第6章 生物质能及其利用

生物质能的处理和利用技术研究生物质能是指来自生物质的能量，它是一种可再生能源，能够有效降低碳排放和减少对化石能源的依赖，因此备受关注。

如何高效地处理和利用生物质能，成为了研究的热点之一。

一、生物质能的来源生物质能的来源包括森林、农作物、草地、废弃物等。

森林生物质能包括树木、枝条、树皮、叶子等，是一种天然的生物质能；农作物生物质能主要来自粮食作物、饲料作物、油料作物和纤维作物；草地生物质能来自干草、青草等。

废弃物包括城市垃圾、工业废弃物、畜禽粪便等。

二、生物质能的处理技术生物质能的处理技术包括生物质的分解和转化两个方面。

生物质分解处理技术主要是指对生物质进行异养和自养分解，提取出生物质的有价值物质。

而生物质转化技术则是通过化学、物理等手段将生物质转化为其它形态的能源，以供使用。

1、生物质分解处理技术（1）生物质生物质分解生物质生物质分解技术是将生物质中的有机物质通过生物反应分解得到生物质气体或液体，如沼气和乙醇等。

这种技术主要是利用微生物在有氧或无氧环境下对生物质进行分解产生的发酵气来制备能源。

（2）热处理法热处理法主要是通过加热生物质使其在高温下分解，产生可燃气体或液体，如焦油和生物质炭等。

这种技术适用于高浓度生物质的处理，但会产生二氧化碳等废气。

（3）腐殖质化腐殖质化是利用生物质生物分解过程中释放出来的有机物质，以基质培育法或液体培育法培育微生物，并对其发酵产物进行提取。

2、生物质转化技术（1）热化学转化技术热化学转化技术是指通过高温热解、气化或液化生物质，将其转化为成品气体、液体或固体等，如生物质炭、生物质液体燃料等。

这种技术可以充分利用生物质，其固、液、气产品都可以作为工业化燃料、建材和化学原料。

（2）生物化学转化技术生物化学转化技术主要利用酶类或微生物，通过一系列反应，将生物质转化为生物质液体、气体或固体燃料。

比如利用酶解木质纤维素制取纤维素糖、乙醇等生物质产品。

三、生物质能的利用生物质能的利用主要包括热能、电能和燃料三个方面。

生物质能的开发与利用摘要生物能源——又称生物质能，就是太阳能以化学能形式贮存在生物中的能量形式，即以生物为载体的能量。

它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源，同时也是唯一一种可再生的碳源。

生物质能的原始能量来源于太阳，所以从广义上讲，生物质能是太阳能的一种表现形式随着社会的发展和技术的进步，人类对能源的需求越来越高，但是地球化石资源的储存量却在逐渐降低，同时，生态环境也不断恶化。

这些都迫使全球能源结构必须进行战略性调整，开发新的能源。

生物能源由于其可再生性，它的发展不仅可以从根本上解决能源危机，而且还能改善日益恶化的环境，振兴低碳经济需要发展生物质燃料,我国拥有开发和发展生物燃料的雄厚潜力。

站在保障国家能源安全和发展低碳经济的战略高度,为充分满足国民经济高速、持续发展对新型能源日益增长的需求,我国必须大力加快发展生物质能源,使之成为替代化石能源的重要新能源,开拓低碳经济的广阔路径。

本文阐述了当前我国生物能源的主要种类，生物能源的生产技术研究现状及生物能源在我国的发展现状，并展望了生物能源的发展前景关键字：生物能源;低碳经济;能源安全前言近年来，石油价格上涨和全球气候变化的影响，可再生能源开发利用日益受到国际社会的重视。

其中，生物能源作为目前可直接利用、能较大规模生产并替代运输燃料的能源产品之一，已成为可再生能源发展的重点。

但是，一些地方出现的一哄而上发展生物能源的倾向令人担忧。

因此，对发展生物能源进行全面、客观的评估，显得尤为重要。

严峻的情势特别是上世纪70年代世界石油危机爆发的巨响,使人类猛然惊醒,不得不开始反思和纠正自身不科学地利用能源的行为。

在深刻反思贪婪性消耗能源行为而觉醒的基础上,及时把发展新能源、节约能源、保障能源安全和可持续发展置于经济社会发展的战略地位,建立健全起符合本国实际需要的能源安全保障体系。

