生物质能论文
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《生物质能利用系统综合评价研究》篇一一、引言随着人类社会的发展,能源问题已成为制约各国经济发展的重要因素。
而生物质能作为一种清洁、可再生的能源,越来越受到人们的关注。
为了有效利用生物质能,许多国家都在开展相关研究,并建立了各种生物质能利用系统。
本文旨在综合评价生物质能利用系统的现状及发展趋势,为相关研究提供参考。
二、生物质能利用系统的概述生物质能利用系统是指将生物质能转化为可利用能源的系统。
主要包括生物质能的收集、储存、转化和利用等环节。
生物质能的来源广泛,包括农业废弃物、林业废弃物、城市固体有机垃圾等。
通过合理的生物质能利用系统,可以将这些废弃物转化为电能、热能等可再生能源,从而实现能源的可持续发展。
三、生物质能利用系统的综合评价(一)评价方法生物质能利用系统的综合评价主要采用定性和定量相结合的方法。
定性的方法主要包括文献调研、专家咨询等,用于了解生物质能利用系统的基本情况和发展趋势;定量的方法主要包括能量平衡分析、经济性分析、环境影响评价等,用于评估生物质能利用系统的实际效果。
(二)评价指标评价指标主要包括以下几个方面:1. 能源转化效率:评价生物质能利用系统将生物质能转化为可利用能源的效率。
2. 经济性:评价生物质能利用系统的投资成本、运行成本及收益等经济指标。
3. 环境影响:评价生物质能利用系统对环境的影响,包括碳排放、污染排放等指标。
4. 可持续性:评价生物质能利用系统的长期发展潜力及对社会的贡献。
(三)评价结果通过对不同生物质能利用系统的综合评价,可以发现以下特点:1. 不同地区的生物质能资源分布不均,导致生物质能利用系统的效果存在差异。
2. 生物质能利用系统的能源转化效率逐渐提高,但仍存在提升空间。
3. 生物质能利用系统的经济性受到政策、技术等因素的影响,需要进一步优化。
4. 生物质能利用系统对环境的影响逐渐减小,但仍需关注碳排放和污染排放等问题。
5. 生物质能利用系统的可持续性较强,具有长期发展潜力。
生物质能的利用和转化研究生物质能的利用和转化研究摘要:生物质能是指以可再生生物质为原料的能源形式,具有可再生、清洁、低碳等特点,被广泛研究和利用。
本论文对生物质能的利用和转化进行了深入研究和探讨,并介绍了生物质能的来源、特点以及其利用和转化的技术途径和应用领域,并对生物质能的发展前景进行了展望。
研究结果表明,生物质能的利用和转化具有重要的意义,可以有效解决能源紧缺和环境污染问题。
关键词:生物质能;利用;转化;可再生能源;能源转化第一章引言近年来,能源紧缺和环境污染等问题日益严峻,促使人们对可再生能源的研究和利用越来越重视。
生物质能作为可再生能源的一种,具有丰富资源、可再生性、清洁环保和低碳的优势,被广泛研究和利用。
生物质能的利用和转化是解决能源和环境问题的重要途径之一。
因此,对生物质能的利用和转化进行深入研究和探讨,具有重要的意义。
第二章生物质能的来源和特点2.1 生物质能的来源生物质能的来源主要包括能源植物、农作物秸秆、林木废弃物、农畜禽粪便等。
其中,能源植物是指专门用于生产生物质能的植物,如玉米、油菜、甜菜等。
农作物秸秆是指农作物收获后的残余物,如稻壳、麦秸等。
林木废弃物是指伐除或修剪后产生的木料,如木材刨花、木屑等。
农畜禽粪便是指农畜禽养殖业产生的动物粪便,如猪粪、鸡粪等。
这些生物质能的来源丰富多样,可以有效利用和转化。
2.2 生物质能的特点生物质能具有可再生、清洁、低碳等特点。
首先,生物质能是一种可再生能源,能源植物和农作物秸秆等可以通过种植和再生来获取,并且生物质能源的生产过程与植物生长过程相一致,具有可持续性。
其次,生物质能的利用过程中不会产生大气污染物,减少了对环境的污染。
再次,生物质能的燃烧过程中释放的二氧化碳等温室气体可被植物再次吸收,形成闭环循环,减少了对全球气候的影响。
第三章生物质能的利用和转化技术3.1 生物质能的热利用生物质能可以通过燃烧、气化和焚烧等方式进行热利用。
燃烧是指将生物质能直接燃烧,产生热能,用于供热或发电。
