1. 生物質能源有哪些優勢
生物能源的優勢
第一,生物燃料中代表性的生物醇油是唯一能大規模替代石油燃料的能源產品,而水能、風能、太陽能、核能及其他新能源只適用於發電和供熱。
第二,生物燃料是產品上的多樣性。能源產品有液態的生物乙醇和柴油,固態的原型和成型燃料,氣態的沼氣等多種能源產品。既可以替代石油、煤炭和天然氣,也可以供熱和發電。
第三,生物燃料是原料上的多樣性。生物燃料可以利用作物秸稈、林業加工剩餘物、畜禽糞便、食品加工業的有機廢水廢渣、城市垃圾,還可利用低質土地種植各種各樣的能源植物。
第四,是生物燃料的「物質性」,可以像石油和煤炭那樣生產塑料、纖維等各種材料以及化工原料等物質性的產品,形成龐大的生物化工生產體系。這是其他可再生能源和新能源不可能做到的。
第五,生物燃料的「可循環性」和「環保性」。生物燃料是在農林和城鄉有機廢棄物的無害化和資源化過程中生產出來的產品;生物燃料的全部生命物質均能進入地球的生物學循環,連釋放的二氧化碳也會重新被植物吸收而參與地球的循環,做到零排放。物質上的永續性、資源上的可循環性是一種現代的先進生產模式。
第六,生物燃料的「帶動性」。生物燃料可以拓展農業生產領域,帶動農村經濟發展,增加農民收入;還能促進製造業、建築業、汽車等行業發展。在中國等發展生物燃料,還可推進農業工業化和中小城鎮發展,縮小工農差別,具有重要的政治、經濟和社會意義。
第七,生物燃料具有對原油價格的「抑制性」。生物燃料將使「原油」生產國從目前的20個增加到200個,通過自主生產燃料,抑制進口石油價格,並減少進口石油花費,使更多的資金能用於改善人民生活,從根本上解決糧食危機。
第八,生物燃料是創造就業機會和建立內需市場。巴西的經驗表明,在石化行業1個就業崗位,可以在乙醇行業創造152個就業崗位;石化行業產生1個就業崗位的投資是22萬美元,燃料行業僅為1.1萬美元。聯合國環境計劃署發布的「綠色職業」報告中指出,「到2030年可再生能源產業將創造2040萬個就業機會,其中生物燃料1200萬個」。
2. 生物能源的優點 多寫點
第一,生物燃料是唯一能大規模替代石油燃料的能源產品,而水能、風能、太陽能、核能及其他新能源只適用於發電和供熱.第二,生物燃料是產品上的多樣性.能源產品有液態的生物乙醇和柴油,固態的原型和成型燃料,氣態的...
3. 在人類歷史上使用時間最悠久的能源形式是
在人類歷史上使用時間最悠久的能源形式是生物能源。生物能源的載體是有機物,所以這種能源是以實物的形式存在的,是唯一一種可儲存和可運輸的可再生能源。
而且它分布最廣,不受天氣和自然條件的限制,只要有生命的地方即有生物質存在。從利用方式上看,生物質能與煤、石油內部結構和特性相似,可以採用相同或相近的技術進行處理和利用,利用技術的開發與推廣難度比較低。
生物能源具有以下特點
1、生物質能源在燃放過程中,對環境污染小。生物質能源在燃放過程中產生二氧化碳,排放的二氧化碳可被等量生長的植物光合作用吸收,實現二氧化碳零排放,這對減少大氣中的二氧化碳含量及降低「溫室效應」極為有利。
2、生物質能源蘊含量巨大,而且屬於可再生能源。只要有陽光存在,綠色植物的光合作用就不會停止,生物質能源就不會枯竭。大力提倡植樹、種草等活動,不但植物會源源不斷地供給生物質能源原材料,而且還能改善生態環境。
3、生物質能源具有普遍性、易取性特點。生物質能源存在於世界上國有國家和地區,而且廉價、易取,生產過程十分簡單。
4、生物質能源可儲存和運輸。在可再生能源中,生物質能源是唯一可以儲存與運輸的能源,對其加工轉換與連續使用提供方便。
4. 生物能源的優點
生物質能源的「至美」之處在於其既是保障能源安全的重要途徑之一,又兼具減輕環境污染的特點。在這一點上,作為生物質能源家族一員的能源作物更是表現得淋漓盡致。如甜高粱,不僅可以通過能量轉換替代化石液體燃料,保障能源安全,同時還能保障糧食安全,而且還能吸收二氧化碳,加工過程中無污染,原料得以物盡其用。
生物質能源的「美」還在於它是可再生能源領域唯一可以轉化為液體燃料的能源。它不僅具有資源再生、技術可靠的特點,而且還具有對環境無害、經濟可行、利國利農的發展優勢。
生物質能源的「美」還在於它可以有效促進能源農業的發展,能夠助推社會主義新農村建設的發展。能源作物的大面積種植可以開發利用閑置的荒漠地、鹽鹼地,有利於這些質地差的土壤逐漸改良,更有利於農業產業結構調整,還可以培育出致力於可再生能源利用領域的新型農民。不僅如此,它還可以吸納農村剩餘勞動力,增加農民收入,農民的收入來源也變得更加多元化。
生物能源又稱綠色能源,是指從生物質得到的能源,它是人類最早利用的能源.古人鑽木取火,伐薪燒炭,實際上就是在使用生物能源.
