目前在生物质能利用技术方面,主要有哪些研究方向

生物质能的开发与利用随着全球环保意识的不断提高和对传统化石能源的限制，生物质能作为一种新型可再生能源已经越来越受到人们的关注。

生物质能是指由植物、动物和微生物等生物体生长和死亡过程中产生的所有有机物质。

这些有机物质可以被转化为能源，如热能、电能、生物柴油、生物甲醇等，具有广阔的应用前景。

本文将从生物质能的来源、开发利用及其未来发展方向等方面进行详细阐述。

一、生物质能的来源生物质能的来源多种多样，常见的有以下几种：1.木材和木质废弃物木材是指树干、树枝、树皮等植物部分，它们可以作为薪柴燃烧供暖或者用来生产木屑、木片等生物质燃料。

木质废弃物是指来自木制品生产或者家庭装修等产生的废弃物，如废木板、废纸、锯末等。

2.农作物和农业废弃物农作物包括粮食作物、油料作物、棉花、甘蔗等，它们可以通过农业林业废弃物资源化利用技术生产生物能源。

农业废弃物指农业生产过程中产生的废弃物，如秸秆、麦草、豆腐渣等。

3.城市垃圾和工业废弃物城市垃圾中的有些有机物质可以用来生产沼气，进而发电。

工业废弃物是指工业生产过程中产生的废弃物，如工业锅炉烟气、化工废水、冶金废渣等，它们可以用来生产生物燃料。

以上来源不仅存在于国内，也广泛存在于国际间。

例如，在欧洲和美国，木材及其产品、农作物和农业废弃物、城市垃圾和工业废弃物等都被作为生物能源的主要来源，实现了全面利用，分享了高效清洁能源带来的经济和环保效益。

二、生物质能的开发利用生物质能作为一种可再生能源，具有广泛的开发利用前景。

其开发利用主要包括生物质燃料、生物质液体燃料、生物质气体燃料和生物质电能几个方面。

1.生物质燃料生物质燃料是指利用生物质材料进行能量转化的燃料，主要包括木柴、木炭、木屑、木粉、木片等，广泛应用于家庭取暖、工业加热、热电联产等方面。

例如中国西南部的某地，传统的冬季取暖方式是采用薪柴烧火，为了改善燃烧的条件和环境卫生，当地政府推广了生物质燃料，并加大了生物质炉具的推广力度，有效地降低了对非可再生能源的依赖度，实现了可持续发展。

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。

生物质能研究现状及未来发展策略一、本文概述随着全球能源需求的不断增长，传统化石能源的日益枯竭，以及环境污染问题的日益严重，生物质能作为一种清洁、可再生、可持续的能源形式，受到了广泛关注。

本文旨在全面梳理生物质能的研究现状，深入剖析其在能源转型、环境保护和经济发展等方面的重要作用，同时探讨生物质能未来发展的策略与路径。

我们将从生物质能的定义、特点出发，介绍其在能源领域的应用现状，分析存在的问题与挑战，最后提出针对性的未来发展策略，以期为我国乃至全球的生物质能发展提供参考和借鉴。