《生物质能利用系统综合评价研究》篇一一、引言随着人类社会的发展,能源问题已经成为制约其可持续发展的重要因素之一。
传统能源的过度使用不仅加剧了能源短缺问题,还导致了环境污染和生态破坏。
因此,寻找可再生、清洁、高效的替代能源已成为当务之急。
生物质能作为一种重要的可再生能源,具有巨大的开发潜力和利用价值。
本文旨在综合评价生物质能利用系统,以期为生物质能的进一步研究和应用提供参考。
二、生物质能利用系统概述生物质能是指利用有机物质(如植物、动物、微生物等)作为能源,通过生物化学或热化学等方法进行转化,以获得可再生的能源。
生物质能利用系统主要包括生物质能的收集、储存、转化和利用等环节。
该系统具有可再生、低碳、环保等优点,是未来能源发展的重要方向。
三、生物质能利用系统的综合评价(一)评价指标体系构建为了全面评价生物质能利用系统的性能,本文从经济性、技术性、环境友好性等方面构建了综合评价指标体系。
具体包括:投资成本、运行成本、能量转化效率、污染物排放、资源利用率等指标。
(二)评价方法本文采用定性与定量相结合的评价方法,运用层次分析法(AHP)和模糊综合评价法对生物质能利用系统进行综合评价。
首先,运用AHP法确定各指标的权重;其次,运用模糊综合评价法对各指标进行量化评分;最后,综合各指标的得分,得出生物质能利用系统的综合评价结果。
(三)评价结果分析通过对不同生物质能利用系统的综合评价,发现生物质能利用系统在技术性方面具有较高的能量转化效率和较低的污染物排放;在经济性方面,投资成本较高,但运行成本较低,具有较好的长期经济效益;在环境友好性方面,生物质能利用系统对环境的负面影响较小,具有显著的环保优势。
四、生物质能利用系统的优化建议针对生物质能利用系统的综合评价结果,提出以下优化建议:1. 加强技术研发:进一步提高生物质能的能量转化效率和降低投资成本,提高生物质能利用系统的技术性。
2. 完善政策支持:加大政府对生物质能产业的政策支持力度,如提供财政补贴、税收优惠等,降低生物质能利用系统的经济成本。
生物质能作文600字生物质能生物质能是指生物体在生长过程中储存的能量。
它是一种可再生能源,由植物、木材、废弃农作物和废物等有机物质通过物理、生化或热化学过程转化产生的能量形式。
生物质能的利用不仅可以减少化石燃料的使用,还可以降低对环境的影响,因此备受关注。
生物质能的优势在于其资源丰富和多样性。
植物和木材等有机物质广泛分布于地球上的各个角落,生物质能可通过种植和培育来增加资源供给。
与此同时,生物质能在生产过程中产生的废弃物也可以用于能源的再生和循环利用,减少了浪费。
因此,生物质能是一种可持续发展的能源形式。
生物质能的利用方式多样。
一方面,生物质能可以直接燃烧用于取暖、烹饪和发电,这是一种简便有效的方法。
另一方面,生物质能还可以通过发酵、压力或温度的作用,转化为生物质燃气、生物质液体燃料和生物质固体燃料等形式,用于汽车、船舶和工业领域。
生物质能的综合利用不仅提供了经济效益,还有助于减少温室气体的排放,对缓解能源危机和环境保护具有重要意义。
然而,生物质能的利用也面临一些挑战。
首先,虽然生物质能是可再生能源,但过度开采和滥用可能导致环境的恶化和生物多样性的减少。
因此,在利用生物质能时必须采取可持续发展的方式,并严格控制资源的利用量。
其次,生物质能的生产和利用技术仍需改进,以提高能源的利用效率和减少排放。
对于生物质能的研究和创新有助于解决这些问题,推动其可持续发展。
综上所述,生物质能作为一种可再生能源,具有丰富的资源和多样的利用方式。
其利用不仅可以减少对化石燃料的依赖,还有助于保护环境和促进经济可持续发展。
但为了实现生物质能的可持续利用,还需要加强科学研究和技术创新,探索更加高效、环保的利用方式。
化工专业毕业论文生物质能源的开发与利用生物质能源的开发与利用随着能源危机的严重性日益突显,生物质能源作为一种可再生且环保的替代能源逐渐成为关注的焦点。
化工专业是与能源相关性最强的学科之一,因此,在化工专业毕业论文中研究生物质能源的开发与利用问题是非常有意义的。
本文将就生物质能源开发的重要性、生物质能源的种类及利用方式、生物质能源开发中的困难和挑战等方面进行论述,旨在提供一些启示和建议。
