提高生物質能利用技術有哪些

⑴ 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。

⑵ 生物質能的利用途徑有哪些

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.

⑶ 生物質能源化技術主要包括什麼

生物質能源化技術主要包括氣化、直接燃燒發電、固化成型及液化等。目前，前3種技術已經達到比較成熟的商業化階段，而生物質的液化還處於研究、開發及示範階段。從產物來分，生物質液化可分為製取液體燃料(乙醇和生物油等)和製取化學品。由於製取化學品需要較為復雜的產品分離與提純過程，技術要求高，成本高，目前國內外還處於實驗室研究階段。高溫燃燒氣將生物質快速加熱分解，反應溫度600℃。

生物質生產燃料乙醇的原料主要有剩餘糧食、能源作物和農作物秸稈等。利用糧食等澱粉質原料生產乙醇是工藝很成熟的傳統技術。用糧食生產燃料乙醇雖然成本高，價格上對石油燃料沒有競爭力，但有時糧食連年增收，會囤積大量陳化糧。燃料乙醇可按一定比例加到汽油中作為汽車燃料。國內外燃料乙醇的應用證明，它能夠使發動機處於良好的技術狀態，改善不良的排放，有明顯的環境效益。然而我國剩餘糧食即使按大豐收時的3000萬噸全部轉化為乙醇來算，可生產1000萬噸乙醇，也只有2000年原油缺口的1／10；而且隨著中國人口的持續增長，糧食很難出現大量剩餘。因此，陳化糧是一種不可靠的能源。

⑷ 生物質能的利用方式

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。
1、直接燃燒：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%至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。
2、熱化學轉化：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。
3、生物化學轉換：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。

⑸ 生物質能如何利用

利用現代技術，將生物質轉化為能量可以通過直接燃燒的方法，也可用生化學和熱化學法轉化成氣體、液體和固體燃燒，例如，木材、草類、農作物等。利用生物質能可進行乙醇、甲醇、甲烷、植物油、汽油、氫等的工業生產。目前使用的轉換技術主要是生物質厭氧消化生產沼氣；生產質發酵製造酒精；生物質熱分解氣化等。
生物質能的轉換技術具體說，大致可分為以下三類：直接燃燒；生物轉換技術；化學轉換技術。此外，生物質還可通過多種煤氣發生爐轉化為可燃煤氣。從長遠看，綠色能源的開發利用，必將是跨世紀的大趨勢，而且可以預見，21世紀生物質能技術的發展，必將取得令人鼓舞的進步。

⑹ 我國生物質能的開發利用有哪些

1．我國的生物質能資源情況

我國擁有豐富的生物質能資源，據測算，我國理論生物質能資源50×108t左右，是我國目前總能耗的4倍。生物質能資源按原料的化學性質分，主要為糖類、澱粉和木質纖維素類。按原料來源分，則主要包括以下幾類：（1）農業生產廢棄物，主要為作物秸稈。（2）薪柴、枝丫柴和柴草。（3）農林加工廢棄物，木屑、谷殼和果殼。（4）人畜糞便和生活有機垃圾等。（5）工業有機廢棄物、有機廢水和廢渣等。（6）能源植物，包括所有可作為能源用途的農作物、林木和水生植物資源等。其中來源最廣、儲量最大、利用前景最可觀的是農業生物質和林業生物質這兩大類。

1）農業生物質

農業生物質資源包括農產品加工廢棄物和農作物秸稈，如圖7.13所示。農產品加工廢棄物有花生殼、玉米芯、稻殼和甘蔗渣等；農作物秸稈包括水稻秸稈、小麥秸稈和玉米秸稈等。據統計，我國各地區主要農業生物質的可利用總量約為5.6×108t，排名前三的地區分別是山東、河南、河北，而秸稈類農業生物質資源利用的主要方向為24%用於飼用，15%用於還田，2.3%用於工業，剩餘的約60%用於露地燃燒或薪柴。因此，我國的農業生物質資源的應用潛力非常大。

