Ⅰ 生物能到底是常規能源還是新能源
生物能即生物質能.生物質能是指植物葉綠素將太陽能轉化為化學能貯存在生物質內部的能量,本質上也源於太陽能。生物質能是全世界使用最廣泛的能源,但根據中國2006年1月1日起施行的《中華人民共和國可再生能源法》,通過低效率爐灶直接燃燒方式(傳統方式)利用秸稈、薪柴、糞便等不屬於現代生物質能。目前發展中的開發利用技術主要是,通過熱化學轉換技術將固體生物質轉換成可燃氣體、焦油等,通過生物化學轉換技術將生物質在微生物的發酵作用下轉換成沼氣、酒精等,通過壓塊細蜜成型技術將生物質壓縮成高密度固體燃料等。
生物能大致可以分為兩類——傳統的和現代的。生物質能包括自然界可用作能源用途的各種植物、人畜排泄物以及城鄉有機廢物轉化成的能源,如薪柴、沼氣、生物柴油、燃料乙醇、林業加工廢棄物、農作物秸稈、城市有機垃圾、工農業有機廢水和其他野生植物等。現代生物能是指那些可以大規模用於代替常規能源亦即礦物類固體、液體和氣體燃料的各種生物能。巴西、瑞典、美國的生物能計劃便是這類生物能的例子。現代生物質包括:木質廢棄物(工業性的);甘蔗渣(工業性的);城市廢物;生物燃料(包括沼氣和能源型作物)。傳統生物能主要限於發展中國家、廣義來說它包括所有小規模使用的生物能,但它們也並不總是置於市場之外。第三世界農村燒飯用的薪柴便是其中的典型例子。傳統生物質包括:家用薪柴和木炭;稻草和稻殼;其他的植物性廢棄物;動物的糞便。世界上生物質資源數量龐大,形式繁多,其中包括薪柴、農林作物,尤其是為了生產能源而種植的能源作物,農業和林業殘剩物,食品加工和林產品加工的下腳料,城市固體廢棄物,生活污水和水生植物等等。中國生物質資源主要是農業廢棄物及農林產品加工業廢棄物、薪柴、人畜糞便、城鎮生活垃圾等四個方面。
薪柴:至今仍為許多發展中國家的重要能源,仍需依賴柴薪來滿足大部分能量需求.不過由於日益增加薪柴的需求,將導致林地日減,需適當規劃與植林方可解決這一問題。
農作物殘渣:農作物殘渣遺留於耕地上也有水土保持與土壤肥力固化的功能,因此,農作物殘渣不可毫無限制地供作能源轉換。
牲畜糞便:牲畜的糞便,經乾燥可直接燃燒供應熱能。若將糞便經過厭氧處理,會產生甲烷和可供肥料使用的淤渣。若用小型厭氧消化糟,僅需三至四頭牲畜之的糞便即能滿足發展中國家中小家庭每天能量的需要。
製糖作物:對具有廣大未利用土地的國家而言,如將製糖作物轉化成乙醇將可成為一種極富潛力的生物能。製糖作物最大的優點,在於可直接發酵變成乙醇。
水生植物:如一些水生藻類,主要包括海洋生的馬尾藻、巨藻、海帶等,淡水生的布袋草、浮萍、小球藻等。利用水生植物化成燃料也為增加能源供應方法之一。
光合成微生物:如硫細菌、非硫細菌等等。 城市垃圾:將城市垃圾直接燃燒可產生熱能,或是經過熱解體處理而製成燃料使用。
城市污水:一般城市污水約含有0.02~0.03%固體與99%以上的水分。下水道污泥有望成為厭氧消化槽的主要原料。
石油植物:作為一種新的可再生能源,與其它能源相比,具有如下優點:
① 是一種獨特的綠色清潔能源,在當今全球環境嚴重污染的情況下,開發應用它對保護環境十分有利。
②分布廣泛,若能因地制宜地進行種植,便能就地取木成「油」,而不需勘探、鑽井、采礦,也減少了長途運輸,成本低廉,易於普及推廣。
③生長迅速,能通過規模化種植確保產量。
④能源使用起來要比核電等能源安全得多,不會發生爆炸,泄漏等安全事故。
⑤ 開發石油植物,將逐步加強世界各國在能源方面的獨立性,減少對石油市場的依賴,可以在保障能源供給、穩定經濟發展方面發揮積極作用。
Ⅱ 生物質能源有哪些種類
依據來源的不同,可以將適合於能源利用的生物質分為林業資源、農業資源、生活污水和工業有機廢水、城市固體廢物和畜禽糞便等五大類。
1、林業資源
林業生物質資源是指森林生長和林業生產過程提供的生物質能源,包括薪炭林、在森林撫育和間伐作業中的零散木材、殘留的樹枝、樹葉和木屑等;木材采運和加工過程中的枝丫、鋸末、木屑、梢頭、板皮和截頭等;林業副產品的廢棄物,如果殼和果核等。