「萬物生長靠太陽」,生物能源是從太陽能轉化而來的,只要太陽不熄滅,生物能源就取之不盡。其轉化的過程是通過綠色植物的光合作用將二氧化碳和水合成生物質,生物能的使用過程又生成二氧化碳和水,形成一個物質的循環,理論上二氧化碳的凈排放為零。生物能源是一種可再生的清潔能源,開發和使用生物能源,符合可持續的科學發展觀和循環經濟的理念。因此,利用高新技術手段開發生物能源,已成為當今世界發達國家能源戰略的重要內容。
但是通過生物質直接燃燒獲得的能量是低效而不經濟的.隨著工業革命的進程,化石能源的大規模使用,使生物能源逐步被煤和石油天然氣為代表的化石能源所替代.但是,工業化的飛速發展,化石能源也被大規模利用,產生了大量的污染物,破壞了自然界的生態平衡,為了進行可持續發展,以及化石能源的弊端日益顯現,生物能源的開發和利用又被人們所側重. 張國寶會見美國能源部助理部長卡斯納先生
因此,人類走向以生物能源開發利用為標志的可再生能源時代,意義十分重大:能大量利用農村的土地,提高農民收入.直接增加能源供給,改善大氣環境,使二氧化碳的排放與吸收形成良性循環,緩解二氧化碳排放的壓力.當前生物能源的主要形式有沼氣,生物制氫,生物柴油和燃料乙醇.
沼氣是微生物發酵秸稈,禽畜糞便等有機物產生的混合氣體,主要成分是可燃的甲烷.生物氫可以通過微生物發酵得到,由於燃燒生成水,因此氫氣是最潔凈的能源.生物柴油是利用生物酶將植物油或其他油脂分解後得到的液體燃料,作為柴油的替代品更加環保.燃料乙醇是植物發酵時產生的酒精,能以一定比例摻入汽油,使排放的尾氣更清潔.雖然現在的主要能源還是化石能源,但是生物能源的前途無量.雖然生物能源的開發利用處於起步階段,生物能源在整個能源結構中所佔的比例還很小,但是其發展潛力不可估量.以我國為例,目前全國農村每年有7億噸秸稈,可傳化為1億噸的酒精.南方有大量沼澤地,可以種植油料作物,發展生物柴油產業.加上禽畜糞便,森林加工剩餘物等.我國現有可供開發用於生物能源的生物質資源至少達到4.5億噸標准煤,相當於我國2000年全部一次能源消費的40%.
生物能源的開發利用,可帶來以可持續發展為目標的循環經濟.以巴西以例,垃圾正在變成有價值的能源.根據巴西有關行業協會統計,2004年巴西回收鋁易拉罐90億個,回收率達到96%,居世界第一.其他各類垃圾的回收率也居世界前列,創造了循環經濟模式.回收的垃圾,根據分類,被用於不同的方面,其中大部分非金屬類的垃圾均可以轉化為能源.生物能源作為綠色能源,具有可再生的特點,而化石能源卻是不可再生能源,這是生物能源的一大優勢.根據估算,地球的石油枯竭期最多可延長到百年,而對於中國這個石油資源相對貧乏的國家來說,石油穩定供給不會超過20年.而生物能源主要利用澱粉質生物如植物,薯類,作物秸稈等加工成其他燃料,從大范圍來看具有大量的來源.據專家估計,全球每年產生的生物質能的儲量為1800億噸,是取之不盡,用之不竭的資源.因此,生物能源在將來大有可為,尤其是在石油供應緊張的時候,生物能源將大顯身手.
面對如此數量巨大的生物質資源,如何提高生物能源的開發利用水平也是一個科學性的問題.在化石能源仍為主要能源的時代,生物能源的開發技術也異常重要,因為化石能源是不可再生能源.以 生物能源和生物化工非糧引導政策文件我國為例,國內大約有20億畝荒山荒地可用於發展能源農業和能源林業,而且我國的產能微生物研究,生物轉化研究,過程與設備研究等已趨成熟,石油替代產品的開發技術也具備進行大規模工業化生產的條件.因此,政府應適應形勢發展的需要,制定生物能源的發展政策焉規劃,合理利用各種手段來支持和推進生物能源的開發利用.應借鑒國外的成功經驗,與我國的實際相結合,極大地推動生物能源的開發利用.
21世紀是生物的世紀,是科學技術飛速發展的新世紀,可持續發展是當前經濟發展的趨勢所在.面對化石能源的枯竭和環境的污染,生物能源的開發利用為經濟的可持續發展帶來了曙光.生物能源作為可再生,污染極小的能源,具有無可比擬的優越性,必將為21世紀的經濟發展和環境保護注入強大的推動力.
