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生物质能的利用现状及展望摘要: 在概述生物质能概念、特性及开发利用生物质能意义的基础上，重点从生物质能的直接燃烧、物化转化、生化转化、植物油技术和利用生物质合成新产品等几方面来介绍国内外生物质能利用的现状，最后展望生物质能研究的主要方向。
关键词：生物质能化石能源可持续发展展望现今世界，石油价格居高不下，能源、电力供应趋紧，而化石能源和核能贮量有限且会对环境造成严重的后果，因此，各国政府和科学家对资源丰富、可再生性强、有利于改善环境和可持续发展的生物资源的开发利用给予了极大的关注。
有许多国家都制定了相应的开发研究计划，例如，日本的新阳光计划、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等。
一个新兴的生物质产业正在全球范围蓬勃兴起。
据专家估计，生物质能源将成为未来能源的重要组成部分，到2015年9全球总耗能将有40%来自生物质能源，主要通过生物质能发电和生物质液体燃料的产业化实现。
在2004 年制定的国家中长期科技发展规划（2005-2020）中，“农林生物质工程”被列为重大专项之列，并作为国家能源战略的重要组成部分。
随着我国经济的快速发展，我国的能源消耗与日激增。
现在，我国能源年消耗量占世界能总消耗量的20%以上，而且呈现上升的态势，我国2004 年进口石油1.2 亿吨。
我国生物多样性丰富，据调查，我国有油料植物为151科697 属1554 种，其中种子含油量大于40%的植物有154 种。
且我国的可开发生物质资源总量为7t左右标准煤，其中农作物秸秆约3.5 亿t，占50%以上。
因此，加大生物质能源的开发利用，进行农业生物质能源发掘利用，不仅可解决农民的增收和“三农”问题，还可解决21 世纪中国面临的能源短缺、环境污染、食品安全等重大社会经济问题，乃至为全面建设“小康”社会目标的实现做出重大贡献，即生物质能源的开发利用直接关系到我国的可持续发展。
1 生物质能的概念及特性1.1 生物质能的概念生物质能是太阳能以化学能形式贮存在生物质体内的一种能量形式，它以生物质为载体，直接或间接地来源于植物的光合作用。
国内外新能源应用现状与发展前景随着全球对环境保护和可持续发展的重视，新能源应用领域正在迅速发展。
从国内外的新能源应用现状来看，各国都在加大对新能源的研发和应用力度，以减少对传统能源的依赖，并提供更清洁、可持续的能源供应。
以下是对该领域的分析。
一、国内新能源应用现状：1.太阳能应用：中国作为太阳能资源丰富的国家，在太阳能光伏行业方面处于领先地位。
截至2024年末，中国累计装机容量已超过253GW，占全球总装机容量的40%以上。
太阳能光伏发电不仅广泛应用于居民和商业建筑的发电系统，还在农村和贫困地区用于解决用电难题。
此外，太阳能热水器也在我国的家庭和公共建筑中得到广泛应用。
2.风能应用：中国也是全球风能资源最丰富的国家之一，风能利用在我国得到广泛应用。
截至2024年末，国内累计装机容量已接近300GW，占全球总装机容量的35%以上。
风能发电项目主要集中在北方和东部地区，如内蒙古、甘肃、河北等。
此外，由于技术的进步和成本的降低，分布式风电和海上风电也开始逐渐发展。
3.生物质能应用：生物质能是我国新能源应用的另一重要领域，主要利用农作物秸秆和废弃物、城市垃圾等进行生物质能发电和生物质颗粒燃料生产。
我国的生物质能开发利用水平已有显著提高，2024年废弃物发电量达到386.3亿千瓦时，生物颗粒燃料的生产和应用也得到了推广。
二、国外新能源应用现状：1.德国：德国在新能源领域一直走在世界前列，以可再生能源为核心的能源转型政策在这个国家得到了广泛的推广。
截至2024年末，德国太阳能光伏装机容量已超过50GW，风能装机容量超过61GW，分别占全球总装机容量的10%和14%。
德国还注重生物质能和地热能的开发利用，积极推动电动汽车的发展。
2.美国：美国也是新能源应用领域的重要国家之一，太阳能和风能的发展较为突出。
截至2024年末，美国太阳能光伏装机容量约为77GW，风能装机容量约为118GW，分别占全球总装机容量的16%和24%。