圖7.16生物質能開發利用的主要技術

2）化學轉化

生物質的化學轉化涉及氣化、液化和熱解等三個方面。

（1）氣化：

生物質氣化是指在一定的溫度條件下，藉助氧氣或水蒸氣的作用，使高聚合的生物質發生熱解、氧化、還原等反應，最終轉化為CO，H2和低分子烴類等可燃氣體的過程。在我國，應用生物質氣化技術最廣的領域是生物質氣化發電（BGPG）。生物質氣化發電的成本約為0.2～0.3元/（kW·h），已經接近或優於常規發電，其單位投資約為3500～4000元/kW，僅為煤電的60%～70%，具備進入市場競爭的條件，發展前景非常廣闊。

（2）液化：

生物質液化技術是指在高溫高壓的條件下，進行生物質熱化學轉化的過程。通過液化，可將生物質轉化成高熱值的液體產物，即將固態的大分子有機聚合物轉化成液態的小分子有機物，生物柴油就是利用生物質液化技術生產出的可再生燃料。油料作物如大豆、油菜、棕櫚等在酸性或鹼性催化劑和高溫的作用下發生酯交換反應，生產相應脂肪酸甲酯或乙酯，再經過洗滌乾燥後得到生物柴油。與傳統的石化能源相比，其硫和芳烴含量低，十六烷值高，閃點高，具有良好的潤滑性，可添加到化石柴油中。

（3）熱解：

生物質熱解是指利用熱能將生物質的大分子打斷，從而轉化為含碳原子數目較少的低分子化合物的過程，即生物質在完全缺氧條件下，經加熱或不完全燃燒後，最終轉化成高能量密度的氣體、液體和固體產物的過程，而木炭就是利用生物質熱解技術生產出的重要產物。木炭產品包括白炭、黑炭、活性炭、機制炭四大類，其中應用范圍最廣的是活性炭。活性炭是具有發達孔隙結構、強吸附力、比表面積巨大等一系列優點的木炭。在我國，活性炭廣泛應用於葡萄糖、味精和醫葯等產業的生產。

3）生物轉化

生物轉化技術是指依靠微生物發酵或者酶法水解作用，對生物質進行生物轉化，生產出乙醇、氫、甲烷等液體或氣體燃料的技術。生物轉化的生物質原料包括澱粉和木質纖維素兩大類。玉米、木薯、小麥等澱粉類糧食作物是生物轉化的主體，但是以農作物為原料轉化的產品成本較高，且易受土地和人口的因素限制，產量無法大幅度增加。因此以廉價的農作物廢料等木質纖維素為原料的生物轉化技術才是解決能源危機的有效途徑。然而，木質纖維素的結構和組分與澱粉類原料有很大的不同，解決高效、低成本降解木質纖維素原料的問題是木質纖維素轉化產物取代化石燃料的根本途徑。