通过本文的阐述，我们期望能够增进对生物质能的认识，推动其在全球能源结构中的优化与升级，为构建清洁低碳、安全高效的能源体系贡献力量。

二、生物质能研究现状近年来，生物质能作为一种可再生、低碳的能源形式，已逐渐成为全球能源领域研究的热点。

其在能源结构中的比重逐渐上升，为应对气候变化、推动可持续发展提供了重要途径。

目前，生物质能的研究和应用主要集中在生物质发电、生物质燃料、生物质热化学转化以及生物质生物化学转化等领域。

在生物质发电方面，生物质直燃发电和生物质气化发电技术已相对成熟，广泛应用于农林废弃物、生活垃圾等的能源化利用。

生物质发电不仅可以替代化石燃料，减少碳排放，还能在一定程度上解决废弃物处理的问题，具有环境友好的特性。

生物质燃料的研究与应用也日益广泛，生物柴油、生物质成型燃料等已成为替代传统化石燃料的重要选择。

这些燃料具有可再生、低污染的特性，在交通、工业等领域有着广阔的应用前景。

生物质热化学转化技术，如生物质热解、生物质气化等，能够将生物质转化为高品质的气体或液体燃料，提高生物质能的利用效率。

目前，这些技术仍处于研究和示范阶段，但其在未来能源领域的应用潜力巨大。

生物质生物化学转化技术，如生物质发酵产乙醇、生物质酶解产糖等，是生物质能利用的另一重要方向。

这些技术能够将生物质转化为高附加值的化学品或生物燃料，对于推动生物质能的深度利用具有重要意义。

生物质能的技术创新与市场前景分析研究在全球能源需求不断增长和环境保护日益紧迫的背景下，生物质能作为一种可再生能源，正逐渐受到广泛关注。

生物质能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，以及由这些有机体所产生的有机废弃物。

其具有来源广泛、储量丰富、绿色环保等优点，为解决能源危机和环境问题提供了新的途径。

一、生物质能的技术创新（一）生物质气化技术生物质气化是将生物质原料在缺氧条件下加热，使其转化为可燃气体的过程。

近年来，生物质气化技术取得了显著的进展。

新型气化炉的设计提高了气化效率，降低了污染物排放。

例如，流化床气化炉能够实现生物质的均匀气化，提高产气质量；下吸式气化炉则具有结构简单、操作方便等优点。

此外，催化气化技术的应用进一步优化了产气组成，提高了气体的热值和稳定性。

（二）生物质液化技术生物质液化主要包括直接液化和间接液化两种方式。

直接液化是在高温高压条件下，将生物质直接转化为液体燃料；间接液化则是先将生物质气化生成合成气，再通过催化反应合成液体燃料。

目前，研究人员正在致力于开发高效的催化剂和优化反应条件，以提高液化效率和降低成本。

例如，超临界流体技术在生物质直接液化中的应用，能够显著提高液体产物的收率和质量。

（三）生物质发电技术生物质发电包括生物质直燃发电、生物质气化发电和生物质混合燃烧发电等多种形式。

其中，生物质直燃发电技术相对成熟，但存在燃料供应不稳定、燃烧效率低等问题。

为了解决这些问题，研究人员正在开发新型的燃烧设备和优化燃烧过程，提高发电效率。

同时，生物质气化发电技术由于具有较高的能源利用效率和较低的污染物排放，也成为研究的热点之一。

（四）生物质成型燃料技术生物质成型燃料是将生物质原料经过压缩成型制成的固体燃料，具有密度高、便于储存和运输等优点。

目前，生物质成型燃料技术不断改进，成型设备的性能得到了显著提升。

例如，采用先进的挤压成型技术和模具设计，能够生产出形状规则、强度高的成型燃料。

生物质能的利用技术研究与发展前景生物质能作为一种非常环保、可再生、且广泛存在的能源来源，近年来备受关注。

伴随着环保、节能意识的逐渐加强以及化石能源的日益枯竭，生物质能技术研究和发展的前景变得愈发光明。

本文将从技术角度入手，简述生物质能的来源及利用方式，并重点介绍当前生物质能的应用与发展方向。

一、生物质能及来源生物质能是指从植物、动物和生物废弃物等生物原料中提取的能量，包括木材、秸秆、沼气、生物燃料、生物质颗粒、生物柴油和酒精等多种形式。

生物质能是一种绿色能源，其来源广泛，如森林、农业、废物、污泥等。

