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對於生物能源我們能做些什麼

發布時間:2022-09-18 11:22:02

『壹』 生物能源還能做什麼

自人類邁進二十一世紀以來,開發新能源成為全世界解決能源問題的共同出路。與化石燃料相比,新能源具有可再生、對環境友好等特點,更符合人類可持續發展的目標。其中,太陽能、風能、地熱能、水能和潮汐能,是開發較早的新能源,已在實際生產生活中發揮了重要作用。曾一度被人們看好的核能,有著極高的能量值,可是其高額的研究經費和潛在的巨大危害,令世界大多數國家望而卻步。而作為新能源中「排行」靠後的生物能源,卻在最近幾年內忽然人氣銳增,勢如破竹,被看作是「新能源家族中可實現度最高的未來能源」。那麼究竟何謂生物能源呢,它又有哪些優勢呢?
生物能源主要是指在生物體(尤為植物)內,經一系列化學反應所釋放出的能源。其實,世界上90%的能源消耗來自植物光合作用所積累的能源,比如地球演變的歷史上所積累的礦物能源(煤、石油、天然氣,因為它們是堆積在一起的有機物經地質作用形成的),但總有一天礦物能源會消耗殆盡。能源危機威脅著人類的發展。所以發展可再生能源,尤其是利用植物光合產物轉化成便於利用的能源,引起了全球的廣泛關注。人類利用生物能源,實質是將植物通過光合作用固定的碳的能量釋放出來。它的好處在於: 一、中性的碳循環,即無溫室效應;二、生物再生的能源有助於克服化石能源供應的萎縮。並且,發展生物能源不僅可以解決資源、環境的問題,還可以帶動農業產業的發展,實現環境與經濟效應的雙贏。
我國是糧食大國,同樣也是資源匱乏的國家,發展生物能源十分符合我國國情。對此農業部成立了生物質工程中心,目的是加強農業生物質技術研究,在生物能源的開發等方面取得突出進展,並使我國在未來達到國際先進水平。與此同時,國內的眾多科研院所也紛紛加入研發行列,試圖開拓出自己的道路。巴西、美國等利用玉米澱粉轉化成酒精已經取得很大成效。但是就世界上大多數國家和地區而言,不可以用有限的耕地去發展新的能源產業。所以利用荒地種植野生、半野生的能源植物已是大家認同的發展方向。另外,與某些國家採用把玉米、甘蔗轉化成乙醇,或是從油料作物中提取生物柴油不同,我們國家把目光放在了更為高效的纖維素上。
纖維素是植物的木質部分,是地球數量最大的植物積累的產物,植物從太陽獲取的絕大部分能量也都儲存於其中。所以人類一旦掌握了釋放出存儲在纖維素中能量的技術,能源危機便可迎刃而解。我了解到纖維素的降解和轉化是十分關鍵的步驟,也是巨大的難點。纖維素猶如植物堅硬的骨架,因此它遠比澱粉類物質難分解。而突破口是找到合適的能高效分解纖維素的酶。在這方面生物又給了我們很好的啟示:牛吃的是充滿纖維素的草,卻能夠勝任拉車、耕田的重活。牛胃的反芻作用,其中微生物產生的纖維素酶都是很值得我們去模擬的。從另一個角度,我們還可以通過提高植物體內的纖維素含量,來提高轉化效率,降低成本。天然的甜高梁、柳枝稷是目前已知的高纖維素含量植物,而通過對它們進行轉基因處理,我們能從單位植株中獲得更多的纖維素。
生物能源的開發與生物技術、基因工程密不可分。其中包括促進光能產物的積累,促進採收後纖維素的降解,以及要使能源植物在缺水的環境中生長,要使這些植物耐受低溫、增加一年中光能轉化的時間。這些都是可以通過基因操作技術來實現。這些工作正是我們這一代人明天要做的事情。今天,我們要多學習這方面的高新技術知識。
我們需要放眼世界,密切關注生態環境和資源問題。過去,我們曾開展節水宣傳、參與植樹造林,為美化環境做出貢獻。而現在我們要身體力行,加入到開發、宣傳新能源的行列中。比如,我們可以在實驗田裡學農勞動,負責原料作物的種植和養護;有組織地進行野外考察,研究各種作物的成分及價值,提供給有關部門。或者科學合理地運用已有的知識,為增強農作物的環境適應性、解決荒漠化問題積極獻言獻策。我們還可以在學校內做培養微生物、植物的組織培養等實驗,提高對生物工程技術的認識水平;加入青少年科技俱樂部,進入科研院所,與導師合作研究相關課題。或者是在學校、社區中宣傳生物能源的使用前景…… 總之,有無數活動與創意等待我們去實施。在這個過程中,不但能豐富自己的文化知識,還可以提高科學素養,鍛煉能力!其實,我們的力量並不微小。只要我們報有一顆熱愛科學的心,將熱情與智慧投入其中,就會獲得意想不到的收獲。而我們的家園,也必將在你我的行動中,變得越來越美麗!