就我国而言,确保为13亿人口提供安全的、低成本的、“环境友好型”新能源。

生物质能的应用与发展随着环保意识的不断增强，生物质能作为一种可再生能源备受关注。

生物质能主要来源于植物、动物和微生物等有机物，通过热化学转化或生物化学转化等方式转化为能源。

生物质能的应用范围较广，包括发电、加热、燃料等，具有可再生、减少温室气体排放等优点，有着广阔的发展前景。

一、生物质能的应用1. 发电生物质能发电是利用植物、动物等有机物质转化为燃料，通过发电机转化为电能。

其主要形式为生物质燃烧发电、生物质气化发电和生物质液化发电。

其中，生物质燃烧发电是最常见的形式，其过程中，生物质物料被燃烧后，热能被利用转化为电能，同时，也可以利用余热加热锅炉等设备，提高热能利用率。

生物质气化发电是将生物质物料转化为气体后，通过气体发电机转化为电能。

生物质液化发电是将生物质物料转化为液态燃料，再利用内燃机转化为电能。

发电方面，生物质能的应用可以减少对石化能源的依赖，达到环保和节能的目的。

2. 热能利用生物质能的热能利用主要包括直接燃烧、气化和液化等方式。

其中，直接燃烧和气化是最常见的方式。

直接燃烧是将生物质物料直接燃烧，用于供暖和加热等需要燃料的领域。

气化是将生物质物料分解为气体，然后使用气体进行加热等需要热能的领域。

液化是将生物质物料生产为液态燃料，用于供暖和加热等领域。

热能利用方面，生物质能的应用也是非常广泛的，可以减少对石化能源的依赖，实现绿色、低碳的生产方式。

3. 燃料目前，利用生物质能作为燃料应用最广泛的是生物质液体燃料和生物质气体燃料。

生物质液体燃料主要是生物柴油和生物乙醇等。

其中，生物柴油是将生物油料经过加工处理后制成的燃料，可以替代柴油；生物乙醇是将部分淀粉和纤维素质量转化为醇类化合物，可以替代汽油。

生物质气体燃料主要是生物甲烷、生物氢气等。

燃料方面，生物质能的应用可以减少对石化能源的依赖，同时也能减少环境污染。

二、生物质能发展的现状当前，全球生物质能的应用越来越广泛。

发达国家在生物质能的利用上更多侧重于发电、加热和燃料等方面。

生物质能及其利用随着人类的发展，世界能源需求增长迅速，越来越多的人开始逐渐关注可再生能源，生物质能作为其中一种，因其广泛的来源和较低的污染性而备受瞩目。

本文将介绍生物质能的概念、来源、利用和前景。

一、生物质能的概念生物质能是指由生物质原料生产的可再生能源，包括生物质固体和液态燃料。

简而言之，生物质能是从植物、动物和微生物中获得的一类能源。

二、生物质能的来源生物质能来源广泛，常见的有农作物、林木、秸秆、畜禽粪便等，还可以利用废物、残渣和废弃物等，如厨余垃圾、废纸、废弃建筑材料等。

这些来源的生物质都可以被加工处理成各种类型的生物质能。

三、生物质能的利用生物质能的利用具有多样性和可持续性，可分为以下几个方面。

1.生物质热能利用生物质热能利用即是将生物质原料转化成热能，用于供暖或生产用热的过程。

其中最常见的方式是利用生物质锅炉，将生物质燃烧产生的热能传递到热水或蒸汽，用于供暖或工业用途。

2.生物质液态燃料利用生物质液态燃料利用是指将生物质原料转化成液态燃料，用于交通行业的燃料。

如利用生物质原料生产的生物柴油和乙醇燃料等。

这种方式已经在欧洲等地被广泛使用，成为了当地交通运输行业的重要燃料。

3.生物质气体燃料利用生物质气体燃料利用是指将生物质原料转化成气体燃料，用于发电和供应燃气。

这种方式具有可持续性和高效率，可以大量减少污染物的排放，如生物质气化的技术已经被广泛应用于欧洲。

4.生物质化学品利用生物质化学品是指将生物质原料转化成各种化学品，如乙二醇、丙烯、纤维素等，用于制造高附加值的产品。

这种方式可以创造更高的经济价值，并且对短缺资源的替代作用非常明显。

四、生物质能的前景生物质能的前景非常广泛，它可以满足未来能源需求的多样性和可持续性，被全球公认为最具发展潜力的新型能源之一。

目前，生物质能在发达国家和地区已经得到了广泛应用，但在发展中国家和地区，由于技术问题和成本限制，生物质能的应用还有待发展。

随着技术的不断提高和投入的增加，生物质能将逐步替代传统的化石能源，成为全球能源市场上不可或缺的一部分。

生物质能及其利用1 生物质能的概述生物质能（biomass energy ），就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。

