生物质是一种首要的可再生动力,是指经过光协效果而构成的各种有机物,包含悉数的动物、植物和微生物,以及这些生命体分泌和代谢所发作的有机物质。生物质能是指以生物质为载体的能量,即把太阳能以化学能的办法固定在生物质中的一种能量办法。这篇文章从生物质能的概述、分类、特征下手,对其运用处径、国内外研讨进展和开发运用现状,及将来动力的展望进行了总述。
1.1 生物质能的概述
生物质能是指运用生物可再生质料和太阳能出产的清洗和可继续运用的动力,包含燃料酒精、生物柴油、生物制氢、生物质气化及液化燃料等。它直接或直接地来历于绿色植物的光协效果,可转化为惯例的固态、液态和气态燃料,取之不尽、用之不竭,是一种可再生动力,一同也是仅有一种可再生的碳源。生物质能的初始能量来历于太阳,所以从广义上讲,生物质能是太阳能的一种体现办法。地球上的生物质能资本较为丰厚,并且是一种无害的动力。地球每年经光协效果发作的物质有1730亿吨,其间蕴含的能量适当于全国际动力耗费总量的10-20倍,但现在的运用率不到3%。
1.2 生物质能的分类
依据来历的不相同,可以将适合于动力运用的生物质能分为林业资本、农业资本、工业有机废水、城市固体废物资本等四大类。
1.2.1 林业生物质能资本
林业生物质能资本不只是宽广乡村的首要资本,并且是现代无污染清洗动力的载体,展开林业生物质能资本不只能减轻乡村动力短少疑问,添加经济收入,前进日子水平,还能维护森林资本,改进生态情况。五大林种之一的薪炭林是林业生物质动力的主体,而在森林抚育、砍伐和木材加工进程所发作的剩下物、小径木、废材等也是首要的林业生物质能资本。
薪柴是几个世纪以来人类所用的首要动力,不只用于家庭,还广泛用于工业。我国每年薪柴的产值抵达8860万吨,约占乡村日子用能的40%摆布。
1.2.2 农业生物质能资本
农业生物质能资本是指农业作物(包含动力作物);农业出产进程中的抛弃物,如农作物收成时残留在农田内的农作物秸秆(玉米秸、高粱秸、麦秸、稻草、豆秸和棉秆等);农业加工业的抛弃物,如农业出产进程中剩下的稻壳等。动力植物泛指各种用以供给动力的植物,通常包含草本动力作物、油料作物、制取碳氢化合物植物和水生植物等几类。
我国作为国际上的农业大国,农作物的品种很多,数量也较大。其发作的抛弃物秸秆是我国首要的生物质资本之一。现在全国年产各种农作物秸秆约为7亿吨,可发作的生物动力约为1.5亿吨标准煤。
1.2.3 工业有机废水资本
日子污水首要由乡镇居民日子、商业和效劳业的各种排水构成,如冷却水、洗浴排水、盥洗排水、洗衣排水、厨房排水、大便污水等。工业有机废水首要是酒精、酿酒、制糖、食物、制药、造纸及屠宰等职业出产进程中排出的废水等,其间都富富含机物。
1.2.4 城市固体废物资本
固体抛弃物又称为废物,是指人类在出产进程和社会日子中丢掉的固体或半固体物质。可以说是“过错的时刻放置在过错地址的资本”。
城市固体废物首要是由乡镇居民日子废物,商业、效劳业废物和少量建筑业废物等固体废物构成。其构成成分对比杂乱,受本地居民的均匀日子水平、动力花费构造、乡镇建造、天然条件、传统习惯以及时节改动等要素影响。跟着经济的展开,我国城市化水平前进很快,城市的数量和方案都在不断的扩展。一同,我国乡镇的废物总量在不断的添加,年添加率为10%摆布。估量到2010年,城市废物总量将抵达2.3亿吨。我国废物中有机成分通常在30%~60%之间,最高可达95%。
很多的固体抛弃物经过处理具有较高的运用价值。一些固体抛弃物可以作为二次资本加以运用,这种二次资本与天然资本对比具有出产功率高、能耗低、环境抛弃物少等长处;还有一些固体抛弃物是农业出产必不行少的优异有机肥源。 生物质能的特征
生物质能具有可再生性、低污染性、广泛散布性、能量总量非常丰厚的特征。
1.3.1 可再生性
生物质能属可再生资本,生物质能因为经过植物的光协效果可以再生,与风能、太阳能等同属可再生动力,资本丰厚,可确保动力的永续运用。