1. 生物质能源开发的重要性生物质能源源自可再生的有机材料,如植物秸秆、木材、农作物残留物等,具有很高的可再生性和环保性。
相比传统的化石能源,生物质能源在减少温室气体排放、缓解能源供应紧张等方面具有巨大优势。
因此,开发和利用生物质能源对于实现可持续能源发展和生态文明建设具有重要意义。
2. 生物质能源的种类及利用方式生物质能源主要包括生物质固体燃料、生物质液体燃料和生物质气体燃料。
生物质固体燃料常用于火力发电、供热和家庭燃料等领域;生物质液体燃料被广泛应用于交通运输领域,如生物柴油和生物乙醇;生物质气体燃料则主要用于工业燃料和燃气发电。
除了能源利用,生物质还可以被转化为生物化工原料,如生物基聚合物、生物润滑油等,为化工行业提供可持续的替代品。
此外,生物质能源还可以通过生物炼制技术转化为高附加值的化学品,如生物平台化学品和生物基塑料等。
3. 生物质能源开发中的困难与挑战尽管生物质能源有着广阔的应用前景,但在开发利用过程中面临着一些困难和挑战。
首先,生物质能源的产量和品质不稳定,受到农作物季节性和生长环境等因素的影响,因此如何保证稳定供应是一个难题。
其次,生物质能源的生产过程需要消耗大量的水、土地和人力,这需要寻找合适的生产技术和管理模式,以降低生产成本和资源消耗。
此外,生物质燃烧和转化过程中产生的废气和废水对环境造成污染,如何处理废物和降低污染对于生物质能源的可持续发展至关重要。
4. 生物质能源开发与利用的前景和建议在生物质能源开发与利用的前景方面,可以采取多种策略和技术来增加生物质能源的产量和提高利用效率。
生物质能的利用班级:XXX 姓名:XXX 学号:XXX一、引言:1、研究背景:当前,高碳的化石能源主导了能源消耗的主体。
以煤、石油、天然气为主的化石能源在燃烧过程中,释放出了大量的二氧化碳、氮氧化物、硫氧化物等有害气体,严重污染了大气环境,化石能源的燃烧也是造成温室效应、导致全球气候变暖的最直接原因。
基于此背景下,如何发展一种环保型的低碳能源已成为必然,在大力发展低碳经济的背景下,我国正发展生物质能产业来满足低碳的要求,生物质能不仅低碳而且环保,因此生物质能产业作为一种新兴的环保产业成为今后重点发展的产业。
发展生物质能不仅满足了低碳经济的要求,更是实现生物资源合理有效利用的途径。
2、研究目的:研究生物质能的原理及转化方法,了解生物质能的应用领域及国内外现状,充分掌握生物质能的应用前景及产业优势及其存在的现状,并且初步了解技术特点。
3、研究意义:生物质能一直是人类赖以生存的重要能源,它是仅次于煤炭、石油和天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。
有关专家估计,生物质能极有可能成为未来可持续能源系统的组成部分,到下世纪中叶,采用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。
因此可见,地球上生物质能的储备是十分丰富的,研究生物质能的利用,有利于改善我国乃至世界目前的能源结构,实现能源利用的多样化与可持续化,并且减少温室气体的排放,有利于发展低碳及循环经济。
4、重要性:生物质能作为一种低碳能源,其开发与利用对于解决农村贫困问题、农村环境问题和农村能源问题有至关重要的意义。
生物质能作为一种经济的可再生能源,既是缓解我国资源瓶颈,保证能源可持续利用以及实现能源安全的保障,也是减少环境污染、改善生态环境、实现《京都议定书》节能减排目标的重要途径,更是我国促进农村经济发展,解决三农问题,建立和谐社会的重要物质载体。
如果政府及其相关部门能够在政策和资金方面给予支持,生物质能与其他能源相比将具有很大的优势。
化工导论结课论文学院化工学院专业化学工程与工艺六班年级2015级姓名王健指导教师唐韶坤2016 年1月15日生物质能源的产生与发展前景王健化工六班(3015207172)摘要:随着能源危机及温室气体减排呼声的日益高涨,寻找替代性清洁能源就成为化解能源危机和温室效应的最佳策略。
主要发达国家的技术专家和决策者都非常重视生物质能产业的开发。
近年来,生物质能源呈现出新的特点。