5. 什麼是生物能源
生物能源,又稱綠色能源,它是指從生物質中得到的能源,是人類最早利用的能源。生物能源是由太陽能轉化而來的,只要有太陽,生物能源就會取之不盡。其通過綠色植物的光合作用將二氧化碳和水合成生物質,生物能的在使用過程中又生成二氧化碳和水,形成一個物質的循環過程,從理論上看二氧化碳的凈排放其實為零。生物能源是一種可再生的綠色環保能源,是可以不斷開發和使用的生物能源,其符合可持續科學發展觀和循環經濟的理念。因此,利用高科技技術手段開發生物能源,已成為當今世界發達國家在能源戰略方面的重要部分。
生物能一直與太陽能、風能、水能以及地熱能等一起作為新能源的代表,現在它受關注的程度卻直線上升。據科學家們提供的資料顯示,全球每年由光合作用產生的生物質為1440億噸~11800億噸。從理論上講,在自然光照的條件下,太陽光能轉化率為18.7%~28%,而目前世界上最好的光電池的能量轉換效率只有10%~18%,有此可以看出,生物能挖掘的潛力還非常大。而對於風能和太陽能來講,它們都還存在一定的技術問題和成本問題,所以普及推廣相當不易。
目前,由於全球油價高走,因此各國都在努力開發可再生的替代能源,其中乙醇是最被看好的能源之一。乙醇的近期市場是用於車輛的燃料,由於乙醇無污染、可再生,又比石油價格低廉,因此乙醇將順理成章地進入以石化為基礎原料的領域。同時,乙醇還可以廣泛適用於食品、飲料、醫葯、香精、香料等加工領域,是一種優良的日用化工基本原料。
由於人類對乙醇的需求量日益增加,而乙醇的主要原料是以玉米、小麥等為主的糧食作物,如果長此下去的話,將對人類的溫飽問題帶來一定的威脅,所以這時,「非糧」乙醇被推上了科技前沿,人類將迎來非糧生物能源的新時代。目前,廣西已成為中國首個推廣使用非糧原料生產乙醇汽油的省份,使用的乙醇燃料是以非糧作物木薯為原料生產的。這標志著中國生物能源的發展向前邁出了堅實的一步,今後中國將逐步走向「非糧化」。
生物質可以很好的把太陽能吸收和儲存起來。太陽能照射到地球上後,其能量一部分轉化為熱能,一部分則被植物所吸收,轉化為了生物質能。由於轉化為熱能的太陽能能量密度非常低,從而不容易被人類所收集,只有利用很少的一部分,其他大部分就儲存於大氣和地球中的其他物質中;生物質在光合作用下,能夠把太陽能收集起來,儲存在有機物中,這些能量就是人類發展所需能源的源泉和基礎。基於這種獨特的形成過程,生物質能既不同於常規的礦物能源,又有別於其他的新能源,從而具有兩者的特點和優勢,成為了人類最主要的可再生能源之一。
研究人員還指出,隨著以基因技術為代表的現代科技的推廣和應用,以纖維質為原料生產乙醇正在逐步成為現實。纖維質可以說是地球上資源儲存量最為豐富的可再生資源,它主要包括草、紅薯、甘蔗、土豆等不與口糧爭地、爭水的高產、高糖或耐旱、耐鹼經濟作物,還包括秸稈、農作物殼皮、樹枝、落葉、果殼林業邊腳余料和城鄉固體垃圾,這些原料可謂是取之不盡,用之不竭的資源。據科學家測算,中國每年只要把農作物秸稈資源的一半轉化為乙醇,就將超過中國每年汽油消耗量的1.2倍以上。因此,專家指出,只有用纖維質作為乙醇的生產原料,才能滿足於人類在未來石油時代對液體能源的大量需求。
21世紀是科學技術迅速發展的新世紀,可持續發展也是當前經濟發展的趨勢所在。面對化石能源的枯竭和環境的污染,生物能源的開發和利用為經濟的可持續發展帶來了光明。生物能源作為可再生、非常環保的新能源,具有無法超越的優越性,必將推動21世紀的經濟發展和環境保護工作更上新台階。
6. 生物能源的主要特徵
我國生物質能發展方向與對策
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生物橋 2005-09-27 11:45:07
生物質能是由植物的光合作用固定於地球上的太陽能,最有可能成為21世紀主要的新能源之一。據估計,植物每年貯存的能量約相當於世界主要燃料消耗的10倍;而作為能源的利用量還不到其總量的l%。這些未加以利用的生物質,為完成自然界的碳循環,其絕大部分由自然腐解將能量和碳素釋放,回到自然界中。事實上,生物質能源是人類利用最早、最多、最直接的能源,至今,世界上仍有15億以上的人口以生物質作為生活能源。生物質燃燒是傳統的利用方式,不僅熱效率低下,而且勞動強度大,污染嚴重。通過生物質能轉換技術可以高效地利用生物質能源,生產各種清潔燃料,替代煤炭,石油和天然氣等燃料,生產電力。而減少對礦物能源的依賴,保護國家能源資源,減輕能源消費給環境造成的污染。專家認為,生物質能源將成為未來持續能源重要部分,到2015年,全球總能耗將有40%來自生物質能源。
1.2能源與環境