在充分利用生物质能的同时，还可以减少大量的固体废弃物、废水和废气排放，保护环境。

二、生物质能的利用方式生物质能利用主要有以下几种方式：1. 生物质直接燃烧发电：生物质燃烧发电是目前最常见的生物质发电方式。

其通过将生物质物料直接燃烧产生的高温热能，使水转化为蒸汽带动发电机发电。

2. 生物质气化发电：生物质气化发电技术是将生物质转移到高温高压环境下进行气化反应，合成气后驱动燃气轮机发电。

3. 生物质液化发电：生物质液化发电主要是通过生物质转化成液态或气态的燃料，产生高温高压气体传递给内燃机，然后驱动发电机生成电能。

4. 生物质焚化发电：生物质焚化技术是指将生物质物料转化成热能，通过直接燃烧来驱动蒸汽涡轮机以生成电能。

三、生物质能技术研究与发展目前，生物质能技术正面临着许多难题。

由于生物质原料的多样性和特殊性，生物质能的提纯和加工技术、转化技术、储存技术、运输技术等方面亟需开发和完善。

因此，目前生物质能的技术研究和发展主要集中在以下几个方面：1. 生物质预处理技术。

预处理技术可以使生物质物料更易于转化成高品质的生物质能，如生物质颗粒化、热压和溶胶液化等技术。

2. 生物质能高效利用技术。

主要包括生物质气化、合成气发电、抗磨损涂层技术、高效低排放燃烧技术、再生技术等。

3. 生物质能储存技术。

由于生物质能来源的波动性和不稳定性，如何充分利用以及储存生物质能显得尤为重要。

我国生物质能利用技术展望分析生物质能在能源系统中的重要地位，以及我国农村对于高品位优质能源的需求形势，指出开发利用生物质能在我国尤其是在农村地区实现可持续进展战略的重要意义。

在分析总结国内外生物质能技术现状和我国存在的差距的基础上，提出了生物质能技术进展目标和“十五”期间的重点技术方向，以及2022年的展望。

1.我国开发利用生物质能具有重要意义生物质能始终是人类赖以生存的重要能源，它是仅次于煤炭、石油和自然气而居于世界能源消费总量第四位的能源，在整个能源系统中占有重要地位。

有关专家估量，生物质能极有可能成为将来可持续能源系统的组成部分，到下世纪中叶，采纳新技术生产的各种生物质替代燃料将占全球总能耗的40％以上。

我国是一个人口大国，又是一个经济快速进展的国家，21世纪将面临着经济增长和环境爱护的双重压力。

因此转变能源生产和消费方式，开发利用生物质能等可再生的清洁能源资源对建立可持续的能源系统，促进国民经济进展和环境爱护具有重大意义。

开发利用生物质能对中国农村更具特别意义。

中国80％人口生活在农村，秸秆和薪柴等生物质能是农村的主要生活燃料。

尽管煤炭等商品能源在农村的使用快速增加，但生物质能仍占有重要地位。

1998年农村生活用能总量3.65亿吨标煤，其中秸秆和薪柴为2.07亿吨标煤，占56.7％。

因此进展生物质能技术，为农村地区供应生活和生产用能，是关心这些地区脱贫致富，实现小康目标的一项重要任务。

2.生物质能优质化利用是实现现代化和可持续进展战略的要求1991年至1998年，农村能源消费总量从5.68亿吨标准煤进展到6.72亿吨标准煤，增加了18.3％，年均增长2.4%。

而同期农村使用液化石油气和电炊的农户由1578万户进展到4937万户，增加了2倍多，年增长达17.7％，增长率是总量增长率的6倍多。

可见随着农村经济进展和农夫生活水平的提高，农村对于优质燃料的需求日益迫切。

传统能源利用方式已经难以满意农村现代化需求，生物质能优质化转换利用势在必行。

生物质能的综合利用技术研究近年来，随着能源需求的不断增加以及环保意识的日益提高，生物质能的综合利用技术正受到越来越多的关注。

生物质能是指来自植物、动物和微生物等生物体的生物质（包括木材、农作物和废弃物等）转化而成的能源，是一种绿色、可再生、清洁的能源。

一、生物质能的综合利用技术简介生物质能的综合利用技术包括物理、化学、生物学等多种技术，其主要目的是将生物质转化为能够直接利用或加工成燃料、化学品等形式的产品，如生物质酒精、生物液体燃料、生物燃气、生物碳等。