2、農業資源
農業生物質能資源是指農業作物(包括能源作物);農業生產過程中的廢棄物,如農作物收獲時殘留在農田內的農作物秸稈(玉米秸、高粱秸、麥秸、稻草、豆秸和棉稈等);農業加工業的廢棄物,如農業生產過程中剩餘的稻殼等。
能源植物泛指各種用以提供能源的植物,通常包括草本能源作物、油料作物、製取碳氫化合物植物和水生植物等幾類。
3、污水廢水
生活污水主要由城鎮居民生活、商業和服務業的各種排水組成,如冷卻水、洗浴排水、盥洗排水、洗衣排水、廚房排水、糞便污水等。工業有機廢水主要是酒精、釀酒、製糖、食品、制葯、造紙及屠宰等行業生產過程中排出的廢水等,其中都富含有機物。
4、固體廢物
城市固體廢物主要是由城鎮居民生活垃圾,商業、服務業垃圾和少量建築業垃圾等固體廢物構成。其組成成分比較復雜,受當地居民的平均生活水平、能源消費結構、城鎮建設、自然條件、傳統習慣以及季節變化等因素影響。
5、畜禽糞便
畜禽糞便是畜禽排泄物的總稱,它是其他形態生物質(主要是糧食、農作物秸稈和牧草等)的轉化形式,包括畜禽排出的糞便、尿及其與墊草的混合物。
6、沼氣
沼氣是由生物質能轉換的一種可燃氣體。沼氣是一種混合物,主要成分是甲烷(CH4)。沼氣是有機物質在厭氧條件下,經過微生物的發酵作用而生成的一種混合氣體。由於這種氣體最先是在沼澤中發現的,所以稱為沼氣。
人畜糞便、秸稈、污水等各種有機物在密閉的沼氣池內,在厭氧(沒有氧氣)條件下發酵,類繁多的沼氣發酵微生物分解轉化,從而產生沼氣。沼氣是一種混合氣體,可以燃燒。通常可以供農家用來燒飯、照明。
生物質能源特點:
1、可再生性
生物質能屬可再生資源,生物質能由於通過植物的光合作用可以再生,與風能、太陽能等同屬可再生能源,資源豐富,可保證能源的永續利用;
2、低污染性
生物質的硫含量、氮含量低、燃燒過程中生成的SOX、NOX較少;生物質作為燃料時,由於它在生長時需要的二氧化碳相當於它排放的二氧化碳的量,因而對大氣的二氧化碳凈排放量近似於零,可有效地減輕溫室效應;
3、廣泛分布性
缺乏煤炭的地域,可充分利用生物質能;
4、總量十分豐富
生物質能是世界第四大能源,僅次於煤炭、石油和天然氣。根據生物學家估算,地球陸地每年生產1000~1250億噸生物質;海洋年生產500億噸生物質。生物質能源的年生產量遠遠超過全世界總能源需求量,相當於世界總能耗的10倍。我國可開發為能源的生物質資源到2010年可達3億噸。
隨著農林業的發展,特別是炭薪林的推廣,生物質資源還將越來越多。
5、廣泛應用性
生物質能源可以以沼氣、壓縮成型固體燃料、氣化生產燃氣、氣化發電、生產燃料酒精、熱裂解生產生物柴油等形式存在,應用在國民經濟的各個領域。
以上內容參考:網路-生物質能
Ⅲ 生物質能的來源有哪些呢
以生物質為載體,由生物質產生的能量,便是生物質能。生物能是太陽能以化學能形式貯存在生物中的一種能量形式,一種以生物質為載體的能量,它直接或間接地來源於植物的光合作用,在各種可再生能源中,生物質是獨特的,它是貯存的太陽能,更是一種唯一可再生的碳源,可轉化成常規的固態、液態和氣態燃料。 生物質能 生物質能是蘊藏在生物質中的能量,是指直接或間接地通過綠色植物的光合作用,把太陽能轉化為化學能後固定和貯藏在生物體內的能量。它是是一種唯一可再生的碳源,可轉化成常規的固態、液態和氣態燃料。 1) 可再生性 生物質屬可再生資源,生物質能由於通過植物的光合作用可以再生,與風能、太陽能等同屬可再生能源,資源豐富,可保證能源的永續利用; 2) 低污染性 生物質的硫含量、氮含量低、燃燒過程中生成的SOX、NOX較少;生物質作為燃料時,由於它在生長時需要的二氧化碳相當於它排放的二氧化碳的量,因而對大氣的二氧化碳凈排放量近似於零,可有效地減輕溫室效應; 3) 廣泛分布性 缺乏煤炭的地域,可充分利用生物質能; 4) 生物質燃料總量十分豐富。 生物質能是世界第四大能源,僅次於煤炭、石油和天然氣。根據生物學家估算,地球陸地每年生產1000~1250億t干生物質;海洋年生產500億t干生物質。生物質能源的年生產量遠遠超過全世界總能源需求量,相當於目前世界總能耗的10倍。我國可開發為能源的生物質資源到2010年可達3億t。隨著農林業的發展,特別是炭薪林的推廣,生物質資源還將越來越多。 應用:沼氣、壓縮成型固體燃料、氣化生產燃氣、氣化發電、生產燃料酒精、 熱裂解生產生物柴油等。