它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源，同时也是唯一一种可再生的碳源。

生物质能的原始能量来源于太阳，所以从广义上讲，生物质能是太阳能的一种表现形式。

目前，很多国家都在积极研究和开发利用生物质能。

生物质能蕴藏在植物、动物和微生物等可以生长的有机物中，它是由太阳能转化而来的。

有机物中除矿物燃料以外的所有来源于动植物的能源物质均属于生物质能，通常包括木材、及森林废弃物、农业废弃物、水生植物、油料植物、城市和工业有机废弃物、动物粪便等。

2 生物质能的分类2.1 林业资源林业生物质资源是指森林生长和林业生产过程提供的生物质能源，包括薪炭林、在森林抚育和间伐作业中的零散木材、残留的树枝、树叶和木屑等；木材采运和加工过程中的枝丫、锯末、木屑、梢头、板皮和截头等；林业副产品的废弃物，如果壳和果核等2.2 农业资源农业生物质能资源是指农业作物(包括能源作物)；农业生产过程中的废弃物，如农作物收获时残留在农田内的农作物秸秆（玉米秸、高粱秸、麦秸、稻草、豆秸和棉秆等）；农业加工业的废弃物，如农业生产过程中剩余的稻壳等。

能源植物泛指各种用以提供能源的植物，通常包括草本能源作物、油料作物、制取碳氢化合物植物和水生植物等几类。

2.3生活污水和工业有机废水生活污水主要由城镇居民生活、商业和服务业的各种排水组成，如冷却水、洗浴排水、盥洗排水、洗衣排水、厨房排水、粪便污水等。

工业有机废水主要是酒精、酿酒、制糖、食品、制药、造纸及屠宰等行业生产过程中排出的废水等，其中都富含有机物。

2.4城市固体废物城市固体废物主要是由城镇居民生活垃圾，商业、服务业垃圾和少量建筑业垃圾等固体废物构成。

其组成成分比较复杂，受当地居民的平均生活水平、能源消费结构、城镇建设、自然条件、传统习惯以及季节变化等因素影响。

生物质能的利用生物质能被定义为来自生物质的可再生能源，它包括各种有机材料，如木材、农作物废弃物、食品废料以及其他有机废弃物。

生物质能的利用不仅可以减少对有限资源的依赖，还有助于减少二氧化碳的排放，降低对环境的影响。

本文将重点介绍生物质能的利用方式及其在不同领域的应用。

一、生物质能的利用方式1. 生物质发电生物质发电是一种利用生物质能转化为电能的方式。

通过燃烧生物质，可以产生蒸汽驱动涡轮机来发电。

一些常用的生物质燃料包括木柴、秸秆、麦秸等。

生物质发电可以替代传统的煤炭发电，减少温室气体的排放，同时也能有效利用农作物废弃物和其他有机废弃物。

2. 生物质热能利用生物质热能利用是指将生物质能转化为热能，用于供热、供暖或者工业过程中的热能需求。

其中一种常见的方式是利用生物质燃烧产生的热能进行供热，例如利用木柴或秸秆进行锅炉燃烧，产生蒸汽或热水，用于供应家庭或工业领域的热能需求。

3. 生物质生物燃料生物质生物燃料是一种通过生物质转化而得到的燃料，如生物柴油、生物乙醇等。

生物质生物燃料可以替代传统的化石燃料，减少对石油及其他非可再生资源的需求。

同时，生物质生物燃料的燃烧会产生较少的空气污染物，对环境友好。

4. 生物质气化生物质气化是指将生物质转化为可燃气体的过程，主要产物是合成气，包括一氧化碳、氢气和二氧化碳等。

合成气可以用于发电、热能利用或化学合成等多个领域。

生物质气化技术的发展不仅可以提高生物质能的利用效率，还可以实现废弃物的资源化利用。

二、生物质能在不同领域的应用1. 农业领域在农业领域，生物质能可以用于农作物废弃物的处理和利用，如秸秆、稻草等可以用于生物质发电、生物质热能利用或生物质生物燃料的生产。