人類正面臨著發展與環境的雙重壓力。經濟社會的發展以能源為重要動力,經濟越發展,能源消耗多,尤其是化石燃料消費的增加,就有兩個突出問題擺在我們面前:一是造成環境污染日益嚴重,二是地球上現存的化石燃料總有一天要掘空。按消費量推算,世界石油資源在今後50年到80年間將最終消耗殆盡。到2059年,也就是世界上第一口油井開鑽二百周年之際,世界石油資源大概所剩無幾。另一方面,由於過度消費化石燃料,過快、過早地消耗了這些有限的資源,釋放大量的多餘能量和碳素,打破了自然界的能量和碳平衡,是造成臭氧層破壞,全球氣候變暖,酸雨等災難性後果的直接因素。這就是說,如果不發展出新的能源來取代化石常規能源在能源結構中的主導地位,在21世紀必將發生嚴重的、災難性的能源和環境危機,是人類在下一世紀所面臨的三大最可能發生的災難之一。
1.3國家安全
固然,發展生物質能源不是獲得新的能源的唯一途徑,人類可以採用高技術手段獲得核能源,甚至從外太空獲得能源,但其中的危害也是有目共睹的。首先,核能源的發展極可能給已經不安的世界帶來新的不穩定因素,甚至直接威脅到人類的生存環境;其次,各國或各集團在人類下世紀技術水平下所能到達的有限外太空區域內進行的能源開發,將不可避免地引發新的爭奪或爭端,其禍福不言自明。而生物質能源則不僅是最安全、最穩定的能源,而且通過一系列轉換技術,可以生產出不同品種的能源,如固化和炭化可以生產因體燃料,氣化可以生產氣體燃料,液化和植物油可以獲得液體燃料,如果需要還可以生產電力等等。目前,世界各國,尤其是發達國家,都在致力於開發高效、無污染的生物質能利用技術,保護本國的礦物能源資源,為實現國家經濟的可持續發展提供根本保障。
2.國外生物質能技術的發展狀況
生物質能源的開發利用早已引起世界各國政府和科學家的關注。有許多國家都制定了相應的開發研究計劃,在日本的陽光計劃、印度的綠色能源工程、美國的能源農場和巴西的酒精能源計劃等發展計劃。其它諸如丹麥、荷蘭、德國、法國、加拿大、芬蘭等國,多年來一直在進行各自的研究與開發,並形成了各具特色的生物質能源研究與開發體系,擁有各自的技術優勢。
2.1沼氣技術
主要為厭氧法處理禽畜糞便和高濃度有機廢水,是發展較早的生物質能利用技術。80年代以前,發展中國家主要發展沼氣池技術,以農作物秸稈和禽畜糞便為原料生產沼氣作為生活炊事燃料。如印度和中國的家用沼氣池;而發達國家則主要發展厭氧技術,處理禽畜糞便和高濃度有機廢水。目前,日本、丹麥、荷蘭、德國、法國、美國等發達國家均普遍採取厭氧法處理禽畜糞便,而象印度、菲律賓、泰國等發展中國家也建設了大中型沼氣工程處理禽畜糞便的應用示範工程。採用新的自循環厭氧技術。荷蘭IC公司已使啤酒廢水厭氧處理的產氣率達到10m3/m3.d的水平,從而大大節省了投資、運行成本和佔地面積。美國、英國、義大利等發達國家將沼氣技術主要用於處理垃圾,美國紐約斯塔藤垃圾處理站投資2000萬美元,採用濕法處理垃圾,日產26萬m3沼氣,用於發電、回收肥料,效益可觀,預計10年可收回全部投資。英國以垃圾為原料實現沼氣發電18MW,今後10年內還將投資1.5億英鎊,建造更多的垃圾沼氣發電廠。
2.2生物質熱裂解氣化
早在70年代,一些發達國家,如美國、日本、加拿大、歐共體諸國,就開始了以生物質熱裂解氣化技術研究與開發,到80年代,美國就有19家公司和研究機構從事生物質熱裂解氣化技術的研究與開發;加拿大12個大學的實驗室在開展生物質熱裂解氣化技術的研究;此外,菲律賓、馬來西亞、印度、印尼等發展明家也先生開展了這方面的研究。芬蘭坦佩雷電力公司開始在瑞典建立一座廢木材氣化發電廠,裝機容量為60MW,產熱65MW,1996年運行:瑞典能源中心取得世界銀行貸款,計劃在巴西建一座裝機容量為20-3OMW的發電廠,利用生物質氣化、聯合循環發電等先進技術處理當地豐富的蔗渣資源。
2.3生物質液體燃料
另一項令人關注的技術,因為生物質液體燃料,包括乙醇、植物油等,可以作為清潔燃料直接代替汽油等石油燃料。巴西是乙醇燃料開發應用最有特色的國家,70年代中期,為了擺脫對進口石油的過度依賴,實施了世界上規模最大的乙醇開發計劃,到1991年,乙醇產量達到130億升,在980萬輛汽車中,近400萬輛為純乙醇汽車,其餘大部分燃用20%的乙醇-汽油混合燃料,也就是說乙醇燃料已佔汽車燃料消費量的50%以上。1996年,美國可再生資源實驗室已研究開發出利用纖維素廢料生產酒精的技術,由美國哈斯科爾工業集團公司建立了一個1MW稻殼發電示範工程:年處理稻殼12,000噸,年發電量800萬度,年產酒精2,500噸,具有明顯的經濟效益。
2.4其它技術
此外,生物質壓縮技術可書固體農林廢棄物壓縮成型,製成可代替煤炭的壓塊燃料。如美國曾開發了生物質顆粒成型燃料:泰國、菲律賓和馬來西亞等第三世界國家發展了棒狀成型燃料。
3.我國的生物質能源
我國基本上是一個農業國家農村人口占總人口的70%以上,生物質一直是農村的主要能源之一,在國家能源構成中也佔有益要地位。
3.1生物質能資源
我國現有森林、草原和耕地面積41.4億公頃,理論上生物質資源理可達650億噸/年以上(在但第平方公里土地面積上,植物經過光合作用而產生的有機碳量,每年約為158噸)。以平均熱值為15,000千焦/公斤計算,摺合理論資源最為33億標准煤,相當於我國目前年總能耗的3倍以上.