Ⅳ 什麼是生物質能
生物質能(biomass energy ),就是太陽能以化學能形式貯存在生物質中的能量形式,即以生物質為載體的能量。與風能、太陽能等同屬可再生能源,資源豐富,可保證能源的永續利用。
它直接或間接地來源於綠色植物的光合作用,可轉化為常規的固態、液態和氣態燃料,取之不盡、用之不竭,是一種可再生能源,同時也是唯一一種可再生的碳源。並且是世界第四大能源,僅次於煤炭、石油和天然氣。它在我國生產的一次能源中佔15%左右,居第二位,它具有分散性和獨立性,可以確保能源系統的安全性和靈活性,在未來的能源體系中將顯得越來越重要。
從經濟效益看,不同條件和不同技術方法效益差別很大,在生物質集中的地方採用大規模直接燃燒利用的效益比較好,而在生物質分散的地區,採用氣化利用可以取得較好的效果,在未來的能源體系中將顯得越來越重要。
生物質能源優點分析:
資源:
森林能源
森林能源是森林生長和林業生產過程提供的生物質能源,主要是薪材,也包括森林工業的一些殘留物等。薪材來源於樹木生長過程中修剪的枝杈,木材加工的邊角余料,以及專門提供薪材的薪炭林。
農作物秸稈
農作物秸稈是農業生產的副產品,也是我國農村的傳統燃料。隨著農村經濟的發展,農民收入的增加,以傳統方式利用的秸稈首先成為被替代的對象,致使被棄於地頭田間直接燃燒的秸稈量逐年增大,既危害環境,又浪費資源。因此,加快秸稈的優質化轉換利用勢在必行。
禽畜糞便
禽畜糞便也是一種重要的生物質能源,大中型養殖場的糞便是更便於集中開發、規模化利用的,可烘乾後,用於生物質氣化。生物質氣體可用於發電和用熱設備。
生活垃圾
城鎮生活垃圾主要是由居民生活垃圾,商業、服務業垃圾和少量建築垃圾等廢棄物所構成的混合物。
有以下特點:垃圾中有機物含量接近1/3甚至更高,食品類廢棄物是有機物的主要組成部分,易降解有機物含量高。
Ⅳ 什麼是生物質能
生物質能(biomass energy ),就是太陽能以化學能形式貯存在生物質中的能量形式,即以生物質為載體的能量。它直接或間接地來源於綠色植物的光合作用,可轉化為常規的固態、液態和氣態燃料,取之不盡、用之不竭,是一種可再生能源,同時也是唯一一種可再生的碳源。
生物質能的利用主要有直接燃燒、熱化學轉換和生物化學轉換等3種途徑。生物質的直接燃燒在今後相當長的時間內仍將是我國生物質能利用的主要方式。當前改造熱效率僅為10%左右的傳統燒柴灶,推廣效率可達20%-30%的節柴灶這種技術簡單、易於推廣、效益明顯的節能措施,被國家列為農村新能源建設的重點任務之一。生物質的熱化學轉換是指在一定的溫度和條件下,使生物質汽化、炭化、熱解和催化液化,以生產氣態燃料、液態燃料和化學物質的技術。生物質的生物化學轉換包括有生物質-沼氣轉換和生物質-乙醇轉換等。沼氣轉化是有機物質在厭氧環境中,通過微生物發酵產生一種以甲烷為主要成分的可燃性混合氣體即沼氣、乙醇轉換是利用糖質、澱粉和纖維素等原料經發酵製成乙醇。
Ⅵ 新能源有哪些各種新能源的優缺點是什麼
新能源的各種形式都是直接或者間接地來自於太陽或地球內部伸出所產生的熱能。包括了太陽能、風能、生物質能、地熱能、核聚變能、水能和海洋能以及由可再生能源衍生出來的生物燃料和氫所產生的能量。也可以說,新能源包括各種可再生能源和核能。相對於傳統能源,新能源普遍具有污染少、儲量大的特點,對於解決當今世界嚴重的環境污染問題和資源(特別是化石能源)枯竭問題具有重要意義。同時,由於很多新能源分布均勻,對於解決由能源引發的戰爭也有著重要意義。
據世界斷言,石油,煤礦等資源將加速減少。核能、太陽能即將成為主要能源。
