新能源与节能技术5-生物质能

2023-11-09CATALOGUE目录•生物质能概述•生物质能资源•生物质能转化技术•生物质能利用现状及挑战•生物质能未来发展趋势和前景•案例分析01生物质能概述生物质能是指利用有机物质（包括动植物、废弃物等）作为燃料，通过燃烧或转化技术将其转化为热能、电能等能源形式的能源。

特点生物质能是一种可再生能源，具有低碳、环保、可持续等优点。

同时，生物质能在农村等地区具有广泛的应用前景，有助于改善农村能源结构，提高能源利用效率。

生物质能定义将生物质转化为燃料气体或固体燃料进行燃烧产生热能。

直接燃烧生物转化热化学转化利用微生物或酶等生物手段将生物质转化为燃料，如生物柴油等。

通过热解、气化等技术将生物质转化为可燃气体或液体燃料。

03生物质能转化技术0201利用生物质发电技术，如生物质电厂、生物质气化发电等，生产电力。

电力生产在农村地区利用生物质能作为生活用能，如炊事、取暖等。

农村能源利用生物柴油等生物质燃料替代石油等传统燃料，促进交通领域的节能减排。

交通能源生物质能在能源领域的应用02生物质能资源包括森林采伐和木材加工废弃物，如树皮、木屑等。

林业资源包括农作物秸秆、谷壳等废弃物。

农业资源包括藻类、水生植物等。

水生资源木质生物质资源非木质生物质资源食品加工废弃物如废啤酒糟、废糖蜜等。

能源植物如甘蔗、油菜等。

动物粪便家畜和家禽粪便等。

03工业废弃物包括废塑料、废橡胶等。

城市废弃物资源01生活垃圾包括厨余垃圾、可回收垃圾等。

02污水污泥城市污水处理产生的废弃物。

03生物质能转化技术直接燃烧技术是指将生物质原料直接送入锅炉中燃烧产生热能的过程。

该技术具有燃烧效率高、污染物排放低等优点，但同时也存在锅炉结构复杂、燃料运输和储存难度大等问题。

生物质燃料由于其高水分、高灰分和低热值等特点，给直接燃烧技术带来了一定的挑战。

因此，该技术的应用需要针对不同的生物质燃料进行相应的锅炉设计和操作优化。

直接燃烧技术热化学转化技术是指通过高温高压条件下的化学反应将生物质转化为燃气、液体燃料等的过程。

生物质能的开发与利用摘要：随着化石燃料的短缺和其使用时产生的污染问题的加剧，生物质能以其可再生、低污染、分布广泛等特点，日益受到世界各国的重视。

本篇论文从生物质能的概念入手，综合国内外对生物质能利用现状分析其优势、利用技术及开发研究前景。

21世纪被誉为是“生物能源时代”，是生物的世纪,是科学技术飞速发展新世纪。

可持续发展是当前经济发展的趋势所在，面对化石能源的枯竭和环境的污染,生物能源的开发利用为经济的可持续发展带来了曙光。

（一）新能源之生物质能研究背景当代社会使用最广泛的能源是煤炭、石油、天然气和水力，特别是石油和天然气的消耗量增长迅速，已占全世界能源消费总量的60％左右。

但是，石油和天然气的储量是有限的，许多专家预言，石油和天然气资源将在40年、最多50—60年内被耗尽，而煤炭资源虽然远比石油和天然气资源丰富，但是直接应用煤炭严重污染环境。

因此，为避免能源危机的出现，以化石能源为基础的常规能源系统正逐步持久的、多样化的、可以再生的新能源系统过渡。

我国自然资源总量排世界第七位，能源资源总量约4万亿吨标准煤，居世界第三位。

在能源领域面临的主要挑战是：(1)人均能源资源占有量不足，且分布不均；(2)人均能源消费量低，单位产值的能耗高；(3)能源构成以煤为主；(4)工业部门消耗能源占有很大的比重；(5)农村能源短缺，以生物质能为主；(6)从能源安全角度考虑，我国能源面临挑战；(7)能源品种结构不合理，优质能源供应不足；(8)能源工业技术水平有待进一步提高；(9)节能提效工作亟待加强等。