實際上,目前可以作為能源利用的生物質主要包括秸稈、薪柴、禽畜糞便、生活垃圾和有機廢渣廢水等。據調查,目前我國秸稈資源量已超過7.2億噸,約3.6億噸標准煤,除約1.2億噸作為飼料、造紙、紡織和建材等用途外其餘6億噸可作為能源用途:薪柴的來源主要為林業採伐、育林修剪和薪炭林,一項調查表明:我國年均薪柴產量約為1.27億噸,摺合標准煤0.74億噸:禽畜糞便資源量約1.3億噸標准煤;城市垃圾量生產量約1.2億噸左右,並以每年8%-10%的速度增,據估算,我國可開發的生物質能資源總量約7億噸標准煤。
3.2生物質能源和利用
我國生物質的能源利用絕大部分用於農村生活能源,極少部分用於鄉鎮企業的工業生產:而利用方式長期來一直以直接燃燒為主,只是近年來才開始採用新技術利用生物質能源,但規模較小。普及程度較低,在國家,甚至農村的能源結構中佔有極小的比例。
生物質直接燃燒方式不僅熱效率低下,而且大量的煙塵和余灰的排放使人們的居住和生活環境日益惡化,嚴重損害了婦女、兒童的身心健康。此外,還對生態、社會和經濟造成極其不利的影響:
1.在必須使用生物質能源而利用方式不合理的情況下,必然對森林等自然資源進行不合理採伐,破壞了自然植被和生態平衡;
2.對於有機垃圾、有機廢水、有機廢渣、禽畜糞便以及部分農業廢棄物等資源沒有充分加以利用,不僅造成資源浪費,而且使其成為主要的有機污染源,除造成嚴重的大氣和水污染之外,還排放大量的溫室氣體,加劇了全球溫室效應;
3.同時,隨著經濟的迅速發展和人民生活水平的提高,能源短缺問題必將成為21世紀阻礙國家經濟的持續發展的重大問題,必須予以足夠的重視,並採取有效措施著力加以解決。
事實上,大力開發和利用生物質能源,對於緩解21世紀的能源、環境和生態問題具有重要意義,產生諸多利益;
4.減少污染,改善人民生活條件。不管是有機污水處理、城鎮垃圾能源的利用還是秸稈熱解利用中一個重要的共同點解決環境污染問題,這也是大部分生物質利用的首要目標。
5.解決農村能源供應問題,提高農民生活水平。
我國農村能源供應緊張,而生物質源豐富,所以可利開展利用生物質能,可以改善農村的能量供應。提高他們的生活水平。
6.改善能源結構,減輕對對環境的壓力。我國可開發的生物資源達7億噸,如果能充分開發,可以在我國的能源消費中占重要的地方,這對改善我國能源結構,減少我國對石化燃料的依賴,進而減少我國CO2和SO2等污染物的排放,最終緩解能源消耗給環境造成的壓力有重要的意義。
3.3市場需求
可以預計,隨著國民經濟的發展和人民生活水平的提高,生物質能利用技術和裝置的市場前景將會越來越廣闊。主要依據:
1.目前,絕大部分農作物秸稈因得不到有效利用而就地焚燒於農田,不僅浪費了大量的能源,而成了嚴重的環境污染,給社會生活和經濟發展造成了一定程度的負面影響。如發生在成都雙流機場和首都機場的煙塵事件。逐漸富裕起來的農民,隨著生活水平的提高,迫切改變原來直接燃用秸稈薪柴煙薰火燎的炊事取暖局面,以生物質可燃氣作為他們的生活能源,就會改善其衛生環境,提高生活質量,減輕勞動強度。
2.眾多糧食、木材、茶葉、果類等加工廠,每天都有大量的谷殼、鋸末、木屑、果殼等廢棄物產出堆放,利用生物質氣化技術將其轉換成可燃氣,生產出優質能源,變廢為寶,可謂一舉兩得。
3.禽畜糞便既是極為有害大環境污染源泉又是重要的生物質能資源,隨著大型畜牧場的不斷建成和發展,所產生的環境污染也日趨嚴重。應用厭氧技術處理禽畜糞便更具有能源與環境雙重意義。
4.隨著我國社會經濟的迅速發展,城市人口的增多和居民生活的改善,城市的垃圾處理問題便顯得日益突出。我國的以北京為例,1995年,年垃圾產量均已突破400萬噸,1996年北京的垃圾量則達485萬噸。採用厭氧技術處理有機垃圾,不僅可獲得能源,而且達到低費用治理污染的目的。
5.我國的邊遠地區,生物質資源豐富,多屬於缺電、少電地區,可將生物質氣化發電,或供熱可自產自用。
6.事買上,生物質能源技術之所以具有廣闊的市場前景,其優勢在於開發利用生物質能源不僅可以獲得取之不盡的能源,而且具有保護環境,節省資源的功能。
3.4我國生物質能技術發展現狀與問題
我國政府及有關部門對生物質能源利用極為重視,國家幾位主要領導人曾多次批示和指示加強農作物秸稈的能源利用。國家科委已連續在三個國家五年計劃中將生物質能技術的研究與應用列為重點研究項目,涌現出一大批優秀的科研成果和成功的應用範例,如產用沼氣池、禽畜糞便沼氣技術、生物質氣化發電和集中供氣、生物壓塊燃料等,取得了可觀的社會效益和經濟效益。同時,我國已形成一支高水平的科研隊伍,包括國內有名的科研院所和大專院校:擁有一批熱心從事生物質熱裂解氣化技術研究與開發的著名專家學者。