對於生物能我們做什麼

『貳』 人們對生物質能的利用都有哪些

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21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,包括直接用做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1440億~1800億噸(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。

『叄』 生物燃料是什麼能做什麼用有什麼發展前景

凡是生物體中能提取利用的燃料都可以算是生物燃料,但是現在基本就是指乙醇。
主要人物作為汽油等替代品來驅動工業的。
發展前景從華爾街的投資商把錢大筆投入種植場和提煉廠就知道了,而且它的使用成本比氫氣低,普通加油站只需稍微改造設備即可滿足生物燃料對汽車供給,因此比普及氫氣作為汽油替代品前途更好

『肆』 生物質燃料到底有什麼用途

生物質燃料由秸稈、稻草、稻殼、花生殼、玉米芯、油茶殼、棉籽殼等以及"三剩物"經過加工產生的塊狀環保新能源.生物質顆粒燃料,主體為純木質原料,不含任何粘合劑及添加劑,只將木屑經專業機械處理、壓縮成型改變其密度、強度、燃燒性能,使其

『伍』 生物質燃料有哪些用途

取代煤炭的一種可再生燃料,不含硫,環保可再生,熱利用率高,熱值也不錯。原料主要是農林廢棄物,屬於一種不錯的新能源

『陸』 生物能的開發利用包括哪些方面

生物能 生物能Bio-energy
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。生物質所含能量的多少與下列諸因素有密切的關系:品種、生長周期、繁殖與種植方法、收獲方法、抗病抗災性能、日照的時間與強度、環境的溫度與濕度、雨量、土壤條件等,在太陽能直接轉換的各種過程中,光合作用是效率最低的,光合作用的轉化率約為0.5%-5%,據估計溫帶地區植物光合作用的轉化率按全年平均計算約為太陽全部輻射能的0.5%-2.5%,整個生物圈的平均轉化率可達3%-5%。生物質能潛力很大,世界上約有250000種生物,在提供理想的環境與條件下,光合作用的最高效率可達8~15%,一般情況下平均效率為0.5%左右。
以生物質為載體的能量.生物界一切有生命的可以生長的有機物質,包括動植物和微生物.所有生物質都有一定的能量,而作為能源利用的主要是農林業的副產品及其加工殘余物,也包括人畜分糞便和有機廢棄物.生物質能為人類提供了基本燃料。
[編輯本段]一、生化轉化過程 : 1.厭氧消化 厭氧消化為一生化轉化過程,依靠不需氧微生物將固體有機物轉化成甲烷、二氧化碳、氫及其他產物,整個轉化過程可分成三個步驟。首先將不可溶復合有機物轉化成可溶化合物;然後可溶化合物再轉化成短鏈(Short chain)酸與乙醇;最後,二步驟的產物再經各種厭氧菌(不需氧生物)轉化成氣體,一般最後的產物含有50~80%的甲烷,最典型產物為含65%的甲烷與35%的二氧化碳。其主要優點為可利用水分含量達90%的有機物,可小規模利用,淤渣能充當農作物的肥料。至於主要缺點為大量廢水需適當處理,氣體產品儲藏費用高。
2.乙醇發酵 糖類作物發酵可製成乙醇。一般所謂的乙醇整批製程(batchprocess),先將發酵物(糖類作物)稀釋至糖分約為20%(重量),且酸化至Ph4~5,再加入酵母菌(約5%,),再將液體施以分留和精煉。一般2.5加倫糖或5.85 公斤糖(約2184Kcal)可製造1加倫的乙醇(3.79升,21257Kcal),因此在整個發酵過程中幾無能量損失。若使用澱粉作物(例如,玉米、大麥)做發酵物,必須先將澱粉轉化成可發酵糖分,然後再進行發酵。可供發酵製造乙醇的作物,包括甘蔗、番薯,甜菜等。,由作物發酵生產乙醇的費用約為每公升0.34美元,其高生產成本是由於製程為整批式而非連續的,最終產物(乙醇)含有酵母需再精煉處理。這種產量不足以克服高度工業化的需求。現在美國的消費量將近30億桶,以能含量計約為四十億桶的酒精(酒精的熱能約為汽油的70%)。在美國木材地區此等數字作比較,總計約為70萬平方里(=1.8百萬平方公里),其三分之一-即約16億畝-是有的賣的,且實際可用的約為35億畝,我們認為,像美國這樣的國家的燃料需求還不能由發酵酒精來克服。