关于国内外生物质发电产业基本情况的报告生物质能源是目前世界上应用最广泛的可再生能源，消费总量仅次于煤炭、石油、天然气，位居第四位，它也是唯一可循环、可再生的炭源。
生物质能发电是现代生物质能开发利用的成熟技术，是通过将生物质能直接燃烧或转化为可燃气体后燃烧，产生热量进行发电的技术。
在欧美等发达国家，生物质能发电已形成非常成熟的产业，成为一些国家重要的发电和供热方式。
我国是农业大国，生物质能资源非常丰富，目前我国的生物质能发电产业处于起步阶段，大力发展以农林剩余物为燃料的生物质发电产业前景广阔，发展这个产业将对我国的社会经济产生深远的影响。
一、生物质能发电概述生物质是植物通过光合作用生成的有机物，包括植物、动物排泄物，垃圾及有机废水等，是生物质能的载体，是唯一一种可储存和可运输的可再生能源。
从化学的角度上看，生物质的组成是C -H化合物，它与常规的矿物能源如石油、煤等是同类，（煤和石油都是生物质经过长期转换而来的），所以它的特性和利用方式与矿物燃料有很大的相似性，可以充分利用已经发展起来的常规能源技术开发利用生物质能，这也是开发利用生物质能的优势之一。
我国生物质能资源相当丰富，仅各类农业废弃物（如秸秆等）的资源量每年即有3.08亿吨标煤，薪柴资源量为1.3亿吨标煤，加上粪便、城市垃圾等，资源总量估计可达6.5亿吨标煤以上。
在今后相当长一个时期内，人类面临着经济增长和环境保护的双重压力，因而改变能源的生产方式和消费方式，用现代技术开发利用包括生物质能在内的可再生能源资源，对于建立持续发展的能源系统，促进社会经济的发展和生态环境的改善具有重大意义。
从环境效益上看，利用生物质可以实现CO2归零的排放，从根本上解决能源消耗带来的温室效应问题。
随着全球环境问题的日益严重，各国主要关心的是生物质能对减少CO2排放上的作用，加上发展速生能源作物有利于改善生态环境，不会遗留有害物质或改变自然界的生态平衡，对今后人类的长远发展和生存环境有重要意义，所以国际上很多国家大都把生物质能利用技术作为一种重要的未来源技术来发展，有的国家，像瑞典等欧洲国家把生物质能作为替代核能的首要选择，对生物质能的研究越来越重视。
生物质能研究现状随着全球能源需求的增长，人们对清洁、可再生能源的需求也越来越高。
生物质能作为一种重要的可再生能源，其研究与开发已经成为当前能源领域的热点之一。
本文就生物质能的研究现状进行探讨。
一、生物质能的定义及分类生物质能是指从植物、动物、微生物等生物体中获取的可再生能源。
它包括固体生物质能、液态生物质能和气态生物质能三种类型。
其中，固体生物质能主要是指木材、秸秆、麦草等植物纤维素材料，液态生物质能主要是指生物柴油、生物乙醇等，气态生物质能主要是指沼气、生物气等。
二、生物质能的优点相比于传统能源，生物质能具有以下优点：1.可再生性：生物质能是从生物体中提取的能源，其可再生性非常高，不会像化石燃料一样有限。
2.环保性：生物质能的燃烧过程中产生的二氧化碳等有害气体的排放量非常低，对环境的污染也很小。
3.资源广泛：生物质能的来源非常广泛，可以利用农作物、林木、废弃物等多种生物体来生产生物质能。
4.降低能源依赖：生物质能可以用来替代化石燃料，从而减少对进口化石燃料的依赖。
三、生物质能的利用方式生物质能的利用方式非常多样，可以分为以下几种：1.生物质能发电：利用生物质燃烧产生的热能，驱动蒸汽发电机发电。
2.生物质热能利用：利用生物质燃烧产生的热能，用于供暖、热水等生活用途。
3.生物质化学品：利用生物质进行化学反应，生产出生物柴油、生物乙醇等化学品。
4.生物质气能利用：利用生物质发酵产生的沼气、生物气等气体，用于发电、供暖等用途。
四、国内外生物质能研究现状1.国内生物质能研究现状目前，我国生物质能研究已经取得了一定的成果。
在生物质能发电方面，我国已经形成了一批规模较大的发电厂，如江苏盐城生物质能发电项目、四川宜宾生物质能发电项目等。
在生物质热能利用方面，我国也有不少实践经验，如北京市通州区的生物质锅炉房、浙江省宁波市的生物质供暖项目等。
此外，我国也在生物质化学品和生物质气能利用方面进行了一些研究，但尚未形成规模化的产业。
生物能源的发展现状及未来前景随着全球能源需求的增长和对碳排放的限制，生物能源在未来的能源结构中将扮演越来越重要的角色。