⑺ 生物質能的開發利用有哪兩個方面

通常的垃圾發電技術是將垃圾投入焚燒爐中燃燒，由垃圾燃燒產生的熱量製造蒸汽驅動蒸汽輪機發電。垃圾中含有大量的鹽分和氯乙烯等物質，燃燒後會產生一種含有氯元素的氣體，這種氣體在溫度達到300℃時就會嚴重腐蝕鍋爐及管道，所以發電用蒸汽的溫度只能控制在250℃左右。通常垃圾發電技術的發電效率只能達到10%-15%，普通火力發電的發電效率則在40%左右，因而這樣的垃圾發電技術普及和實用的難度大。
美國皮內拉斯的垃圾發電站年發電量為100億kw.h，每周可處理120多萬噸的垃圾，垃圾燃燒後的廢渣用於鋪路。荷蘭政府也撥出巨款設計建造若干大型垃圾發電站。
日本首座「超級垃圾發電機組」於1996年11月，在群馬縣榛名町正式試運行。這種「超級垃圾發電技術」的特點是採用蒸汽輪機的同時增設燃氣輪機，利用烯氣輪機產生的熱將鍋爐產生的250℃左右的蒸汽溫度提高到400℃。由於蒸汽溫度得到大幅度提高，發電效率可上升到31%。據測算，如果將日本全國每天產生的垃圾全部用於發電，每天可發電6000萬kWh.，相當於100座中型火力發電站的發電能力。
環保專家認為，由於大幅度提高垃圾發電效率的技術不斷開發成功，垃圾發電將有可能迅速發展，它不僅可以解決垃圾處理場地不足的問題，還可以化害為得，減少環境污染，並可望成為很有潛力的電力來源。
五、生物質固化成型技術
生物質固化成型技術是將經過粉碎、具有一定粒度的生物質，放入擠壓成型機中，在一定壓力和溫度的作用下，製成棒狀、塊狀或粒狀物的加工工藝。成型燃料熱性能優於木材，與中質混煤相當，而且點火容易，便於運輸和貯存。
生物質壓製成型技術把農、林業中的廢棄物轉化成能源，使資源得到綜合利用，並減少了對環境的污染。成型燃料可作為生物質氣化爐、高效燃燒爐和小型鍋爐的燃料，也可以進一步炭化，作為冶金、化工等行業的還原劑、添加劑等。
生物質熱壓緻密成型機理，主要是木質素起膠粘劑的作用。木質素在植物組織中有增強細胞壁和粘合纖維的功能，屬非晶體，有軟化點，當溫度達到70-110℃時，粘合力開始增加，在200-300℃時發生軟化、液化。此時再加以一定的壓力，並維持一定的熱壓滯留時間，可使木質素與纖維緻密粘接，遂使大部分物料變開，冷卻後生物質即可固化型。另外，粉碎的生物質顆粒互相交織，也增加了成物強度。
壓製成型機的基本結構用於生物質緻密成型的設備，主要有螺旋擠壓式、活塞沖壓式和環模滾壓式幾種類型。
六、種植「石油」作物技術
據專家預測，地球上的石油資源僅夠維持到21世紀30年代。為了滿足現代化生活的需求，目前世界各國在注意節約能源的同時，積極尋找石油的替代能源，而選育種植石油作物，用植物油替代石油是一個重要途徑。其主要方法有以下兩個方面。
1、在一些經濟發達國家，通過擴大種植甘蔗、甜高梁、甜菜、甘薯以及速生林，提高產品產量，通過對這些農、林產品採用熱解技術製取液體燃料。1997年10月在德國召開國際燃料研討會上，有關學者建議，利用基因技術，選育優良品種，提高油菜籽產量，加工榨取大量菜籽的脂肪酸含量和抗病害能力，增加油菜籽產量，加工榨取大量菜籽油，從自然條件來看，目前比較現實的是開發植物油，它是一種可再生能源，可替代石油。從車輛製造方面看，採用像菜籽油這樣的植物燃料，不需要對現有的汽車發動機結構作大的改動，在製造技術方面也不存在在的困難。從生態效果來看，採用植物燃料的汽車所排放的廢氣將遠低於汽油，因此對生態環境較有利；此外對人體健康也不易產生直接的危害。
2、開發新的石油作物。人類為尋找石油的替代能源，選育出了高光效的石油植物。據報道，植物界，可有於製成石油品種很多，不少喬木、灌木、草類、藻類等都含有極可觀的天然煉油物質。
巴西的一種香膠樹，半年之內每棵樹可分泌出20-30kg膠汁，不必提煉即可作燃料。在美國加州農場發現的野生黃鼠草，每公頃產量可提煉出1000kg石油，人工種植時產油可達6000kg；美國加州大學培育的石油草，含碳氫化合物的白色乳狀液，稍加提煉便可以得到石油；美國還在其西海岸附近的海域中培育出一種巨型海藻，一晝夜可長60厘米，其含油量很高。日本的一個科研小組宣布，他們成功地從一種淡水藻類中提出取出了石油。這種藻類在吸收二氧化碳進行光合作用的過程中體內蓄集了石油，它不僅對二氧化碳的吸收率高，而且其石油生成能力遠遠超過預想的程度。提取出的石油不僅發熱量高、而且氮、硫含量少。這種淡水藻廣泛分布在世界各地的湖泊沼澤中。
諾貝爾獎得主美國的卡爾教授早在1984年已開發出首個人工石油種植場，而且得到每公頃120-140桶石油的收成。他的成就推動了全球石油植物研究，美國已有一個上百萬平方米的速生林提煉石油。英國也批准興建一所石油植物園，而瑞士制訂出一個利用植物石油，取代全國半數石油耗量的計劃。