二、熱化學轉化過程
1.熱解: 熱解也稱為干餾(destructive distillation),指在缺氧條件下的加熱作用。將有機物熱解會產生氣體、液體與固產物,大多數熱解氣體(pyrogas)的主要成分為H2、CO2、CO、CH4與少量碳氫化合物(例如,乙烷);熱解液體一般含有乙醇、醋酸、水或焦油(tars)等;至於熱解固體殘余物含有炭(例如,木炭)於灰分等。熱解過程包括下列處理程序:原料粗碎,烘乾粗碎原料,去除雜質,原料細碎,熱解,冷產物,儲存與分配產物。熱解加熱過程中,固態有機物一般於300℃以上開始進行熱解,某些催化劑(例如,氯化洌┛山檔腿冉夥從Φ鈉鶚嘉露取4死噯冉夥從Ψ淺8叢硬⑶也�鋶煞殖K嬡冉庠�嫌敕從ψ刺�瀉艽蟊浠��ǔ5臀掠刖徛�尤瓤剎��罅抗燙宀�錚��燜偌尤扔敫呶陸���隙嗥�宀�錚�僮魑露紉不嵊跋炱�宀�鐧鈉分省<偃粢�肟掌�暈�秩忌眨��宀�鏤錆�寫罅康牡��說�煞紙�嶁緯裳躉�錚�蚨�檔推�迦劑系娜群�俊?薪材熱解作用一般指在大氣壓和200℃~600℃溫度之間進行,在此狀況下典型的產物包括:木炭30~35% 有機液體18~20% 氣體20% (產品重量相對與乾燥源料的重量) 如果將薪材加熱至1100℃ ,熱解作用依然存在。在此狀況下,大部分液體與固體分餾物將進一步分解,故有較多氣體產物產生.。氣化:有機物的氣化是熱化學反應將固體燃料轉化成可燃氣體。完全燃燒必須發生在有充分氧氣的狀況下,而有機物氧化作用則必須在氧氣不足的狀況下進行。氧化過程的主要反應為: C+ 02 CO放熱C+H2O CO+H2吸熱 CO+ H2OCO2+H2放熱 C+2 H2 CH4放熱 最簡單的氧化作用方式為空氣氧化(air gasification),有機物在有限量空氣之下進行不完全燃燒反應。空氣氧化爐構造簡單、價格便宜並且可靠性高,主要缺點在於所產生氣體被空氣中氮氣所稀釋,因此氣體產物的熱值低,經濟效益不高。 2.液體燃料製造 直接液化使用CO或H2作為還原劑,於高溫高壓下將有機物直接氧化,且均產生油狀液體產物,其可再分餾而充當燃料使用。間接液化 將有機物間接液化的主要方法,採用合成氣體製成原料。而最先發展的間接液化法是處理煤氣液化。A.合成氣體製成乙醇: 此過程在石化工業上應用極廣,多用作乙醇製造。目前可行方法很多,其中最易的方法是將H2與CO在高溫(約300℃)與高壓(約100Atm)下結合,並使用催化劑。反應方程式為:催化劑CO+2 H2 ──CH3OH (合成氣體)(乙醇)此法自薪材提煉乙醇,產率約為360公斤/噸薪材,能量轉換效率約在30~40%之間。顯然乙醇熱含量( 19.8GJ/噸)低於石油燃料(43.7GL/噸汽油),但其仍可用於發動汽、柴油機。B.Mobil法: 若利用Mobil法可將乙醇轉化成高辛烷值汽油,因此可免修改引擎。此方法在試驗室內己獲證實,轉換效率可達90% 。紐西蘭目前正籌建一座日產量12500噸合成石油工廠,可將天然氣轉化為乙醇。C Fisher-Tropseh法: Fisher-Tropsch法利用催化劑將合成氣體製成碳氫燃料。此法發明於1920年,而二次大戰時盛行於德國,以製造合成燃料,今日南非利用此法以轉換煤碳,但產物復雜,目前正研究尋求適當催化劑以使產物化單純化。此法若改採用有機物做原料,則產物的硫含量較低。目前研究中之另一有機物間接液化法,是將熱解氣體製成合成石油,其未來發展潛力被看好。此技術稱為「China lake process」,其採用先進的「快速熱解」步驟,它比標准熱解法可產制含較多幣屬烴(olefins)的氣體產品。此氣體產品再經壓力聚合成高分子量碳氫化合物,經精煉後即可成為有用燃料。據估計總轉換率有22%。
沼 氣 利 用