a.沼氣技術是我國發展最早、曾晉遍推廠的生物質能源利用技術。70年代,我國為解決農村能源短缺的問題,曾大力開發和推廣戶用沼氣地技術,全國已建成525萬戶用沼氣池。在最近的連續三個五年計劃中,國家都將發展新的沼氣技術列為重點科技攻關項目,計劃實施了一大批沼氣及其利用的研究項目和示範工程。至今,我國已建設了大中型沼氣池3萬多個,總容積超過137萬m3,年產沼氣5,500萬m3,僅100m3以上規模的沼氣工程就達630多處,其中集中供氣站583處,用戶8.3萬戶,年均用氣量431m3,主要用於處理禽畜糞便和有機廢水。這些工程都取得了一定程度的環境效益和社會效益,對發展當地經濟和我國厭氧技術起到了積極作用。在「九五」計劃中,應用於處理高濃度有機廢水和城市垃圾的高效厭氧技術被列為科技攻關重點項目,分別由中科院成都生物研究所和杭州能源環境研究所承擔實施,現已取得預期的進展。
我國厭氧技術及工程中存在的主要問題:相關技術研究少、輔助設備配套性差、自動化程度低、非標設備加工粗糙、工程造價高、開放式前後處理的二次污染嚴重等。
b.我國的生物質氣化技術近年有了長足的發展,氣化爐的形式從傳統上吸式、下吸式到最先進的流化床、快速流化床和雙床系統等,在應用上除了傳統的供熱之外,最主要突破是農村家庭供氣和氣化發電上。「八五」期間,國家科委安排了「生物質熱解氣化及熱利用技術」的科技攻關專題,取得了相當成果:採用氧氣氣化工藝,研製成功生物質中熱值氣化裝置;以下吸式流化床工藝,研製成功l00戶生物質氣化集中供氣系統與裝置:以下吸式固定床工藝,研製成功食品與經濟作物生物質氣化烘乾係統與裝置;以流化床干餾工藝,研製成功1000戶生物質氣化 集中供氣系統與裝置。「九五」期間,國家科委安排了「生物質熱解氣化及相關技術」的科技攻關專題,重點研究開發1MW大型生物質氣化發電技術和農村秸稈氣化集中供氣技術。目前全國已建成農村氣化站近200多個,谷殼氣化發電100多台套,氣化利用技術的影響正在逐漸擴大。
c.「八五」期間,我國開始了利用纖維素廢棄物製取乙醇燃料技術的探索與研究,主要研究纖維素廢棄物的稀酸水解及其發酵技術,並在「九五」期間進入中間試驗階段。我國已對植物油和生物質裂解油等代用燃料進行了初步研究:如植物油理化特性、酯化改性工藝和柴油機燃燒性能等方面進行了初步試驗研究。「九五」期間,開展了野生油料植物分類調查及育種基地的建設。我國的生物質液化也有一定研究,但技術比較落後,主要開展高壓液化和熱解液化方面的研究。
d.此外,在「八五」期間,我國還重點對生物質壓縮成型技術進行了科技攻關,引進國外先進機型,經消化、吸收,研製出各種類型的適合我國國情的生物質壓縮成型機,用以生產棒狀、塊狀或顆粒生物質成型燃料。我國的生物質螺旋成型機螺桿使用壽命達500小時以上,屬國際先進水平。
雖然我國在生物質能源開發方面取得了巨大成績,技術水平卻與發達國家相比仍存在一定差距,如:
a.新技術開發不力,利用技術單一。我國早期的生物質利用主要集中在沼氣利用上,近年逐漸重視熱解氣化技術的開發應用,也取得了一定突破,但其他技術開展卻非常緩慢,包括生產酒精、熱解液化、直接燃燒的工業技術和速生林的培育等,都沒有突破性的進展。
b.由於資源分散,收集手段落後,我國的生物質能利用工程的規模很小;為降低投資,大多數工程採用簡單工藝和簡陋設備,設備利用率低,轉換效率低下。所以,生物質能項目的投資回報率低,運行成本高,難以形成規模效益,不能發揮其應有的、重大的能源作用。
c.相對科研內容來說,投入過少,使得研究的技術含量低,多為低水平重復研究,最終未能解決一些關鍵技術,如:厭氧消化產氣率低,設備與管理自動化程度較差;氣化利用中焦油問題沒有徹底解決,給長期應用帶來嚴重問題;沼氣發電與氣化發電效率較低,相應的二次污染問題沒徹底解決。導致許多工程系統常處於維修或故障的狀態,從而降低了系統運行強度和效率。
此外,在我國現實的社會經濟環境中,還存在一些消極因素制約或阻礙著生物質能利用技術的發展、推廣和應用,主要表現為:
a.在現行能源價格條件下,生物質能源產品缺乏市場竟爭能力,投資回報率低挫傷了投資者的投資積極性,而銷售價格高又挫傷了消費者的積極性。
b.技術標准未規范,市場管理混亂。在秸桿氣化供氣與沼氣工程開發上,由於未有合適的技術標准和嚴格的技術監督,很多未具備技術力量的單位和個人參與了沼氣工程承包和秸桿氣化供氣設備的生產,引起項目技術不過關,達不到預期目標,甚至帶來安全問題,這給今後開展生物質利用工作帶來很大的負面影響。
