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生物质能源的研究现状和应用前景生物质能源是指从植物、动物和微生物生长过程中制成的能量资源，如木材、谷物、油料、植物纤维、动物排泄物等。
与化石能源相比，生物质能源是一种比较环保和可持续的能源资源，因此在全球能源转型中被越来越广泛地应用。
本文将探讨生物质能源的研究现状和应用前景。
一、生物质能源的分类生物质能源按来源可以分为固体生物质、液态生物质和气态生物质三类。
固体生物质是指植物秸秆、木屑、麻棍等，其主要的利用方式是燃烧、气化或制成颗粒燃料。
液态生物质是指植物油脂、淀粉、纤维素等，其主要的利用方式是制成生物柴油、生物乙醇、生物液化气等。
气态生物质是指沼气、生物气、合成气等气态物质，其主要的利用方式是作为燃料或原料。
二、生物质能源的研究现状生物质能源的研究主要包括制备、储存和利用三方面。
制备方面，研究人员致力于提高生物质转化率，促进原材料的高效利用。
主要研究课题包括生物质预处理、选择性催化、复合催化等。
储存方面，生物质储存的难点在于其物理性质和化学性质的多样性。
研究人员通过调节环境温度、氧气含量等条件来控制生物质的质量和活性。
利用方面，主要是将生物质能源转化为有价值的产品和能源。
例如，通过生物质气化制备合成气，然后进一步制备电力、液体燃料和化学品等高端产品。
三、生物质能源的应用前景生物质能源的应用前景可以从技术、经济、环境三个角度来考虑。
从技术角度来看，随着科技的不断进步，生物质能源的利用效率不断提高。
例如，多相模拟和高通量材料计算等新兴技术可以帮助研究人员更好地理解和优化生物质催化转化的过程。
从经济角度来看，生物质能源的市场需求不断增加，特别是在替代化石能源方面具有广泛的应用前景。
从环境角度来看，生物质能源是一种比较环保和可持续的能源资源，其利用减少了化石燃料的消耗，有助于减少矿物资源的开采和对环境的污染。
总之，生物质能源的研究和应用已经成为当今绿色能源领域不可忽视的一部分。
虽然目前还面临一些技术瓶颈，但相信在科技和市场的共同推动下，生物质能源将在未来得到更为广泛的应用和发展。
生物质能源应用研究现状与发展前景一、本文概述随着全球能源需求的持续增长和环境保护压力的日益加大，生物质能源作为一种可再生、清洁、低碳的能源形式，正逐渐受到全球范围内的广泛关注。
本文旨在全面综述生物质能源应用研究的现状与发展前景，通过对生物质能源的来源、转化技术、应用领域以及面临的挑战进行深入分析，揭示生物质能源在全球能源体系中的重要地位及其未来发展潜力。
本文将首先概述生物质能源的基本概念、分类及其在全球能源结构中的地位，然后重点介绍生物质能源转化技术的最新研究进展，包括生物质发电、生物质燃料、生物质化学转化等方面。
随后，本文将分析生物质能源在农业、工业、交通等领域的应用现状，以及其在节能减排、环境保护等方面的重要作用。
在此基础上，本文将探讨生物质能源发展面临的挑战，如生物质资源的可持续利用、技术创新的瓶颈、市场接受度等问题。
本文将展望生物质能源的未来发展前景，提出促进生物质能源产业发展的政策建议和技术创新方向，以期为全球能源转型和可持续发展提供有益的参考。
二、生物质能源应用研究的现状随着全球对可再生能源需求的持续增长，生物质能源作为一种清洁、可持续的能源形式，其应用研究在全球范围内得到了广泛的关注。
目前，生物质能源的应用研究主要集中在生物质能转换技术、生物质能源利用模式和生物质能源的环境影响等方面。
在生物质能转换技术方面，生物质能源主要通过生物质燃烧、生物质气化、生物质液化和生物质生物化学转化等过程，将生物质转化为热能、电能或生物燃料。
目前，生物质发电和生物质燃料是生物质能源应用的主要形式。
生物质发电技术已经相对成熟，广泛应用于生物质直燃发电、生物质与煤混合燃烧发电等领域。