沼氣:有機物在厭氧條件下被微生物分解發酵生成的一種可燃性氣體.有成生物氣其主要可染成分時甲烷,含量佔60%左右,此外,二氧化碳佔40%左右,以及其他微量成分.沼氣在農村有廣泛的應用,探索出多種沼氣利用技術:下面是幾個應用例子:豬場糞便沼氣發酵處理技術背景與意義。隨著人們物質生活的日益改善和外向型農牧業的發展,我國畜禽養殖業集約化生產近十年來發展迅速,每個大中型畜禽場日排放糞水上百噸,嚴重危害城郊環境衛生,同時成為阻礙養殖業持續穩定發展的重要因素。豬糞水是一優質有機肥源,早先融合於傳統農業生產中,進入良性生態循環,它又是一種良好的生物質能資源,通過沼氣池發酵回收生物質能沼氣,已為人們熟識,而且回收沼氣的過程不僅能夠保持糞水的肥料成份,還可以增進肥質的速效化和腐殖化。農業的集約化生產在顯著提高效率和效益的同時,不幸伴隨著大農業生產良性生態循環體系的肢解。集約化畜禽業生產與農業生產脫離,大量的糞水資源未經妥善處理而任意排放,而成為社會注目的公害,因此對集約化豬場糞便污水進行處理意義重大。技術貓述技術原理:通過對集約化豬場糞水進行包括固液分離段、制肥段、厭氧兩步消化段和好氧處理段在內的處理過程,實現豬糞水的綜合處理,充分回收資源。技術關鍵:固液分離技術,厭氧消化過程,好氧物化處理。優缺點評價:(l)從資源回收、綜合利用和產品商品化出發,優化組合相關的科學技術,不僅能獲得較高的能源、生態和環境效益,而且可獲得可觀的經濟效益。(2)因各工藝段的銜接點均設有緩沖環節,運行中能夠充分承受豬場糞水水質、水量和 pH等的沖擊,確保系統高產能運作和獲取穩定的優異效果。技術指標及要求條件:日處理存欄6500-7000頭的豬場全部糞水100-200噸舊,日產沼氣約300立方米和商品化有機復合肥約1.5噸。主要設備:產酸池、調節池、物化濾池、接觸氧化池、腐化塔、曬道、乾燥房。養豬、產氣、積肥多功能戶用沼氣池建設技術背景與意義。我國目前的農業生產形式主要以戶為單位,大多數農戶既經營種植業也經營養殖業,而戶用沼氣池以農戶生產和生活中的廢棄物作為發酵原料,製取沼氣及多種厭氧消化產物,從而解決了農戶生活用能,並滿足生產中的某些需求,所以建設戶用沼氣池在我國具有良好的發展前景。本項技術旨在設計一種實用性強、便於管理的飼、氣、肥多功能沼氣及相應配套工藝。技術描述技術原理:針對水壓式沼氣池進出料難,冬季產氣率低和農村能源、飼料、肥料缺乏等問題並結合庭院經濟的發展和衛生狀況設計,冬季利用塑膜溫室為沼氣池和豬舍增溫保溫,使沼氣池正常運轉,豬安全越冬。夏季利用棚架種植瓜豆、葡萄,為豬舍遮蔭,使豬舍冬暖夏涼。技術關鍵:池型結構,塑膜溫室的建造,秸稈酸化和粗飼料預處理。優缺點評價:(1)投資少、見效快、實用性強,便於施工管理,綜合效益好;(2)秸稈不直接人池,解決了沼氣進出料難的問題;(3)除貯糞池外,其它設備均設在豬圈內,豬舍冬暖夏涼,實現了能源、飼料、肥料種植、養殖、環保多位一體的良性循環。技術指標及要求條件:(l)產氣率: 0.3-O.5立方米/立方米·天;(2)用氣時間:10-12個月;(3)酸化池容積 1立方米,粗飼料預處理池容積0.2立方米;(4)貯氣罩容積:接日產氣量的50%設計,其它參數接國標池要求設計。每間豬舍長4米,寬3米,四面牆體中空8-10厘米,填充保溫材料(珍珠岩粉或蛭石),前牆高90-100厘米,下留出水孔,後牆高180-190厘米,上部留一小窗,下留通風孔,中校高230厘米。圈後設走廊,寬70厘米,前牆拱架用竹木搭成,採光材料用普通白塑膜,夜間用草簾保溫。豬舍地面南高北低,斜度5',水泥混凝士澆注,厚3厘米。l1月底或12月初扣棚,4月初拆棚。夏秋為自然溫度發酵,冬季在豬圈上建溫室為沼氣池增溫保溫。啟動原料為牛馬糞,啟動後以豬糞為補料,配以人糞尿、秸稈酸化水、粗飼料浸泡酸液等,3-5年大換料一次。資金條件:全套設備一次投資1300元。主要設備:主池、秸稈酸化池、粗飼料預處理池、溢流管、進料口、貯氣罩、廁所。使用沼氣應注意哪能些安全問題:沼氣是廣大農村目前正大力推廣使用折一種新能源,但由於沼氣池是密封的,空氣不流通,缺氧氣,所以應嚴禁輕易入池,以防止中毒窒息。進料時,只能從進料口和活動蓋口進料。確需下池換料、出料或維修沼氣池時,須打開進出料口和活動蓋,三天後方可下池。下池前,為防萬一,可選取放一隻雞或鴨入內。觀察數分鍾,如發現池中雞鴨出現窒息反應,則說明池內沼氣多氧氣少,千萬不能入池。下池時,池上要有專人看護,下池的人可腰系繩子,如發生中毒窒息徵兆,可及時拉出池外。另外,應特別注意不要放含磷高的原料(如菜籽餅、棉餅、磷肥等)入池,因這些原料在池內易產生劇毒氣體,會導致人中毒死亡。二、防止池體爆炸。沼氣如在沼氣池內遇火燃燒,極易引起池體爆炸,因此,嚴禁在活動蓋口和導氣管口點火,否則易將火引入池內,使池內氣體燃燒,引起爆炸。新建的沼氣要在水泥達到強度以後才能進水試驗。進水速度要慢,特別當水已封門時,不能用抽水機進水,以免進水速度過快,池內壓力急速上升而脹破池體。另外,還應定期檢查並排除輸氣管內的積水,否則積水過多,會使池內氣壓被積水阻隔,不能正常反應在壓力表上,就有脹破池身的危險。 三、防止火災燒傷。在用沼氣煮飯炒菜時,要先擦燃火柴,再扭開沼氣開關。如先扭開關後點火,沼氣充滿灶內,遇火易燒焦頭發、眉毛,燒傷皮膚。在出料或維修沼氣池時,千萬不能點蠟燭、油燈等明火進池,只能用手電筒,池內切忌吸煙。在沼氣池、導氣管、輸氣管周圍嚴禁燒火,特別不能讓小孩在進出料間附近玩火,以免發生火災。當聞到室內有臭雞蛋味時,說明有沼氣泄漏,應立即打開門窗,讓室內空氣流通。此時,絕不能在室內點火,要盡快關掉總開關,找到漏氣設備的管理,如輸氣管因鼠咬或老化破裂,要及時進行更換。 參考資料 http://ke..com/view/178812.htm?fr=ala0_1

