新能源之生物質(zhì)能現(xiàn)狀

摘 要：我國生物質(zhì)能資源豐富，隨著國家對可再生能源開發(fā)利用的重視，我國的生物質(zhì)能發(fā)展取得了較大的進(jìn)展，初步形成了我國的生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)。本文著重對生物質(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：TK6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-3520（2014）-05-00141-01

一、概念

什么叫生物技能呢？就是太陽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)，由于它在生長時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。可充分利用生物質(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)殖場的糞便更便于集中開發(fā)、規(guī)模化利用。在牧區(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健夂蚣竟?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，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生物質(zhì)能利用在今后相當(dāng)長的時間內(nèi)仍的主要方式。這種技術(shù)已被國家列為農(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，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呀?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。現(xiàn)在，全國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

我國生物質(zhì)氣化技術(shù)的開發(fā)取得了一定成績.一些氣化技術(shù)簡單.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。

參考文獻(xiàn)：

【1】張希良，岳立，柴麒敏，張成龍.國外生物質(zhì)能開發(fā)利用政策.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報.2006.10-22

【2】李景明，王紅巖，趙群.中國新能源資源潛力及前景展望.天然氣工業(yè).28-1

【3】雷學(xué)軍，羅梅健.生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化技術(shù)及資源綜合開發(fā)利用研究.湖南省精細(xì)化工研究所，湖南.410116； 2.中國神華煤制油化工公司，北京.100011

【4】李波安，秦建華.我國生物質(zhì)能發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展前景.江西省科技情報研究所，江西南昌.330046