⑻ 生物質能的主要利用形式包括什麼

生物質能的主要利用形式包括直接燃燒、熱化學轉換和生物化學轉換等3種途徑。

1、直接燃燒

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、熱化學轉換

是指在一定的溫度和條件下，使生物質氣化、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。

①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。

②生物質碳化

生物質顆粒碳化燃料是各種生物質經過乾燥、轉性、混料、成型、碳化等復雜過程連續生產出來的一種新型燃料，其與煤性質相同，是可供各種燃燒機、生物質鍋爐、熔解爐、生物質發電等的高效、可再生、環保生物質燃料，此種燃料在國際認證為零污染燃料。

③生物質熱解

通常是指在無氧或低氧環境下，生物質被加熱升溫引起分子分解產生焦炭、可冷凝液體和氣體產物的過程，是生物質能的一種重要利用形式。

3、生物質化學轉換

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，包括有機物質-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。生物制氫，生物質通過氣化和微生物催化脫氫方法制氫。

⑼ 簡述我國生物質能應用技術主要哪幾個方面

1、高校直接燃燒技術和設備；
2、薪材集約化綜合開發利用；
3、生物質能的液化、氣化等新技術開發利用；
4、城市生活垃圾的開發利用；
5、能源植物的開發。
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生物質能是自然界中有生命的植物提供的能量。這些植物以生物質作為媒介儲存太陽能。屬再生能源。據計算，生物質儲存的能量為270億千瓦，比目前世界能源消費總量大2倍。人類歷史上最早使用的能源是生物質能。19世紀後半期以前，人類利用的能源以薪柴為主。當前較為有效地利用生物質能的方式有： (1) 製取沼氣。主要是利用城鄉有機垃圾、秸桿、水、人畜糞便，通過厭氧消化產生可燃氣體甲烷，供生活、生產之用。(2) 利用生物質製取酒精。當前的世界能源結構中，生物質能所佔比重微乎其微。

⑽ 生物質能的主要利用形式包括哪些

生物質能的主要利用形式包括直接燃燒和發電、生物質裂解與干餾、生物質緻密成型、生物質氣化及發電、生物質熱解液化、燃料乙醇、生物柴油、能源作物。

1、直接燃燒和發電：直接燃燒大致可分爐灶燃燒、鍋爐燃燒、垃圾焚燒和緻密成型燃料燃燒四種情況。我國小型生物質燃燒發電也已商業化，南方地區的許多糖廠利用甘蔗渣發電。廣東、廣西兩地共有小型發電機組380台，總裝機容量達800兆瓦，雲南省也有一些此類電廠。

2、生物柴油：目前我國生物柴油研究開發尚處於起步階段。先後有上海內燃機研究所和貴州山地農機所、中國農業工程研究設計院、遼寧省能源研究所、中國科技大學、河南科學院化學所、華東理工大學、雲南師范大學農村能源工程重點實驗室等單位都對生物柴油作了不同程度的研究，並取得可喜的成績。

3、生物質緻密成型：緻密成型燃料燃燒是把生物質固化成型後再採用傳統的燃煤設備燃用，主要優點是將分散和疏鬆的生物燃料進行集中和加密，以便於儲存和運輸，使之成為便捷和清潔高效的能源。主要缺點是生產成本偏高。

4、生物質氣化及發電：我國已開發出多種固定床和流化床小型氣化爐，以秸稈、木屑、稻殼、樹枝等為原料生產燃氣，熱值為4～10兆焦／立方米。

目前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。兆瓦級生物質氣化發電系統已推廣應用20多套。「十五」期間，按照國家高科技發展計劃（863計劃）已建成4兆瓦規模生物質氣化發電的示範工程。

5、能源作物：能源作物種植是近期發展起來的新型產業，是隨著生物質能開發與利用的不斷深入和擴大逐步形成的。能源作物是指各種用以提供能源的植物，通常包括速生薪炭林、能榨油或產油的植物、可供厭氧發酵用的藻類和其它植物等。

許多能源作物是自然生長的，收集比較困難。現在人們有意識地培育一些能源作物，經過嫁接、馴化、繁殖，不斷提高產量，以滿足對能源不斷增長的需要。甜高粱就是一種很好的能源作物。