(一)森林能源:森林生長(zhǎng)和林業(yè)生產(chǎn)過程提供的生物質(zhì)能源是森林能源。樹木生長(zhǎng)過程中修剪的枝杈,木材加工的邊角余料這些都是薪材主要來源,主要是薪材和森林工業(yè)殘留物等。以及專門提供薪材的薪炭林都是森林能源主要原料。
(二)農(nóng)作物秸稈:在農(nóng)村農(nóng)作物秸稈是農(nóng)副產(chǎn)品的主要能源,也是農(nóng)村的傳統(tǒng)燃料。
(三)禽畜糞便:禽畜糞便在農(nóng)村也是一種重要的生物質(zhì)能源。在糞便資源中,大中型養(yǎng)殖場(chǎng)的糞便更便于集中開發(fā)、規(guī)?;谩T谀羺^(qū)有少量的禽畜糞便直接燃燒外,而大多數(shù)地方的禽畜糞便主要是作為沼氣的發(fā)酵原料。
(四)生活垃圾:生活垃圾是一種混合物,生活垃圾成分比較復(fù)雜。主要由商業(yè)與服務(wù)業(yè)產(chǎn)生的垃圾、城鄉(xiāng)居民生活產(chǎn)生的垃圾、少量建筑工程產(chǎn)生的垃圾等廢棄物所構(gòu)成的,其構(gòu)成受當(dāng)?shù)鼐用裆钏?、氣候季?jié)變化、環(huán)境綠化面積以及城市市容市貌建設(shè)的影響。
(五)能源植物:油脂、石油類似物含量高的植物;氫氣的藻類、直接產(chǎn)烴;各種速生林等。能源植物種類較多,主要包括:糖類、淀粉含量高的植物。
四、利用方式
生物質(zhì)能在整個(gè)能源系統(tǒng)中占有重要地位,它是世界能源消費(fèi)總量第四位的能源,僅次于煤炭、天然氣和石油。生物質(zhì)能一直是人類賴以生存的重要能源。有關(guān)專家估計(jì),到下世紀(jì)中葉,采用新技術(shù)生產(chǎn)的各種生物質(zhì)占全球總能耗的40%以上它將替代其它燃料,生物質(zhì)能極有可能成為未來可持續(xù)能源系統(tǒng)的組成部分。
生物質(zhì)能的利用主要有生物化學(xué)轉(zhuǎn)換、直接燃燒和熱化學(xué)轉(zhuǎn)換等3種途徑。1.當(dāng)前,采用生物質(zhì)能技術(shù)改造熱效率僅為10%左右的傳統(tǒng)燒柴灶可提高效率可達(dá)20%~30%的節(jié)柴灶,生物質(zhì)的直接燃燒將是我國(guó)生物質(zhì)能利用在今后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)仍的主要方式。這種技術(shù)已被國(guó)家列為農(nóng)村新能源建設(shè)的重點(diǎn)任務(wù)之一,它具有易于推廣、簡(jiǎn)單、效益明顯的節(jié)能措施的特點(diǎn)。2.生物質(zhì)的生物化學(xué)轉(zhuǎn)換包括一是生物質(zhì)與沼氣轉(zhuǎn)換,二是生物質(zhì)與乙醇轉(zhuǎn)換等。3.生物質(zhì)的熱化學(xué)轉(zhuǎn)換是指要使生物質(zhì)熱解、汽化、炭化和催化液化,應(yīng)該在一定的溫度和條件下才能進(jìn)行,以生產(chǎn)氣態(tài)燃料、液態(tài)燃料和化學(xué)物質(zhì)的技術(shù)。在厭氧環(huán)境中可以將沼氣直接轉(zhuǎn)化成有機(jī)物質(zhì),然后通過微生物發(fā)酵,最終形成以甲烷為主要成分的可燃性混合氣體,即沼氣。我們也可以利用糖質(zhì)、淀粉和纖維素等原料,經(jīng)發(fā)酵制成乙醇,這過程叫做乙醇轉(zhuǎn)換。
五、利用
前八年,用于木材和農(nóng)副產(chǎn)品烘干的有800多臺(tái),這些機(jī)器主要以樹枝、木屑、稻殼、秸稈為原料生產(chǎn)燃?xì)狻榇宋覈?guó)已經(jīng)開發(fā)出多種固定床和流化床氣化爐,年生產(chǎn)生物質(zhì)燃?xì)?000萬m3,村鎮(zhèn)級(jí)秸稈氣化集中供氣系統(tǒng)近600處。其應(yīng)用主要在以下兩個(gè)方面:
(一)垃圾發(fā)電。垃圾發(fā)電將成為生物質(zhì)能利用的重要領(lǐng)域?,F(xiàn)在,全國(guó)城市每年因垃圾造成的損失約300億元(運(yùn)輸費(fèi)、處理費(fèi)等),目前,上海等許多城市已經(jīng)或正在建設(shè)垃圾發(fā)電廠。如果將其綜合利用卻能創(chuàng)造出高達(dá)2 500億元的效益!
(二)生物柴油。物柴油(Biodiesel)是生物質(zhì)能的一種,它是一種長(zhǎng)鏈脂肪酸的單烷基酯,主要是由生物質(zhì)利用熱裂解等技術(shù)得到的。它是指以油料作物、工程微藻和野生油料植物等水生植物油脂以及餐飲垃圾油、動(dòng)物油脂等為原料油,生物柴油主要是一些分子量大的有機(jī)物,通過酯交換工藝制成的可代替石化柴油的一種再生性柴油燃料。幾乎包括所有種類的含氧有機(jī)物,這些有機(jī)物它是含氧量極高的復(fù)雜有機(jī)成分的混合物。
六、生物質(zhì)能問題與建議
我國(guó)生物質(zhì)氣化技術(shù)的開發(fā)取得了一定成績(jī).一些氣化技術(shù)簡(jiǎn)單.燃?xì)鉄嶂抵荒苓_(dá)到1000大卡每立方米左右的低熱值集中供氣工程。但由于存在燒氣熱值低和凈化技術(shù)不過關(guān)(燃?xì)饣曳莺徒褂秃扛撸┑钠款i。園氣體質(zhì)量不適合管道供氣.造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失,所以太都以失敗而告終。由于科技工作者的努力,全國(guó)各地以秸稈熱解干餾開發(fā)的集中供氣技術(shù)在氣體熱值和氣體凈化質(zhì)量上均有所突破,其熱值可達(dá)到 3000大卡每立方米左右.仍然沒有顯著的技術(shù)創(chuàng)新和突破。
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