分析追踪这些新趋势和新特点,不仅有助于我们理解生物质能产业创新的规律,理性地制定生物质能产业发展战略,而且有助于我们把握生物质能产业创新的社会约束条件,科学利用并发展生物质能源,实现经济的可持续发展。
关键词:生物质能源可持续发展循环经济技术1生物质能源的定义所谓生物质能源,生物能是以生物为载体将太阳能以化学能形式贮存的一种能量,它直接或间接地来源于植物的光合作用。
在各种可再生能源中,生物质是贮存的太阳能,更是一种唯一可再生的碳源,可转化成常规的固态、液态和气态燃料的能源。
是一种对环境友好的可再生资源,如燃料乙醇、生物柴油、沼气等。
生物质产业近些年来在我国的发展即是农业新功能(提供生物质能源)的一个具体体现,同时也被寄予“现代农业新的增长点”的厚望,发展生物质产业已成为我国加快现代农业建设、发展农村循环经济的重大举措。
2生物质能源的产生2.1生物质资源丰富中国发展生物能源产业有着巨大的资源潜力。
中国人口多,虽然可作为生物能源的粮食、油料资源很少,但是可作为生物能源的生物质资源有着巨大的潜力。
有很多秸秆尚未利用,同时森林等资源也可以进行开发。
现有可供开发的生物质能源至少能达4.5亿吨标煤,同时还有约1.33亿公顷宜农宜林荒山荒地,发展生物能源产业,利用农林废弃物,开发宜林荒地,将会极大地促进中国生物质资源开发利用,促进我国经济的转型。
2.2市场需求旺盛随着国民经济的发展和人们生活水平的提高,市场对于可再生能源的需求量将会越来越大,生物质能源的市场前景十分诱人。
发展生物质能源对现代工业发展的意义及技术现状李宁宁(冶能院动力092班学号200910505242)摘要:随着全球能源的紧缺和化石燃料使用带来的环境污染的加剧,生物质能源作为可替代化石能源的可再生能源之一.其使用范围越来越广泛。
生物质能源作为一种清洁的能源,为现代工业对能源短缺问题的解决开辟了一条新的道路的同时也面临着技术等一系列问题。
本文简单阐述了我国现代工业能源需求和各国对生物质能源的认识,并简单介绍了当今生物质能源技术开发现状以及发达、发展中国家技术发展情况,指出了发展生物质能源存在的问题,提出了相关解决对策。
关键字:生物质能源现代工业发展需求技术开发现状问题及对策1. 引言生物质能是太阳能以化学能形式储藏在生物中的一种能量,它直接或问接地来源于植物的光合作用。
在各种新能源中,生物质能是唯一可再生的碳源,并能转化为固态、液态、气态燃料。
生物质能遍布世界各地,每年聚集的生物质能相当于人类消耗的化石能源的20倍,或者说,相当于世界现有人口食物能量的160倍。
生物质能源是对相关植物提取和加工后生产出的一种可替代化石能源的燃料性物质。
生物质能源因其清洁、可再生性而倍受世界各国的普遍重视,利用生物质原材料生产乙醇、甲醇、柴油等液体燃料,已成为全球新能源发展的重要途径之一。
[1]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。
而在发展中国家,生物质能耗占有较大比重达到50%以上。
[2]生物质能具有许多优点:①生物质能资源分布十分广泛.远比石油丰富,且可不断再生;②从生物质能资源中提取或转化得到的能源载体更具有市场竞争力;③开发生物质能源资源,可以促进经济发展,提高就业机会,具有经济与社会双重效益;④在贫瘠或被侵蚀的土地上种植能源作物或植被,可以改良土壤、改善生态环境、提高土地的利用程度;⑤城市内燃机车辆使用从生物质资源提取或生产出的甲醇、液态氢,有利于环境保护。
生物质能的发展与应用××学院××班学号:××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。
一许多的植物都被用来生产生物质能,包括了芒草、柳枝稷、麻、玉米、杨属、柳树、甘蔗和棕榈树。
一些特定采用的植物通常都不是非常重要的终端产品,但却会影响原料的处理过程。
因为对能源的需求持续增长,生物质能的工业也随着水涨船高。
虽然化石燃料原本为古老的生化质能,但是因为所含的碳已经离开碳循环太久了,所以并不被认为是种生物质能。
燃烧化石燃料会排放二氧化碳至大气中。