聯合國開發計劃署(UNDP)把新能源分為以下三大類:大中型水電;新可再生能源,包括小水電(Small-hydro)、太陽能(Solar)、風能(Wind)、現代生物質能(Modern biomass)、地熱能(Geothermal)、海洋能(Ocean)(潮汐能);傳統生物質能(Traditional biomass)。
一般地說,常規能源是指技術上比較成熟且已被大規模利用的能源,而新能源通常是指尚未大規模利用、正在積極研究開發的能源。因此,煤、石油、天然氣以及大中型水電都被看作常規能源,而把太陽能、風能、現代生物質能、地熱能、海洋能以及核能、氫能等作為新能源。隨著技術的進步和可持續發展觀念的樹立,過去一直被視作垃圾的工業與生活有機廢棄物被重新認識,作為一種能源資源化利用的物質而受到深入的研究和開發利用,因此,廢棄物的資源化利用也可看作是新能源技術的一種形式。
新近才被人類開發利用、有待於進一步研究發展的能量資源稱為新能源,相對於常規能源而言,在不同的歷史時期和科技水平情況下,新能源有不同的內容。當今社會,新能源通常指核能、太陽能、風能、地熱能、氫氣等。
按類別可分為:太陽能 風力發電 生物質能 生物柴油 燃料乙醇 新能源汽車 燃料電池 氫能 垃圾發電 建築節能 地熱能 二甲醚 可燃冰等。
太陽能
太陽能一般指太陽光的輻射能量。太陽能的主要利用形式有太陽能的光熱轉換、光電轉換以及光化學轉換三種主要方式
廣義上的太陽能是地球上許多能量的來源,如風能,化學能,水的勢能等由太陽能導致或轉化成的能量形式。
利用太陽能的方法主要有:太陽電能池,通過光電轉換把太陽光中包含的能量轉化為電能;太陽能熱水器,利用太陽光的熱量加熱水,並利用熱水發電等。
太陽能可分為3種:
1.太陽能光伏 光伏板組件是一種暴露在陽光下便會產生直流電的發電裝置,由幾乎全部以半導體物料(例如硅)製成的薄身固體光伏電池組成。由於沒有活動的部分,故可以長時間操作而不會導致任何損耗。簡單的光伏電池可為手錶及計算機提供能源,較復雜的光伏系統可為房屋照明,並為電網供電。 光伏板組件可以製成不同形狀,而組件又可連接,以產生更多電力。近年,天台及建築物表面均會使用光伏板組件,甚至被用作窗戶、天窗或遮蔽裝置的一部分,這些光伏設施通常被稱為附設於建築物的光伏系統。
2.太陽熱能 現代的太陽熱能科技將陽光聚合,並運用其能量產生熱水、蒸氣和電力。除了運用適當的科技來收集太陽能外,建築物亦可利用太陽的光和熱能,方法是在設計時加入合適的裝備,例如巨型的向南窗戶或使用能吸收及慢慢釋放太陽熱力的建築材料。
3.太陽光合能:植物利用太陽光進行光合作用,合成有機物。因此,可以人為模擬植物光合作用,大量合成人類需要的有機物,提高太陽能利用效率。
核能
核能是通過轉化其質量從原子核釋放的能量,符合阿爾伯特·愛因斯坦的方程E=mc^2;,其中E=能量,m=質量,c=光速常量。核能的釋放主要有三種形式:
A.核裂變能
所謂核裂變能是通過一些重原子核(如鈾-235、鈾-238、鈈-239等)的裂變釋放出的能量
B.核聚變能
由兩個或兩個以上氫原子核(如氫的同位素—氘和氚)結合成一個較重的原子核,同時發生質量虧損釋放出巨大能量的反應叫做核聚變反應,其釋放出的能量稱為核聚變能。
C.核衰變
核衰變是一種自然的慢得多的裂變形式,因其能量釋放緩慢而難以加以利用
核能的利用存在的主要問題:
(1)資源利用率低
(2)反應後產生的核廢料成為危害生物圈的潛在因素,其最終處理技術尚未完全解決
(3)反應堆的安全問題尚需不斷監控及改進
(4)核不擴散要求的約束,即核電站反應堆中生成的鈈-239受控制
(5)核電建設投資費用仍然比常規能源發電高,投資風險較大
海洋能
海洋能指蘊藏於海水中的各種可再生能源,包括潮汐能、波浪能、海流能、海水溫差能、海水鹽度差能等。這些能源都具有可再生性和不污染環境等優點,是一項亟待開發利用的具有戰略意義的新能源。
波浪發電,據科學家推算,地球上波浪蘊藏的電能高達90萬億度。目前,海上導航浮標和燈塔已經用上了波浪發電機發出的電來照明。大型波浪發電機組也已問世。我國在也對波浪發電進行研究和試驗,並製成了供航標燈使用的發電裝置。將來的世界,每一個海洋里都會有屬於我們中國的波能發電廠。波能將會為我國的電業作出很大貢獻。