为此已出台的发展可再生能源的相关方钭政策、规章制度：1992年国务院批准的《中国环境发展十大对策》中明确提出，要“因地制宜地开发利用和推广大阳能、风能、地热能、生物质能等新能源”；连续在四个国家五年计划中将生物质能利用技术的研究与应用列为重点科技攻关项目。

国家先后制定了《可再生能源法》、《可再生能源中长期发展规划》、《可再生能源发展“十一五”规划》和《可再生能源产业发展指导目录》、《生物产业发展“十一五”规划》，提出了生物质能发展的目标任务，明确了相关扶持政策。

生物质能生物质能（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。

1、生物质能源的特点：①可再生性。

生物质能源是从太阳能转化而来，通过植物的光合作用将太阳能转化为化学能，储存在生物质内部的能量，与风能、太阳能等同属可再生能源，可实现能源的永续利用。

②清洁、低碳。

生物质能源中的有害物质含量很低，属于清洁能源。

同时，生物质能源的转化过程是通过绿色植物的光合作用将二氧化碳和水合成生物质，生物质能源的使用过程又生成二氧化碳和水，形成二氧化碳的循环排放过程，能够有效减少人类二氧化碳的净排放量，降低温室效应。

③替代优势。

利用现代技术可以将生物质能源转化成可替代化石燃料的生物质成型燃料、生物质可燃气、生物质液体燃料等。

在热转化方面，生物质能源可以直接燃烧或经过转换，形成便于储存和运输的固体、气体和液体燃料，可运用于大部分使用石油、煤炭及天然气的工业锅炉和窑炉中。

国际自然基金会2011年2 月发布的《能源报告》认为，到2050 年，将有60%的工业燃料和工业供热都采用生物质能源。

④原料丰富。

生物质能源资源丰富，分布广泛。

根据世界自然基金会的预计，全球生物质能源潜在可利用量达350EJ/年（约合82.12 亿吨标准油，相当于2009年全球能源消耗量的73%）。

根据我国《可再生能源中长期发展规划》统计，目前我国生物质资源可转换为能源的潜力约5 亿吨标准煤，今后随着造林面积的扩大和经济社会的发展，我国生物质资源转换为能源的潜力可达10 亿吨标准煤。