像是一些最近刚发展出来的生物质能制造的塑胶可以在海水中降解,生产方式也和一般化石制造塑胶相同,而且相较之下生产成本还更便宜,也符合大部分的最低品质标准。
但使用寿命比一般的耐水塑胶还要短。
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(biomassenergy ),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。
地球上的生物质能资源较为丰富,而且是一种无害的能源。
生物质能的液化技术18 世纪之前,生物质能一直是人类最主要的能量来源,直到今日,生物质能仍然是仅次于石油、煤炭、天然气的第四大能源,在世界一次能源供应量中的比重约为10%。
与太阳能、风能等常见的过程性可再生能源不同,生物质能属于含能体能源,在诸多方面与煤炭、石油、天然气等常规化石能源相似,具有可存储、可运输等特点。
生物质能资源来源于一切直接或间接利用绿色植物进行光合作用而形成的有机物质,包括动物、植物、微生物,以及由这些生物产生的排泄物和代谢物[1]。
长期以来,生物质能资源的利用以直接燃烧为主,不仅效率低下,而且污染环境。
随着科学技术的发展,生物质能资源可以通过各种技术加以转化和高效利用,产生电力和热力,或生产生物燃料,如乙醇、生物柴油及沼气。
生物质能资源的科学利用,对缓解能源供需矛盾、优化能源品种结构、减少温室气体排放、提高农民收入及农村生活条件,促进经济社会可持续发展等都具有重要意义。
我国一次能源消费量仅次于美国,为世界第二大能源消费国,然而2000年进口原油已达7 000万t。
液体燃料的不足已严重威胁到我国的能源与经济安全,为此我国提出了大力开发新能源和可再生能源、优化能源结构的战略发展规划[1-2]。
生物质是惟一可以转化为液体燃料的可再生能源,将生物质转化为液体燃料不仅能够弥补化石燃料的不足,而且有助于保护生态环境。
生物质包括各种速生的能源植物、农业废弃物、林业废弃物、水生植物以及各种有机垃圾等。
我国生物质资源丰富,理论年产量为50亿t左右[3],发展生物质液化替代化石燃料有巨大的资源潜力。
生物质能源化技术主要包括气化、直接燃烧发电、固化成型及液化等。
生物质液化包括生物化学法生产燃料乙醇和热化学法生产生物油,热化学法又可分为快速热解液化和加压液化。
着重介绍了目前达到工业示范规模的各种快速热解液化工艺,如旋转锥反应器、携带床反应器、循环流化床反应器、涡旋反应器、真空热解磨反应器等,以及处于实验室阶段的等离子体液化工艺。
生物质能的现状及发展商学院生物质能的现状及发展一、生物质能概述化石资源的过度消耗引发了能源和环境危机,寻找不可再生资源的替代品成为人类社会生存发展面临的重大问题;生物质能源环境友好,可再生,并且有丰富的存量,且从生物质出发,获得多种形态的能源成为了研究热点和投资热点;生物质是指由光合作用产生的各种有机体;生物质能则是以生物质为载体的、蕴藏在生物质中的能量,即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形式;它除了可以提供燃烧热,还可以制成种类繁多的重要化工品及气、液、固的能源形态,尤其是可以作为交通燃料的制备原料;生物质的研究在推动化学工业和能源燃料可持续发展中已经并将继续发挥重要作用;生物质资源按其来源分类可分为:一是木材及森林;二是农业废弃物;三是水生植物;四是油料植物;五是城市和工业有机废弃物;六是动物粪便;生物质的应用和开发在政策层面上引起了各国的重视,我国在生物能源产业发展十一五规划中,突出了五个方面:1.提高能源植物的数量和质量;2.从原料到技术发展燃料乙醇工业;3.加快生物柴油产业化的步伐;4.推进生物质发电和供热;5.促进生物质转化为致密成型燃料;利用生物质能方式主要有:一是热化学转换技术,获得木炭焦油和可燃气体等高品位的能源产品,分为高温干馏、热解、生物质液化等方法;二是生物化学转换法,主要指生物质在微生物的发酵作用下,生成沼气、酒精等能源产品;三是利用油料植物所产生的生物油;四是直接燃烧技术,包括炉灶燃烧技术、锅炉燃烧技术、致密成型技术和垃圾焚烧技术等;二、生物质资源量1.