同时，生物质燃料如生物柴油、生物质乙醇等也在全球范围内得到了广泛的应用。
在生物质能源利用模式方面，生物质能源具有分布广泛、可再生性强、环境友好等特点，因此，其在农村、城市、工业等多个领域都有广泛的应用前景。
例如，在农村地区，生物质能源可以用于农业废弃物的利用，提高农业废弃物的资源化利用率；在城市地区，生物质能源可以用于城市垃圾的处理和能源化利用，减少城市垃圾对环境的污染。
生物质能源技术的研究进展与应用前景近年来，环保成为了全球的一大热点话题。
人们开始越来越关注人类的生存环境，也更加重视地球的可持续发展。
在这个过程中，生物质能源技术作为一种绿色环保的新型能源受到了越来越多的关注和重视。
本文将对生物质能源技术的研究进展和应用前景进行探讨。
一、生物质能源技术的定义生物质能源技术是指利用植物、动物等生物体的能量来产生能源，包括发电、燃料生产、热能等多种形式，是一种可再生、可持续的新能源。
二、生物质能源技术的研究进展1.生物质燃气发电技术生物质燃气发电技术在过去的几年里得到了较大的发展，它采用的是生物质材料，将其燃烧转化为能量。
燃气发电技术的优点在于，可以避免燃烧产生的污染物，同时也能够很好地解决生物质能源的储存问题。
2.生物质颗粒燃料技术生物质颗粒燃料技术是指将生物质在高温高压下进行压缩成颗粒状。
这样可以提高生物质能源的密度，方便储存和运输，同时也可以避免生物质颗粒在燃烧时的不完全燃烧问题。
3.生物质液态燃料技术生物质液态燃料技术是指将生物质经过化学反应后转化为液态燃料，用于机动车辆和发电等多种用途。
这种生产方法可以在生产效率和发电效果方面取得很大的优势。
三、生物质能源技术的应用前景生物质能源技术作为一种绿色环保的新型能源，具有很好的应用前景。
它可以为解决国家经济和环境问题做出重要的贡献。
1.助力清洁能源革命随着全球对清洁能源的需求不断增加，生物质能源技术将逐渐成为一种备受青睐的清洁能源，因为从生产到使用，它都可以保持绿色、环保。
2.推动城市绿色发展城市发展需要大量的能源供给，而生物质能源技术可以解决城市能源供给问题。
通过生物质能源技术，城市可以利用废弃物、绿色植物等资源和废弃物，实现城市可持续发展。
3.促进农业可持续发展生物质能源技术还可以促进农业可持续发展，它可以利用农业渣余物，为农村生产带来新的产业机遇。
将废弃物利用，既降低了环境污染，又增加了农民的收入。
4.降低经济成本生物质能源技术的应用将降低石油、天然气等能源成本，从而可以有效地降低经济成本。
生物质能的研究现状和应用前景生物质能是一种可以替代传统能源的新型能源，已经越来越受到人们的关注。
目前，生物质能研究取得了一些进展，而其应用前景也十分广阔。
一、生物质能的研究现状生物质能研究的重点在于生物质的合理利用和生产生物质能源的技术改进。
生物质可分为两类：一类是由生物有机物质转化而来的，如植物、动物、微生物等；另一类是由生物制造的，如木材、秸秆、燃料油等。
目前，生物质能研究的主要方向包括以下几个方面：1. 生物质发酵生物质发酵是生产生物质能源的一种有效方法。
利用微生物对生物质进行微生物发酵，可以提取出生物质能源，包括甲醇、氢气、甲烷、水解油等。
2. 生物质化学转化生物质化学转化主要是指通过化学方法将生物质转化为液体或气体燃料。
生物质化学转化被广泛认为是未来可持续能源的重要途径之一。
生物质化学转化技术的核心是利用催化作用降低反应温度，从而降低生产成本。
3. 生物质热化学转化生物质热化学转化主要是指通过燃烧生物质，产生热能，再通过化学方法得到燃料的过程。
这种方法可以有效地解决生物质的利用问题，同时也可以获得较高的燃烧效率。
二、生物质能的应用前景随着全球能源危机的日益严重，生物质能源被视为一种重要的可替代性能源。
生物质能源的应用前景非常广泛，可以广泛应用于以下领域：1. 工业领域生物质能源已经被广泛应用于石油、化工、纸浆和木材加工等领域，可以有效地替代天然气、石油等传统能源。