『柒』 生物質能源有哪些應用范圍

生物質能是指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,是一種可再生能源。

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。

『捌』 生物能的開發利用包括哪些方面

生物能蘊藏量極大,僅地球上的植物,每年生產量就相當於目前人類消耗礦物能的20倍,或相當於世界現有人口食物能量的160倍。生物能的開發和利用具有巨大的潛力。目前主要從三個方面研究開發:一是在農村建立以沼氣為中心的物質循環系統,使秸稈中的生物能以沼氣的形式緩慢地釋放出來,解決燃料問題;二是建立「能量林場」、「能量農場」、「海洋能量農場」這些以植物為能源的發電廠,變「能源植物」為「能源作物」,如「石油樹」、「綠玉樹」;三是種植甘蔗、木薯、海草、玉米、甜菜、甜高粱等作物,既有利於食品工業的發展,植物殘渣又可以製造酒精以代替石油。我國人口多,雖然可作為生物能源的糧食、油料資源很少,但是可作為生物能源的生物質資源有著可挖掘的巨大潛力。

『玖』 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。
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。 2006年(丙戌年)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。
發展生物質能源重在解決「五難」
面對全球性的減少化石能源消耗,控制溫室氣體排放的形勢,利用生物質能資源生產可替代化石能源的可再生能源產品,已成為我國應對全球氣候變暖和控制溫室氣體排放問題的重要途徑之一,國家出台了具體的補貼措施,並且規劃到2015年,生物質能發電將達1300萬千瓦的目標。然而受原料收集難、政策補貼不到位等難題,生物質能源產業的發展規模和水平遠遠低於風能、太陽能的利用。如何發揮生物質能企業的生產積極性,盡快解決這些難題,為此,記者采訪了中國農村能源行業協會生物質專委會秘書長肖明松,國家發展和改革委員會能源研究所研究員秦世平教授,以及可再生能源學會生物質能專業委員會秘書長袁振宏。
一難:認識不夠
生物質能源正處在一個很尷尬的境地。國家發展和改革委員會能源研究所秦世平研究員開門見山地告訴本刊記者:「要說重要,在可再生能源中生物質能源是最重要的,但相比而言,它的產業化程度,發展規模都是最差的。這其中有一些客觀原因,也有一些屬於認識問題。」
生物質能源的重要性體現在以下四點,秦世平介紹:第一,我國是地少人多的國家,農林剩餘物、城市垃圾等廢棄物是生物質資源的主要來源,以往農民處理秸稈大多是一把火點著,城市垃圾多是填埋,但廢棄物的處理是個剛性需求,隨著國家對CO2的排放限制的提高,生物質的能源化利用成為更為先進和有效的方法;第二,我國化石能源短缺,其中液體燃料是最缺少的,而液體燃料只有利用生物質可以轉化;第三,生物質能的各個生產階段都是可以人為干預的,而風能、太陽能只能靠天吃飯,發電必須配合調峰,而生物質能源則不需要,甚至可以為其他能源提供調峰;第四,生物質原料需要收集,這樣能夠增加農民收入,刺激當地消費,可以有效促進農村經濟的發展。一個2500萬~3000萬千瓦的電廠,在原料收集階段農民獲得的實惠約有五六千萬元。「三農」問題解決好了,對於整個社會發展將起到非常重要的作用。
除了客觀上發展規模受限以外,秦世平認為:對生物質能的認識各不相同,對其投資的額度,與地方的GDP增長是不相符的,資源的分散性導致生物質能源在一地的投資,最多也就2億多;這在某些政府官員那來看,生物質能源有點像「雞肋」,有呢吃不飽,丟了又有點可惜,並且地方政府還要幫助協調農民利益、禁燒等「麻煩事」。由此導致生物質能源整體項目規模較小,技術投入不足,盡管它是利國利農的好事,卻處於發展欠佳的尷尬地位。
可再生能源學會生物質能專業委員會秘書長袁振宏也在電話里向記者表示,相比於煤炭、石油、天然氣這些傳統能源,生物質能源在技術上的投入顯然要低得多。對於生物質能源發展,首先要從上層統一思想,提高對生物質能源重要性的認識,並要在技術上加大投入。
二難:補貼門檻過高