生物质能的综合利用技术具有以下特点：1. 绿色环保。

生物质能是一种绿色、可再生、清洁的能源，与传统的化石能源相比，其排放的污染物更少，对环境的影响也更小。

2. 能源多样化。

生物质能可以利用各种生物质资源，如木材、农作物、废弃物等，且能够较好地适应地域和季节变化。

3. 经济效益好。

生物质能的制备和利用都可以实现产业化，且能够促进农业和林业的发展，从而拉动地方经济。

二、生物质能的综合利用技术研究现状1. 生物质发酵制氢技术生物质发酵制氢是指将生物质通过发酵反应转化为氢气的技术。

该技术具有高产氢效率、低投资成本等优点，目前已经进入产业化实验阶段。

该技术的研究成果可以应用于汽车、燃气灶、发电等领域。

2. 生物质固体废弃物生产生物油技术生物质固体废弃物生产生物油技术是指通过热解或气化等技术将生物质转化为生物油。

该技术具有废弃物资源化、低碳环保等优点，可以用于燃料、化学品等领域。

目前，该技术已经实现了工业化生产。

3. 生物质气化技术生物质气化技术是指通过热分解反应将生物质转化为可燃性气体（如合成气、甲烷等）。

该技术具有高效能、低排放等优点，可以用于发电、热能等领域。

目前，该技术已经进入产业化应用阶段。

三、生物质能的综合利用技术发展趋势1. 微生物技术的应用微生物技术是指利用生物学和生化学原理，通过微生物代谢反应降解生物质，进一步转化为生物燃料和其他化学品等。

生物质能的技术瓶颈与突破在全球能源需求不断增长和环境保护日益紧迫的背景下，生物质能作为一种可再生能源，受到了广泛的关注和研究。

生物质能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，以及由这些有机体所产生的有机废弃物。

它具有来源广泛、储量丰富、低碳环保等优点，被认为是未来能源体系的重要组成部分。

然而，尽管生物质能具有巨大的潜力，但其发展仍面临着一些技术瓶颈，限制了其大规模的商业化应用。

本文将深入探讨生物质能的技术瓶颈，并分析当前的突破方向和未来的发展前景。

一、生物质能的技术瓶颈（一）生物质原料的收集与运输生物质原料通常分布较为分散，收集难度大，成本高。

例如，农作物秸秆在农村地区广泛分布，但由于其体积大、密度低，收集和运输需要耗费大量的人力、物力和财力。

此外，生物质原料的季节性和地域性也增加了收集和运输的复杂性。

在收获季节，大量的生物质原料集中产生，需要及时收集和储存，否则容易腐烂变质；而在非收获季节，生物质原料供应不足，影响了能源生产的连续性。

（二）生物质转化技术的效率和成本目前，生物质能的转化技术主要包括直接燃烧、气化、液化和发酵等。

然而，这些技术在效率和成本方面仍存在诸多问题。

直接燃烧是最简单的生物质能利用方式，但燃烧效率低，容易产生污染物；气化和液化技术虽然能够提高能源转化效率，但设备投资大，运行成本高；发酵技术则存在发酵周期长、产率低等问题。