生物能源是指从可再生的有机原料中提取能量，主要包括生物质能、生物燃料和生物气等。
本文将就生物能源的发展现状及未来前景进行探讨。
一、生物质能生物质能是指从植物、动物和微生物等生物体中提取的能源。
包括以下三种形式：生物质发电、生物质热能和生物质燃料。
生物质能具有可再生、低碳排放、可持续和安全等优势，被视为一种重要的替代能源。
1. 生物质发电生物质发电是指利用生物质资源进行发电。
生物质作为可再生的资源，其能量密度较低，但开发利用比较容易。
目前，生物质发电已成为国内外许多地区的主要电力生产方式之一。
例如，欧洲国家已成为生物质发电的主要市场，占总发电量需求的5-10%。
2. 生物质热能生物质热能是指利用生物质资源进行供热。
生物质热能在全球范围内得到了广泛应用。
在某些国家，如斯堪的纳维亚半岛国家和中国，生物质热能已成为主要的热源。
生物质热能是一种清洁型能源，可以替代传统的燃煤、燃油和天然气等传统能源，从而有利于降低碳排放。
3. 生物质燃料生物质燃料是指利用生物质作为原料制造出来的可再生燃料。
生物质燃料通常分为液态、气态和固态三种。
生物质液体燃料包括乙醇和生物柴油，生物质气体燃料包括沼气和生物气体，生物质固体燃料包括木材和木屑等。
生物质燃料是一种可再生燃料，与传统燃料相比，它们具有无毒、无污染、低碳排放等优点。
二、生物燃料生物燃料是指从生物质中提取的能源，主要由植物、纤维素和淀粉等构成。
生物燃料根据原料和生产工艺的不同，可分为生物乙醇、生物柴油和生物天然气等三种类型。
1. 生物乙醇生物乙醇是一种利用淀粉和糖类等生物质原料生产的液体燃料。
当前主要用于汽车燃料，以替代传统的石油燃料。
生物乙醇具有可再生、环保、清洁的特点，可以有效减少温室气体的排放。
2. 生物柴油生物柴油是利用油菜籽油、大豆油等反应生成酯类化合物的燃料。
国内外生物质能概况国内外生物质能应用技术的研究开发现状摘要：本文概述国内外生物质能应用技术的研究开发现状，并从我国实际情况出发，提出了研究开发的前景，以及在今后的工作中应重视的几个问题。
关键词：生物质、能源、气化、液化、成型、燃料1、前言生物质能是人类用火以来，最早直接应用的能源。
随着人类文明的发展，生物质能的应用研究开发几经波折，最终人们深刻认识到，石油、煤、天然气等化石能源的有限性，同时无节制地使用化石能源，大量增加CO2、粉尘、SO2等废弃物的排放，污染了环境，给人类赖以生存的星球，造成十分严重的后果。
而使用大自然馈赠的生物质能源，几乎不产生污染，资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。
生物质能的应用技术开发，旨在把森林砍伐和木材加工剩余物以及农林剩余物如秸杆、麦草等原料通过物理或化学化工的加工方法，使之成为高品位的能源，提高使用热效率，减少化石能源使用量，保护环境，走可持续发展的道路。
七十年代，由于中东战争引发的能源危机以来，生物质的开发利用研究，进一步引起了人们的重视。
美国、瑞典、奥地利、加拿大、日本、英国、新西兰等发达国家，以及印度、菲律宾巴西等发展国家都分别修定了各自的能源，投入大量的人力和资金从事生物质能的研究开发。
我国生物质能研究开发工作，起步较晚。
随着经济的发展，开始重视生物质能利用研究工作，从八十年代起，将生物质能研究开发列入国家攻关计划，并投入大量的财力和人力。
已经建立起一支专业研究开发队伍，并取得了一批高水平的研究成果，初步形成了我国的生物质能产业。
2、生物质能应用技术的研究开发现状2.1国外研究开发简介在发达国家中，生物质能研究开发工作主要集中于气化、液化、热解、固化和直接燃烧等方面。
生物质能气化是在高温条件下，利用部份氧化法，使有机物转化成可燃气体的过程。
产生的气体可直接作为燃料，用于发动机、锅炉、民用炉灶等场合。
气化技术应用在二战期间达到高峰。
随着人们对生物质能源开发利用的关注，对气化技术应用研究重又引起人们的重视。
目前研究主要用途是利用气化发电和合成甲醇以及产生蒸汽。
奥地利成功地推行建立燃烧木材剩余物的区域供电计划，目前已有容量为1000~2000kw的80~90个区域供热站，年供应10×109MJ能量。