同时，生物质能还可以用于温室等设施的供热，提供良好的生长环境，促进农作物的生长和产量提高。

2. 工业领域生物质能在工业领域中也有广泛的应用。

比如生物质发电可以为工厂提供可持续的电力供应，生物质热能可以用于工业过程中的供热需求，生物质气化可以产生合成气用于化工生产。

生物质能及其利用技术的探讨
生物质能是指动植物在生长和代谢过程中所储存的能量，包括植物的
木材、秸秆、草等以及动物的粪便、骨头等。

生物质能具有可再生、较为
充足且分布广泛等特点，是一种绿色、可持续的能源资源。

目前，生物质
能已经成为了世界各国重要的能源之一，被广泛运用于发电、加热、照明、工业加工等领域。

生物质能的利用技术主要包括生物质能发电技术、生物质能热利用技术、生物质制氢技术和生物质转化油技术等。

其中，生物质能发电技术是
应用最为广泛的一种利用方式，主要包括生物质直接燃烧发电和生物质气
化发电等。

生物质能热利用技术则是指将生物质能转化为热能，进而用于
发电、加热或照明等方面。

生物质制氢技术则是利用生物质能源制取氢气，以替代传统的化石燃料制氢方法。

生物质转化油技术则是将生物质能源转
化为液态燃料，以替代石油等传统的化石燃料。

随着全球能源需求的不断增加以及环境保护意识的提高，生物质能的
利用技术也在不断发展和创新。

特别是近年来，生物质能在新能源领域中
的地位越发重要，各国也在积极推动生物质能技术的发展和应用。

在未来，生物质能有望成为一个稳定、可持续、可靠的新能源资源，为实现能源可
持续发展做出重要贡献。

生物质能的研究及其利用生物质能作为一种绿色且可再生的能源，在当今社会中得到了越来越多的关注。

生物质能是指以动植物残渣、农业废弃物、林业废弃物、城市固体废弃物以及粮食作物废弃物、蔗渣等为原料进行的直接、间接转化而获得的能源，其来源广泛，产量稳定，资源丰富，深受人们的青睐。

生物质能的研究始于20世纪初，经过数十年的研究和探索，逐渐形成了生物质能的现代化利用模式。

从生物质资源的开发、利用技术、生产过程、能源产品等各个方面进行研究，最终形成了一整套完整的生物质能利用技术。

在生物质能的利用过程中，一个主要的问题是如何将生物质能有效地转化为可用的能源。

生物质能的转化主要有两种方式：热化学转化和生物化学转化。

其中，热化学转化包括燃烧、气化和液化三种，而生物化学转化则包括发酵和生物化学反应两种。

在目前的能源转换技术中，生物质能转化主要被用于生产固体燃料、液体燃料和气体燃料。

在固体燃料方面，木材、秸秆等材料可以通过压碎或破碎的方式制成颗粒状的木屑或秸秆燃料，被广泛用于燃烧锅炉和工业炉灶中。

在液体燃料方面，生物柴油、生物乙醇等被广泛应用于交通运输领域。

在气体燃料方面，生物气体、沼气等则被广泛利用于城市居民生活和工业生产等领域。

生物质能不仅能够替代传统的化石能源，减少对化石燃料的依赖性，同时还能有效地降低二氧化碳和其他污染物的排放，使得空气质量得到改善，环境保护得到了提升。

此外，生物质能的开发还能够促进当地的经济发展，提高农民的收入水平，创造更多的就业机会。

当然，生物质能的利用也存在一些问题和挑战，如生物质能的碳排放问题、资源回收和再利用问题、生物质能生产技术的转型问题、生物质能产业链的完善等等。

但这些问题也在生物质能研究者的不断探索和创新中得到了逐步的解决和突破，使得生物质能利用技术不断得到提升和发展。

总的来说，生物质能作为一种绿色环保、可再生的能源，具有独特的优势和巨大的潜力，其研究进展和利用模式的不断完善，将有助于未来世界更好地应对能源危机和环境问题。

生物质能源的应用生物质是指利用大气、水、土地等通过光合作用而产生的各种有机体，即一切有生命的可以生长的有机物质通称为生物质。

它包括植物、动物和微生物。

广义概念：生物质包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物为食物的动物及其生产的废弃物。

有代表性的生物质如农作物、农作物废弃物、木材、木材废弃物和动物粪便。

狭义概念：生物质主要是指农林业生产过程中除粮食、果实以外的秸秆、树木等木质纤维素（简称木质素）、农产品加工业下脚料、农林废弃物及畜牧业生产过程中的禽畜粪便和废弃物等物质。

而所谓生物质能，就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。

它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源，同时也是唯一一种可再生的碳源。

依据来源的不同，可以将适合于能源利用的生物质分为林业资源、农业资源、生活污水和工业有机废水、城市固体废物和畜禽粪便等五大类。

它具有可再生性低污染性，广泛分布性，生物质燃料总量十分丰富，广泛应用性的特性，所以它也得到了广泛的应用。

下面介绍一些生物质能的应用技术和应用。

1.直接燃烧目前，生物质直接燃烧技术是最简便、最具潜力的生物质资源有效利用方式之一。

但由于生物质燃料与化石燃料相比，在物理、化学性质等方面存在着较大的差异，因此对燃烧设备的设计要求和燃烧方式的选择也不同于化石燃料。

要充分的利用好生物质能直接燃烧，那就要首先了解它的特性。

生物质燃料组成成分的特点是：(1)生物质含水分多，含硫量低；(2)生物质含碳量少，固定碳含量更少，热值普遍偏低；(3)生物质含氧量高，挥发份明显较多；(4)生物质灰份少、密度小，尤其是农作物秸秆。

因此，生物质燃料的燃烧过程是强烈的化学反应过程，又是燃料和空气间的传热、传质的过程，主要分为挥发份的析出、燃烧和残余焦炭的燃烧、燃尽两个独立的阶段。

根据生物质能直接燃烧的特性，生物质的直接燃烧和固化成型技术的研究开发主要着重于专用燃烧设备的设计和生物质成型物的应用。