潮汐發電,據世界動力會議估計,到2020年,全世界潮汐發電量將達到1000-3000億千瓦。世界上最大的潮汐發電站是法國北部英吉利海峽上的朗斯河口電站,發電能力24萬千瓦,已經工作了30多年。中國在浙江省建造了江廈潮汐電站,總容量達到3000千瓦。
風能
風能是太陽輻射下流動所形成的。風能與其他能源相比,具有明顯的優勢,它蘊藏量大,是水能的10倍,分布廣泛,永不枯竭,對交通不便、遠離主幹電網的島嶼及邊遠地區尤為重要。
風力發電,是當代人利用風能最常見的形式,自19世紀末,丹麥研製成風力發電機以來,人們認識到石油等能源會枯竭,才重視風能的發展,利用風來做其它的事情。
1977年,聯邦德國在著名的風谷--石勒蘇益格-荷爾斯泰因州的布隆坡特爾建造了一個世界上最大的發電風車。該風車高150米,每個漿葉長40米,重18噸,用玻璃鋼製成。到1994年,全世界的風力發電機裝機容量已達到300萬千瓦左右,每年發電約50億千瓦時。
生物質能
生物質能來源於生物質,也是太陽能以化學能形式貯存於生物中的一種能量形式,它直接或間接地來源於植物的光合作用。生物質能是貯存的太陽能,更是一種唯一可再生的碳源,可轉化成常規的固態、液態或氣態的燃料。地球上的生物質能資源較為豐富,而且是一種無害的能源。地球每年經光合作用產生的物質有1730億噸,其中蘊含的能量相當於全世界能源消耗總量的10-20倍,但目前的利用率不到3%。
生物質能利用現狀
2006年底全國已經建設農村戶用沼氣池1870萬口,生活污水凈化沼氣池14萬處,畜禽養殖場和工業廢水沼氣工程2,000多處,年產沼氣約90億立方米,為近8000萬農村人口提供了優質生活燃料。
中國已經開發出多種固定床和流化床氣化爐,以秸稈、木屑、稻殼、樹枝為原料生產燃氣。2006年用於木材和農副產品烘乾的有800多台,村鎮級秸稈氣化集中供氣系統近600處,年生產生物質燃氣2,000萬立方米。
地熱能
地球內部熱源可來自重力分異、潮汐摩擦、化學反應和放射性元素衰變釋放的能量等。放射性熱能是地球主要熱源。我國地熱資源豐富,分布廣泛,已有5500處地熱點,地熱田45個,地熱資源總量約320萬兆瓦。
氫能
在眾多新能源中,氫能以其重量輕、無污染、熱值高、應用面廣等獨特優點脫穎而出,將成為21世紀最理想的新能源。氫能可應用於航天航空、汽車的燃料,等高熱行業。
海洋滲透能
如果有兩種鹽溶液,一種溶液中鹽的濃度高,一種溶液的濃度低,那麼把兩種溶液放在一起並用一種滲透膜隔離後,會產生滲透壓,水會從濃度低的溶液流向濃度高的溶液。江河裡流動的是淡水,而海洋中存在的是鹹水,兩者也存在一定的濃度差。在江河的入海口,淡水的水壓比海水的水壓高,如果在入海口放置一個渦輪發電機,淡水和海水之間的滲透壓就可以推動渦輪機來發電。
海洋滲透能是一種十分環保的綠色能源,它既不產生垃圾,也沒有二氧化碳的排放,更不依賴天氣的狀況,可以說是取之不盡,用之不竭。而在鹽分濃度更大的水域里,滲透發電廠的發電效能會更好,比如地中海、死海、我國鹽城市的大鹽湖、美國的大鹽湖。當然發電廠附近必須有淡水的供給。據挪威能源集團的負責人巴德·米克爾森估計,利用海洋滲透能發電,全球范圍內年度發電量可以達到16000億度。
水能
水能是一種可再生能源,是清潔能源,是指水體的動能、勢能和壓力能等能量資源。廣義的水能資源包括河流水能、潮汐水能、波浪能、海流能等能量資源;狹義的水能資源指河流的水能資源。是常規能源,一次能源。水不僅可以直接被人類利用,它還是能量的載體。太陽能驅動地球上水循環,使之持續進行。地表水的流動是重要的一環,在落差大、流量大的地區,水能資源豐富。隨著礦物燃料的日漸減少,水能是非常重要且前景廣闊的替代資源。目前世界上水力發電還處於起步階段。河流、潮汐、波浪以及涌浪等水運動均可以用來發電。