在传统能源日渐枯竭的背景下，生物质能源是理想的替代能源，被誉为继煤炭、石油、天然气之外的“第四大”能源。

2、分类依据来源的不同，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。

能源研究中的新技术和应用能源是现代社会的重要基础设施之一，能源的安全保障和发展已经成为全球发展的重大问题。

在传统的能源形式遭遇瓶颈的同时，新能源和高效节能逐渐成为能源行业的研究重点。

近年来，能源研究领域涌现出众多新技术和应用，本文将综述其主要内容和应用前景。

第一、新能源技术1. 太阳能技术太阳能技术利用太阳辐射能源进行转换，广泛应用在家庭、企业、城市等领域。

近年来，太阳能电池板的效率不断提高，发展出了多晶硅、单晶硅、非晶硅、染料敏化等太阳能电池板。

另外，太阳能辅助加热、光伏发电、光化学电池等应用也逐步发展。

2. 风能技术风能技术是指利用风进行动能转换生成电能的技术。

风能项目的投资成本、基建成本相对其他可再生能源都比较低，且风能发电适宜性比较广泛。

随着风力发电机技术的发展，出现了机组减少，轮毂直径加大，塔筒高度变高等技术改进，大幅提高了发电效率。

3. 生物质能技术生物质能技术是指利用可再生生物质作为能源资源进行燃烧、气化或消化后发电的技术。

该技术可以实现生物质资源的高效利用，减少温室气体排放。

此外，将生物质制成生物柴油、生物天然气等替代燃料制品也是生物质能技术的应用之一。

4. 海洋能技术海洋能技术是指通过利用海水中的潮汐、波浪、温差等能源进行转换的技术。

海洋能技术实现对资源的可持续利用，满足社会能源需求。

海洋能技术主要包括潮汐能发电、波浪能发电、海洋温差发电等技术，其技术成熟度相对较低，但是前景广阔。

第二、高效节能技术1. 储能技术储能技术是指将电能和热能等能源进行储存，从而满足用能的多样性和安全性。

储能技术有助于平衡电力供应和需求，帮助用电量超过发电量的地区安心用电。

储能技术中常用的有蓄电池、超级电容、压缩空气等技术。

2. 节能技术节能技术是指在生产和生活过程中，通过技术、管理等措施减少能源的消耗，从而提高能源利用效率的技术。

现代节能技术主要包括高效电机、节能建筑、节能灯具、节能系统等技术。

通过全球推广节能技术，有助于降低全球能源消耗和温室气体排放量，达到环保、节能的双重目的。

新能源专业学习计划
1. 选修课程
我打算在新能源专业学习期间选修以下课程：
- 新能源工程概论
- 可再生能源技术
- 太阳能技术与应用
- 风能技术与应用
- 生物质能技术与应用
- 新能源材料与器件
- 新能源系统设计与优化
- 新能源政策与管理
2. 科研项目
我计划参与以下科研项目：
- 设计并建造一座太阳能光伏发电站
- 研究生物质能的利用技术
- 利用风能开发新能源
3. 实习经历
我打算在学习期间进行实习，以加强自己的实际操作能力和了解新能源行业的最新动态。