2. 生活领域生物质能源可以被用来做燃料，用于汽车、供暖系统、电力等领域，对于减少空气污染具有重要的意义。
3. 农业领域生物质能源的生产可以解决农业废弃物的处理问题，同时也为农民提供了新的经济收入来源。
4. 环保领域生物质能源的生产和应用过程中，几乎不会产生任何环境污染，大大降低了环境污染的风险。
总之，随着能源危机和环保意识的不断提高，生物质能源的应用前景越来越广泛。
未来，生物质能研究将继续在技术改进和应用拓展方面取得重大突破，促进生物质能源在经济、能源和环保领域的广泛推广和应用。
生物质能源的应用与前景随着全球对环境保护和气候变化的重视，生物质能源作为一种可再生、清洁的能源被越来越多地关注和应用。
生物质能源可以从农作物、水产品、林产品、食品加工废弃物、木材等生物质资源中生产出来，具有多种形式，包括生物质发电、生物柴油、生物天然气等。
本文将从生物质能源应用的现状和前景两个方面展开论述。
一、生物质能源的应用现状目前，生物质能源已经在很多领域得到广泛应用，其中最主要的就是生物质发电。
生物质发电是指利用来自农业、林业、废弃物等来源的生物质能源，通过燃烧或气化等方式发电。
生物质发电不仅能减少温室气体排放，还能提高农村生活水平和农产品的附加值。
目前，我国生物质发电的装机容量已经达到2.9GW，占比不断攀升。
此外，生物质能源还可以生产生物柴油、生物天然气等。
生物柴油是由植物油、动物油或废弃植物油等原料进行化学反应合成而成的柴油，可以代替传统石油柴油使用。
生物天然气则是通过厌氧发酵等技术将生物质转化为天然气的过程，具有用途广泛、节能环保等优点。
这些生物质能源的应用范围不断扩大，为传统能源的替代和多元化发展提供了新的机会。
二、生物质能源的应用前景未来，生物质能源将是解决能源安全、环境保护和可持续发展等问题的重要途径。
根据中国生物质能源协会发布的《2021年中国生物质能源发展报告》，到2025年，我国生物质发电装机容量将达到6GW，生物质发电量将达到280亿度。
同时，生物质能源生产将引领更多的创新和发展，比如生物质炭、生物质液体燃料、生物质化学品等，都具有广泛的市场应用前景。
除了国内，国际市场对于生物质能源的需求也在不断增加。
欧洲、美洲等发达国家目前已建立了健全的生物质能源体系，将其广泛运用于温室气体减排、电力供应等方面。
此外，随着世界范围内对可持续发展和生态环保需求的上升，生物质能源也将受到更多国家的青睐和关注。
总之，生物质能源作为一种可持续、清洁、低碳的新型能源，具有巨大的应用前景和市场潜力。
生物质能源开发利用的现状与前景分析随着能源危机日益临近，环境问题日益突出，生物质能源作为一种新型的可再生能源成为了当前发展的热点之一。
生物质能源是指以农业、林业、畜牧业和生活废弃物等作为原料制成的可再生能源，包括生物质热能、生物质液体燃料和生物质气体燃料等。
在我国，生物质能源的开发利用虽然已经取得了一些进展，但是与发达国家相比还存在差距。
本文将对生物质能源开发利用的现状与前景进行分析，以期为进一步推动生物质能源开发利用工作提供参考。
一、生物质能源开发利用的现状1.生物质热能生物质热能是指利用生物质进行热能转换，使之成为可供人们使用的热能。
生物质热能的利用形式多种多样，主要包括薪柴燃烧、生物质热水、生物质蒸汽和生物质热电联产等。
目前，我国的生物质热能市场主要集中在农村地区，大多数是由传统农村能源替代项目引起的。
然而，这些项目在技术水平、产业规模和市场化程度等方面存在一定的问题，还需要进一步推进。
2.生物质液体燃料生物质液体燃料是指利用生物质技术手段将其中的有机化合物分离出来，制成可用于代替化石燃料的燃料形式。
生物质液体燃料主要包括生物柴油和生物乙醇等。
目前我国的生物质液体燃料主要以生物乙醇为主，而生物柴油的开发利用还处于起步阶段。