可以利用電解水分子和光以及化學分解水分子的方式,來分解到可燃燒的氫氣,它可作為新的,多用途的能源來替代現有的礦物質能源。水分子的分解過程簡而易行,投資少見效快。這給水能的綜合利用帶來了廣泛的前景,在地球上,水是一種到處可見的液態物質。通過水的分解裝置,制備出氫燃料,可用於汽車,航天航空,熱力發電等工業和民用方面,在較大的程度上,緩解了人類對礦物質資源的過分依賴。
新能源的發展現狀和趨勢
部分可再生能源利用技術已經取得了長足的發展,並在世界各地形成了一定的規模。目前,生物質能、太陽能、風能以及水力發電、地熱能等的利用技術已經得到了應用。
國際能源署(IEA)對2000~2030年國際電力的需求進行了研究,研究表明,來自可再生能源的發電總量年平均增長速度將最快。IEA的研究認為,在未來30年內非水利的可再生能源發電將比其他任何燃料的發電都要增長得快,年增長速度近6%在2000~2030年間其總發電量將增加5倍,到2030年,它將提供世界總電力的4.4%,其中生物質能將占其中的80%。
目前可再生能源在一次能源中的比例總體上偏低,一方面是與不同國家的重視程度與政策有關,另一方面與可再生能源技術的成本偏高有關,尤其是技術含量較高的太陽能、生物質能、風能等據IEA的預測研究,在未來30年可再生能源發電的成本將大幅度下降,從而增加它的競爭力。可再生能源利用的成本與多種因素有關,因而成本預測的結果具有一定的不確定性。但這些預測結果表明了可再生能源利用技術成本將呈不斷下降的趨勢。
我國政府高度重視可再生能源的研究與開發。國家經貿委制定了新能源和可再生能源產業發展的「十五」規劃,並制定頒布了《中華人民共和國可再生能源法》,重點發展太陽能光熱利用、風力發電、生物質能高效利用和地熱能的利用。近年來在國家的大力扶持下,我國在風力發電、海洋能潮汐發電以及太陽能利用等領域已經取得了很大的進展。
新能源(或稱可再生能源更貼切)主要有:太陽能、風能、地熱能、生物質能等。生物質能在經過了幾十年的探索後,國內外許多專家都表示這種能源方式不能大力發展,它不但會搶奪人類賴以生存的土地資源,更將會導致社會不健康發展;地熱能的開發和空調的使用具有同樣特性,如大規模開發必將導致區域地面表層土壤環境遭到破壞,必將引起再一次生態環境變化;而風能和太陽能對於地球來講是取之不盡、用之不竭的健康能源,他們必將成為今後替代能源主流。
太陽能發電具有布置簡便以及維護方便等特點,應用面較廣,現在全球裝機總容量已經開始追趕傳統風力發電,在德國甚至接近全國發電總量的5%-8%,隨之而來的問題令我們意想不到,太陽能發電的時間局限性導致了對電網的沖擊,如何解決這一問題成為能源界的一大困惑。
風力發電在19世紀末就開始登上歷史的舞台,在一百多年的發展中,一直是新能源領域的獨孤求敗,由於它造價相對低廉,成了各個國家爭相發展的新能源首選,然而,隨著大型風電場的不斷增多,佔用的土地也日益擴大,產生的社會矛盾日益突出,如何解決這一難題,成了我們又一困惑。
早在2001年,MUCE就為了開拓穩定的海島通信電源而開展一項研究,經過六年多研究和實踐,終於將一種成熟的新型應用方式MUCE風光互補系統向社會推廣,這種系統採用了我國自主研製的新型垂直軸風力發電機(H型)和太陽能發電進行10:3地結合,形成了相對穩定的電力輸出。在建築上、野外、通信基站、路燈、海島均進行了實際應用,獲得了大量可靠的使用數據。這一系統的研究成果將為我國乃至世界的新能源發展帶來了新的動力。
新型垂直軸風力發電機(H型)突破了傳統的水平軸風力發電機啟動風速高、噪音大、抗風能力差、受風向影響等缺點,採取了完全不同的設計理論,採用了新型結構和材料,達到微風啟動、無噪音、抗12級以上台風、不受風向影響等性能,可大量用於別墅、多層及高層建築、路燈等中小型應用場合。以它為主建立的風光互補發電系統,具有電力輸出穩定、經濟性高、對環境影響小等優點,也解決了太陽能發展中對電網沖擊等影響。
隨著能源危機日益臨近,新能源已經成為今後世界上的主要能源之一。其中太陽能已經逐漸走入我們尋常的生活,風力發電偶爾可以看到或聽到,可是它們作為新能源如何在實際中去應用?新能源的發展究竟會是怎樣的格局?這些問題將是我們在今後很長時間里需要探索的。