對生物質能源的支持,國家採取了多種補貼手段。但補貼門檻過高,手續繁瑣、先墊付後補貼也困擾著不少企業。財政部財建[2008]735號文件規定,企業注冊資本金要在1000萬元以上,年消耗秸稈量要在1萬噸以上,才有條件獲得140元/噸的補助。對此,中國農村能源行業協會生物質專委會秘書長肖明松認為:1000萬元的注冊資金,是國家考慮防範企業經營風險時的必要手段,這對大企業無所謂,但對一些中小公司則很難達到。而1萬噸秸稈的年消耗量,需要相當規模的貯存場地,由此帶來的火災隱患,成本增加問題也是企業不得不考慮的事情。事實上,如果擴大鼓勵面的話,三五千噸也是適用的。受制於這些現實難題,財政部的萬噸補貼政策遭遇落地難。
而參與國家補貼政策制定的秦世平對此解釋說,國家制訂政策的初衷並不鼓勵生物質能源企業因陋就簡,遍地開花,而是鼓勵企業專門從事生物質能源,培養骨幹型企業,這就需要一定的物質基礎。一萬噸的廠子,固定資產就大概需要400萬元,加上流動資金,1000萬元並不算多。而萬噸規模在能源化利用上,剛稱得上有點規模,只要是同一個業主,生產點可以分散,如果規模太小,補貼監管成本也太高。對於補貼方式上,秦世平承認存在一定缺陷,整個機制缺乏能源主管部門、技術部門的參與。制度怎樣更有利於監管,公平公開還有待於進一步完善。而該行業的快速發展,補貼政策功不可沒,但不能因為出現一些問題,因噎廢食,取消這個補貼政策,那將會對剛剛起步的生物質能源化利用產業造成重大的打擊。因為國家補貼不僅僅是提供資金,還表明國家對該行業的支持態度,對企業和投資具有強力的引導作用。
除此之外,固定電價也是補貼的重要一塊。生物質發電是0.75元/度,垃圾和沼氣發電是0.65元/度。增值稅實行即征即退,所得稅按銷售收入的90%來計算。袁振宏則指出政府鼓勵生產,生產完了沒有銷路,這個產業還是發展不起來。所以生產者和用戶兩頭都要鼓勵,為企業開拓市場。產業發展了國家才有政策,反過來不給政策,企業也難有市場。
三難:布局不好要吃虧
到底企業要建多大產能的好?秦世平經常碰到有企業負責人向他請教。
「沒有最好,只有最適合的,適合的就是最好的。比如蘇南地區每人只有幾分地,那就沒法收,這些地方就沒法建大廠,但東北墾區就比較適合建大型電廠,有條件上規模,成本才越低,效益才越高。一定要因地制宜。密集地區可以建氣化發電,做成型燃料,不一定去建發電廠。」
肖明松也建議企業要多方考慮,合理布局,否則很容易陷入發展困局。建生物質能電廠首先要考慮可持續發展,原料分散,就需要分散性利用,要考慮水資源、電力、人文環境是不是可以支撐這個項目。
四難:成本價格難控
受耕作制度的限制,我國農村土地高度分散,從資源的收集儲存運輸帶來很大不利因素,在後續的環節上會放大很多倍。「有些人認為收集半徑的擴大就是多一個油錢,實際上運輸工具、人力成本都不一樣。」秦世平解釋說,「裝機容量3萬千瓦的生物質電廠,一年大概需要25萬-30萬噸秸稈,按我國戶均10畝耕地計算,需要大約20萬農戶來完成,那麼收購時你要帶秤,光開票都需要20萬張。還要一個個裝車,不能實現高效的機械化。」
肖明松也非常理解企業的苦楚。「生物質能源要依賴農業,資源掌握在老百姓手裡,農民的市場意識很好,完全隨行就市。如果收集半徑過大,需要農民花費大量時間收集、運輸,那農民就會要求按外出打工時計算人力成本,如此一來,企業為原料支出的成本就會大大提高。如果企業堅持不抬價,就可能造成企業吃不飽,縮量生產,影響經濟效益。每度電原料成本如果超出一定范圍,無論怎麼發電都是賠錢。加上人工費用近年來的快速增加,成本成了扼住企業脖子的一道枷鎖。」
「所以准備入行的企業首先要考慮的是原料資源的可獲得性,如果不成熟千萬不要貿然進入。」肖明松認為地方政府可以進行協調,比如利用示範效應,鼓勵農民種植秸稈作物,做好企業加農戶的結合,平衡好企業和農戶之間的利益。
五難:技術投入小
「我國的生物質能源技術與國外有一定的差距,但目前的技術加上國家的補貼可以維持產業化經營。技術進步永無止境,國外的技術、設備成本太高並不一定適合我們,轎車科技水平高,但要是去農田就不如拖拉機。」秦世平笑著向記者打了個比方。科研部門每年都在做前端的研究,力度並不大。從實驗室到田間再到工業企業的規模化生產,技術的創新需要一個較長的時間。企業可以一邊生產一邊進行探索。