生物乙醇燃料在消费者市场上的推广和应用非常成功，但是由于墨西哥和巴西等国家对生物乙醇的贸易管制，我国的生物乙醇行业面临诸多挑战。
3.生物质气体燃料生物质气体燃料是指利用生物质技术手段将其中的可燃气体产生器化学反应后获得的气体化学成分，制成其可用于代替化石燃料的燃料形式。
生物质气体燃料主要包括生物甲烷、生物氢气、生物二氧化碳和生物合成气等。
我国的生物质气体燃料开发利用处于起步阶段，但是其发展前景十分广阔，目前正受到政府和企业的关注和大力支持。
二、生物质能源开发利用的前景展望1.市场前景广阔目前，我国的生物质能源市场主要集中在农村地区，但是随着人们对环保和节能的重视，在城市地区也渐渐出现了生物质能源的需求。
生物质能源的发展现状及未来趋势生物质能源是指源自于生物质的可再生能源，包括从植物、废弃物以及动物排泄物等生物质所生产的能源。
随着人类社会对能源的需求越来越大，生物质能源作为一种环保、可持续的新型能源已经引起人们的广泛关注。
本文旨在分析生物质能源的发展现状及未来趋势。
一、生物质能源的发展现状在目前的能源结构中，生物质能源在能源总消费量中的占比仍然非常小。
但是，随着人们环保意识的提高以及新能源政策的倡导，生物质能源的应用将会越来越广泛。
1.生物质发电：发电是生物质能源的一种主要利用方式。
生物质可通过焚烧或气化方式进行能源转化，发电。
生物质发电的优势在于其能够使农林废弃物等生物质得到有效利用，同时减少了二氧化碳等有害气体的排放。
目前，生物质发电在欧洲等地的应用已经非常广泛。
2.生物质燃料：生物质燃料包括木质燃料、废弃物、农业余料、城市垃圾以及植物油等，具有环保、可再生的特点。
其中，生物质燃料的主要应用是作为替代传统石油燃料的能源。
例如，生物质燃料油可以通过加工处理后成为柴油等传统石油燃料的替代品。
3.生物质液态燃料：由于柴油、汽油等传统的石油燃料会对环境产生污染，生物质液态燃料因具有较低排放可替代传统燃料而受到越来越多的关注。
生物质液态燃料的主要来源是植物油和动物脂肪。
目前，生物质液态燃料已经逐步开始在农村、城市公交以及物流等领域得到应用。
二、生物质能源的未来趋势虽然目前生物质能源的占比很小，但是未来这种可持续、环保的新型能源的市场前景非常广阔。
1.技术创新：随着科技的进步，生物质能源的技术也会逐步完善和创新，生物质的转化效率会不断提高，生物质能源的应用范围也将不断扩大，特别是在高效利用生物质有效物料时的技术上，有望取得更加长足的进展。
2.政策支持：各国政府为了鼓励和推进生物质能源的发展，将会提供更多的政策支持。
例如，政府会根据绿色发展总体目标和排放限制目标，对生物质能源实行优惠政策，提高并扩大生物质能源的市场需求。
生物质能源的利用现状与发展趋势随着环保意识的不断提高, 生物质能源成为了新的热门话题。
它是指从活性生物质中提取能量的技术或方式，包括来自农作物、林木、稻壳、废纸和废弃物等的能源。
相较于传统的化石燃料，生物质能源具有更为环保的优势，被认为是一种重要的可再生能源。
本文将会讨论目前生物质能源的利用现状以及未来的发展趋势。
一、生物质能源的利用现状目前，生物质能源主要有两种形式，一种是通过生物质发电和热能利用的方式，另一种是通过制氢等技术来生产生物质燃料。
这些技术都已经在实际应用中得到很好的运用。
1.生物质发电生物质发电是目前生物质利用的主要方式。
通过生物质发电可以转换生物质的化学能为电能，同时还可以产生热能。
这项技术广泛应用于农业、林业、能源和环境等领域。
生物质燃烧发电的原理主要是利用生物质中的碳、氢、氧等元素以及其他的一些元素质和能量状态的变化而产生的热能来驱动机组发电。
目前，我国的生物质燃烧发电主要使用的是垃圾焚烧、污泥焚烧和农作物秸秆焚烧等方式。
2.生物质燃料生物质燃料通过生物质的生化反应来生产氢气、甲烷、醇类等燃料。
利用这些燃料可以替代传统的石油和天然气等有限资源，从而实现环保和可持续发展的目标。