新能源的環境意義和能源安全戰略意義
我國能源需求的急劇增長打破了我國長期以來自給自足的能源供應格局,自1993年起我國成為石油凈進口國,且石油進口量逐年增加,使得我國接入世界能源市場的競爭。由於我國化石能源尤其是石油和天然氣生產量的相對不足,未來我國能源供給對國際市場的依賴程度將越來越高。
國際貿易存在著很多的不確定因素,國際能源價格有可能隨著國際和平環境的改善而趨於穩定,但也有可能隨著國際局勢的動盪而波動。今後國際石油市場的不穩定以及油價波動都將嚴重影響我國的石油供給,對經濟社會造成很大的沖擊。大力發展可再生能源可相對減少我國能源需求中化石能源的比例和對進口能源的以來程度,提高我國能源、經濟安全。
此外,可再生能源與化石能源相比最直接的好處就是其環境污染少。
未來的幾種新能源
波能:即海洋波浪能。這是一種取之不盡,用之不竭的無污染可再生能源。據推測,地球上海洋波浪蘊藏的電能高達9×104TW。近年來,在各國的新能源開發計劃中,波能的利用已佔有一席之地。盡管波能發電成本較高,需要進一步完善,但目前的進展已表明了這種新能源潛在的商業價值。日本的一座海洋波能發電廠已運行8年,電廠的發電成本雖高於其它發電方式,但對於邊遠島嶼來說,可節省電力傳輸等投資費用。目前,美、英、印度等國家已建成幾十座波能發電站,且均運行良好。
可燃冰:這是一種甲烷與水結合在一起的固體化合物,它的外型與冰相似,故稱「可燃冰」。可燃冰在低溫高壓下呈穩定狀態,冰融化所釋放的可燃氣體相當於原來固體化合物體積的100倍。據測算,可燃冰的蘊藏量比地球上的煤、石油和天然氣的總和還多。
煤層氣:煤在形成過程中由於溫度及壓力增加,在產生變質作用的同時也釋放出可燃性氣體。從泥炭到褐煤,每噸煤產生68m3氣;從泥炭到肥煤,每噸煤產生130m3氣;從泥炭到無煙煤每噸煤產生400m3氣。科學家估計,地球上煤層氣可達2000Tm3。
微生物:世界上有不少國家盛產甘蔗、甜菜、木薯等,利用微生物發酵,可製成酒精,酒精具有燃燒完全、效率高、無污染等特點,用其稀釋汽油可得到「乙醇汽油」,而且製作酒精的原料豐富,成本低廉。據報道,巴西已改裝「乙醇汽油」或酒精為燃料的汽車達幾十萬輛,減輕了大氣污染。此外,利用微生物可製取氫氣,以開辟能源的新途徑。
第四代核能源:當今,世界科學家已研製出利用正反物質的核聚變,來製造出無任何污染的新型核能源。正反物質的原子在相遇的瞬間,灰飛煙滅,此時,會產生高當量的沖擊波以及光輻射能。這種強大的光輻射能可轉化為熱能,如果能夠控制正反物質的核反應強度,來作為人類的新型能源,那將是人類能源史上的一場偉大的能源革命。
Ⅶ 什麼是生物質能生物質能的轉化與利用有哪些途徑
生物質是指通過光合作用而形成的各種有機體,包括所有的動植物和微生物。而所謂生物質能(biomass energy ),就是太陽能以化學能形式貯存在生物質中的能量形式,即以生物質為載體的能量。它直接或間接地來源於綠色植物的光合作用,可轉化為常規的固態、液態和氣態燃料,取之不盡、用之不竭,是一種可再生能源,同時也是唯一一種可再生的碳源。生物質能的原始能量來源於太陽,所以從廣義上講,生物質能是太陽能的一種表現形式。
生物質能的利用
生物質能一直是人類賴以生存的重要能源,它是僅次於煤炭、石油和天然氣而居於世界能源消費總量第四位的能源,在整個能源系統中佔有重要地位。有關專家估計,生物質能極有可能成為未來可持續能源系統的組成部分,到下世紀中葉,採用新技術生產的各種生物質替代燃料將佔全球總能耗的40%以上。