「目前存在的問題是,有些研究成果與生產有些脫節,並沒有轉化為生產力,推向社會。」肖明松說,一方面技術部門因缺少資金,無法進行規模化生產,另一方面為了盡可能多地收回技術成本,企業有意拉長新技術向市場投放的周期。「但是,我們現在面臨的是國際化的市場,如果抱著老的技術不放,一旦有新技術投放市場,企業始終面臨著效率低下,最終難以維持。」
「生物質能源的技術投入還很小,從宏觀方面來說,現有能源還沒有用盡。壟斷企業控制著部分能源的終端,也限制了中小企業的技術投入。中石油若投入生物質能源,生產乙醇汽油很容易,因為燃料乙醇按標准要求添加到汽油里形成乙醇汽油,整個產業鏈他們可以控制,別人加不進去。當大能源還能夠持續的時候,就不會在生物質能源上下太大的力氣。」此外,國際石油、煤炭,天然氣價格有一個聯動關系,當他們的價格逼近生物質能源的產品價格時,企業就會有更多的利潤,當化石能源資源枯竭到一定程度的時候,生物質能源的優勢就體現出來了。 1. 直接燃燒
生物質的直接燃燒和固化成型技術的研究開發主要著重於專用燃燒設備的設計和生物質成型物的應用。現已成功開發的成型技術按成型物形狀主要分為大三類:以日本為代表開發的螺旋擠壓生產棒狀成型物技術,歐洲各國開發的活塞式擠壓制的圓柱塊狀成型技術,以及美國開發研究的內壓滾筒顆粒狀成型技術和設備。
2. 生物質氣化
生物質氣化技術是將固體生物質置於氣化爐內加熱,同時通入空氣、氧氣或水蒸氣,來產生品位較高的可燃氣體。它的特點是氣化率可達70%以上,熱效率也可達85%。生物質氣化生成的可燃氣經過處理可用於合成、取暖、發電等不同用途,這對於生物質原料豐富的偏遠山區意義十分重大,不僅能改變他們的生活質量,而且也能夠提高用能效率,節約能源。
3. 液體生物燃料
由生物質製成的液體燃料叫做生物燃料。生物燃料主要包括生物乙醇、生物丁醇、生物柴油、生物甲醇等。雖然利用生物質製成液體燃料起步較早,但發展比較緩慢,由於受世界石油資源、價格、環保和全球氣候變化的影響,20世紀70年代以來,許多國家日益重視生物燃料的發展,並取得了顯著的成效。
4.沼氣
沼氣是各種有機物質在隔絕空氣(還原)並且在適宜的溫度、濕度條件下,經過微生物的發酵作用產生的一種可燃燒氣體。沼氣的主要成分甲烷類似於天然氣,是一種理想的氣體燃料,它無色無味,與適量空氣混合後即可燃燒。
1) 沼氣的傳統利用和綜合利用技術
我國是世界上開發沼氣較多的國家,最初主要是農村的戶用沼氣池,以解決秸稈焚燒和燃料供應不足的問題,後來的大中型沼氣工程始於1936年,此後,大中型廢水、養殖業污水、村鎮生物質廢棄物、城市垃圾沼氣的建立擴寬了沼氣的生產和使用范圍。
自20世紀80年代以來,建立起的沼氣發酵綜合利用技術,以沼氣為紐帶,將物質多層次利用、能量合理流動的高效農業模式,已逐漸成為我國農村地區利用沼氣技術促進可持續發展的有效方法。通過沼氣發酵綜合利用技術,沼氣用於農戶生活用能和農副產品生產加工,沼液用於飼料、生物農葯、培養料液的生產,沼渣用於肥料的生產,我國北方推廣的塑料大棚、沼氣池、氣禽畜舍和廁所相結合的「四位一體」沼氣生態農業模式,中部地區以沼氣為紐帶的生態果園模式,南方建立的「豬-果」模式,以及其他地區因地制宜建立的「養殖-沼氣」、「豬-沼-魚」和「草-牛-沼」等模式,都是以農業為龍頭,以沼氣為紐帶,對沼氣、沼液、沼渣的多層次利用的生態農業模式。沼氣發酵綜合利用生態農業模式的建立使農村沼氣和農業生態緊密結合,是改善農村環境衛生的有效措施,也是發展綠色種植業、養殖業的有效途徑,已成為農村經濟新的增長點。
2)沼氣發電技術
沼氣燃燒發電時隨著大型沼氣池建設和沼氣綜合利用的不斷發展而出現的一項沼氣利用技術,它將厭氧發酵處理產生的沼氣用於發動機上,並裝有綜合發電裝置,以產生電能和熱能。沼氣發電具有高效、節能、安全和環保等特點,是一種分布廣泛且價廉的分布式能源。沼氣發電在發達國家已收到廣泛重視和積極推廣。生物質能發電並網電量在西歐一些國家占能源總量的10%左右。
3) 沼氣燃料電池技術
燃料電池是一種將儲存在燃料和氧化劑中的化學能直接轉化為電能的裝置。當源源不斷地從外部向燃料電池供給燃料和氧化劑時,它可以連續發電。依據電解質的不同,燃料電池分為鹼性燃料電池(AFC)、質子交換膜(PEMFC)、磷酸(PAFC)、溶融碳酸鹽(MCFC)及固態氧化物(SOFC)等。
