生物質材料有哪些應用

⑴ 生物質顆粒有什麼用途

生物質顆粒用途：

1、大型養殖場牲畜的飼料，便於貯存、運輸；

2、民用取暖和生活用能，干凈、無污染，便於貯存、運輸；

3、工業鍋爐和窯爐燃料，替代燃煤和燃氣，解決環境污染；

4、可做為氣化發電、火力發電的燃料，解決小火電廠關停問題。

(1)生物質材料有哪些應用擴展閱讀：

意義：我國是能耗大國，調整能源結構，利用生物質能是必然選擇。生物質經過壓縮成型後，其體積大幅減小從而更便於運輸、貯存和使用，解決了生物質大規模利用的關鍵難題，因此該技術及設備非常適合於生物質發電、工業鍋爐的清潔能源改造、農村新型炊事燃料。

主要具有如下深遠意義：

1）替代煤，從而減少一次能源的消耗。

2）實現碳循環，減少了溫室氣體二氧化碳的排放。

3）增加農業附加值，增加農民收入。

4）該技術及設備符合國家產業政策，具有較好的經濟效益和社會效益。

⑵ 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。

⑶ 生物質的應用是什麼

生物質的應用包括大量至關重要的而且常常可以反映政策的內容，包括能源、環境、農業、全球貿易、交通運輸和土地使用規劃等，這些內容極為復雜。生物質是極為豐富且有多種用途的可再生資源，目前佔全球初級能源供應12%的份額，也佔到了歐洲共同體初級能源供應的4%。各種假設與預測表明，2030—2050年，生物質在全球能源需求中將會達到15%～35%的比重。到2030年，歐洲共同體的初級生物能源潛力總量將達2.5億～2.9億噸石油當量，而在2003年，僅為0.69億噸石油當量。

生物質燃料生產可能的途徑

然而，如果沒有任何補貼，生物質往往會無法與今天廣泛使用的用於發電或汽車燃料的化石燃料競爭。但是，這種缺憾可能會變得並不重要，在能源供給中，生物質將會具有更大的潛能。

用生物質作為一種能量資源是自然碳循環的一部分，因為燃燒時釋放到大氣層中的二氧化碳量基本上等於在光合作用光合作用是指在生物體內從光能轉化為化學能的一系列酶—催化劑過程。它的初始物質是二氧化碳和水，能量來源是光（電磁、輻射）；而終端產物是氧（含有能量的）和碳水化合物，如蔗糖、葡萄糖、澱粉。這一過程是可以論證的最重要的生物化學途徑，因為地球上所有的生物都直接或間接地依靠這種作用。這是一種發生在較高等植物、藻類以及細菌（如藍藻）體內的一種復雜的過程。中被生物質所吸收的量。培育和轉化生物質給料（指供送入機器或加工廠的原料）的非能源密集型加工技術具有一種二氧化碳平衡功能。生物質可以提供的能源形式包括熱量、電力、氣體的，液體的或固體的加熱燃料和汽車燃料。三種主要的生物質能轉化加工技術為：（1）熱化學技術，如燃燒、熱解和汽化；（2）生物技術，如發酵和酶的水解；（3）油脂化學技術，如植物油和動物脂肪的煉制。

從廣義上講，生物燃料（可以培育或栽培的稱為「農業燃料」）定義為由源自死亡不久的生物體（絕大部分為植物）構成的固體、液體或氣體燃料。據此，可以與化石燃料區別開來，後者源自死亡已久的生物質。從理論上講，生物燃料可以產自任何（生物學的）碳源。最常見的植物都是具有能夠俘獲太陽能的光合作用的植物。許多不同的植物和源自植物的物質都可被用於生物燃料的製造。生物燃料的應用已經遍布全球，在歐洲、亞洲和美洲的生物燃料工業正在蓬勃發展，最常見的用途是車用液體燃料。所以，可再生的生物燃料的使用可以減少人們對石油的依賴性並提高能源的安全性。生物燃料的生產與使用的各種當代的要素有緩解石油價格的壓力、食品與燃料之爭、碳排放的水平、可持續性生物燃料生產、森林的濫伐與土壤流失的影響、人權方面的內容、減少貧困的潛力、生物燃料價格、能源的平衡與效率以及集中於分散生產的模式等。

最大的技術挑戰之一，就是研發一些用特殊手段將生物質能轉化為可供車用的液態燃料的方式。為達此目的，有兩種最常用的戰略：（1）增加糖類作物（甘蔗、甜菜、甜高粱等）或澱粉（玉米、穀物等）的產量，然後將其做發酵處理，生成乙醇（酒精）；（2）增加那些能夠（自然地）生產油脂的植物，如油棕櫚樹、大豆或藻類的產量。當這些油料被加熱時，它們的黏度就會下降，這樣就可以在柴油發動機內進行直接燃燒，也可以將這些油經過化學處理後產生燃料（如生物柴油）；木材和木材的副產品可以被轉化為生物燃料，如木（煤）氣、甲醇或乙醇燃料。