c.目前,有關扶持生物質能源發展的政策尚缺乏可操作性,各級政府應盡快制定出相關政策,如價格補貼和發電上網等特殊優惠政策。
d.民眾對於生物質能源缺乏足夠認識,應加強有關常識的宣傳和普及工作。
e.政府應對生物質能源的戰略地位予以足夠重視,開發生物質能源是一項系統工程,應視作實現可持續發展的基本建設工程。
4.發展方向與對策
4.1發展方向
我國的生物質能資源豐富,價格便宜,而經濟環境和發展水平對生物質技術的發展處於比較有利的階段。根據這些特點,我國生物質的發展既要學習國外先進經驗,又要強調自己的特色,所以,今後的發展方向應朝著以下幾方面:
a.進一步充分發揮生物質能作為農村補充能源的作用,為農村提供清潔的能源,改善農村生活環境及提高人民生活條件。這包括沼氣利用、秸桿供氣和小型氣化發電等實用技術。
b.加強生物質工業化應用,提高生物質能利用的比重,提高生物質能在能源領域的地位。這樣才能從根本上擴大生物質能的影響,為生物質能今後的大規模應用創造條件,也是今後生物質能能否成為重要的替代能源的關鍵。
c.研究生物質向高品位能源產品轉化的技術,提高生物質能的利用價值。這是重要的技術儲備,是未來多途徑利用生物質的基礎,也是今後提高生物質能作用和地位的關鍵。
d.同時,利用山地、荒地和沙漠,發展新的生物質能資源,研究、培育、開發速生、高產的植物品種,在目前條件允許的地區發展能源農場、林場,建立生物質能源基地,提供規模化的木質或植物油等能源資源。
4.2對策
根據上面的主要發展方向,今後我國生物質利用技術能否得到迅速發展,主要取決於以下幾個方面:
a.在產業化方面:加強生物質利用技術的商品化工作,制定嚴格的技術標准,加強技術監督和市場管理,規范市場活動,為生物質技術的推廣創造良好的市場環境。
b.在工業化生產與規模化應用方面:加強生物質技術與工業生產的聯系,在示範應用中解決關鍵的技術在技術研究方面:既重點解決推廣應用中出現的技術難題,在生產實踐中提高並考驗生物質能技術的可靠性和經濟性,為大規模使用生物質創造條件。
c.在技術研究方面:既重點解決推廣應用中出現的技術難題,如焦油處理,寒冷地區的沼氣技術等,又要同時開展生物質利用新技術的探索,如生物質制油,生物質制氧等先進技術的研究。
d.制定一項生物質能源國家發展計劃,引進新技術、新工藝,進行示範、開發和推廣,充分而合理地利用生物質能資源。在21世紀,逐步以優質生物質能源產品(固體燃料、液體燃料、可燃氣、由、執等形式)取代部分礦物燃料,解決我國能源短缺和環境污染等問題。
4.3優先領域
.秸稈能源利用
.有機垃圾處理及能源化
.工業有機廢渣與廢水處理及能源化
.生物質液體燃料
4.4重大關鍵技術
.高效生物質氣化發電技術
.有機垃圾IGCC發電技術
.高效厭氧處理及沼氣回收技術
.纖維素製取酒精技術
.生物質裂解液化技術
.能源植物培育及利用技術
5.結語
生物質能源在未來世紀將成為可持續能源重要部分。我國幅員遼闊,但化石能源資源有限,生物質資源豐富,發展生物質能源具有重要的戰略意義和現實意義。採用高新技術將秸稈、禽畜糞便和有機廢水等生物質轉化為高品位能源,開發生物質能源將涉及農村發展、能源開發、環境保護、資源保護、國家安全和生態平衡等諸多利益。希望得到社會各界、各級政府、專家學者的廣泛關注與支持,為我國的生物質能源事業創造有益的發展環境。
http://www.newenergy.org.cn/energy/ocean/read.asp?id=397
7. 生物質能還有什麼特點
生物質能,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。『』
生物質特點
生物質是指利用大氣、水、土地等通過光合作用而產生的各種有機體,即一切有生命的可以生長的有機物質通稱為生物質。它包括植物、動物和微生物。廣義概念:生物質包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物為食物的動物及其生產的廢棄物。有代表性的生物質如農作物、農作物廢棄物、木材、木材廢棄物和動物糞便。狹義概念:生物質主要是指農林業生產過程中除糧食、果實以外的秸稈、樹木等木質纖維素(簡稱木質素)、農產品加工業下腳料、農林廢棄物及畜牧業生產過程中的禽畜糞便和廢棄物等物質。特點:可再生、低污染、分布廣泛。
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。