二、生物质能源的未来发展趋势随着生物质能源技术的不断发展和完善，它有望成为未来能源开发的主要方向之一。
1.技术创新生物质能源技术的发展方向主要集中在改进发电和燃料生产技术，提高燃烧效率和经济效益，并且减少对环境的影响。
2.政策支持政府的政策支持也是未来发展生物质能源的关键。
未来的发展会需要广泛的政策支持，包括资金、税收和能源政策等。
政府的支持将会鼓励更多的企业和科研机构投入到生物质能源的研发和应用中。
3.市场需求未来市场需求也是生物质能源发展的重要驱动力。
人们对环保和可持续发展的关注将会逐渐提高，这将推动生物质能源的市场需求，同时也鼓励企业投资生物质能源的开发和生产。
4.产业升级未来生物质能源的产业升级是不可避免的趋势。
生物质能技术的研究现状与发展趋势生物质能技术指的是利用生物质材料生产能源的技术。
作为一种可再生能源，生物质能技术具有极为广阔的应用前景。
本文将介绍生物质能技术的研究现状与发展趋势。
一、生物质能技术的研究现状生物质能技术的研究重点主要集中在以下几个方面：1. 生物质的制备与改性为了提高生物质能的利用效率，研究人员一直在探索如何制备更高品质、更易处理的生物质材料。
同时，改性生物质材料也成为了当前研究的热点之一。
例如，通过化学处理降低生物质的纤维素含量和提高木质素含量，可以提高生物质的可加工性和热值。
2. 生物质能转换技术生物质能转换技术主要分为热化学、生物化学和生物物理三种类型。
研究热化学转换技术的目的在于提高生物质的能量密度，并转化为可用于动力能的热能、电能或者液体燃料。
生物化学转换技术则是通过生物体内代谢活动将生物质转化为有用物质，例如酒精等。
生物物理转换技术则主要通过微生物的代谢反应来将生物质转化为能量。
3. 生物质利用技术生物质的利用方式包括：燃烧、气化、液化等多种形式。
燃烧主要是将生物质材料直接用作燃料，将热能转换为动力能。
气化和液化则是将生物质材料转化为气态或液态燃料，以方便存储和运输。
二、生物质能技术的发展趋势1. 高效制备生物质材料研究人员将会致力于开发更高效、更经济的生物质材料制备技术，并进一步提高生物质材料的处理能力和质量。
例如，通过基因改良或者其他方法，改良生物质的生长条件，提高生物质的产量和质量。
2. 推广生物质气化技术生物质气化技术可以将生物质材料转化为合成气和热能，不仅可以作为燃料使用，还可以用于化学品和液体燃料的生产。
因此，生物质气化技术受到广泛关注。
未来的发展方向是提高该技术的气化效率和产气量，并降低气化成本。
3. 基于微生物代谢的生物能源生产微生物代谢可以将有机物质转化为有用物质，具有独特的优势。
该技术可以用于生物质利用、酒精生产以及其他生物燃料生产领域。
未来的发展方向则是将微生物代谢和其他生物能源技术结合起来，开发更为高效和经济的生物质能生产工艺。
生物能源发展现状与前景随着世界各地能源问题的日益严峻，生物能源逐渐成为国际社会重点研究的方向之一。
那么，目前生物能源的发展现状是怎样的呢？生物能源将来的前景又是怎么样的呢？一、生物能源的发展现状1. 生物质能源的发展生物质能源是指通过植物、农作物秸秆、草木芬陶、废弃物质等可再生生物资源制取的一种能源。
如今，生物质能源已被广泛应用于发电、供暖、制热等领域。
在生物质能源的发展过程中，生物质能源的制造技术得到了显著的进步。
如将生物质能源通过热解工艺转化为液体燃料，或通过气化升级生物质能源，改善了生物质能源的性能和环保性。
2. 生物燃料背景的发展生物燃料是指通过植物、垃圾、油脂等可再生生物资源制备的一种燃料。
生物燃料的使用有利于减少化石燃料的使用，保护环境。
然而，生物燃料背后的生产工序会消耗较多的水、化肥和除草剂等资源，同时也会对生产环境造成一定的影响。
因此，生物燃料的研究一直在探索如何利用生产过程中的废弃物来降低对环境的影响。
