生物质能源(生物质能源的发展前景)

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一、什么是生物能源

生物质能源(生物质能源的发展前景)

生物能源,又称绿色能源,它是指从生物质中得到的能源,是人类最早利用的能源。生物能源是由太阳能转化而来的,只要有太阳,生物能源就会取之不尽。其通过绿色植物的光合作用将二氧化碳和水合成生物质,生物能的在使用过程中又生成二氧化碳和水,形成一个物质的循环过程,从理论上看二氧化碳的净排放其实为零。生物能源是一种可再生的绿色环保能源,是可以不断开发和使用的生物能源,其符合可持续科学发展观和循环经济的理念。因此,利用高科技技术手段开发生物能源,已成为当今世界发达国家在能源战略方面的重要部分。

生物能一直与太阳能、风能、水能以及地热能等一起作为新能源的代表,现在它受关注的程度却直线上升。据科学家们提供的资料显示,全球每年由光合作用产生的生物质为1440亿吨~11800亿吨。从理论上讲,在自然光照的条件下,太阳光能转化率为18.7%~28%,而目前世界上最好的光电池的能量转换效率只有10%~18%,有此可以看出,生物能挖掘的潜力还非常大。而对于风能和太阳能来讲,它们都还存在一定的技术问题和成本问题,所以普及推广相当不易。

目前,由于全球油价高走,因此各国都在努力开发可再生的替代能源,其中乙醇是最被看好的能源之一。乙醇的近期市场是用于车辆的燃料,由于乙醇无污染、可再生,又比石油价格低廉,因此乙醇将顺理成章地进入以石化为基础原料的领域。同时,乙醇还可以广泛适用于食品、饮料、医药、香精、香料等加工领域,是一种优良的日用化工基本原料。

由于人类对乙醇的需求量日益增加,而乙醇的主要原料是以玉米、小麦等为主的粮食作物,如果长此下去的话,将对人类的温饱问题带来一定的威胁,所以这时,“非粮”乙醇被推上了科技前沿,人类将迎来非粮生物能源的新时代。目前,广西已成为中国首个推广使用非粮原料生产乙醇汽油的省份,使用的乙醇燃料是以非粮作物木薯为原料生产的。这标志着中国生物能源的发展向前迈出了坚实的一步,今后中国将逐步走向“非粮化”。

生物质可以很好的把太阳能吸收和储存起来。太阳能照射到地球上后,其能量一部分转化为热能,一部分则被植物所吸收,转化为了生物质能。由于转化为热能的太阳能能量密度非常低,从而不容易被人类所收集,只有利用很少的一部分,其他大部分就储存于大气和地球中的其他物质中;生物质在光合作用下,能够把太阳能收集起来,储存在有机物中,这些能量就是人类发展所需能源的源泉和基础。基于这种独特的形成过程,生物质能既不同于常规的矿物能源,又有别于其他的新能源,从而具有两者的特点和优势,成为了人类最主要的可再生能源之一。

研究人员还指出,随着以基因技术为代表的现代科技的推广和应用,以纤维质为原料生产乙醇正在逐步成为现实。纤维质可以说是地球上资源储存量最为丰富的可再生资源,它主要包括草、红薯、甘蔗、土豆等不与口粮争地、争水的高产、高糖或耐旱、耐碱经济作物,还包括秸秆、农作物壳皮、树枝、落叶、果壳林业边脚余料和城乡固体垃圾,这些原料可谓是取之不尽,用之不竭的资源。据科学家测算,中国每年只要把农作物秸秆资源的一半转化为乙醇,就将超过中国每年汽油消耗量的1.2倍以上。因此,专家指出,只有用纤维质作为乙醇的生产原料,才能满足于人类在未来石油时代对液体能源的大量需求。

21世纪是科学技术迅速发展的新世纪,可持续发展也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,生物能源的开发和利用为经济的可持续发展带来了光明。生物能源作为可再生、非常环保的新能源,具有无法超越的优越性,必将推动21世纪的经济发展和环境保护工作更上新台阶。

二、生物质能源有哪些种类

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。

林业生物质资源是指森林生长和林业生产过程提供的生物质能源,包括薪炭林、在森林抚育和间伐作业中的零散木材、残留的树枝、树叶和木屑等;木材采运和加工过程中的枝丫、锯末、木屑、梢头、板皮和截头等;林业副产品的废弃物,如果壳和果核等。