8. 生物質能源具有哪些優勢
生物質能源的「至美」之處在於其既是保障能源安全的重要途徑之一,又兼具減輕環境污染的特點。在這一點上,作為生物質能源家族一員的能源作物更是表現得淋漓盡致。如甜高粱,不僅可以通過能量轉換替代化石液體燃料,保障能源安全,同時還能保障糧食安全,而且還能吸收二氧化碳,加工過程中無污染,原料得以物盡其用。
生物質能源的「美」還在於它是可再生能源領域唯一可以轉化為液體燃料的能源。它不僅具有資源再生、技術可靠的特點,而且還具有對環境無害、經濟可行、利國利農的發展優勢。
生物質能源的「美」還在於它可以有效促進能源農業的發展,能夠助推社會主義新農村建設的發展。能源作物的大面積種植可以開發利用閑置的荒漠地、鹽鹼地,有利於這些質地差的土壤逐漸改良,更有利於農業產業結構調整,還可以培育出致力於可再生能源利用領域的新型農民。不僅如此,它還可以吸納農村剩餘勞動力,增加農民收入,農民的收入來源也變得更加多元化。
綠色能源
生物能源又稱綠色能源,是指從生物質得到的能源,它是人類最早利用的能源.古人鑽木取火,伐薪燒炭,實際上就是在使用生物能源。「萬物生長靠太陽」,生物能源是從太陽能轉化而來的,只要太陽不熄滅,生物能源就取之不盡。其轉化的過程是通過綠色植物的光合作用將二氧化碳和水合成生物質,生物能的使用過程又生成二氧化碳和水,形成一個物質的循環,理論上二氧化碳的凈排放為零。生物能源是一種可再生的清潔能源,開發和使用生物能源,符合可持續的科學發展觀和循環經濟的理念。因此,利用高新技術手段開發生物能源,已成為當今世界發達國家能源戰略的重要內容。
但是通過生物質直接燃燒獲得的能量是低效而不經濟的.隨著工業革命的進程,化石能源的大規模使用,使生物能源逐步被煤和石油天然氣為代表的化石能源所替代.但是,工業化的飛速發展,化石能源也被大規模利用,產生了大量的污染物,破壞了自然界的生態平衡,為了進行可持續發展,以及化石能源的弊端日益顯現,生物能源的開發和利用又被人們所側重。
9. 生物能的種類和特點是什麼
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,所以從廣義上講,生物質能是太陽能的一種表現形式。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。生物質能潛力很大,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,都有一定的能量,而把它作為能源利用的主要是農林業的副產品及其加工殘余物,也包括人畜糞便和有機廢棄物。生物質能為人類提供了基本燃料。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五大類。生物能具備下列優點:提供低硫燃料;提供廉價能源;將有機物轉化成燃料可減少環境公害;與其他非傳統性能源相比較,技術上的難題較少。但生物能也不是完美的,也有其缺點,例如:植物僅能將極少量的太陽能轉化成有機物;單位土地面的有機物能量偏低;缺乏適合栽種植物的土地,有機物的水分偏多。
10. 生物能源的類型特點
概念:燃料乙醇一般是指提及濃度達到99.5%以上的無水乙醇。
特點:可作為新興能源,減少石油消耗,保障國家能源安全;辛烷值高,抗爆性能好,可作為汽油添加劑,提高辛烷值,減少礦物燃料對大氣污染;是可再生能源,利用農作物發酵生產乙醇,燃燒排放二氧化碳與作物在生長過程中消耗二氧化碳基本持平,可減少礦物燃料燃燒產生的二氧化碳。 概念:生物柴油是清潔的可再生能源,它是一大豆和油菜籽等油料作物、油棕和黃連木等油料林木果實、工程薇藻等油料水生植物以及動物油脂、廢餐飲油等為原料製成的液體燃料,是優質的石化柴油代替品。
特點:優良的環保性、較好的低溫發動機啟動性能、較好的安全性能、較好的安全性能、具有可再生性能、無需改動柴油發動機 概念:生物丁醇是以生物為原料,通過與乙醇相似的發酵工藝制備而成的可再生能源。
特點:碳排放量較低、蒸汽壓力較低、與汽油混合與水的寬容度較大,與汽油混合比較高 概念:薇澡即指是生長在海中的藻類,是植物界的隱花植物,通過有效的利用太陽能,進行光合作用固定二氧化碳,將無機物轉化為氫、高不飽和烷烴、油脂等能源物資。
特點:薇澡生物是可再生、速生生物、對大氣二氧化碳沒有凈增加、人工培養資源佔用小。 概念:生物質發電是指利用生物質所具有的生物質能進行的發電,是可再生能源發電的一種,包括農林廢棄物直接燃燒發電、農林廢棄物氣化發電、垃圾焚燒發電、垃圾填埋發電、沼氣發電等。