新能源之生物质能

1、新能源之生物质能学院：动力与机械学院姓名：陈涛学号：2009301390112 姓名：姓名：摘要：简要介绍新能源中生物质能的分类和特点，生物质能的利用现状，我国利用生物质能方面存在的问题以及一点建议。关键词：新能源，生物质能，分类，特点，利用现状，问题，建议。一、新能源新能源又称非常规能源。是指传统能源之外的各种能源形式；是指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。新能源的各种形式都是直接或者间接地来自于太阳或地球内部所产生的热能。包括太阳能、风能、生物质能、地热能、核聚变能、水能和海洋能以及由可再生能源衍生出来的生物燃料和氢所产生的

2、能量。也可以说，新能源包括各种可再生能源和核能。相对于传统能源，新能源普遍具有污染少、储量大的特点，对于解决当今世界严重的环境污染问题和资源( 特别是化石能源) 枯竭问题具有重要意义。同时，由于很多新能源分布均匀，对于解决由能源引发的战争具有重要意义。新近才被人类开发利用、有待于进一步研究发展的能量资源称为新能源。相对于常规能源而言，在不同的历史时期和科技水平情况下，新能源具有不同的内容。当今社会，新能源通常指核能、太阳能、风能、地热能、氢气等。按类别可分为：太阳能、风力发电、生物质能、生物柴油、燃料乙醇、新能源汽车、燃料电池、氢能、垃圾发电、建筑节能、地热能、二甲醚、可燃冰等。二、生物质能概

3、况随着国际石油价格大幅波动与京都议定书的生效实施，减少温室气体排放、治理环境污染的呼声日益高涨，这进一步促使世界许多发达国家对可再生能源发展的广泛关注，在这些能源中，由于核能、大型水电具有潜在的生态环境风险，风能和地热等具有区域性资源制约，大力发展受到限制和质疑，而生物质能却以资源丰富、生态环境友好光彩夺目。生物质能服务的对象主要是农村生产、生活用能，对于中国有着7.5 亿弄明的具体国情以及生物质能丰富、农村用能短缺、品位低的现实，大力发展生物只能，直面“三农”、能源和环境三大主题，具有重要得战略意义。生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物。而所谓生物质能，就是太阳

4、能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源，同时也是唯一一种可再生的碳源。生物质能的原始能量来源于太阳，故从广义上讲，生物质能是太阳能的一种表现形式。生物质能来源于生物质，也是太阳能以化学能形式贮存于生物中的一种能量形式，它直接或间接地来源于植物的光合作用。生物质能是贮存的太阳能，更是一种唯一可再生的碳源，可转化成常规的固态、液态或气态的燃料。地球上的生物质能资源十分丰富，而且是一种无害的能源。地球每年经光合作用产生的物质达l 730 亿t ，其中蕴含的能量相当

5、于全世界能源消耗总量的10 20 倍，但目前的利用率却不到3 。三、生物质能分类依据来源的不同，可以将适合于能源利用的生物质分为林业资源、农业资源、生活污水和工业有机废水、城市固体废物和畜禽粪便等五大类。林业资源：林业生物质资源是指森林生长和林业生产过程提供的生物质能源，包括薪炭林、在森林抚育和间伐作业中的零散木材、残留的树枝、树叶和木屑等；木材采运和加工过程中的枝丫、锯末、木屑、梢头、板皮和截头等；林业副产品的废弃物，如果壳和果核等。农业资源：农业生物质资源是指农业作物( 包括能源作物) ；农业生产过程中的废弃物，如农作物收获时残留在农田内的农作物秸秆( 玉米秸、高粱秸、麦秸、稻草、豆秸和棉

6、秆等) ；农业加工业的废弃物，如农业生产过程中剩余的稻壳等。能源植物泛指各种用以提供能源的植物，通常包括草本能源作物、油料作物、制取碳氢化合物植物和水生植物等几类。生活污水和工业有机废水：生活污水主要由城镇居民生活、商业和服务业的各种排水组成，如冷却水、洗浴排水、盥洗排水、洗衣排水、厨房排粪便污水等。工业有机废水主要是酒精、酿酒、制糖、食品、制药、造纸及屠宰等行业生产过程中排出的废水等，其中都富含有机物。城市固体废物：城市固体废物主要由城镇居民生活垃圾、商业、服务业垃圾和少量建筑业垃圾等固体废物构成，其组成成分较复杂，受当地居民的平均生活水平、能源消费结构、城镇建设、自然条件、传统习惯及季节变

7、化等因素影响。畜禽粪便：畜禽粪便是畜禽排泄物的总称，它是其他形态生物质( 主要是粮食、农作物秸秆和牧草等) 的转化形式，包括畜禽排出的粪便、尿及其与垫草的混合物。沼气：沼气就是由生物质能转换的一种可燃气体，通常可以供农家用来烧饭、照明。四、生物质能的特点a 可再生性。生物质能属可再生资源。生物质能由于通过植物的光合作用可以再生，与风能、太阳能等同属可再生能源，资源丰富，可保证能源的永续利用。b 低污染性。生物质的硫含量、氮含量低，燃烧过程中生成的so 。、no 。较少；生物质作为燃料时，由于它在生长时需要的二氧化碳相当于它排放的二氧化碳的量，因而对大气的二氧化碳净排放量近似于零，可有效地减轻温