此外，通过发电厂、发酵厂等设施对废弃物进行加工利用，将是未来生物燃料发展的新方向。
3. 生物气体的发展生物气体是指通过生物发酵过程而产生的一种气体。
生物气体中含有90%以上的甲烷，是一种优质的可再生能源。
如今，生物气体的使用越来越广泛，被应用于电力、热力等行业，其中一种应用方式是将生物气体通过管道输送至用户司法所需。
未来，生物气体的发展方向将进一步拓展，探索其在农业领域以及生物燃料领域中的应用。
二、生物能源的前景由于生物能源具有可再生、可持续的特点，它被视为一种重要的替代能源。
未来，生物能源的发展前景十分广阔。
以下是几个典型的应用场景。
1. 汽车领域生物质能源和生物燃料的应用已经进入汽车工业领域。
一方面，生物质能源被广泛用于汽车座椅等耐热织物的生产；另一方面，利用生物燃料替代化石能源为汽车提供动力的技术也已突破。
未来，生物能源将会在汽车领域发挥越来越重要的作用。
2. 建筑领域生物质能源、生物燃料和生物气体在建筑领域中也有广泛的应用。
综述评论生物质能源应用研究现状与发展前景ΞJ IAN G J C蒋剑春(中国林业科学研究院林产化学工业研究所,江苏南京210042)摘 要: 生物质能是可再生能源的重要组成部分。
生物质能的高效开发利用,对解决能源、生态环境问题将起到十分积极的作用。
进入20世纪70年代以来,世界各国尤其是经济发达国家都对此高度重视,积极开展生物质能应用技术的研究,并取得许多研究成果,达到工业化应用规模。
本文概述了国内外研究和开发进展,涉及到生物质能固化、液化、气化和直接燃烧等研究技术。
从我国实际情况出发,提出研究开发前景和建议。
关键词: 生物质能源;研究与发展中图分类号:T K6 文献标识码:A 文章编号:025322417(2002)022*******1 生物质能源的地位生物质能源是人类用火以来,最早直接应用的能源。
随着人类文明的进步,生物质能源的应用研究开发几经波折,在第二次世界大战前后,欧洲的木质能源应用研究达到高峰,然后随着石油化工和煤化工的发展,生物质能源的应用逐渐趋于低谷。
到20世纪70年代中期,由于中东战争引发的全球性能源危机,可再生能源,包括木质能源在内的开发利用研究,重新引起了人们的重视。
人们深刻认识到石油、煤、天然气等化石能源的资源有限性和环境污染问题。
有关资料介绍[1],根据现已探明的储量和需求推算,到21世纪中叶,世界石油、天然气资源可能枯竭,而煤炭的大量使用,不仅自身贮量有限,而且由于燃烧产生大量的SO 2、CO 2等气体,严重污染环境。
日益严重的环境问题,已引起国际社会的共同关注,环境问题与能源问题密切相关,成为当今世界共同关注的焦点之一。
有资料表明,化石燃料的使用是大气污染的主要原因。
“酸雨”、“温室效应”等等都已给人们赖以生存的地球带来了灾难性的后果。
而使用大自然馈赠的生物质能,几乎不产生污染,使用过程中几乎没有SO 2产生,产生的CO 2气体与植物生长过程中需要吸收大量CO 2在数量上保持平衡,被称之为CO 2中性的燃料。
生物质能源可再生而不会枯竭,同时起着保护和改善生态环境的重要作用,是理想的可再生能源之一。
林业薪炭林和农作物秸杆同属于生物质能源。
在目前世界的能源消耗中,生物质能耗占世界总能耗的14%,仅次于石油、煤炭和天然气,位居第4位[2]。
而在发展中国家,生物质能耗占有较大比重,达到50%以上。
我国是一个农业大国,农业人口占总人口70%以上,农村生活用能主要是依靠秸杆和薪材。
据统计资料介绍,农村总能耗的65%以上为生物质能,其中薪材消耗量约占总能耗的29%。
为了解决农村用能紧缺的问题,我国正在大力发展薪炭林,目前薪炭林总面积已达429万hm 2,年产生物量达到2.2亿t 左右[3]。
生物质是一种可以与环境协调发展的能源,具有巨大的发展潜力。
用包括生物质能在内Ξ收稿日期:2001-04-11 作者简介:蒋剑春(1955-),男,江苏溧阳人,研究员,从事林产化学加工研究。