1.3.2 低污染性
生物质的硫含量、氮含量低、焚烧进程中生成的SOX、NOX较少。生物质作为燃料时,因为它在成长时需求的二氧化碳适当于它排放的二氧化碳的量,因而对大气的二氧化碳净排放量近似于零,可有用地减轻温室效应。
1.3.3 广泛散布性
生物质的多元化及广泛散布性给生物质能的运用供给了便当,关于短少短少煤炭、天然气等化石动力的地域,可充沛运用生物质能。
1.3.4 能量总量非常丰厚
生物质能是国际第四大动力,仅次于煤炭、石油和天然气。依据生物学家预算,地球陆地每年出产1000~1250亿吨生物质;海洋年出产500亿吨生物质。生物质动力的年出产值远远超越全国际总动力需求量,适当于现在国际总能耗的10倍。我国可开发为动力的生物质资本到2010年可达3亿吨。跟着农林业的展开,格外是炭薪林的推行,生物质资本还将不断添加。
2 生物质能的运用
生物质能在人类展开前史中曾经起到无穷的效果,在远古年代,人类就运用生物质发作的热能烧烤食物,直到咱们发现并大方案运用矿藏燃料时,生物质很多运用这一情况才有所改动。
现在在国际动力构造中也占有必定的方位。据核算,在国际动力耗费中,生物质约占总耗费的14%。就国际的全体展开而言,不相同国家和区域生物质能花费在总能耗中所占份额不相同很大。在亚洲、非洲等地的展开我国家,生物质能的运用占国家总耗能的40%。在展开我国家,生物质能花费量约占40%摆布。在兴旺国家生物质能均匀花费量抵达动力花费总量的3%摆布。
2.1 生物质能的运用处径
生物质能的运用首要有直接焚烧、热化学变换和生物化学变换等3种路径。生物质的直接焚烧在往后适当长的时刻内仍将是我国生物质能运用的首要办法。
其时改造热功率仅为10%摆布的传统烧柴灶,推行功率可达20%-30%的节柴灶这种技能简略、易于推行、效益显着的节能办法,被国家列为乡村新动力建造的要点使命之一。
生物质的热化学变换是指在必定的温度和条件下,使生物质汽化、炭化、热解和催化液化,以出产气态燃料、液态燃料和化学物质的技能。
生物质的生物化学变换包富含生物质-沼气变换和生物质-变换等。沼气转化是有机物质在厌氧环境中,经过微生物发酵发作一种以甲烷为首要成分的可燃性混合气体即沼气。乙醇变换是运用糖质、淀粉和纤维素等质料经发酵制成。
2.2 生物质能的研讨进展
现在,生物质能技能的研讨与开发已变成国际严峻抢手课题之一,遭到国际各国政府与科学家的注重。很多国家都拟定了相应的开发研讨方案,如日本的阳光方案、印度的绿色动力工程、美国的动力农场和巴西的酒精动力方案等,其间生物质动力的开发运用占有适当的比重。现在,国外的生物质能技能和设备多已抵达商业化运用程度,完结了方案化工业运营,以美国、瑞典和奥地利三国为例,生物质转化为高档次动力运用已具有适当可观的方案,别离占该国一次动力耗费量的4%、16%和10%。在美国,生物质能发电的总装机容量已超越10000兆瓦,单机容量达10~25兆瓦;美国纽约的斯塔藤废物处理站出资2000万美元,选用湿法处理废物,收回沼气,用于发电,一同出产肥料。巴西是燃料开发运用最有特征的国家,施行了国际上方案最大的开发方案,现在燃料已占该国轿车燃料花费量的50%以上。美国开宣告运用纤维素废料出产酒精的技能,树立了1兆瓦的稻壳发电演示工程,年产酒精2500吨。地球上的生物质能资本较为丰厚,并且是一种无害的动力。生物质能是运用有机物质作为燃料,经过气体搜集、气化、焚烧和消化效果(只限湿润废物)等技能发作动力。只需适本地履行,生物质能也是一种名贵的可再生动力,但要看生物质能燃料是怎么发作出来。现在全球方案正在炒做用玉米、小麦、食糖等粮食来制作汽油等动力来满意日益添加的需求,以及过高本钱带来的过高报价。
为人类的出产和日子供给各种才干和动力的物质资本,是国民经济的首要物质根底。动力的开发和有用运用程度以及人均花费量是出产技能和日子水平的首要象征。