8、室效应。c 广泛分布性。缺乏煤炭的地域，可充分利用生物质能。d 生物质燃料总量十分丰富。生物质能是世界第四大能源，仅次于煤炭、石油和天然气。根据生物学家估算，地球陆地每年生产l 000 一l 250 亿t 生物质；海洋年生产500 亿t 生物质。生物质能源的年生产量远远超过全世界总能源需求量，相当于目前世界总能耗的10 倍。我国可开发为能源的生物质资源到2010 年可达3 亿t 。随着农林业的发展，特别是炭薪林的推广，生物质资源还将越来越多。五、生物质能的利用方式。生物质能一直是人类赖以生存的重要能源，它是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源，在整个能源系统中占有重要地位

9、。有关专家估计，生物质能极有可能成为未来可持续能源系统的组成部分，到下世纪中叶，采用新技术生产的各种生物质替代燃料将占全球总能耗的40 以上。目前人类对生物质能的利用，包括直接用作燃料的有农作物的秸秆、薪柴等；间接作为燃料的有农林废弃物、动物粪便、垃圾及藻类等，它们通过微生物作用生成沼气，或采用热解法制造液体和气体燃料，也可制造生物炭。生物质能的利用主要有直接燃烧、热化学转换和生物化学转换等3 种途径。生物质的直接燃烧在今后相当长的时间内仍将是我国生物质能利用的主要方式。当前，改造热效率仅为10 左右的传统烧柴灶，推广效率可达20 30 的节柴灶这种技术简单、易于推广、效益明显的节能措施，已被

10、国家列为农村新能源建设的重点任务之一。生物质的热化学转换是指在一定的温度和条件下，使生物质汽化、炭化、热解和催化液化，以生产气态燃料、液态燃料和化学物质的技术。生物质的生物化学转换包括有生物质一沼气转换和生物质一乙醇转换等。沼气转化是有机物质在厌氧环境中，通过微生物发酵产生一种以甲烷为主要成分的可燃性混合气体，即沼气。乙醇转换是利用糖质、淀粉和纤维素等原料经发酵制成乙醇。六、生物质能的利用现状2006 年底，全国已经建设农村户用沼气池1 870 万口，生活污水净化沼气池14 万处，畜禽养殖场和工业废水沼气工程2 000 多处，年产沼气约90 亿m3 ，为近8 000 万农村人口提供了优质的生活

11、燃料。中国已经开发出多种固定床和流化床气化炉，以秸秆、木屑、稻壳、树枝为原料生产燃气。2006 年，用于木材和农副产品烘干的有800 多台，村镇级秸秆气化集中供气系统近600 处，年生产生物质燃气2 000 万 m3 。其应用主要在以下两个方面：a 垃圾发电。面对垃圾泛滥成灾的状况，世界各国的专家们已不仅限于控制和销毁垃圾这种被动“防守”，而是积极采取有力措施，进行科学合理地综合处理利用垃圾。我国拥有丰富的垃圾资源，其中存在极大的潜在效益。现在，全国城市每年因垃圾造成的损失约300亿元(运输费、处理费等 )，如果将其综合利用却能创造出高达2 500 亿元的效益!目前，上海等许多城市已经或正在建

12、设垃圾发电厂。垃圾发电将成为生物质能利用的重要领域。b. 生物柴油。物柴油 (biodiesel) 是指以油料作物、野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以及动物油脂、餐饮垃圾油等为原料油，通过酯交换工艺制成的、可代替石化柴油的再生性柴油燃料。生物柴油是生物质能的一种，它是生物质利用热裂解等技术得到的一种长链脂肪酸的单烷基酯。生物柴油是含氧量极高的复杂有机成分的混合物，这些混合物主要是一些分子量大的有机物，几乎包括所有种类的含氧有机物，如醚、酯、醛、酮、酚、有机酸、醇。生物柴油是清洁的可再生能源，它以甘蔗渣、秸秆、木屑等有机废弃物、大豆和油菜籽等油料作物、油棕和黄连木等林木果实、工程微藻等油料水

13、生植物、动物油脂、废餐饮油等为原料制成的液体燃料，是优质的石油、柴油的代用品。生物柴油是典型的“绿色能源”。大力发展生物柴油对经可持续发展，推进能源替代，减轻环境压力，控制城市大气污染具有重要的战略意义。七、我国利用生物质能方面的问题和建议生物质能是人类使用的最古老的能源。我国生物质能的利用存在很大弊端一方面在经济落后的偏远地区能源严重缺乏造成农村掠夺性采伐。森林资源遭到破坏自然生态日趋恶化；另一方面部分农民废弃传统的秸秆燃烧。转向使用化石能源。秸秆焚烧造成资源浪费和环境污染，因此改革生物质传统的使用方式寻求和开发生物质能源先进的清洁转化利用技术。是科技工作者的重要课题。多年来我国生物质气化技术的开发取得了一定成绩但由于存在烧气热值低和净化技术不过关(燃气灰份和焦油含量高 )的瓶颈。一些气化技术简单燃气热值只艟达到1000 大卡每立方米左右的低热值集中供气工程。园气体质量不适合管道供气所以太都以失败而告终造成了巨大的经济损失。由于科技工作者的努力，全国各地以秸秆热解干馏开发的集中供气技术在气体热值和气体净化质量上均有所突破，其热值可达到 3000 大卡每立方米左右仍然没