第22卷第2期2002年6月林 产 化 学 与 工 业Chemistry and Industry of Forest Products Vol.22No.2J une 2002的可再生能源,用现代技术开发利用,对于建立可持续发展的能源体系,促进社会和经济的发展以及改善生态环境具有重大意义。
如何高效开发利用,包括薪炭林在内的生物质能,已经历史地摆在我们面前。
2 生物质能应用技术研究现状2.1 研究开发技术概况生物质能的研究开发,主要有物理转换、化学转换、生物转换3大类。
涉及到气化、液化、热解、固化和直接燃烧等技术。
生物质能转换技术及产品如图1所示。
图1 生物质能转换技术及产品Fig.1 Biomass energy conversion technology and products2.1.1 气化 生物质能气化是指固体物质在高温条件下,与气化剂(空气、氧气和水蒸气)反应得到小分子可燃气体的过程。
所用气化剂不同,得到的气体燃料种类也不同,如空气煤气、小煤气、混合煤气以及蒸汽———氧气煤气等。
目前使用最广泛的是空气作为气化剂。
产生的气体主要作为燃料,用于锅炉、民用炉灶、发电等场合,也可作为合成甲醇的化工原料。
2.1.2 液化 液化是指通过化学方式将生物质转换成液体产品的过程。
液化技术主要有间接液化和直接液化2类。
间接液化就是把生物质气化成气体后,再进一步合成反应成为液体产品;或者采用水解法,把生物质中的纤维素、半纤维素转化为多糖,然后再用生物技术发酵成为酒精。
直接液化是把生物质放在高压设备中,添加适宜的催化剂,在一定的工艺条件下反应,制成液化油,作为汽车用燃料,或进一步分离加工成化工产品。
这类技术是生物质能的研究热点。
2.1.3 热解 生物质在隔绝或少量供给氧气的条件下,加热分解的过程通常称之谓热解,这种热解过程所得产品主要有气体、液体、固体3类产品。
其比例根据不同的工艺条件而发生变化。
最近国外研究开发了快速热解技术,即瞬时裂解,制取液体燃料油[4]。
液化油得率以干物质计,可达70%以上。
是一种很有开发前景的生物质应用技术。
2.1.4 固化 将生物质粉碎至一定的粒度,不添加粘接剂,在高压条件下,挤压成一定形状。
其粘接力主要是靠挤压过程产生的热量,使得生物质中木质素产生塑化粘接。
成型物再进一步炭化制成木炭。
现已开发成功的成型技术按成型物形状划分主要有3大类:棒状成型、颗粒状成型和圆柱块状成型技术。
解决了生物质能形状各异、堆积密度小且较松散、运输和贮存使用不方便的问题,提高了生物质的使用热效率。
2.1.5 直接燃烧 直接燃烧是生物质最早被使用的传统方式。
研究开发工作主要是着重于提高直接燃烧的热效率。
如研究开发直接用生物质的锅炉等用能设备。
2.2 国外研究概况[5]20世纪70年代开始,生物质能的开发利用研究已成为世界性的热门研究课题。
许多国家都制定76 林 产 化 学 与 工 业第22卷了相应的开发研究计划,如日本的阳光计划、印度的绿色能源工程、美国的能源农场和巴西的酒精能源计划,纷纷投入大量的人力和资金从事生物质能的研究开发。
生物质能利用研究开发工作,国外尤其是发达国家的科研人员作了大量的工作。
美国在生物质利用方面处于世界领先地位。
据报道,美国有350多座生物质发电站,主要分布在纸浆、纸产品加工厂和其它林产品加工厂,这些工厂大都位于郊区。
发电装机总容量达700MW ,提供了大约6.6万个工作岗位。
据有关科学家预测,到2010年,生物质发电将达到13000MW 装机容量,届时有16.2万hm 2的能源农作物和生物质剩余物作为气化发电的原料,同时可安排17万多就业人员。
20世纪70年代研究开发了颗粒成型燃料,该技术在美国、加拿大、日本等国得到推广应用。
并研究开发了专门使用颗粒成型燃料的炉灶,用于家庭或暖房取暖。