我国是一自个员大国,又是一个经济敏捷展开的国家,21世纪将面对着经济添加和环境维护的两层压力。因而改动动力出产和花费办法,开发运用生物质能等可再生的清洗动力资本对树立可继续的动力体系,推动国民经济展开和环境维护具有严峻含义。
开发运用生物质能对我国乡村更具格外含义。我国80%人员日子在乡村,秸秆和薪柴等生物质能是乡村的首要日子燃料。虽然煤炭等商品动力在乡村的运用敏捷添加,但生物质能仍占有首要方位。1998年乡村日子用能总量3.65亿吨标煤,其间秸秆和薪柴为2.07亿吨标煤,占56.7%。因而展开生物质能技能,为乡村区域供给日子和出产用能,是协助这些区域脱贫致富,完结小康方针的一项首要使命。
1991年至1998年,乡村动力花费总量从5.68亿吨标准煤展开到6.72亿吨标准煤,添加了18.3%,年均添加2.4%。而同期乡村运用液化石油气和电炊的农户由1578万户展开到4937万户,添加了2倍多,年添加达17.7%,添加率是总量添加率的6倍多。可见跟着乡村经济展开和农人日子水平的前进,乡村关于优异燃料的需求日益火急。传统动力运用办法现已难以满意乡村现代化需求,生物质能优异化变换运用势在必行。
生物质能高新变换技能不只可以大大加速村镇居民完结动力现代化进程,满意农人殷实后对优异动力的火急需求,一同也可在乡镇公司等出产范畴中得到运用。因为我国地广人多,惯例动力不行能彻底满意宽广乡村日益添加的需求,并且因为国际上正在拟定各种有关环境疑问的条约,约束二氧化碳等温室气体排放,这对以煤炭为主的我国是很晦气的。因而,立足于乡村现有的生物质资本,研讨新式变换技能,开发新式装备既是乡村展开的火急需求,又是削减排放、维护环境、施行可继续展开战略的需求。
生物质颗粒推进我国绿色能源向前开展现今生物质颗粒机消费出的木质颗粒在美国市场的小包装批发价钱为170美圆/吨(2006年高达280美圆);在瑞典的交货价钱为150美圆/吨(2006年高达250美圆)。
国度发改委对生物质成型燃料开展规划提出,在2010年前,分离处理乡村根本能源需求和改动乡村用能方式,展开生物质颗粒机的颗粒燃料应用示范点建立,年耗费颗粒燃料500万吨,替代300万吨
煤。到2020年,使生物质颗粒机的颗粒燃料成为普遍运用的一种优质燃料。
年耗费颗粒燃料 5000万吨,替代3000万吨煤,随着我国对生物质能源与环境的踪合管理,生物质颗粒燃料的炉具曾经在中大城市的高档别墅或住房装置运用,不久的未来,这种便当、节能、无污染的
绿色能源将成为紧俏商品将呈现地在超市或连锁店中。
自从我国倡导低碳环保经济以来,我国的颗粒机、木屑颗粒机、秸秆颗粒机等新能源环保设备的市场需求在很长一段时间内,坚持了高速增长,近年来,我国的颗粒机行业的产销都坚持着明显的
长势头,我国颗粒机行业已成为世界上第一大生物质能源设备市场,但是由于颗粒机机器自身的特殊性,颗粒机在运转需求强大的动力来作为支撑,在颗粒的构成过程中,颗粒机需求耗费大量的电力,
颗粒机在这一方面不契合国度关于节能减排的请求,颗粒机在另一方面也无形中增加了颗粒的消费本钱,在这种前提早,节约能源渐渐成为颗粒机一个开展的新航向。将来几年生物质颗粒机开展将不可
估量
生物质颗粒燃料是仅次于煤炭、石油、自然气之后第四大能源,是经过生物质颗粒机紧缩消费出来的新型清洁燃料,作为可再生能源它在整个能源系统中占有重要的位置。生物质颗粒燃料的应用能
够局部替代煤、天燃气等常规能源,可以有效缓解能源供给慌张的问题。中国工程院院士、清华大学教授倪维斗曾说,生物质颗粒燃料能源在中国的应用将大有可为。我国广阔乡村中有丰厚的生物质能
源原料.
乡村地域生物质能源应用潜力大据统计,2000年前,生物质能源作为燃料占乡村居民生活用能55.17%,我国乡村每年秸秆产量约为6-7亿吨,约合3-3.5亿吨标煤;林业的废枝、废木每年可达10亿吨
,约合5亿吨以上的煤。