全球的生物质资源生物质能仅次于三大化石能源位列第四,存量丰富且可再生,具备很大的发展前景;全球每年经光合作用产生的生物质约1700亿吨,其能量相当于全球能量年消耗总量的10倍,而作为能源的利用量还不到总量的1%,开发潜力巨大;目前来自生物质的能量约占全球消耗能量的14%;其中发达国家每年3%左右的能源来自生物质能,发展中国家生物质利用约占这些国家能源消耗的35%;按照一些国际能源组织测算,随着化石能源的枯竭和价格的增长,到2015年,全球总能耗有40%来自生物质能源;2.我国的生物质资源据估计,我国每年产生的生物质总量有50多亿吨干重,相当于20多亿吨油当量,约为我国目前一次能源总消耗量的3倍,目前我国商品化的生物质能源仅占一次能源消费的%左右;即使考虑到中国有坚持“不与人争粮、不与粮争地”的原则,秸秆、畜禽粪便等农业农村废弃物和林木枝桠等林业废弃物发展生物质能源的存量仍然很大;据2003年不完全统计,我国每年仅可收集的农业废弃物及禽畜粪便资源就可达10亿吨,其中农作物秸秆总量则有亿吨,除部分作为造纸原料、炊事燃料、饲料肥料和秸杆还田之外,可作为能源用途的秸秆约亿吨,折合亿吨标准煤,可以转化为1亿吨燃料酒精或5000万吨生物柴油;目前各类农业废弃物每年利用率不足10%;到2010年秸秆总量将达亿吨,相当于5亿吨标煤;2005年统计我国畜禽粪便资源的实物量仅为亿吨;2010年和2015年,中国规模化养殖场畜禽粪便资源的实物量分别达到25亿吨和亿吨;我国自l981年起,就有计划地建设薪炭林,到l995年,年增产薪材量2000-2500万吨,经济林面积有亿亩,但是目前加工利用的还不足1/4;林木枝桠和林业废弃物年可获得量约9亿吨,约有3亿吨可作为能源利用;我国存在约20亿亩的山地、滩涂、盐碱地等边际性土地,不宜种植粮食作物,但可以作为能源等专业植物种植的土地;按这些土地的20%利用计算,每年约生产10亿吨生物质;目前全国年产有机废水亿吨,废渣亿吨,可获得沼气资源量为亿m3;城市固体废弃物年产生量约亿吨,每年以8%-10%的速度持续增长;三、利用的现状为解决能源危机我国政府制定了相应政策及规划支持生物质转化技术的开发;目前我国在几项生物质能源技术的研发和产业化上取得了一定的进展:1.沼气生物质农作物秸秆、粪便、有机废水等有机废弃物在厌氧环境通过微生物发酵产生一种以甲烷为主要成分的可燃性混合气体,即沼气;我国的沼气建设始于20世纪五、六十年代,是世界上沼气利用开展得最好的国家,在厌氧发酵、工程建设等方面已居于国际领先水平;农村户用沼气系统已经成熟,主要为农户提供生活燃料,副产的沼液和沼渣做有机肥料部分替代化肥;已经研制出适应不同气候、原料和使用条件的标准化系列池型,并广泛采用混凝土现浇施工工艺,使用寿命长;由于技术的进步,使沼气池的使用管理变得更加简单易行;沼气产业规模发展不断扩大,产品基本实现了标准化生产,规范化设计和专业化施工;目前民用沼气技术已相当成熟,已进入商业化普遍推广阶段;污水处理的大型沼气工程技术也已基本成熟,进入商业示范和初步推广阶段;“十五”开始,国家开始提供专项支持沼气建设,到2007年我国大中型沼气设施有5000多处,户用沼气池有2700多万口;年产沼气90亿立方米,相当于当年天然气消费量的10%;按照国家计划,2020年,中国沼气开发量将达到270亿立方米,年增长率为%;从沼气的原料来看,预计到2015年,中国规模化养殖场畜禽粪便资源的实物量将分别达到亿吨,城市有机废水达到25吨,如果全部利用约产生2000多亿立方米沼气;2.燃料乙醇中国以粮食为原料的燃料乙醇生产已初步形成规模;“十五”期间,在河南、安徽、吉林和黑龙江分别建设了以陈化粮为原料的燃料乙醇生产厂,已在9个省5个省全部,4个省的27个地市开展车用乙醇汽油销售,2005年,这些地方实现了车用乙醇汽油替代汽油;考虑到成本与粮食供给,我国现今政策仅鼓励非粮生产乙醇的开发;以木薯替代粮食生产乙醇,全国具有年产500万吨燃料乙醇的潜力;以甜高粱茎秆为原料生产燃料乙醇的技术称为甜高粱乙醇已经达到年产5000吨燃料乙醇的生产规模;由于现阶段国家对燃料乙醇实行定点生产,再者产品本身距离交通燃料的要求还有差距,这些甜高粱乙醇无法进入交通燃料市场,大多数掺入了低质白酒中;另外,“八五”期间,我国开始研究利用纤维素废弃物制取乙醇,主要研究纤维素的稀酸水解及其发酵技术,并在“九五”期间进入中间试验阶段;目前已经建成年产600吨规模的纤维素废弃物制取乙醇燃料技术中试设施;3.