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, 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。
美国在利用生物质能方面，处于世界领先地位，据报道，目前美国有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。
装机容量达7000MW，提供了大约66000个工作岗位，根据有关科学家预测，到2010年，生物质发电将达到13000MW装机容量，届时有4000000英亩的能源农作物和生物质剩余物用作气化发电的原料，同时，可按排170000个以上的就业人员，对繁荣乡村经济起到积极的推动作用。
流化床气化技术由于具有床内气固接触均匀、反应面积大、反应温度均匀、单位截面积气化强度大。
反应温度较固定床低等优点，从1975年以来一直是科学家们关注的热点。
包括循环流化床、加压流化床和常规流化床。
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业剩余物如稻壳、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的工作。
Hawaii大学建立了处理生物质量为100T/d的工化压力气化系统，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200T/d，发电能力为50MW。
目前已进入正常运行阶段。
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。
目前，已开发的技术有：林产品加工厂的废料（如造纸厂的树皮、家具厂的边角料等）的专用燃烧蒸汽锅炉，国外造纸厂几乎都有专门的设备，用来处理废弃物。
由于生物质形状各异，堆积密度小较松散，给运输和贮存以及使用带来了较大困难，影响生物质的使用。
因此，从四十年代开始了生物质的成型技术研究开发。
现已成功开发的成型技术按成型物形状分主要有三大类：以日本为代表开发的螺旋挤压生产棒状成型物技术，欧洲各国开发的活塞式挤压制得园柱块状成型技术，以及美国开发研究的内压滚筒颗粒状成型技术和设备。
美国颗粒成型燃料年产量达80万吨。
成型燃料应用于二个方面：其一：进一步炭化加工制成木炭棒或木炭块，作为民用烧栲木炭或工业用木炭原料；其次是作为燃料直接燃烧，用于家庭或暧房取暧用燃料。
日本、美国、加拿大等国家，开发了专用炉灶。
在北美有50万户以上家庭使用这种专用炉灶作为取暧炉。
将生物质能进行正常化学加工，制取液体燃料如乙醇、甲醇、液化油等；是一个热门的研究领域。
利用生物发酵或酸水解技术，在一定条件下，将生物质转化加工成乙醇，供汽车和其它工业使用。
加拿大用木质原料生产的乙醇上产量为17万吨。
比利时每年用甘蔗为原料，制取乙醇量达3.2万吨以上，美国每年用农林生物质和玉米为原料大约生产450万吨乙醇，计划到2010年，可再生的生物质可提供约5300万吨乙醇。
生物质能的另一种液化转换技术，是将生物质经粉碎预处理后在反应设备中，添加催化剂或无催化剂，经化学反应转化成液化油。
美国、新西兰、日本、德国、加拿大国家都先后开展了研究开发工作，液化油的发热量达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。
欧盟组织资助了三个项目，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/hr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%，液化油低热值为1.7×104KJ/kg。
生物质能催化气化研究，旨在降低气化反应活化能，改变生物质热处理过程，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，提高气体热解；同时降低气化温度，提高气化速度和调整生物质气体组成，以便进一步加工制取甲醇或合成氨。