我选择在新能源公司或者研究院所进行实习，以丰富自己的实践经验。

4. 学习计划
我将制定每周学习计划，并且坚持不懈地执行。

我计划将时间分配到课程学习、科研项目、实习经历等方面，以保证自己在新能源专业的全面学习。

5. 毕业设计
我计划在毕业设计中选择一个实际的新能源工程项目进行设计。

我会结合自己的实习经历
和科研成果，提出一个具有创新性和实用性的设计方案，并争取能够得到导师和专业人士
的认可和支持。

6. 毕业后规划
毕业后，我打算继续在新能源行业深造，争取攻读硕士或者博士学位。

之后，我希望能够进入一家新能源公司或者研究院所工作，从事新能源技术研发、工程设计或者政策研究等方面的工作，为新能源产业发展做出自己的贡献。

总结：新能源专业学习计划是一个完整的学习规划，需要结合课程学习、科研项目、实习经历等方面的学习和实践经验，才能够全面提高自己的专业能力和实践能力。

希望通过自己的努力学习，能够在新能源领域取得优异的成绩，并且为新能源产业的发展做出贡献。

新能源材料的性能与应用随着能源需求的不断增加，传统能源资源面临着耗竭和不可再生的危机，而新能源作为一种绿色、清洁的可持续资源逐渐走进人们的视野。

新能源材料作为新能源开发利用的基础，其性能与应用也受到了广泛关注。

本文将从新能源材料的种类和特性以及应用实践方面来进行介绍。

一、新能源材料的种类和特性新能源材料是指应用于新能源领域的各种材料，主要包括太阳能材料、氢能材料、风能材料、地热材料和生物质能材料等。

这些材料主要特性有：1. 太阳能材料太阳能材料是指吸收和利用太阳辐射能的材料，主要包括太阳能电池、太阳能集热器、太阳能热水器等。

太阳能电池是最常见的太阳能材料之一，其将太阳能转换为电能，具有清洁、绿色、无噪音、寿命长等特点。

2. 氢能材料氢能材料是指能够储存和释放氢气的材料，主要包括金属氢化物、碳材料和氢贮存材料等。

其中金属氢化物是一种能够高效存储和释放氢气的材料，具有储氢密度高、寿命长等特点，是未来氢能发展的重要方向之一。

3. 风能材料风能材料是指用于转换风能为电能的材料，主要包括风力发电机和叶片等。

其中风力发电机的发展比较成熟，其具有多种型号、适用范围广、可靠性高等特点。

4. 地热材料地热材料是指能够转换地球内部热能为电能的材料，主要包括地热发电机和地热换热器等。

其中地热发电机具有高效节能、稳定环保等特点，是利用地热资源进行电力产生的重要方式。

5. 生物质能材料生物质能材料是指用于生物质能转换的材料，主要包括生物质颗粒、生物质液体燃料、生物质气体燃料等。

生物质颗粒是一种能够高效利用生物质资源的材料，其具有储运方便、节能环保等特点。

二、新能源材料的应用实践新能源材料已经在多个领域中得到了广泛的应用，具有广阔的市场前景。

以下是一些典型应用实践：1. 光伏电站系统光伏电站系统是指利用太阳能电池板将太阳能转化为电能的发电系统，适用于自然光源充足的地区。

在全球范围内，光伏电站已经广泛应用于城市和农村的电力供应，其发展势头非常迅猛。

新能源技术与应用课堂实录近年来，随着环境污染和能源危机的日益严重，新能源技术成为人们关注的焦点。

为了满足未来能源需求，各国纷纷加大新能源技术的研发力度。

本文将记录一堂新能源技术与应用课堂的实况，展示学生们的学习成果和思考。

第一部分：太阳能技术太阳能作为最为广泛应用的新能源之一，学生们通过课堂实践了解了太阳能技术的基本原理和应用方式。

他们通过搭建太阳能发电装置，研究太阳能光伏电池的工作原理。

通过实地考察，学生们深入了解太阳能电池板的安装和运行状态，并分析太阳能发电的优势和限制。

第二部分：风能技术风能作为另一种常见的新能源形式，学生们通过课堂实践了解了风能转换为电能的原理和方法。

他们通过自行设计并制作微型风力发电器件，模拟风能转换为电能的过程。

通过实际操作，学生们了解了风能发电的优势和不足，并就如何提高风能利用效率进行了讨论。

第三部分：生物质能技术生物质能是一种将生物质转化为能源的新技术。

学生们通过对生物质能技术的学习，了解了生物质能的获取和利用方式。

他们参观了当地的生物质能发电厂，并与工程师进行座谈交流。

学生们还通过参与实验，了解了生物质能的转化过程和相关设备的运行原理。

第四部分：地热能技术地热能是一种利用地热资源进行能源转换的新技术。

学生们通过实地考察了解了地热能的开发利用现状和未来发展方向。

他们参观了地热发电站，并与工作人员交流了解地热能的特点和利用技术。

此外，学生们还通过模拟实验，研究了地热能转换的过程和效益。

结语：通过这堂新能源技术与应用课堂，学生们深入学习了太阳能、风能、生物质能和地热能等新能源技术。

他们通过课堂实践，了解了新能源技术的原理和应用方式，并就如何提高新能源技术的效率和可持续发展进行了思考。

这样的课堂实录有助于学生们增加对新能源技术的了解和认识，培养他们关注环境问题和节能减排的意识。

相信通过这样的教育，未来的新能源技术发展将会更加迅速和可持续。