生物柴油由生物质替代石油原料制取汽油和柴油,是可再生能源开发利用的重要方向,研究方向主要集中在催化转化为适宜的油品或含油品的混合物再进一步分离;生物柴油是一种优质的生物液体燃料,其生产原料主要为廉价植物油和纤维性生物质;目前基于廉价植物油为原料的转化技术国内外已有突破性进展,在尽量降低转化过程中能耗的前提下提高转化率并保证油品质量是生物柴油市场化的关键;上世纪80年代末,欧美国家投入大量的人力、财力、物力开发利用生物柴油;美国相继在1996年和2000年颁布标准,完善生物柴油的产业化条件,政府实行积极鼓励,在生物柴油的价格上给予一定的补贴;德国也于2001年在海德地区投资5000万马克7马克约合元人民币,兴建年产10万吨的生物柴油装置;我国在1981年已有用菜籽油、棉籽油等植物油生产生物柴油的试验研究;科技部已将生物柴油技术列入十一五国家863计划和国际科技合作计划,产业化方面已实现多处中试和示范线;外国公司也进军中国,外国公司分别在山东威海市和黑龙江佳木斯市建设年生产能力25万吨和20万吨的生物柴油厂;目前利用我国自主知识产权的技术在海南、福建龙都已开发出并相继建成了万吨级的生产线;中国生物柴油产量在2010年前达每年100万吨;由于受到原材料来源和价格的影响大多数企业处于停产或半停产状态;相比之下,以纤维为原料生产生物柴油的技术发展的要慢,到目前为止,还处于工业化示范阶段,且产生的生物柴油品质存在较大差异;但是由于这条技术路线原材料量大、价格可控,如果生产成本合理,将更有发展前景;4.生物质能发电中国生物质发电技术可分为直接燃烧发电、混合燃烧发电、气化发电和沼气发电;直接燃烧发电和混合燃烧发电都是以固体生物质为燃料;气化发电和沼气发电是以生物质汽化后再燃烧发电;固体生物质燃料分生物质直接燃烧或压缩成型燃料及生物质与煤混合燃烧为原料的燃料;直接将具有生物质的原料进行燃烧发电处理是生物质能转化速度较快的一种方式,从1988年第一座秸秆生物燃烧发电厂在丹麦投产以来,在一些欧美发达国家发展迅速并得到广泛应用;美国在2000年就已有超过1200个燃烧发电厂在正常运行,总装机容量为1200万kW,年发电900亿kW;中国生物质燃料发电也具有了一定的规模,2006年底全国生物质能发电累计装机容量220万kW,其中蔗渣热电联产170万kW,主要集中在南方地区的许多糖厂利用甘蔗渣发电;中国第一批农作物秸秆燃烧发电厂在河北石家庄市和山东菏泽市建成,装机容量分别为2x12兆瓦和25兆瓦,发电量分别为亿千瓦时和亿千瓦时,年消耗秸秆20万吨;目前,秸秆直燃发电技术仍存在着缺乏核心技术和设备、发电成本偏高、秸秆收储运困难等问题;中国沼气发电技术一方面积极引进了国外先进技术,诸如兰州花庄奶牛繁殖中心引进了捷克沼气热电联产设备;另一方面,国产沼气发电机组也已基本成熟,维柴、胜动等厂家生产的燃气发电机组的技术性能指标已接近国际先进水平;2006年完成生物质气化及垃圾填埋气发电3万kW,在建的还有9万kW;中国生物质气化集中供气系统的秸秆气化站保有量539处,年产生物质燃气亿立方米;年发电量160千瓦时的稻壳气化发电系统已进入产业化阶段;5.生物质能致密成型燃料生物质压块成型是将秸秆、稻壳、锯末、木屑等有机废弃物,用机械加压的方法,使无定型、低发量的生物质原料压制成具有一定形状、密度较高的固成型燃料;由此,半松散的、低热值的生物质加工成热值高及能源密度高的能量块;从成型工艺上可分为常温压缩成型、热压成型和碳化成型三类;成型燃料热性能优于木材,与中质混煤相当,而且点火容易,便于运输和贮存,可作为生物质气化炉、高效燃烧炉和小型锅炉的燃料;生物型煤与原煤成本低等优点,既能节省能源,又能明显减少大气污染,具有储存、运输和使用方便等特点;中国生物质固体成型技术的研究开发已有二十多年的历史,现在已达工业化生产规模;但由于压缩技术环节的