欧美等发达国家科研人员在催化气化方面已经作了大量的研究开发，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，并且已经在工业生产装置中得到了应用。
2.2 国内研究开发我国生物质能的应用技术研究，从八十年代以来一直受到政府和科技人员的重视。
主要在气化、固化、热解和液化开展研究开发工作。
生物质气化技术的研究在我国发展较快，应用于集中供气、供热、发电方面。
中国林科院林产化学工业研究所，从八十年代开始研究开发了集中供热、供气的上吸式气化炉，并且先后在黑龙江、福建得到工业化应用，气化炉的最大生产能力达6.3×106kJ/hr。
建成了用枝桠材削片处理，气化制取民用煤气，供居民使用的气化系统。
最近在江苏省又研究开发以稻草、麦草为原料，应用内循环流化床气化系统，产生接近中热值的煤气，供乡镇居民使用的集中供气系统，气体热值约8000KJ/NM3。
气化热效率达70/%以上。
山东省能源研究所研究开发了下吸式气化炉。
主要用于秸杆等农业废弃物的气化。
在农村居民集中居住地区得到较好的推广应用，并已形成产业化规模。
广州能源所开发的以木屑和木粉为原料，应用外循环流化床气化技术，制取木煤气作为干燥热源和发电，并已完成发电能力为180KW的气化发电系统。
另外北京农机院、浙江大学等单位也先后开展了生物质气化技术的研究开发工作。
我国生物质的固化技术在八十年代中期开始，现已达到工业化规模生产。
目前国内有数十家工厂，用木屑为原料生产棒状成型物木炭。
螺旋挤压成型机有单头和双头二种，单头机生产能力为120Kg/hr，双头机生产能力达200Kg/hr。
1990年中国林科院林化所与江苏省东海粮机厂合作，研究开发生产了单头和双头二种型号的棒状成型机，1998年又与江苏正昌集团合作，共同开发了内压滚筒式颗粒成型机，机器生产能力为250~300kg/hr，生产的颗粒成型燃料尤其适用于家庭或暖房取暖使用。
南京市平亚取暖器材有限公司，从美国引进适用于家庭使用的取暖炉，通过国内消化吸收，现已形成生产规模。
生物发酵制气技术，在我国已经形成工业化，技术亦趋成熟，利用的原料主要是动物粪便和高浓度的有机废水。
在上海亦已建成沼气集中供气系统。
沈阳农业大学从国外引进一套流化床快速热解试验装置，研究开发液化油的技术，和利用发酵技术制取乙醇试验。
另外，中国林科院林化所进行了生物质催化气化技术研究。
华东理工大学还开展了生物质酸水解制取乙醇的试验研究，但尚未达到工业化生产。
3、我国生物质能应用技术的展望生物质能是一个重要的能源，预计到下世纪，世界能源消费的40%来自生物质能，我国农村能源的70%是生物质，我国有丰富的生物质能资源，仅农村秸杆每年总量达6亿多吨。
随着经济的发展，人们生活水平的提高，环境保护意识的加强，对生物质能的合理、高效开发利用，必然愈来愈受到人们的重视。
因此，科学地利用生物质能，加强其应用技术的研究，具有十分重要的意义。
目前，我国已有一批长期从事生物质转换技术研究开发的科技人员，已经初步形成具有中国特色的生物质能研究开发体系，对生物质转化利用技术从理论上和实践上进行了广泛的研究，完成一批具有较高水平的研究成果，部分技术已形成产业化，为今后进一步研究开发，打下了良好的基础。
从国外生物质能利用技术的研究开发现状结合我国现有技术水平和实际情况来看，本人认为我国生物质能应用技术将主要在以下几方面发展。
3.1高效直接燃烧技术和设备我国有12亿多人口，绝大多数居住在广大的乡村和小城镇。
其生活用能的主要方式仍然是直接燃烧。
剩余物秸杆、稻草松散型物料，是农村居民的主要能源，开发研究高效的燃烧炉，提高使用热效率，仍将是应予解决的重要问题。
乡镇企业的快速兴起，不仅带动农村经济的发展，而且加速化石能源，尤其是煤的消费，因此开发改造乡镇企业用煤设备（如锅炉等），用生物质替代燃煤在今后的研究开发中应占有一席之地。
把松散的农林剩余物进行粉碎分级处理后，加工成型为定型的燃料，结合专用技术和设备的开发，在我国将会有较大的市场前景，家庭和暧房取暧用的颗粒成型燃料，推广应用工作，将会是生物质成型燃料的研究开发之热点。
3.2集约化综合开发利用生物质能尤其是薪材不仅是很好的能源，而且可以用来制造出木炭、活性炭、木醋液等化工原料。
大量速生薪炭材基地的建设，为工业化综合开发利用木质能源提供了丰富的原料。