從2006年的石油價格來看，一些生物燃料已經具備了競爭力（參見下表），如果石油價格長期保持高位的話，研究與開發工作將會使更多的生物燃料投入使用。隨著人們對農作物關注的增加，有三種植物都可供利用：草、樹木和藻類。草和樹生長在乾燥的土地上，但加工處理工藝比較復雜。目前的觀點是將樹的所有生物質（特別是由樹的細胞壁構成的纖維素）轉化為燃料。

與油類和油類產品價格相比的生物燃料價格

發展中國家的生物燃料

許多發展中國家都在建立自己的生物燃料工業。這些國家擁有極為豐富的生物質資源，而隨著人們對生物質和生物燃料需求量的增加，生物質正在變得更有價值。世界各地的生物燃料開發的進度不盡相同，印度和中國等國正在大力發展生物乙醇和生物柴油技術。印度正在擴大麻風樹屬的種植，這是一種可用於生產生物柴油的產油作物。印度的糖酒精研究的目標是在車用燃料中達到5%的份額。中國是一個重要的生物乙醇生產國。開發生物燃料的成本也是非常高昂的。在發展中國家，生物質能可以為生活在農村的人們提供加熱和做飯的燃料。牲畜的糞便和農作物的殘余物常常被用作燃料。國際能源署的數據表明，在發展中國家初始能源中約30%是由生物質提供的。全球20多億人用生物燃料作為他們的初始能源來源，用於戶內做飯的生物燃料的使用往往會產生健康問題和污染。據國際能源署2006年的《世界能源展望》，生物質燃料使用時不通風現象已經造成了全球130萬人的死亡。解決這一問題的方法是改進爐灶和使用替代燃料。然而，燃料具有對生物（尤其是人）的傷害性，而可替代燃料則又過於昂貴。從1980年或更早以來，人們就開始設計生產出極低成本、較高燃燒效率且低污染的生物質能灶具。

「生物燃料的生產一直頗受質疑，因為生物燃料的生產肯定會提高農作物的價格，進而從整體上影響食品安全！」

問題在於教育與分配的缺乏、腐敗橫生以及外國的投資過少等。在沒有幫助或資助（如小額信貸）的情況下，發展中國家的人們往往不能解決這些問題。一些組織，如中間技術開發集團（Intermediate Technology Development Group）的工作就是為那些無法得到生物燃料的人們建立使用這種燃料和替代燃料的設施。

目前生物燃料生產與使用的問題。人們認為生物燃料的優點在於：減少溫室氣體的排放，減少化石燃料的使用，增加國家能源的安全性，加快了農村的發展並為未來提供可持續性能源。生物燃料的局限性在於：生物燃料生產的原材料必須迅速得到補充，而且必須對生物燃料的生產過程進行創新性設計和不斷補充，這樣方能以最低的價格獲得最多的燃料，而且能夠獲得最大的環境效益。廣義而言，第一代生物燃料的生產加工僅能為我們提供極少的份額，造成這種現象的原因如下所述。第二代加工技術能夠為我們提供更多的生物燃料和更好的環境效益，但其加工技術的主要障礙是投資成本：預計建立第二代生物燃料生產加工的成本高達5億歐元。目前，關於生物燃料的有利與不利之間的爭議時常出現。政治學家和大型企業正在推動以農作物為原料的乙醇生物燃料的進程，並以此為石油的替代品。實際上，這一措施正在加速全球糧食價格的飛速上漲，使得亞馬孫河流域的叢林被毀滅，並使全球變暖加劇。

石油價格的調節

生物燃料使用的全球安全意義。如果石油需求量的增加未被抑制，則會使石油消費國更易受到傷害，嚴重時會使石油供給中斷並會導致油價劇烈波動。有報道表明，生物燃料可能終有一天會成為一種可替代能源，但是，生物燃料的使用對全球能源安全的意義，經濟的、環境的和公共健康的意義還有待於進一步評估。經濟學家不同意生物燃料生產規模的擴大會影響石油價格的說法。在交易市場上，如果不使用生物燃料的話，石油價格將會比目前的還要高15%，汽油價格也會高出25%。可替代能源的有序供給將有助於平抑汽油價格。生物燃料的使用規模受到了極大的限制，而且成本昂貴，這使得它的價格與石油價格之間存在著極大的差異，由於這種能源成本的基本要素之一就是食品的價格，所以生物燃料的生產也代表著對食品價格的調節作用。

「來源於植物的生物燃料轉化為能量，從本質上講是植物通過光合作用獲得的太陽能的再利用。太陽與可用能（與總量的換算）轉化效率比較表明，太陽能發電板的能量效率是穀物乙醇的100倍，是最好的生物燃料的10倍之多。」

上漲的食品價格——「食品與燃料」之爭。這是一個引起全球爭論的話題。對此，美國國家穀物生產者聯合會（National Corn Growers Association）就認為生物燃料並不是主要原因。一些人認為，問題在於政府對生物燃料支持的結果。另一些人則認為，原因在於石油價格的上漲。食品價格上漲的影響對於較貧窮的國家尤甚。在一些國家中，凍結生物燃料生產的呼聲高漲，那裡的人們認為生物燃料不應與食品生產展開競爭，更不能「人口奪食」！生物燃料生產所追求的目的應該在於不會影響到1億多目前因食品價格上漲而處於危險邊緣的人們的生活。