在北美有50万户以上家庭使用这种专用取暖炉。
美国的颗粒成型燃料,年产量达80万t 。
奥地利成功地推行建立燃烧木质能源的区域供电计划,目前已有八九十个容量为1000～2000kW 的区域供热站,年供热10×109MJ 。
加拿大有12个实验室和大学开展了生物质的气化技术研究。
1998年8月发布了由Freel 和Barry A 申请的生物质循环流化床快速热解技术和设备。
瑞典和丹麦正在实行利用生物质进行热电联产的计划,使生物质能在提供高品位电能的同时,满足供热的要求。
1999年,瑞典地区供热和热电联产所消耗的能源中,26%是生物质能。
加拿大用木质原料生产的乙醇产量为每年17万t 。
比利时每年以甘蔗渣为原料制取的乙醇量达3.2万t 以上。
美国每年以农村生物质和玉米为原料生产乙醇约450万t ,计划到2010年,可再生的生物质可提供约5300万t 乙醇。
在气化、热解反应的工艺和设备研究方面,流化床技术是科学家们关注的热点之一。
印度Anna 大学新能源和可再生能源中心最近开发研究用流化床气化农林剩余物和稻壳、木屑、甘蔗渣等,建立了一个中试规模的流化床系统,气体用于柴油发电机发电。
1995年美国Hawaii 大学和Vermont 大学在国家能源部的资助下开展了流化床气化发电工作。
Hawaii 大学建立了日处理生物质量为100t 的工业化压力气化系统,1997年已经完成了设计。
建造和试运行达到预定生产能力。
Vermont 大学建立了气化工业装置,其生产能力达到200t/d ,发电能力为50MW 。
目前已进入正常运行阶段。
日本从20世纪40年代开始了生物质成型技术研究,开发出单头、多头螺杆挤压成型机,生产棒状成型燃料。
其年生产量达25万t 左右。
欧洲各国开发了活塞式挤压制圆柱及块状成型技术。
美国、新西兰、日本、德国、加拿大等国先后开展了从生物质制取液化油的研究工作。
将生物质粉碎处理后,置于反应器内,添加催化剂或无催化剂,经化学反应转化为液化油,其发热量达3.5×104kJ /kg 左右,用木质原料液化的得率为绝干原料的50%以上。
欧盟组织资助了3个项目,以生物质为原料,利用快速热解技术制取液化油,已经完成100kg/h 的试验规模,并拟进一步扩大至生产应用。
该技术制得的液化油得率达70%,液化油热值为1.7×104kJ /kg 。
欧美等发达国家的科研人员在催化气化方面也作出了大量的研究开发工作,在生物质转化过程中,应用催化剂,旨在降低反应活化能,改变生物质热分解进程,分解气化副产物焦油成为小分子的可燃气体,增加煤气产量,提高气体热值,降低气化反应温度,提高反应速率和调整气体组成,以便进一步加工制取甲醇和合成氨。
研究范围涉及到催化剂的选择,气化条件的优化和气化反应装置的适应性等方面,并已在工业生产装置中得到应用。
2.3 国内研究开发概况我国生物质能的应用技术研究,从20世纪80年代以来一直受到政府和科技人员的重视。
国家“六五”计划就开始设立研究课题,进行重点攻关,主要在气化、固化、热解和液化等方面开展研究开发工作。
生物质气化技术的研究在我国发展较快。
利用农林生物质原料进行热解气化反应,产生的木煤气供居民生活用气、供热和发电方面。
中国林业科学研究院林产化学工业研究所从20世纪80年代初期开始研究开发木质原料和农业剩余物的气化和成型技术。
先后承担了国家、部、省级重点项目和国际合作项目近10项,研究开发了以林业剩余物为原料的上吸式气化炉,已先后在黑龙江、福建等建成工业化装置[6],气化炉的最大生产能力达6.3×106kJ /h (消耗木片量为300kg/h )。
产生的木煤气作为集中供第2期蒋剑春:生物质能源应用研究现状与发展前景77 热和居民家庭用气燃料,从原料计算气化热效率达到70%以上。
同时在出热量达4.18×104kJ /h 的中试装置中,进行了气化发电试验研究,电的转化率为13%左右。