目前人類對生物質能的利用,包括直接用作燃料的有農作物的秸稈、薪柴等;間接作為燃料的有農林廢棄物、動物糞便、垃圾及藻類等,它們通過微生物作用生成沼氣,或採用熱解法製造液體和氣體燃料,也可製造生物炭。生物質能是世界上最為廣泛的可再生能源。據估計,每年地球上僅通過光合作用生成的生物質總量就達1440~1800億噸( 乾重 ),其能量約相當於20世紀90年代初全世界總能耗的3~8倍。但是尚未被人們合理利用,多半直接當薪柴使用,效率低,影響生態環境。現代生物質能的利用是通過生物質的厭氧發酵製取甲烷,用熱解法生成燃料氣、生物油和生物炭 ,用生物質製造乙醇和甲醇燃料,以及利用生物工程技術培育能源植物,發展能源農場。
生物質能的分類
依據來源的不同,可以將適合於能源利用的生物質分為林業資源、農業資源、生活污水和工業有機廢水、城市固體廢物和畜禽糞便等五大類。
林業資源:林業生物質資源是指森林生長和林業生產過程提供的生物質能源,包括薪炭林、在森林撫育和間伐作業中的零散木材、殘留的樹枝、樹葉和木屑等;木材采運和加工過程中的枝丫、鋸末、木屑、梢頭、板皮和截頭等;林業副產品的廢棄物,如果殼和果核等。
農業資源:農業生物質能資源是指農業作物(包括能源作物);農業生產過程中的廢棄物,如農作物收獲時殘留在農田內的農作物秸稈(玉米秸、高粱秸、麥秸、稻草、豆秸和棉稈等);農業加工業的廢棄物,如農業生產過程中剩餘的稻殼等。能源植物泛指各種用以提供能源的植物,通常包括草本能源作物、油料作物、製取碳氫化合物植物和水生植物等幾類。
生活污水和工業有機廢水:生活污水主要由城鎮居民生活、商業和服務業的各種排水組成,如冷卻水、洗浴排水、盥洗排水、洗衣排水、廚房排水、糞便污水等。工業有機廢水主要是酒精、釀酒、製糖、食品、制葯、造紙及屠宰等行業生產過程中排出的廢水等,其中都富含有機物。
城市固體廢物:城市固體廢物主要是由城鎮居民生活垃圾,商業、服務業垃圾和少量建築業垃圾等固體廢物構成。其組成成分比較復雜,受當地居民的平均生活水平、能源消費結構、城鎮建設、自然條件、傳統習慣以及季節變化等因素影響。
畜禽糞便:畜禽糞便是畜禽排泄物的總稱,它是其他形態生物質(主要是糧食、農作物秸稈和牧草等)的轉化形式,包括畜禽排出的糞便、尿及其與墊草的混合物。
Ⅷ 現代生物質能的介紹
依據是否能大規模代替常規化石能源,而將其分為傳統生物質能和現代生物質能。傳統生物質能主要包括農村生活用能:薪柴、秸稈、稻草、稻殼及其他農業生產的廢棄物和畜禽糞便等;現代生物質能(Modern biomass)是指生物質能中非傳統質能的部分,是可以大規模應用的生物質能,是對物質再加工利用,包括現代林業生產的廢棄物、甘蔗渣和城市固體廢物等。
Ⅸ 傳統生物質能指什麼
就是太陽能以化學能形式貯存在生物質中的能量形式,即以生物質為載體的能量。它直接或間接地來源於綠色植物的光合作用,可轉化為常規的固態、液態和氣態燃料,取之不盡、用之不竭,是一種可再生能源,同時也是唯一一種可再生的碳源。
Ⅹ 古代能源結構特點及其原因
特點:我國古代先民開發利用了生物質能、礦物能、自然能和畜力能四大類能源,而生物質能源由於易於獲取和利用等特點,是先民最早著力開發利用的能源,在古代的能源結構中一直佔有主體地位。在長期的生產、生活實踐中,先民開發利用了豐富的生物質能源,包括木本植物、草本植物、木炭、竹炭、生物油脂、動物糞便、蜂蠟、蟲白蠟、酒等,這些不同種類的生物質能源構成了較為完整的能源體系,形成了專門的能源基地,呈現出顯著的地域特徵。
原因:
能源是整個社會發展和經濟增長最基本的驅動力是人類賴以生存和發展的基礎。從人類開始使用火就開始了真正意義上能源利用的歷史。生物質能作為提供光能、熱能的載能體資源,由於種類繁多、數量龐大、俯拾皆是的普遍性、易取性、可再生性和使用方便等特點,是古代先民使用最早、最普遍的能源,也一直是古代社會最重要的生產、生活用能。
傳統生物質能是指以低效爐灶等工具,通過直接燃燒等傳統技術利用的生物質能。其優點是容易燃燒、污染少、灰分低等;缺點是熱值及熱效率低,且體積大、不易運輸和大量儲藏。我國古代先民開發利用了草本植物、木本植物、木炭、竹炭、生物油脂、動物糞便、蠟、酒等多種生物質能源資源,主要通過原始、簡單的直接燃燒等形式獲取所需的光能或熱能,用於炊事、取暖、照明、醫療、手工業生產、軍事活動(如火攻、烽火信號傳遞)等社會生活、生產領域。