问题,成型燃料的压缩成本较高;目前,中国清华大学、河南省能源研究所、北京美农达科技有限公司和意大利比萨大学两国分别开发出生物质直接成型技术,降低了生物质成型燃料的成本,为生物质致密成型燃料的广泛应用奠定了基础;四、生物质能源应用技术分析生物质转化方式多样,同一原料有多种可行的转化方式,但是经济效益和环境效益却存在差异;沼气技术既可以处理掉大量工农业废弃物并转化为能量,又可以解决农村和中小城镇的生活燃料问题,同时也为农民提供了生物质农肥,实现了循环物质的良性循环;但是目前生物质制沼气,投资/产出的经济效益并不高;主要效益是环境层面上;由于它是规模化养殖场畜禽粪便最合理的应用途径,随着规模养殖的发展,能够实现环境友好、可循环的规模发展,也是新农村建设的亮点;从非粮食为原料制备乙醇从目前的发展情况来看,以特定的木薯等淀粉类作物替代粮食作物来说具有良好的发展前景;但是由于受到原材料数量和产地的影响,只能在一定的区域推广和应用;而以纤维素为原料制备乙醇无论从技术的成熟度、经济效益,还是产品销售等方面,都存在着困难:一、生产成本高,没有经济效益甚至是负效益;二、具有一定环境负担,在生产过程中用水量大,还存在一定量的污水需要处理;三、生产中能耗偏大,能量转换效率偏低,特别将低浓度非能源类乙醇,转变为高浓度能源类乙醇时,效率还需要进一步提高;利用生物质制造乙醇,作为生物质能源利用的一种能源转换方式,虽然目前看不到经济效益,但是作为可再生替代能源是可以继续在技术方面做以探索的;生物柴油是目前被业界普遍看好的生物质能源;其两种方式的进展差异较大;直接利用植物油转换生物柴油的方式,技术比较成熟和可靠,品质很好,完全可以直接作为燃油甚至内燃机燃油使用;但是由于它立足于廉价的植物油,因此它经常受到原料的成本和产品的售价之间的挤压,经济效益极不稳定;进入2008年以来,由于粮油价格普遍上涨,生物柴油企业大多数处于停产或半停产;科学家建议,应利用新疆等的荒漠土地资源,培育耐旱抗碱的能源植物,结合荒漠治理,大规模开发能源植物种植基地,扩大种植规模,为我国规模化发展生物质能源提供稳定的资源量;利用纤维素转换为生物柴油的方式,由于技术上需要进一步完善,还没有形成大规模生产,由于技术路线的不同,产生的生物柴油与柴油各项关键指标特别是燃烧值和成分相比较可分为:低品质燃油和高品质燃油;两类技术都处于研发和中试;由于其原料量大面广农业和林业的可利用纤维性生物质总量约17亿吨,直接可产生高品质生物柴油约2亿吨,如果具有一定的经济效益,该项技术特别是高品质燃油技术将为生物质能源利用打开广阔的天地,通过一段时间的发展逐步缓解我国石油对外的高依存度,意义重大;因此要积极引导和支持,加快技术成熟和后续推广应用的步伐;生物质发电及致密成型材料主要是在已有技术上改进,技术的原创性空间相对较小,依托于相关工艺技术及产业水平;其应用只能是在特殊原材料供应地区或特殊需求地区,从行业发展、经济效益、技术进步和规模化来看,仅仅作为生物质能源利用的过渡和补充方式;五、未来的前景中国拥有丰富的生物质资源,预测在2020年前后中国的年农业废弃物资源实物量干重近20亿吨,可利用超过11亿吨;林业可利用生物质资源总量将超过20亿吨,其中50%可以利用;全国作为生物能源原料总量达到约21吨,约折合15亿吨标准煤,超过届时全国能源消费需求预计总量亿吨标煤的一半,不可小视;尽管如此,生物质资源还具有极大的开发潜力,如沙漠治理、低质地、荒坡及滩涂利用发展能源植物种植,利用生物技术进行品种改良能源植物等等;但是生物质资源种类繁多、集中度差、不易集中;利用时,对技术要求高,投资量大、政策性强;为此生物质能源利用对政策依赖性较强;该行业的发展在技术的支撑的前提下,主要取决于政府支持;因此生物质能源作为我国未来战略能源的一部分,应该对其的开发和利用立足于社会效益优先,兼顾经济效益的原则;参考文献:1曹湘洪.我国生物能源产业健康发展的对策思考J.化工进展.2007072李俊峰,王仲颖主编.中华人民共和国可再生能源法解读M.化学工业出版社,2005 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