能源效率在物理學與工程學，包括機械與電子工程學中，能量效率是一個量綱一級量，其值介於0到1之間，當用100相乘時，以百分比表示。在一個處理過程中的能量效率以eta表示，其定義為：效率η=輸出／輸入，式中輸出為機械工作的量（以瓦計），或是處理工程中釋放出來的能量（以焦耳計），而輸入則指輸入供加工處理所使用的能量或工作量。根據能量轉換原理，在一個密閉體系內的能量效率永遠不會超過100%。與生物燃料的能源平衡。用原材料進行生物燃料的生產需要能量（如農作物的種植、最終產品的轉化與運輸以及化肥、滅草劑和殺真菌劑的生產與使用），而且也會對環境產生影響。生物燃料的能量平衡是由燃料生產過程中所輸入的能量與它在汽車發電機內燃燒時所釋放出能量的比較，這會因輔料和預計的使用方式而變化。從向日葵籽生產出來的生物柴油可以產生0.46倍於化石燃料的輸出效率；從大豆產生的生物柴油所產生的輸出效率則可達化石燃料的3.2倍。與從石油煉制的汽油和柴油的輸出效率相比，生物柴油分別是前者的0.805倍，後者的0.84倍。

對於生物燃料來說，生產每英熱單位的能量所需輸入的能量要大於化石燃料：石油可以用泵從地下抽到地面，而且其能量效率要高於生物燃料。然而，這並不是一個用石油取代生物燃料的必需條件，而使用生物燃料也並不會對環境產生影響。人們已經進行了關於生物燃料生產能源平衡計算方面的研究，結果顯示，因所採用的生物質和生產地點不同將會導致能源平衡的極大差異。生物燃料生產的生命周期評估表明，在某些條件下，生物燃料的生產僅僅限制了能量的儲存和溫室氣體的排放。化肥輸入和遠距離的生物質運輸能夠減少溫室效應氣體（GHG）的儲存。

人們可以設計生物燃料生產工廠的位置，以便盡量減少所需運輸的距離，建立農業管理制度，以限制用於生物生產所使用的化肥量。一項關於歐洲溫室氣體排放的研究發現，用農作物種子（如歐洲油菜籽）所製成的生物柴油的「油井—車輪」（WTW）CO2排放量可能幾乎與從化石燃料製取的柴油的CO2排放量相當。這表明一個簡單的結果：產自澱粉類農作物的生物乙醇所產生的CO2排放量幾乎與產自化石燃料的汽油的一樣多。這項研究表明，第二代生物燃料具有低CO2排放量的特點。其他獨立的LCA研究表明，同等當量的生物燃料與化石燃料相比，前者的CO2排放量是後者的50%左右。如果使用了第二代生物燃料生產技術或者減少化肥的生產，則可以減少80%～90%的CO2排放量。通過使用副產品提供熱量（如用甘蔗渣生產乙醇），溫室效應氣體的排放量還將下降。

具有相互依存作用的植物的搭配能夠提高效率。一個實例就是利用來自工業產生的廢熱進行乙醇的生產，然後進行冷卻和循環，用於替代能夠使大氣升溫的水熱蒸發。

水力能由流動的水體產生的能量。

水力能或水動力能是活動著的水產生的力或能量。它可以被聚集起來供人類使用。在進行大規模的商業用電之前，水力能被用於灌溉和多種機械，如水磨坊、紡織機械的運轉、鋸木廠等。在一個工廠（作坊）里，可以通過下落的水產生壓縮空氣，然後利用這種壓縮空氣去推動遠離水源的機械運行。

水力能的利用已有數百年的歷史。在印度，建起了水輪機和水磨坊；在羅馬帝國，人們用水力機械磨麵粉，還用於鋸開木材和石料。從蓄水池內釋放出的水波浪能被用於提取金屬礦——這就是所謂的「水清洗（礦石）法」。水清洗法在中世紀的英國得到了廣泛的應用，後來的人們用此法萃取鉛和鋅。再後來，該法演化為水力選礦法，廣泛應用於美國加利福尼亞州的黃金礦的淘選工藝中。在中國和其他遠東地區，人們用水力作為「水輪機」，將水從地下抽到地表，引入灌溉的水渠中去。19世紀30年代是世界上運河的修築高峰期，人們利用一種傾斜面的鐵路藉助水的能量在陡峭的上坡、下坡上拉動河裡的駁船行駛。直接的機械能傳遞需要利用當地的瀑布，如19世紀後半葉，在美國密西西比河的聖安東尼（Saint Anthony）瀑布，水的落差可達50英尺，人們在那裡建起了許多代客加工的磨坊，這些磨坊的建立促進了明尼阿波利斯（美國明尼蘇達州東南部城市）的發展。水力能的利用也呈現網狀發展，利用多條管線從源頭將具有壓力的液體（如泵）輸往終端用戶，以供機械的運行。如今，水力能的最大用途就是發電，它可以使人們用上來自水力的廉價能量。

⑷ 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。

⑸ 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。

⑹ 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。