农业生物质能资源是指农业作物(包括能源作物);农业生产过程中的废弃物,如农作物收获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);农业加工业的废弃物,如农业生产过程中剩余的稻壳等。

能源植物泛指各种用以提供能源的植物,通常包括草本能源作物、油料作物、制取碳氢化合物植物和水生植物等几类。

生活污水主要由城镇居民生活、商业和服务业的各种排水组成,如冷却水、洗浴排水、盥洗排水、洗衣排水、厨房排水、粪便污水等。工业有机废水主要是酒精、酿酒、制糖、食品、制药、造纸及屠宰等行业生产过程中排出的废水等,其中都富含有机物。

城市固体废物主要是由城镇居民生活垃圾,商业、服务业垃圾和少量建筑业垃圾等固体废物构成。其组成成分比较复杂,受当地居民的平均生活水平、能源消费结构、城镇建设、自然条件、传统习惯以及季节变化等因素影响。

畜禽粪便是畜禽排泄物的总称,它是其他形态生物质(主要是粮食、农作物秸秆和牧草等)的转化形式,包括畜禽排出的粪便、尿及其与垫草的混合物。

沼气是由生物质能转换的一种可燃气体。沼气是一种混合物,主要成分是甲烷(CH4)。沼气是有机物质在厌氧条件下,经过微生物的发酵作用而生成的一种混合气体。由于这种气体最先是在沼泽中发现的,所以称为沼气。

人畜粪便、秸秆、污水等各种有机物在密闭的沼气池内,在厌氧(没有氧气)条件下发酵,类繁多的沼气发酵微生物分解转化,从而产生沼气。沼气是一种混合气体,可以燃烧。通常可以供农家用来烧饭、照明。

生物质能属可再生资源,生物质能由于通过植物的光合作用可以再生,与风能、太阳能等同属可再生能源,资源丰富,可保证能源的永续利用;

生物质的硫含量、氮含量低、燃烧过程中生成的SOX、NOX较少;生物质作为燃料时,由于它在生长时需要的二氧化碳相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,可有效地减轻温室效应;

缺乏煤炭的地域,可充分利用生物质能;

生物质能是世界第四大能源,仅次于煤炭、石油和天然气。根据生物学家估算,地球陆地每年生产1000~1250亿吨生物质;海洋年生产500亿吨生物质。生物质能源的年生产量远远超过全世界总能源需求量,相当于世界总能耗的10倍。我国可开发为能源的生物质资源到2010年可达3亿吨。

随着农林业的发展,特别是炭薪林的推广,生物质资源还将越来越多。

生物质能源可以以沼气、压缩成型固体燃料、气化生产燃气、气化发电、生产燃料酒精、热裂解生产生物柴油等形式存在,应用在国民经济的各个领域。

以上内容参考:百度百科-生物质能

三、生物质能源有哪些

生物质能源有:林业资源、农业资源、污水废水、固体废物、畜禽粪便。

林业生物质资源是指森林生长和林业生产过程提供的生物质能源,包括薪炭林、在森林抚育和间伐作业中的零散木材、残留的树枝、树叶和木屑等;木材采运和加工过程中的枝丫、锯末、木屑、梢头、板皮和截头等;林业副产品的废弃物,如果壳和果核等。

农业生物质能资源是指农业作物(包括能源作物);农业生产过程中的废弃物,如农作物收获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);农业加工业的废弃物,如农业生产过程中剩余的稻壳等。

生活污水主要由城镇居民生活、商业和服务业的各种排水组成,如冷却水、洗浴排水、盥洗排水、洗衣排水、厨房排水、粪便污水等。

城市固体废物主要是由城镇居民生活垃圾,商业、服务业垃圾和少量建筑业垃圾等固体废物构成。其组成成分比较复杂,受当地居民的平均生活水平、能源消费结构、城镇建设、自然条件、传统习惯以及季节变化等因素影响。

畜禽粪便是畜禽排泄物的总称,它是其他形态生物质(主要是粮食、农作物秸秆和牧草等)的转化形式,包括畜禽排出的粪便、尿及其与垫草的混合物。

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