节能减碳相关的十项新技术节能减碳是当今社会的重要议题，为了实现可持续发展，各国都在积极推动节能减碳的相关技术研发和应用。

在此，本文将介绍十项与节能减碳相关的新技术。

1. 太阳能发电技术：太阳能是一种清洁、可再生的能源，通过光伏发电技术将太阳光转化为电能，可以替代传统的化石能源，减少二氧化碳的排放。

2. 风力发电技术：利用风力发电机将风能转化为电能，风力发电是一种环保、经济的能源形式，具有良好的可再生性和资源可持续性。

3. 生物质能技术：生物质能是指利用生物质材料（如秸秆、木屑等）进行能源转化的技术，可以用于发电、供热等领域，减少对化石燃料的依赖。

4. 能源储存技术：能源储存技术可以将能量在不需要使用时暂时储存起来，以便在需要时释放出来使用，提高能源利用效率。

5. 节能建筑技术：采用节能建筑技术可以减少建筑物的能耗，包括改善建筑保温性能、利用新型建筑材料等，从而降低能源消耗和碳排放。

6. 电动汽车技术：电动汽车采用电能作为动力源，相较于传统的燃油汽车，电动汽车减少了尾气排放，对环境更加友好。

7. 智能电网技术：智能电网是一种基于信息技术和通信技术的电力系统，可以实现电力的高效调度和管理，提高能源利用效率。

8. 高效照明技术：采用LED等高效照明技术可以大幅度降低照明能耗，LED灯具具有寿命长、能耗低等特点，是一种节能环保的照明选择。

9. 低碳交通技术：包括共享单车、轨道交通等低碳交通方式，以及智能交通系统的应用，可以减少交通拥堵和尾气排放。

10. 节能家电技术：采用高效节能的家电设备，如冰箱、空调等，可以显著降低能源消耗，减少碳排放。

以上十项新技术都与节能减碳密切相关，它们的应用和推广将在实现可持续发展的道路上起到积极的推动作用。

我们应该积极关注和支持这些新技术的发展，共同为减少碳排放、保护环境做出努力。

能源行业十项新技术1. 太阳能技术：太阳能技术是一种被广泛认可和使用的清洁能源技术，可以将光能转化为可用的电力。

太阳能技术已经被广泛应用于家居、商业和工业用途。

2. 燃料电池技术：燃料电池技术是一种利用化学能转化为电能的技术，与传统燃烧能源技术相比，燃料电池技术具有更高的效率和更低的排放。

燃料电池技术可以被应用于电气轿车、船舶和独立式电源系统等领域。

3. 纳米技术：纳米技术被广泛认为是能源行业的一个重要创新领域。

纳米技术可以被用于制造更高效的太阳能电池板和储能设备等。

4. 智能电网技术：智能电网技术是指一种能够使电力系统实现智能化管理和优化调控的技术。

智能电网技术可以实现对电力系统的即时监测和控制，从而提高电力系统的效率和可靠性。

5. 油气勘探技术：油气勘探技术是指一种能够更准确地确定地下油气储层、提高勘探效率和减少勘探成本的技术。

油气勘探技术可以应用于油气开采和储气库建设等领域。

6. 现代储能技术：现代储能技术被广泛应用于能源领域，可以将能源进行有效地储存和利用。

现代储能技术可以被用于平衡电力系统的负荷，并提供备用电力。

7. 低碳交通技术：低碳交通技术是指一种能够减少交通运输过程中的碳排放的技术，包括电气轿车、混合动力汽车和公共交通等。

低碳交通技术是减缓气候变化的一个重要途径。

8. 节能技术：节能技术是指一种能够减少能源消耗的技术，包括能源高效设备和建筑节能等。

在当前能源缺乏的情况下，节能技术扮演着重要的角色。

9. 生物质能技术：生物质能技术是指一种利用生物质制造能源的技术，包括生物质燃料、生物质热能和生物质电力等。

生物质能技术被广泛认为是一种可再生、清洁的能源技术。

10. 大数据技术：大数据技术是指一种能够快速、精准地处理大量数据的技术。

在能源领域，大数据技术可以被用于预测能源需求、提高能源供应的精度和效率。

《生物质能工程》复习提纲1、什么是生物质能源？2、什么是新能源？3、什么是可再生能源？4、什么是常规能源？5、生物质能是可再生的。

虽然生物质能是人类应用很久的一种古老的能源，但在能源分类中将其划为新能源。

6、生物质：广义上讲，生物质是各种生命体产生或构成生命体的有机质的总称；7、生物质所蕴含的能量称为生物质能。

8、百度百科：生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物。

而所谓生物质能（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。

9、10、生物质原料类型（1）按分布分：水生和陆生生物，及其代谢产物；（2）按原料化学性质分：糖类、淀粉、纤维素、脂类、烃类；（3）按原料来源分：农业生产废弃物、薪柴、农林加工废弃物、人畜粪污、工业有机废弃物、能源植物。

11、生物质资源的特点（1）环境污染小；（灰分、N、S含量低，C闭合循环。

）（2）生物质能蕴藏量巨大、分布广；（3）可再生；（4）能量密度低；（5）重量轻、体积大，运输不便；（6）易受风雨雪火等外界因素影响，贮存不便；12、生物质的化学组成糖类和淀粉主要由葡萄糖单糖或多糖组成。