（三）生物质能的存储和稳定性生物质能的存储是一个重要的问题。

生物质原料容易受到湿度、温度和微生物等因素的影响，发生腐烂、变质和自燃等现象，降低了其能源品质和利用价值。

此外，生物质能的转化产物，如生物柴油和生物乙醇等，也存在着稳定性差、易氧化等问题，限制了其在储存和运输过程中的应用。

（四）生物质能利用过程中的环境污染生物质能的利用过程中可能会产生一些环境污染问题。

例如，生物质燃烧过程中会排放颗粒物、二氧化硫、氮氧化物等污染物；生物质气化和液化过程中产生的废水和废渣也需要进行妥善处理，否则会对环境造成危害。

农业生产中生物质能的开发与利用研究农业作为人类社会的基础产业，一直在不断寻求创新和可持续发展的途径。

在当今能源需求不断增长和环境保护日益受到重视的背景下，生物质能的开发与利用逐渐成为农业领域的一个重要研究方向。

生物质能是指由植物、动物和微生物等有机物质转化而来的能源，具有来源广泛、可再生、低碳环保等优点。

本文将深入探讨农业生产中生物质能的开发与利用，包括其主要形式、技术手段、优势以及面临的挑战，并展望未来的发展前景。

一、农业生物质能的主要来源1、农作物废弃物农作物在种植和收获过程中会产生大量的废弃物，如秸秆、稻壳、玉米芯等。

这些废弃物通常富含纤维素、半纤维素和木质素等有机成分，通过适当的处理和转化技术，可以将其转化为能源。

2、畜禽粪便畜牧业的发展产生了大量的畜禽粪便，其中含有丰富的有机物和氮、磷、钾等营养成分。

畜禽粪便可以通过厌氧发酵等方式产生沼气，同时还可以制成有机肥料。

3、林业剩余物林业活动中产生的树枝、树叶、木屑等剩余物也是生物质能的重要来源。

这些剩余物可以用于直接燃烧发电，或者通过热解等技术转化为生物油和生物炭。

4、能源作物专门种植的能源作物，如甜高粱、柳枝稷、芒草等，具有生长迅速、产量高、富含能量等特点，可以为生物质能的生产提供稳定的原料供应。

二、农业生物质能的开发利用技术1、直接燃烧直接燃烧是最传统也是最简单的生物质能利用方式。

将农作物废弃物、林业剩余物等直接燃烧，用于供暖、发电等。

然而，这种方式的能源利用效率较低，且容易造成环境污染。

2、厌氧发酵厌氧发酵是利用微生物在无氧条件下分解有机物产生沼气的过程。

畜禽粪便、农作物废弃物等可以作为厌氧发酵的原料，产生的沼气可以用于发电、供热或作为燃料使用。

3、热化学转化热化学转化包括热解、气化和液化等技术。

热解是在无氧或缺氧条件下将生物质加热分解为生物油、生物炭和可燃性气体；气化是将生物质在高温下与气化剂反应生成合成气；液化则是将生物质在高温高压下转化为液体燃料。

生物质能源的利用方法及发展趋势2013级博士研究生王波指导老师；陈新德生物质能源是蕴藏在生物质中的能量,是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而贮存在生物质内部的能量。

生物质能源具有燃烧容易、污染少、灰分较低等优点,是可再生的清洁能源。

目前所使用的化石能源导致环境污染日益严重,是造成臭氧层破坏、全球气候变暖、酸雨等灾难性后果的直接因素,而且地球上现存的化石燃料按消费量推算,在今后50～80年将最终消耗殆尽。

根据生物学家估算,地球上每年生长的生物能总量约1400～1800 亿吨(干重),相当于目前世界总能耗的10倍。

我国的生物质能源也极为丰富,现在每年农村中的秸秆量约6.5亿吨,到2010年将达7.26亿吨,相当于5亿吨标准煤。

因此,利用生物质能源取代化石能源是解决能源问题的良好途径,发展林业生物质能源,凸显国家战略,是我国生物质能源发展的战略重点和优势。

生物质能源的开发利用早已引起世界各国政府和科学家的关注。

有许多国家都制定了相应的开发研究计划,包括日本的阳光计划、巴西的酒精能源计划、印度的绿色能源工程、美国的生物质产业发展路线图等发展计划。

生物质能源可以通过热化学转换技术、物理化学转换技术和生物转换技术制取沼气、燃料乙醇、生物柴油、发电等。

我国政府高度重视生物质能源的开发与利用。

早在1992年国务院批准的《中国环境发展十大对策》中就明确提出,要“因地制宜地开发利用和推广太阳能、风能、地热能、生物质能等新能源”。

目前有的生物质能源产业化技术主要包括以下几个方面。

一、沼气利用技术、沼气利用技术指将畜禽粪便、高浓度有机废水、生活垃圾等通过厌氧发酵生成以甲烷为主的沼气的技术，同时生成沼液、沼渣可作为有机肥施用于农田。

沼气是热值较高的洁净可燃气，可用作生活和工业燃料或发电，是很好的无公害能源，沼气工程建设可带来环境效益。

目前沼气技术在利用中存在有异味、二次污染等难题，另外，我国多数对沼液、沼渣工业化生产有机肥的研究停留在田间施用方法、施用效果上，缺少工程处理及转化为附加值更高的有机肥的方法；在温度较低的北方地区，沼气系统陷入启动难、维护难、微生物选育难的境地，所以该技术虽然已是产业化技术，但在使用率和技术推广工作上仍存在一定的障碍。