燃料電池能量轉換效率高、潔凈、無污染、雜訊低,既可以集中供電,也適合分散供電,是21世紀最有競爭力的高效、清潔的發電方式之一,它在潔凈煤炭燃料電站、電動汽車、移動電源、不間斷電源、潛艇及空間電源等方面,有著廣泛的應用前景和巨大的潛在市場。
5.生物制氫
氫氣是一種清潔、高效的能源,有著廣泛的工業用途,潛力巨大,來生物制氫究逐漸成為人們關注的熱點,但將其他物質轉化為氫並不容易。生物制氫過程可分為厭氧光合制氫和厭氧發酵制氫兩大類。
6. 生物質發電技術
生物質發電技術是將生物質能源轉化為電能的一種技術,主要包括農林廢物發電、垃圾發電和沼氣發電等。作為一種可再生能源,生物質能發電在國際上越來越受到重視,在我國也越來越受到政府的關注和民間的擁護。
生物質發電將廢棄的農林剩餘物收集、加工整理,形成商品,及防止秸稈在田間焚燒造成的環境污染,又改變了農村的村容村貌,是我國建設生態文明、實現可持續發展的能源戰略選擇之一。如果我國生物質能利用量達到5億噸標准煤,就可解決目前我國能源消費量的20%以上,每年可減少排放二氧化碳中的碳量近3.5億噸,二氧化硫、氮氧化物、煙塵減排量近2500萬噸,將產生巨大的環境效益。尤為重要的是,我國的生物質能資源主要集中在農村,大力開發並利用農村豐富的生物質能資源,可促進農村生產發展,顯著改善農村的村貌和居民生活條件,將對建設社會主義新農村產生積極而深遠的影響。
7.原電池
通過化學反應時電子的轉移製成原電池,產物和直接燃燒相同但是能量能充分利用。 脂肪燃料快艇(說明:本詞條頂部圖片即為脂肪燃料快艇)
紐西蘭業余航海家和環境保護家皮特·貝修恩宣布,他將駕駛以脂肪為動力的快艇「地球競賽」號,進行一次環球航行。據悉,貝休恩將於2008年3月1日從西班牙的瓦倫西亞出發,開始全長約4.5萬公里的環球航行。貝休恩表示,他打算挑戰英國船隻「有線和無線冒險」號於1998年創造的75天環球航行的世界紀錄。
脂肪當燃料「地球競賽」號被稱為世界上最快的生態船,造價240萬美元,融合多項高科技。「地球競賽」號長約23.8米,形似一隻展翅欲飛的天鵝。船身有三層外殼保護,內有兩個功能先進的發動機,最高時速可達每小時40節(約74公里),即使航行在巨浪中,速度也不會減慢。
雖然動物脂肪種類豐富,但貝修恩計劃只利用人類脂肪轉化成的生物燃料作為「地球競賽號」的動力來源,百分之百採用生物燃料完成一次環游世界的環保之旅。
為了能募集到足夠的脂肪生物燃料,貝修恩身先士卒,主動躺到了手術台上。然而整形醫生盡管做了很大努力,從他體內抽出的脂肪也只夠製造100毫升的生物燃料。他的兩名助手抽出的10升脂肪能夠製成7升生物燃料,可供「地球競賽」號航行15公里。
而皮特進行「綠色」環游世界之旅,以打破英國「有線和無線冒險者」號於1998年創造的75天環游世界的紀錄,總共需要7萬升的生物燃料,也就是說,皮特需要胖子志願者們捐贈出大約7萬公斤的脂肪。

『拾』 生物能對人類有哪些貢獻

歷史上它對人類社會進步所起的決定性作用且不說,就是現在,全世界大約還有25億人,即幾乎佔世界人口的一半,燒飯、取暖和照明都在依靠生物能。這些人大多數居住在發展中國家的農村。調查結果告訴我們,在1987年全世界消耗的能源中,生物能佔了14%,大約相當於12.57億噸石油。特別是發展中國家,消耗的全部能源中生物能的比重竟高達35%。

有人估計,目前地球上綠色植物所儲存的能量,加在一起大約相當於8萬億噸標准煤,比目前已知地殼內可供開採的煤炭總儲量還多8倍!

這還不算,更重要的是,像煤炭這樣一類的礦物能源,短時期內不會再生,采出一點少一點,總有一天會採光。而生物能卻是「活」的,能夠再生,可以永續利用,永不枯竭。生物學家說,地球上的綠色植物一年當中通過光合作用儲存起來的太陽能,幾乎是目前人類一年中主要燃料消耗量的10倍。也就是說,全世界綠色植物在一年中「新生」出來的能量,就足夠人類使用好幾年!

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與對於生物能源我們能做些什麼相關的資料

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