农作物秸秆的主要化学元素组成：C：40~46%；H：5~6%；O：43~50%；N：0.6~1.1%S：0.1~0.2%；灰分：3~5%；P：1.5~2.5%；K：11~20%；薪柴的化学元素组成：C：49.5%；H：6.5%；O：43%；N：1%；灰分：﹤1%此外，生物质中还含有一定量的水分以及Si、Ca、Fe、Al等矿物元素。

13、生物质燃料的热值高位热值：1kg生物质完全燃烧所放出的热量；气化潜热：水分在燃烧过程中变为蒸汽（燃料中H燃烧时也生成水蒸汽），吸收的热量；低位热值：高位热值－气化潜热计算生物质发热量，一般取低位热值。

新能源生物质能源文献综述院系：材料与化学工程学院班级：应用化学13-01学号：0134新能源生物质能源文献综述摘要：能源是人类活动的基础。

人类社会的发展离不开优质能源的出现和先进能源技术的使用。

在当今能源越来越稀缺，全球环境问题--可再日益突显的压力下，各国纷纷寻求新能源-再生能源。

本文就新能源中生物质能概论，特点，分类和利用现状以及对其发展面临的困难及对其前景展望。

Energy is the foundation of human activity. The development of human society depends on the emergence of high-quality energy and the use of advanced energy technologies. In today's increasingly scarce energy, global environment problems, can under the pressure of increasing again, as countries seek new energy, renewable energy. In this paper, the overview of biomass energy in new energy, characteristic, classification and utilization status and the difficulties of the development of and its outlook.关键词：能源，生物质能，发展1、什么是生物质能生物能是以生物为载体将太阳能以化学能的形式储存的一种能量，它直接或间接地来源于植物的光合作用，其蕴藏量极大，仅地球的植物，每年生产量就相当于目前人类消耗矿物能的20倍，在各种可再生能源中，生物质是储存的太阳能，更是一种唯一可再生的碳源，可转化成常规的固态，液态，和气态燃料。

生物质能发电课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解生物质能的基本概念，掌握生物质能发电的原理和过程。

2. 学生能了解生物质能的种类及其在我国能源领域的应用。

3. 学生掌握生物质能发电的关键技术，了解其优缺点及对环境的影响。

技能目标：1. 学生具备运用所学知识分析生物质能发电案例的能力。

2. 学生能够设计简单的生物质能发电实验方案，并动手操作。

3. 学生能够运用批判性思维，对生物质能发电技术进行合理评价。

情感态度价值观目标：1. 学生养成对新能源技术的兴趣和探究精神，提高对生物质能发电的认同感。

2. 学生树立环保意识，认识到生物质能发电在节能减排中的重要性。

3. 学生培养团队协作精神，能够在小组讨论中发挥自己的作用，共同完成学习任务。

本课程针对八年级学生，结合学生年龄特点和已有知识水平，注重理论与实践相结合，提高学生的科学素养。

通过本课程的学习，使学生能够掌握生物质能发电的相关知识，培养其探究精神和实践能力，激发学生对新能源技术的兴趣，同时强化环保意识，为我国新能源事业的发展奠定基础。

二、教学内容1. 生物质能基本概念：介绍生物质、生物质能的定义，以及生物质能在我国能源结构中的地位。

2. 生物质能的种类：分类介绍植物生物质、动物生物质和微生物生物质等。

3. 生物质能发电原理：讲解生物质能转化为电能的原理，包括直接燃烧、气化、热解和生物化学等方法。

4. 生物质能发电技术：介绍目前国内外主流的生物质能发电技术，如生物质锅炉、生物质气化炉、生物质燃料电池等。

5. 生物质能发电优缺点：分析生物质能发电的优势和局限性，以及其对环境的影响。

6. 生物质能发电案例：剖析国内外典型的生物质能发电项目，如农业废弃物发电、城市垃圾发电等。

7. 生物质能发电实验：设计简单的生物质能发电实验，让学生动手操作，加深对生物质能发电的理解。

教学内容参照教材相关章节，结合课程目标进行组织。

教学大纲分为七个部分，按照教学进度逐步开展。